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Linkage, Crossing-Over e Costruzione delle Mappe Genetiche - Coggle Diagram
Linkage, Crossing-Over e Costruzione delle Mappe Genetiche
Caratteri Legati all'X nell'Uomo
Recessivi Legati all'X (X-linked recessive):
Caratteristiche di trasmissione:
maschi manifestano la malattia XY femmine manifestano la malattia solo se con entrambe le X mutate
Un padre affetto (XaY) non trasmette mai la malattia ai figli maschi, ma trasmette l'allele mutato a tutte le figlie femmine (che diventano portatrici
Patologie chiave: Daltonismo, Emofilia A, Distrofia Muscolare di Duchenne.
Dominanti Legati all'X (X-linked dominant)
Caratteristiche di trasmissione:
sufficiente una sola X mutata per manifestare la malattia
padre malato XAY tutte le figlie malate e tutti i figli sani
Le femmine affette eterozigoti (XAXa) trasmettono il carattere al 50% della progenie, sia maschi che femmine.
Concatenazione (Linkage) e Crossing-Over
Geni Concatenati e Alterazione delle Frequenze Mendeliane:
Concatenazione (Linkage): due o più geni risiedono sullo stesso cromosoma e tendono a essere ereditati insieme alla progenie.
Viene violata la Seconda Legge di Mendel (assortimento indipendente)
Classi Parentali e Classi Ricombinanti:
Classi Parentali: Combinazioni alleliche identiche a quelle presenti nei cromosomi dei genitori originali; compaiono con frequenza maggioritaria (>50%).
Classi Ricombinanti: Nuove combinazioni alleliche generate dallo scambio di materiale genetico (crossing-over) durante la meiosi; compaiono con frequenza minoritaria (<50%)
Configurazione degli Alleli (Cis vs Trans):
Configurazione Cis (Accoppiata): I due alleli dominanti si trovano sullo stesso cromosoma omologo e i due recessivi sull'altro omologo (AB/ab)
Configurazione Trans (Repulsa): Ciascun cromosoma omologo trasporta un allele dominante e uno recessivo (Ab/Ba)
Il Reincrocio di Prova (Test-cross) per il Linkage:
Incrociando un eterozigote per due geni con un omozigote recessivo (abAB×abab), il fenotipo della progenie riflette esattamente la frequenza e la tipologia dei gameti prodotti dal genitore eterozigote
Dimostrazione Citologica della Ricombinazione:
Dimostrata da Harriet Creighton e Barbara McClintock nel mais (cromosoma 9) usando marcatori citologici visibili al microscopio: una struttura sferica condensata (Knob) a un'estremità e un frammento traslocato di un altro cromosoma all'altra estremità.
Si dimostrò che la ricombinazione genetica tra marcatori di tratto (es. colore/forma del seme) si accompagnava sempre allo scambio fisico dei marcatori citologici osservabili ai microscopi
Costruzione di Mappe Genetiche
Frequenza di Ricombinazione (FR):
Formula:FR=numero totale di individui ricombinanti / numero totale della progenie
Unità di Mappa e centiMorgan (cM):
La distanza tra geni è proporzionale alla frequenza con cui si verifica il crossing-over tra di essi.
1% di Frequenza di Ricombinazione (FR\=0,01) \=1 Unitaˋ di Mappe (u.m.)\=1 centiMorgan (cM).
Limite Massimo di Ricombinazione (50%):
La massima frequenza di ricombinazione teoricamente e sperimentalmente misurabile tra due loci è del 50%(50 cM).
Se due geni si trovano molto distanti sullo stesso cromosoma, la frequenza di meiosi con crossing-over raggiunge il 100%, producendo il 50% di gameti ricombinanti e il 50% parentali, rendendoli genoticamente indistinguibili da geni indipendenti su cromosomi diversi.
Test del Chi-Quadrato (χ2) per l'Indipendenza Genica:
Test statistico impiegato per valutare se le deviazioni dai rapporti mendeliani attesi (1:1:1:1 nel test-cross) siano dovute al caso oppure a una reale concatenazione genica (linkage).
Formula: χ2\=∑E(O−E)2 (dove O \= osservati ed E \= attesi).
Mappe a Tre Punti e Interferenza:
Incrocio a tre punti: Analisi contemporanea di 3 geni concatenati (ABC), che consente di determinare l'ordine esatto dei geni sul cromosoma e di identificare le classi di doppio crossing-over (DCO), che sono le meno frequenti.
Interferenza (I): Fenomeno per cui la presenza di un crossing-over in una regione cromosomica riduce la probabilità che se ne verifichi un secondo nelle sue immediate vicinanze.
Coefficiente di coincidenza (C) = DCO attesi/DCO osservati.
Interferenza I\=1−C.
Funzioni di Mappa:
Formule matematiche (es. funzione di Haldane o Kosambi) utilizzate per correggere la stima delle distanze genetiche su grandi intervalli, tenendo conto dei doppi crossing-over non visibili (che ripristinano la configurazione parentale dei marcatori esterni).
Mappe Genetiche vs Mappe Fisiche:
Mappe Genetiche: Basate sulle frequenze di ricombinazione meiotica (espresse in centiMorgan, cM). Le distanze non sono perfettamente lineari poiché la frequenza di crossing-over varia lungo il cromosoma (hotspot e regioni fredde di ricombinazione).
Mappe Fisiche: Basate sul sequenziamento effettivo dei nucleotidi del DNA e sull'analisi fisica dei cromosomi (espresse in paia di basi, bp o Mb)