El mapeo genético incluye los siguientes procesos

El método de construcción de mapas de diferentes cromosomas se llama mapeo genético. El mapeo genético incluye los siguientes procesos:

1. Determinación de Grupos de Enlace:

Antes de comenzar el mapeo genético de los cromosomas de una especie, uno tiene que saber el número exacto de cromosomas de esa especie y luego, debe determinar el número total de genes de esa especie mediante experimentos de hibridación entre cepas silvestres y mutantes.

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Por las mismas técnicas de hibridación, también puede determinarse fácilmente que cuántos rasgos fenotípicos permanecen siempre juntos o vinculados y, en consecuencia, sus determinantes o genes durante el curso de la herencia. Y así, los diferentes grupos de vinculación de una especie pueden ser resueltos.

2. Determinación de la Distancia del Mapa:

La distancia intergénica en los cromosomas no se puede medir en las unidades habituales empleadas en la microscopía óptica; Los genetistas utilizan una unidad arbitraria para medir la unidad del mapa, para describir las distancias entre los genes vinculados. Una unidad de mapa es igual al 1 por ciento de los cruces (recombinantes); es decir, representa la distancia lineal a lo largo del cromosoma para el cual se observa una frecuencia de recombinación del 1 por ciento.

Estas distancias también pueden expresarse en unidades de Morgan; Una unidad de Morgan representa el 100 por ciento de cruzar. Por lo tanto, el 1 por ciento de cruce también puede expresarse como 1 centimorgan (1 cM), el 10 por ciento de cruce como 1 decimorgan y así sucesivamente. La unidad de Morgan se nombra en honor a TH Morgan; sin embargo, la mayoría de los genetistas prefieren unidades de mapa.

Ejemplos:

1. Si un híbrido F ₁ que tiene los genotipos Ab / aB produce un 8% de los gametos cruzados AB y ab, entonces la distancia entre A y B se estima en las 16 unidades de mapa o centimorgan.

2. Si la distancia del mapa entre los loci gen B y C es 12 centimorgan, entonces el 12% de los gametos de los genotipos BC / bc deben ser de tipo cruzado, es decir, 6% bC.

Debido a que, cada quiasma produce 50% de productos cruzados, 50% de cruzamiento es equivalente a 50 unidades de mapa u órganos centrales. Si se conoce el número medio de Chiasmata para un par de cromosomas, se puede predecir la longitud total del mapa para ese grupo de enlace:

Longitud total = número medio de Chiasmata × 50

Cruz de prueba de dos puntos:

El porcentaje de cruce entre dos genes enlazados se calcula mediante cruces de prueba en los cuales un dihíbrido F ₁ se cruza con un padre doble recesivo. Tales cruces porque involucraron cruzar en dos puntos, llamados cruces de prueba de dos puntos.

Por ejemplo, un dihíbrido que tiene el genotipo Ac / ac se prueba cruzado con un padre doble recesivo (ac / ac), luego entre los híbridos cruzados de la prueba F ₂ podemos obtener 37% de genes dominantes en ambos loci gen (AC / ac), 37 % de genes recesivos en ambos loci génicos (ac / ac), 13% de genes dominantes en el primer locus genético y gen recesivo en el locus del segundo gen (Ac / ac).

Los dos últimos grupos (es decir, 13% Ac / ac) y 13% aC / ac) fueron producidos por gametos cruzados (13 + 13) del padre Dihybrid. Así, el 26% de todos los gametos (13 + 13) eran de tipo cruzado y la distancia entre los loci A y C se estima en 26 centimorgans. Debido a que, por lo general, no se producen dobles cruces entre los genes separados por menos de 5 centimágenos, por lo que para los genes más separados, se utilizan los cruces de prueba de tres puntos.

Prueba de tres puntos:

Una cruz de prueba de tres puntos o una cruz de prueba trihíbrida (que involucra a tres genes) nos da información sobre las distancias relativas entre estos genes y también nos muestra el orden lineal en el que estos genes deberían estar presentes en el cromosoma. Tal cruce de prueba de tres puntos se puede llevar a cabo si se pueden identificar tres puntos o loci génicos en un par de cromosomas mediante genes marcadores.

Si, además de los genes A y C indicados anteriormente, un tercer gen marcador B está ubicado bastante cerca en el mismo grupo de enlace, los tres marcadores pueden usarse juntos para realizar un análisis más preciso de la distancia del mapa y la posición relativa de los tres puntos.

Supongamos que analizamos individuos trihíbridos del genotipo ABC / abc y encontramos en la progenie lo siguiente:

Para encontrar la distancia AB, debemos contar todos los cruces (tanto individuales como dobles) que ocurrieron en la región I = 18% + 2% o = 20% o 20 unidades de mapa entre los loci A y B. Para encontrar la distancia BC debemos nuevamente cuente todos los cruces (tanto individuales como dobles) que ocurrieron en la región II = 8% + 2% = 10% o 10 unidades de mapa entre los loci B y C. La distancia de CA es, por lo tanto, de 30 unidades de mapa cuando se detectan cruces dobles en un experimento de enlace de tres puntos y 26 unidades de mapa cuando los cruces dobles no se detectan en el experimento de enlace de dos puntos anterior.

Sin el marcador central (B), los cruces dobles aparecerían como tipos parentales y, por lo tanto, subestimamos la distancia real del mapa (porcentaje de cruce). En este caso, el 2% de cruces dobles aparecerían con el 72% de tipos parentales, lo que hace un total de 74% de tipos parentales y 26% de tipos recombinantes.

Por lo tanto, para cualquiera de los tres genes vinculados cuyas distancias se conocen, la cantidad de cruces detectables entre los dos marcadores externos A y C cuando falta el marcador medio B es; (Porcentaje de cruce de AB) más (Porcentaje de cruces de BC) menos (2 × porcentaje de cruce doble).

3. Determinación del orden genético:

Después de determinar las distancias relativas entre los genes de un grupo de enlace, resulta fácil colocar los genes en su orden lineal adecuado. Por ejemplo, si se determina el orden lineal de los tres genes ABC, estos tres genes pueden estar en cualquiera de los tres órdenes diferentes, dependiendo de qué gen esté en el medio. Por el momento podemos ignorar las alternativas de extremo izquierdo y derecho. Si no se producen dobles cruces, las distancias del mapa se pueden tratar como unidades completamente aditivas. Ahora, si suponemos que la distancia entre los genes AB = 12, BC = 7, AC = 5, podemos determinar el orden de los genes correctamente de la siguiente manera:

Caso I. Supongamos que el gen A está en el medio (por ejemplo, BAC):

En este caso porque las distancias entre BC no son equitativas, los genes A no pueden estar en el medio.

Caso II. Supongamos que el gen B está en el medio (por ejemplo, ABC):

En este caso, debido a que la distancia entre AC no es equitativa, por lo tanto, el gen B no puede estar en el medio.

Caso III. Supongamos que el gen C está en el medio (por ejemplo, ACB).

En este caso, debido a que las distancias entre AB son equitativas, por lo tanto, el gen C debe estar en el medio.

Por lo tanto, las distancias relativas y el orden de los genes en un grupo de enlace se determinan en segmentos separados mediante dos cruces de prueba puntuales o cruces de tres puntos, según sea el caso.

4. Combinando segmentos de mapa:

Finalmente, los diferentes segmentos de mapas de un cromosoma completo se combinan para formar un mapa genético completo de 100 centimorgans de longitud para un cromosoma.

Ejemplo: Por ejemplo, supongamos que tenemos que combinar los siguientes tres segmentos del mapa.

Podemos superponer cada uno de estos segmentos alineando los genes en común.

Entonces, finalmente, podemos combinar los tres segmentos en un mapa:

La distancia de a a = = (d a b) - (a a b) = 22 - 8 = 14

La distancia de a a = = (a a d) - (d a e) = 14 - 2 = 12

Interferencia y Coincidencia:

En la mayoría de los organismos superiores se ha encontrado que la formación de un quiasma reduce la probabilidad de que se forme otro quiasma en una región inmediatamente adyacente del cromosoma, probablemente debido a la incapacidad física de las cromátidas para inclinarse sobre sí mismas dentro de ciertas distancias mínimas. La tendencia de un crossover a interferir con el otro crossover se llama interferencia.

Por lo tanto, la proximidad de un cruce a otro disminuye la probabilidad de otro muy cerca. El centrómero tiene un efecto de interferencia similar; La frecuencia de cruce también se reduce cerca de los extremos de los brazos del cromosoma.

El resultado neto de esta interferencia en la observación de menos tipos de doble cruce de lo que se esperaría según las distancias del mapa. La intensidad de la interferencia varía en diferentes segmentos del cromosoma y generalmente se expresa en términos de un coeficiente de coincidencia, o la relación entre los cruces observados y los cruces dobles esperados.

Coeficiente de coincidencia =% de cruces dobles observados /% de cruces dobles esperados

La coincidencia es el complemento de la interferencia, por lo que:

Coincidencia + Interferencia = 1.0

Cuando se completa la interferencia (1.0), no se observarán cruces dobles y la coincidencia se convierte en cero. Cuando, la interferencia disminuye, la coincidencia aumenta. Los valores de coincidencia por lo general varían entre 0 y 1. La coincidencia generalmente es bastante pequeña para una distancia de mapa corta. No hay interferencia a través del centrómero.

Ejemplo:

Para explicar la interferencia y la coincidencia, podemos considerar los resultados de uno de los experimentos de Hutchison (1922). Informó la distancia del mapa para tres genes, c (aleurona incolora), Sh (granos encogidos) y wx (endospermo ceroso) del maíz y observó el siguiente cruce de frecuencias entre estos genes:

Tabla 37.4. Cruzando las frecuencias entre los genes c, Sh y wx de maíz:

Si el cruce en la región I y II fuera independiente, debemos predecir 0.035 × 0.184 = 0, 6% de dobles cruces; donde solo se observó el 0, 1 por ciento.

Entonces, coincidencia = 0.1 / 0.6 = 0.167

Mapas de vinculación de diferentes organismos:

Al adoptar las técnicas mencionadas anteriormente, los genetistas han construido el vínculo o los mapas genéticos de varios organismos, como virus, bacterias, hongos, tomate, cebada, trigo, arroz, sorgo, correhuela, arveja de jardín, maíz, Drosophila, pollos. Strutevant construyó el primer mapa de enlaces para dos cromosomas de Drosophila en 1911. McClintock realizó el enlace o el mapeo genético del maíz bajo la dirección de RA Emerson.

Genes Syntenic:

Si dos o más productos génicos humanos específicos y un cromosoma humano dado están presentes en las mismas células híbridas, entonces esos genes se ubican en el mismo cromosoma; Es decir, son Syntenic.

El término synteny se refiere a los genes que se encuentran en el mismo cromosoma, ya sea que muestren o no recombinación; el enlace se refiere solo a los loci genéticos que los estudios de recombinación han demostrado que están en el mismo cromosoma. Los genes syntenic pueden estar tan separados en su cromosoma que parecen segregarse de forma independiente; es decir, pueden mostrar hasta un 50 por ciento de recombinación como lo exhibirían los genes no Syntenic.

Mapa de vinculación de melanogaster: