Teórico Práctico N°9 Archivo

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Clase Teórico-Práctica N° 9
Tema: Ligamiento-Recombinación-Mapas de ligamiento
Objetivos: Entender los efectos del ligamiento y sobre-cruzamiento en la formación
de las gametas en la meiosis. Evaluar estos fenómenos para la determinación de la
localización de los loci en los cromosomoas.
Biliografía: KLUG, W. S. y CUMMINGS, M. R. Conceptos de Genética.
LIGAMIENTO
Recordemos el tercer principio o principio de la independencia enunciado por
Mendel, al considerar la herencia de dos caracteres simultáneamente.
En el análisis fenotípico individual de cada carácter:
P)
Flor roja x flor blanca
F1 roja y F2
¾ roja + ¼ blanca
P)
Planta alta x planta enana
F1 alta
¾ alta + ¼ enana
F2
El análisis en forma conjunta:
Roja alta x blanca enana
blancas altas +
roja alta
rojas altas +
rojas enanas +
blancas enanas
Las frecuencias de las clases compuestas por dos (o más) caracteres resultan de los
productos de las frecuencias de las clases simples. Los caracteres estudiados por
Mendel se comportaron como eventos independientes.
En el ejemplo si las probabilidades son independientes la probabilidad conjunta es
el producto de las simples.
Probabilidad de obtener plantas altas y blancas es
x
=
De igual manera, al interpretar las gametas de la F1, para cada par en forma
individual
Aa
(A) +
(a) y Bb
(B) +
(b)
Las frecuencias de las gametas conjuntas se logran multiplicando las
frecuencias de las simples.
En los fenotipos compuestos de la F2, podemos reconocer dos tipos de clases. Las
que presentan la misma asociación de los padres (en el ejemplo roja alta y blanca
enana) y las otras, donde se han recombinado (roja enana y blanca alta). A las
primeras las llamaremos clases fenotípicas paternas y a las segundas clases
fenotípicas recombinantes.
Con el mismo criterio que usamos en los fenotipos, en las gametas de al F1 se
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pueden reconocer gametas paternas y recombinantes. En el ejemplo: (AB) y (ab) son
paternas; (aB) y (Ab) recombinantes.
Recíprocamente si el cruzamiento original es AA bb por aa BB, (Ab) y (aB) serán
paternas y (AB) y (ab) recombinantes.
LIGAMIENTO E INTERCAMBIO
En los inicios de la Genética, Sutton (1902) propuso que los factores hereditarios
descriptos por Mendel estaban relacionados con los cromosomas.
Esta relación planteaba algunos interrogantes: si el número de factores era muy
grande y el de los cromosomas limitados, ¿cómo se cumplía el principio de la
independencia?
Esto llevó a pensar que los factores se separaban durante la meiosis y luego se
volvían a integrar al cromosoma.
Pero ya en esos tiempos, se encontraron excepciones al principio de la
independencia, Batteson y Punnet en Lathyrus odoratus (arvejilla de olor), observaron
que la F1 de un cruzamiento entre las líneas puras de flor púrpura polen alargado por
flor roja polen redondo, no se ajustaba a los valores 916 : 316 : 316 : 116 esperados
según el principio de la independencia. Resultados que se presentan en la siguiente
tabla:
Hipótesis de independencia
púrpura alargado
L-P-
Frecuencia
Absoluta
Observada
284
púrpura redondo
L-pp
21
0.88 / 16
71
rojo alargado
ll P-
21
0.88 / 16
71
rojo redondo
ll pp
55
2.3 0 / 16
24
381
1
381
F2
total
Frecuencia
Relativa
Observada
11.90 / 16
Frecuencia
Absoluta
Esperada
215
Frecuencia
Relativa
Esperada
9
16
3
16
3
16
1
16
1
Detectaron un aumento de las clases iguales a los padres (clases paternas) en
detrimento de clases nuevas (clases recombinantes).
Morgan y sus discípulos usando como material experimental a Drosophyla
malanogaster, desarrollaron la teoría del ligamiento e intercambio factorial que explica
los resultados genéticos como una consecuencia de la disposición física de los
factores mendelianos en el cromosoma.
LIGAMIENTO
La teoría cromosómica de la herencia postuló que los factores mendelianos (genes),
se ubicaban linealmente en los cromosomas. Los principios mendelianos que explican
la herencia en los eucariotas, cuando se reproducen sexualmente, son una
consecuencia del comportamiento de los cromosomas en la meiosis y no una
propiedad específica de los genes.
La localización de dos locus en un mismo cromosoma explica porqué tienden a
migrar sus alelos al mismo polo en la meiosis, aumentando la proporción de gametas
tipo paterno.
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Se dice que dos caracteres están ligados, si sus genes se localizan en loci del
mismo cromosoma y por lo tanto en la F1 se produce una mayor proporción de
gametas paternas.
Se dice que dos caracteres son independientes (no ligados) si sus genes se
localizan en loci de cromosomas diferentes (o muy alejados en el mismo
cromosoma), y por eso las gametas paternas y recombinantes de la F1 se
producen en igual proporción.
Para diferenciar la herencia independiente de la ligada, se acostumbre a simbolizar
los genotipos indicando con una línea los alelos ligados.
Si el locus con alelos A y a, es independiente del locus con alelos B y b, los
genotipos compuestos se simbolizan de la forma conocida; por ejemplo AaBb, Aabb,
etc.
En cambio sí están ligados, se representan los alelos unidos por una línea (vertical u
horizontal)
A B
A b
Estos símbolos permiten distinguir aquellos genotipos que tienen los mismos alelos, pero en
diferente asociación:
A B
a b
A b
a A
En el primer caso se dice que están ligados en acoplamiento (posición cis: dominantedominante y recesivo- recesivo) y el segundo en repulsión (posición trans: dominante recesivo y
recesivo dominante).
RECOMBINACION
La observación citológica de los "quiasmas" en algunas células de la meiosis, permitió
postular que las clases fenotípicas recombinantes observadas en la descendencia, eran la
consecuencia del intercambio físico entre cromátidas homólogas. A este intercambio físico se lo
llamó sobrecruzamiento (crossing over).
Relacionando el fenómeno físico de la ubicación de los genes en los cromosomas con
las consecuencias genéticas se tiene:
Fenómeno físico (citológico)



Consecuencia en los fenotipos
disposición en diferentes cromosomas
independencia de caracteres
disposición lineal de los genes en el mismo
cromosoma
sobrecruzamiento
ligamiento de caracteres
recombinación de caracteres
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LAS FRECUENCIAS DE LAS GAMETAS PATERNAS Y RECOMBINANTES
En una F1 en el caso de dos loci independientes. Dos eventos son posibles según la coorientación de los cromosomas en metafase. En el primero: A con B y el recíproco a con b,
originan gametas tipo paternas. El segundo se reúne A con b y el recíproco a con B y se
originan gametas recombinantes.
Las probabilidades de las gametas paternas (AB + ab) = 14 + 14 = 12
Las probabilidades de las gametas recombinantes (Ab + aB) = 14 + 14 = 12
En el caso de que dos loci se localicen en el mismo cromosoma y no exista sobrecruzamiento
en la zona intermedia (imagen 1), se forman sólo gametas tipo paternas, ya que las asociaciones
originales se mantienen unidas por el mismo centrómero. La suma de gametas paternas será
para el caso de acoplamiento representado: (AB + ab ) = 12 + 12 =1
METAFASE
TELOFASE
ANAFASE 2
A
A
B
B
½ A
A
B
B
½A
½A
B
B
a
a
b
b
½ a
a
b
b
½a
½a
b
b
GAMETAS
½ AB
½ ab
Imagen 1 - Formación de gametas en F1 considerando dos loci ligados sin ocurrencia de sobrecruzamiento
Por último, si hay sobrecruzamiento ( imagen 2) y considerando en forma simplificada, que en
el sobrecruzamiento en la zona comprendida entre dos loci intervienen sólo dos de las cuatro
cromátidas, se tiene que cada centrómero queda unido a una de las cromátida con la asociación
original y la otra con una recombinación.
Como consecuencia de ello se forman gametas tipo paterno y de tipo recombinates.
SOBRECRUZAMIENTO METAFASE
ANAFASE 1
Suma de gametas paternas
(AB + ab) = x
Suma de gametas recombinantes (ab + aB) =
x
A
B
A
B
A
B
A
B
A
b
a
b
a
B
a
b
a
b
A
a
b
B
a
b
ANAFASE 2
+ x =
+ x =
A B
A b
a
a
Imagen 2 - Formación de gametas en F1 considerando dos loci ligados con ocurrencia de sobrecruzamiento
B
b
GAMETAS
AB
Ab
aB
ab
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LIGAMIENTO COMPLETO
Cuando dos genes están muy próximos se heredan siempre unidos y se dice que presentan
ligamento completo. La proximidad entre dos genes interfiere en el sobrecruzamiento, de
manera que sólo se forman gametas paternas.
LIGAMIENTO PARCIAL
Cuando hay sobrecruzamiento sólo en una determinada proporción de células.
Si de cada 100 células que entran en meiosis, en un 20% hay sobrecruzamiento entre los
genes en estudio (supongamos que se trata de los genes A y B y que estos están en
acoplamiento, podemos deducir frecuencias esperadas de las gametas recombinantes.
FRECUENCIA DE RECOMBINACIÓN (FR)
En el ejemplo anterior , si en el 20% (ó 0.2/1) de las células hay sobrecruzamiento entre dos
loci, en el 80 % de las células se formarán gametas de tipo paterno 40 % de AB y 40 % de
gametas ab.
En el 20 % de las células en que se ha observado sobrecruzamiento la mitad de las gametas
(0.5/1.0) será de tipo paterno (AB y ab) y 0.5 de tipo recombinante ( aB y Ab).
La frecuencia de recombinación es la mitad del porcentaje de células con sobrecruzamiento.
En el ejemplo FR = 0.2 x 0.5= 0.1. De ese 0.1, la mitad le corresponde a un tipo y la otra mitad
al recíproco. En acoplamiento (Ab= 0.05) y el recíproco (aB = 0.05). Y las gametas paternas
serán entonces 0.45 AB y 0.45 ab.
Ejercicio:
Suponga que de cien células que entran en meiosis se observa un 50 % de sobrecruzamiento
entre los loci de dos genes (A y B) en acoplamiento.
1) Calcule el % de gametas paternas y recombinantes.
2) Explique porque se dice que el máximo de gametas recombinantes esperadas es del
0.5 en frecuencias relativas a la unidad o del 50%, si se expresan en porcentaje.
DISTANCIA GENÉTICA ENTRE DOS LOCI
Es la proporción de gametas recombinantes. Se expresa en porcentaje o en fracciones. A la
escala se la denomina Morgan en honor al genetista que tanto contribuyó a la interpretación de
la herencia ligada. A la unidad se la designa como centi Morgan (cM) y equivale a la unidad de
distancia.
De manera que si indicamos que entre A y B hay una distancia de 40 cM.
A
a
40 cM
B
b
Se infiere que el 40% (0.4 referido a la unidad) de las gametas de una F1 serán recombinantes
y el 60% paternas (0.6).
Como el máximo de gametas recombinantes es del 50%, la máxima distancia genética que se
puede detectar entre dos loci en experiencias simples es de 50 cM.
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DISTANCIA GENÉTICA (frecuencia de recombinación) Y DISTANCIA FÍSICA EN EL
CROMOSOMA
No debe interpretarse distancia genética como una medida de la distancias física en la
ubicación de los dos loci en el cromosoma.
La distancia genética mide la formación de gametas recombinantes. Esta medida es una
probabilidad (empírica), debe estimarse en experimentos genéticos repetidos, ya sea en
retrocruza o F2.
No obstante, hay una correlación positiva entre la distancia genética y la distancia física. Pero
la relación varía entre diferentes cromosomas y a lo largo del cromosoma. La recombinación va
disminuyendo hasta hacerse nula las zonas cercanas al centrómero.
La distancia genética es una medida que se mantiene relativamente constante en diferentes
experimentos, cuando no varían las condiciones ambientales.
Algunos factores que la pueden variar son: temperatura, sexo, presencia de inversiones,
translocaciones y también factores genéticos.
CALCULO DE LAS FRECUENCIAS ESPERADAS EN RETROCRUZA Y F2
La información sobre la distancia genética entre dos loci ligados, permite calcular las
frecuencias esperadas en las retrocruzar o F2. Esto se resuelve teniendo el significado del
parámetro distancia.
Si C es la distancia entre dos genes ligados, C será la proporción esperada de las
gametas recombinantes, de las cuales C/2 será de un tipo y C/2 del recíproco. De igual manera,
(1- C) serán paternas, mitad de un tipo y mitad del recíproco, (1- C) /2.
La precaución al establecer las gametas tipo paternas o recombinantes está en reconocer
si la asociación es al estado de acoplamiento o de repulsión.
Conociendo la frecuencia de las gametas, la segregación de F2 o retrocruza es sencilla,
ya que se cumple el principio de unión al azar de las gametas.
A
a
20 cM
B
b
Por ejemplo en una retrocruza en acoplamiento, si la distancia es del 20%.
A
B
a
b
A
B
X
A
B
a
b
a
b
X
a
b
a
b
Como en este caso las gametas están en acoplamiento, (AB) y (ab) son las paternas con
frecuencias (1 – 0.2) /2 cada una. Las gametas aB y Ab son recombinantes con frecuencias 0.2
/2 cada una. Las gametas aportadas por línea pura, son tipo ab con frecuencia igual a 1.
En la siguiente tabla1 se dan los genotipos y frecuencias resultantes de la retrocruza:
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Tabla1.Genotipos y frecuencias resultantes de la retrocruza
Gameta de la línea pura es y a b
y su frecuencia igual a 1
Gametas y frecuencias de la F1
0.4 A
Genotipos del cruzamiento
B
0.1 A
0.4
b
0.1 a
0.1
B
0.4 a
0.1
b
0.4
A
B
a
b
A
b
a
b
a
B
a
b
a
b
a
b
Si se trata de una F2 con sobrecruzamiento en los dos sexos, la tabla de apareamientos será de
4 x 4. Los genotipos resultantes se obtienen en la siguiente tabla2.
Tabla 2. Genotipos resultantes de una F2 con sobrecruzamiento en los dos sexos
Gametas
0.4 A
0.4 A
B
B
0.1 A
b
0.1 a
B
0.4 a
b
0.16
A
A
B
B
0.04
A
A
B
b
0.04
A
a
B
B
0.16
A
a
B
b
0.1 A
b
0.04
A
A
B
b
0.01
A
A
b
b
0.01
A
a
b
B
0.04
A
a
b
b
0.1 a
B
0.04
A
a
B
B
0.01
A
a
b
B
0.01
a
a
B
B
0.04
a
a
B
B
0.4 a
b
0.16
A
a
B
b
0.04
A
a
b
b
0.04
a
a
B
b
0.16
a
a
b
b
Las frecuencias fenotípicas se logran sumando las frecuencias de los genotipos que originan el
mismo fenotipo.
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SOBRECRUZAMIENTO DOBLE: PRUEBA DE LOS TRES PUNTOS
Si se consideran tres marcadores en forma simultánea, las gametas de una F 1 en acoplamiento pueden
ser
:
Genotipo F1
I
II
A------B------C
a-------b-------c
Gametas de la F1
A-----B----C
A------b-----c
A------B-----c
A------b-----C
a------b-----c
a------B-----C
a------b------ C
a------B------c
Genotipo F1
sSin sobrecruzamiento
Sobrecruzamientos simples
Sobrecruzamiento doble
Región I + II
Observe que si no se tuviera el marcador del centro (B,b) las gametas producidas por el doble sobrecruzamiento quedarían confundidas con las paternas y no se podría distinguir la región donde
se produce las simples. En general todo sobrecruzamiento múltiple y de orden par regenera las gametas
paternas, si sólo se tienen los marcadores externos. De manera que al medir la distancia entre dos genes alejados, la distancia está subestimada por la ocurrencia de 2 o más sobrecruzamientos simples
de orden par.
La prueba de los tres puntos permite encontrar la posición relativa de tres marcadores y ajustar la distancia al corregir el error causado por el doble sobrecruzamiento
Si se ha estimado una distancia entre A(a)-----B(b) de 0,10 en una experiencia y entre A(a)-----C(c) de
0,20, caben dos hipótesis sobre la posición relativa:
A-------B------C
---0.1--------0,2-------
Ó
B------A-------C
0,1 0,2
Esto se resuelve en una experiencia con los tres marcadores segregando en forma simultánea, ya
que las gametas con menor frecuencia serán siempre las resultantes del doble sobrecruzamiento. Al
ser las distancias probabilidades, la ocurrencia simultánea de los dos eventos será siempre menor que la
ocurrencia de uno sólo de ellos.
Si las gametas complementarias A b C y a B c son las de menor frecuencia, se acepta la primera hipótesis (orden ABC ); si por el contrario B a C y b A c, son las de frecuencia más baja,
se acepta la segunda (orden BAC )
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Ejemplo:
Una línea pura de flor roja, hoja simple y fruto redondo cruzada por otra blanca, compuesta y oval da una
F1 roja, simple y redondo. En la retrocruza por el padre recesivo se cuentan los siguientes individuos en
cada clase:
Designando con A(a) el color de la flor, B(b) la forma de la hoja y con C(c) la forma del fruto.
Flor (A)
Hoja (B)
Fruto (C)
Frecuencia
absoluta
Frecuencia
relativa
roja
blanca
roja
blanca
roja
blanca
roja
blanca
simple
compuesta
compuesta
simple
simple
compuesta
compuesta
simple
redondo
oval
oval
redondo
oval
redondo
redondo
oval
360
350
110
90
5
5
38
42
0.360
0.350
0.110
0.090
0.005
0.005
0.038
0.042
Gametas
A-B-C
a-b-c
A-b-c
a-B-C
A-B-c
a-b-C
A-b-C
a-B-c
Total
1000
1
La menor proporción de las gametas recombinantes rojo simple oval y blanca compuesta redondo,
indica que son el resultado del doble sobrecruzamiento y en consecuencia el orden relativo será:
color de flor (A)------ tipo de fruto (C)------ tipo de hoja B)
Reagrupamos las clases reuniendo las recíprocas (resultantes de la misma meiosis).
A-C-B roja redondo simple
a-c-b blanca oval compuesta
0.360+0.350 = 0.710
A-c-b roja oval compuesta
a-C-B blanca redondo simple
0.110+ 0.090 = 0.200
A-C-b rojo redondo compuesta a-c-B blanca oval simple
0.038+0.042 = 0.080
A-c-B roja oval simple
0.05 +0.0 5 = 0.010
a-C-b blanca redondo compuesta
Distancia A C = proporción de intercambio entre A y C
= 0,2 simple + 0,01 doble = 0,21
Distancia C B = proporción de intercambio entre C y B
= 0,08 simple +0,01 doble = 0,09
/----------------0.28----------------/
A_______ ____C____________B
/--------0.21-----/-------0.09-------/
Observe que si no se tiene el marcador intermedio (no segrega tipo de fruto-C-) las clases quedarían
agrupadas:
Clases paternas
Clases recombinantes
A__B y a__b = 0,71 + 0,01 = 0,72
A__b y a__B = 0,20 + 0,08 = 0,28
La distancia entre los extremos AB, determinada en una experiencia simple sería de 0,28, estimación
que subestima los sobrecruzamientos al no detectar los dobles
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COINCIDENCIA E INTERFERENCIA
Como las distancias son medidas de probabilidades, se puede calcular la probabilidad esperada del sobrecruzamiento doble considerando a los simples como probabilidades independientes:
Dado A____x_____C_____y_____B
Donde con x e y se simbolizan los sobrecruzamientos entre A - C y C - B, respectivamente
Si:
D.C.E. (doble sobrecruzamiento esperado)
En el ejemplo numérico anterior 0,21 x 0,09 = 0,0189
D.C.O. (doble sobrecruzamiento observado) al estimado en la experiencia
En el ejemplo es igual a 0.01
Se define al coeficiente de coincidencia (CC) como:
CC= D.C.O. / D.C.E.
Este valor de coincidencia varía de 0 en aquellos locus muy cercanos, hasta 1 en los muy alejados.
También se usa el complemento, coeficiente I (coeficiente de interferencia), siendo I = 1- CC
Al ser el sobrecruzamiento un fenómeno biológico, la ocurrencia en un sector interfiere en la ocurrencia
simultánea en otro sector cercano.
En el ejemplo: CC= 0.01/0.0189= 0.52 ó 52%
y por lo tanto I= 1-0.52= 0.48 ó 48%
El análisis de tres puntos permite agrupar los loci relacionados por el ligamiento y representar esa relación en forma lineal. Por ejemplo dos grupos I) y II)
LECTURA DE MAPAS
I)
II)
--A-------B--------C----------D---E---------------F------H---------P------K----------M-----N----
Dos loci pueden estar alejados y en consecuencia siempre comportarse como independientes en las
segregaciones, pero se incluyen en el mismo grupo por la continuidad de la relación de ligamiento. En el
esquema, en el grupo I) puede darse que A y P segreguen en forma independiente, pero al estar A ligado
a B y C; B a C, D y E; E a F y H; H a P. Entonces A y P se incluyen en el mismo grupo (I).
En cambio A y K se incluyen en a diferente grupo (I y II), porque no se encuentra un tercer marcador
que los relacione.
En una determinada especie, si está bien estudiada, la cantidad de grupos de ligamientos va a coincidir con el número de cromosomas (n) característico de esa especie.
La representación del conjunto de grupos de ligamiento forma el mapa genético. En el mapa genético
de una especie se sintetiza toda la información genética lograda. Una nueva mutación no alélica a las
conocidas, se incorpora al mapa y puede producir un ajuste en las distancias relativas de los loci ya des-
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criptos. El mapa es en consecuencia una representación dinámica, ya que a medida que se describen
nuevos loci se va reorganizando constantemente su estructura.
La acción de ubicar los loci en el mapa en el idioma español se la ha denominado localización de genes, mapeo génico o cartografía génica.
Unidades de mapeo
Cuando se estudia el ligamiento simultáneo entre 3 o más marcadores (por ej. A, B y C), se puede establecer un orden en base a las distancias relativas entre ellos (mapeo de 3 puntos). Suponiendo que el orden sea ABC, la distancia estimada en la prueba de 2 puntos entre A y C será aproximadamente igual a la
suma de la distancia entre A-B + B-C. Sin embargo, frecuentemente la distancia entre A y C (medida como prueba de dos puntos) suele ser menor a la de A-B + B-C. Esto se debe a la presencia de entrecruzamientos dobles entre A y C cuyo resultado final es la formación de gametos parentales AC y ac que se
computan como "no recombinantes", cuando en realidad sí lo son. Si no hubiéramos mapeado el gen B
nunca hubiéramos detectado estos dobles entrecruzamientos. Cuanto más grande es la distancia entre 2
marcadores, más inexacta será la medida de la distancia. Asimismo, otro hecho que debe considerarse es
el fenómeno de interferencia (I). La interferencia se relaciona con la imposibilidad física de que adyacente a un punto de entrecruzamiento se produzca otro en la misma meiosis debido a un impedimento físico
entre ellos (se "interfieren"). Estas características hacen que las frecuencias de recombinación no
sean magnitudes aditivas para grandes segmentos cromosómicos. Para solucionar esto, los valores de
r se convierten en unidades de mapeo (centiMorgan – cM) mediante la aplicación de las funciones de mapeo.
Las ecuaciones para convertir r en cM derivan de funciones de distribución y son fundamentalmente dos,
la función de Haldane (1919) y la de Kosambi (1944). La diferencia básica entre ellas es el supuesto que
asumen con respecto a la interferencia en la ocurrencia de dobles CO. La función de Haldane considera
interferencia nula (I=0) mientras que la función de Kosambi estima el valor de I. Estos valores generalmente se encuentran entre 0 y 1 (interferencia completa). El valor real de interferencia se ubicará entonces
en algún lugar en medio de ambos valores. Los valores de cM estimados con ambas funciones son equivalentes cuando se consideran valores de r de hasta 10 %, para valores mayores la transformación de
Kosambi es más exacta.
MAPAS
Son representaciones esquemáticas donde se resume la información genética de la especie. Según el
tipo de información y la técnica usada para elaborarlos pueden ser:
1- Mapas genéticos
Tal como se mencionó, son los logrados por los métodos clásicos de recombinación meiótica. En ellos
aparecen los diferentes grupos de ligamientos. Posteriormente cada grupo de ligamiento puede asignarse
a un cromosoma del cariotipo, al relacionar mutaciones cromosómicas (estructurales o numéricas) y mutaciones genéticas. Describen el orden lineal de los genes y su distancia genética relativa. El mapa
genético no corresponde a la ubicación física de los genes, aunque el ordenamiento es coincidente y
las distancias físicas y genéticas pueden estar correlacionadas.
A medida que aparecen nuevas mutaciones, se van incorporando al mapa y corrigiendo las distancias
relativas. Eso hace que un mapa genético sea una representación muy dinámica que permanentemente
se va aumentando y corrigiendo.
Un mapa de estructura gruesa indica sólo las distancias entre loci.
Un marcador de mapa es una mutación de efecto fenotípica bien definido, fácilmente distinguible en
las segregaciones. Los marcadores pueden reconocerse a nivel morfológico, citológico o molecular.
Las técnicas desarrolladas en la biología molecular a partir de 1980, permitieron detectar marcadores
moleculares que presentan gran polimorfismo (variación) y poder elaborar mapas moleculares.
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2-Mapas citológicos
Representan la ubicación física de mutaciones estructurales, lograda por análisis citológico. Los cromosomas politénicos en los dípteros facilitan la elaboración de este tipo de mapas. También se han desarrollado mapas por bandeo cromosómico.
3 - Mapas físicos
Las técnicas de análisis de ADN, permiten la elaboración de mapas donde se localiza la ubicación física del locus en el cromosoma. Tal como se dijo, la distancia genética no es equivalente con la distancia física, pero en la mayoría de los casos se mantiene el orden (co linealidad de mapas).
4-Mapas en procariontes
En bacterias también se han elaborado mapas genéticos y físicos. Al tener un sólo cromosoma circular,
el mapa es también circular.
Por ejemplo en Echericia coli por conjugación interrumpida entre cepas F- y Hfr (alta frecuencia de recombinación) se han elaborado mapas detallados. La distancia se mide en minutos y la longitud total
es de 100 minutos, que es el tiempo que tardan en transferir todo el cromosoma las cepas Hfr.
5- Mapas en virus
En virus también se detecta recombinación genética. Por ejemplo en fagos, puede estimarse la frecuencia de recombinación entre marcadores, infectando una misma célula con dos cepas (infecciones
mixtas) y recuperar las cepas recombinantes.
6- Secuenciación del genoma
La biología molecular desarrolló técnicas que permitieron inicialmente obtener las secuencias de
fragmentos cortos de ADN, luego genomas parciales y en la actualidad genomas completos.
Se ha logrado describir el genoma de virus, bacterias, levaduras, nemátodos, Drosophila, Arabidopsis
thaliana (crucífera), arroz y recientemente el genoma del hombre. De manera que una secuencia clonada,
pueda ser localizada mediante el uso de computadoras. Se busca la posición de la secuencia similiar en
los bancos de datos donde se acumula la descripción del genoma de ese organismo o de organismos modelos. La comparación con genomas de organismos modelos se realiza porque se ha comprobado que en
la evolución se han conservado grandes zonas de ADN, sistema que se conoce como sintenia. Especies y géneros cercanos comparten grupos de ligamientos (se conserva el orden aunque varía la distancia). Localizado el gen de interés en una de ellas, se puede explorar en búsqueda de la existencia en la
otra, comparando las secuencias comunes conservadas.
EL LIGAMIENTO Y EL MEJORAMIENTO
A veces se pueden encontrar casos de ligamiento entre caracteres favorables con otros desfavorables,
por ejemplo resistencia con baja calidad. En estos casos se deberá trabajar con un número muy alto de
individuos para aumentar la probabilidad de detectar las recombinaciones favorables o en casos extremos
recurrir a radiaciones para provocar roturas de grupos muy ligados.
En muchos casos, se puede seleccionar un carácter principal a través de un marcador morfológico
o molecular, muy ligado
.
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Ejercicios-Ligamiento-Recombinación-Mapas
1. Se observan 100 células en la profase meiótica I. En 30 de estas células hay un quiasma entre
los loci de los genes A y B que se encuentran en repulsión.
a) ¿Cuál será el porcentaje de gametas A b, a B, A B y a b que debe esperarse?
b) ¿Cuál será la frecuencia de recombinación (FR)?
c) ¿Cuás será la distancia en centiMorgan (cM) entre los dos genes?
d) Esquematice la disposición de los genes en el cromosoma de acuerdo al enunciado,
indicando la distancia.
2. En maíz, los genes sh (abollado) y wx (ceroso) están ubicados en el cromosoma 9 y a una
distancia de 20 cM. Si se realiza el cruzamiento de una línea pura normal por otra línea pura
grano abollado y ceroso. ¿Qué segregación se espera en la retrocruza por el doble recesivo?
3. En gallinas se conocen los siguientes tres loci con sus correspondientes fenotipos:
 Tipo de vuelo (L-: vuelo largo y ll: vuelo corto)
 Resistencia a la bursitis infecciosa (B-: resistente y bb: sensible)
 Rusticidad (R-: alta y rr: baja)
Se cruzaron razas de vuelo largo, resistentes y rústicas por razas de vuelo corto sensibles y de
baja rusticidad. La F1 se retrocruzó por la raza recesiva y se obtuvo:
Vuelo
(L)
largo
corto
largo
corto
largo
corto
larga
corto
Resistencia Rusticidad Frecuencia Frecuencia
(B)
(R)
absoluta
relativa
resistente
alta
502
sensible
baja
510
resistente
baja
139
sensible
alta
143
sensible
baja
152
resistente
alta
146
sensible
alta
24
resistente
baja
21
Gametas
F1
a) Calcule las frecuencias relativas, indique las gametas F1.
b) Proponga una posición relativa de los loci indicando la distancia entre ellos.
c) Calcule el coeficiente de coincidencia.
4. En tomate se cruza una línea pura de hoja lobulada y crecimiento determinado por otra de
tipo redoda y crecimiento indeterminado. La F1 resulta de hoja lobulada y crecimiento
indeterminado. Los loci H y C para estos genes están ligados a una distancia de 12 cM.
Indique:
a) Si los genes en F1 están en acoplamiento o en repulsión.
b) ¿Qué proporción fenotípica debe esperarse en F2?
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5. En trigo se ha observado que:
LL: planta verde
CC: planta alta
Ll: planta clorótica
Cc: planta enana
ll: letal cigótico que no germina
cc: letal cigótico que no germina
Dado que estos dos loci se encuentran ligados a una distancia de 20 cM ¿qué segregación
fenotípica debe esperarse al autofecundar plantas de genotipo:
6. En maíz se han descripto los loci ligados C y W que afectan características de grano, donde:
C-:
determina grano coloreado
cc:
determina grano blanco
W-:
determina grano duro
ww:
determina grano almidonoso
Se cruzó una línea dura y coloreada por otra blanca y almidonosa. En la F2 se obtuvieron los
siguientes valores:
C-W1774
ccww
420
C-ww
263
ccW279
Determine la distancia entre los genes.
7. El color de la nervadura de la hoja de maíz se ve afectada por el gen B y la aleurona del grano
por el gen P, donde:
B-: nervadura normal
P-: aleurona púrpura
bb: nervadura marrón
pp: aleuroma roja
Se cruzó una línea pura de nervadura marrón, aleurona roja por otra de nervadura normal,
aleurona púrpura. La F1 se cruzó por el doble recesivo y en R1 se contó:
Normal púrpura
1033
Normal rojo
267
Marrón púrpura
250
Marrón rojo
1032
Calcular la distancia
8. En una F2 del mismo cruzamiento del problema anterior se obtuvo:
Normal púrpura 2423
Normal rojo
308
Marrón púrpura
305
Marrón rojo
602
¿Son coincidentes estas observaciones con las obtenidas en el problema anterior?