1. Capitolo 14
Mappe genetiche
negli eucarioti
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Peter J Russell, Genetica © 2010 Pearson Italia S.p.A

2. Domande 14
• Che conseguenze sulla trasmissione degli alleli ha il
fatto che i geni (loci) sono tanti, stanno sui
cromosomi, e i cromosomi sono pochi?
• Che conseguenze genetiche hanno gli scambi fra
cromosomi omologhi alla meiosi?
• Con che frequenza avvengono questi scambi?
• Queste frequenze ci dicono qualcosa sulla posizione
reciproca dei loci sul cromosoma?
Incrocio a tre punti

3. Trasmissione congiunta di alleli sul cromosoma X (Morgan 1911)
E’ come un reincrocio
Figura 14.1
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4. E quindi:
Se prevalgono nella F2 i fenotipi parentali, la trasmissione
dei due geni non è indipendente: geni associati sul
cromosoma
Se compaiono nella F2 fenotipi non parentali,
l’associazione dei geni sul cromosoma non è completa, e
gli alleli possono essere riassortiti da fenomeni di
ricombinazione

5. Come indicare alleli associati
A B
a+ b a b
a b+ a+ b+
Disposizione degli alleli: trans cis
(repulsion) (coupling)
La posizione occupata da un allele di un certo gene sul
cromosoma si chiama locus, e si indica in genere con la
lettera maiuscola

6. Cromosomi (e fenotipi)
parentali e ricombinanti
A a a a
X
b B b b
Combinazioni di alleli nella progenie:
Ab, aB = parentali AB, ab = ricombinanti

7. Esperimento di Barbara McClintock
(1931) in Zea mais
C: seme colorato,
c: non colorato
Wx: amido normale,
wx: amido waxy
Anche: carnation, Bar in
Drosophila

8. Esperimento di Stern:
Relazione fra scambio di
materiale cromosomico e
ricombinazione genetica in
Drosophila
Figura 14.2
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9. Il mezzo ideale per studiare
associazione e ricombinazione
è il reincrocio
Figura 14.3
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10. Reincrocio
Aa Bb X aa bb
Frequenze fenotipiche: AB Ab aB ab TOT
Osservate 78 122 118 82 400
Attese 100 100 100 100 400
Difetto Eccesso Difetto

11. Reincrocio
Aa Bb X aa bb
Frequenze fenotipiche: AB Ab aB ab TOT
Osservate 78 122 118 82 400
Attese 100 100 100 100 400
I fenotipi Ab e aB sono presenti in frequenze superiori
all’attesa
Perciò Ab e aB sono i fenotipi parentali:
A b A B
a B a b
La distanza fra locus A e locus B è d = NR / NT =
=(78+82)/400 = 0,4 e cioè 40 cM

12. Se tutti i cromosomi subiscono crossing-over alla
meiosi, la frequenza di ricombinazione è del 50%
Cioè la stessa frequenza che si osserva se i geni sono indipendenti
La frequenza di ricombinazione è metà della frequenza
di crossing over

13. Mappe genetiche
Se il crossing over si verifica in punti casuali del cromosoma,
la ricombinazione sarà più frequente fra loci distanti e meno
fra loci vicini
A B C
bassa probabilità alta probabilità
di crossing over di crossing over
La percentuale di ricombinanti può essere utilizzata per
quantificare la distanza fra loci associati:
1 Morgan (1 M) = 100% di ricombinazione
1 centiMorgan (1 cM) = 1% di ricombinazione

14. Costruzione di mappe genetiche 1
b ci B Ci
b ci x b ci
B Ci b ci B ci b Ci
nero, grigio, nero, grigio,
b ci
cinabro rosso rosso cinabro
430 419 40 44
TOT=933

15. Costruzione di mappe genetiche 2
nero, grigio, nero, grigio,
cinabro rosso rosso cinabro
430 419 40 44 TOT=933
d = NR / (NP + NR) dB-Ci = 84 / 933 = 0.09
9 cM (centiMorgan) o 9 um (unità di mappa)

16. Si può studiare, con lo stesso
metodo, anche l’associazione
fra fenotipi e marcatori del DNA
Figura box 14.1
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17. Figura box 14.2
Peter J Russell, Genetica © 2010 Pearson Italia S.p.A

18. Incrocio a tre punti

19. Tre caratteri in Drosophila
Vermillion (v)
Crossveinless (cv)
Cut (ct)

20. Incrocio a tre punti
v v cv cv ct ct X v+ v+ cv+ cv+ ct+ ct+

21. Starting with the v and cv loci, we see that the recombinants are of
genotype v · cv and v+ · cv+ and that there are 45 + 40 + 89 + 94 = 268 of
these recombinants. Of a total of 1448 flies, this number gives an RF of
18.5 percent.
For the v and ct loci, the recombinants are v · ct and v+ · ct+. There are
89 + 94 + 3 + 5 = 191 of these recombinants among 1448 flies, so RF =
13.2 percent.
L’incrocio può essere riscritto come
v+ct cv / v ct+cv+ × v ct cv / v ct cv.

22. Figura 14.5
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23. Ci vogliono due crossing-over per spostare l’allele del
locus intermedio dal cromosoma originario
Figura 14.6
Peter J Russell, Genetica © 2010 Pearson Italia S.p.A

24. Figura 14.7
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25. Figura 14.8
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26. Le distanze stimate fra loci vicini sono più accurate di
quelle stimate fra loci lontani perché è minore la
probabilità di doppio crossing-over
Figura 14.9
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27. Correzione di Haldane per l’effetto di crossing-over multipli
Figura 14.10
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28. Interferenza
Se i crossing over, CO, fossero indipendenti:
P(doppio CO) = P(CO v-ct) x P(CO ct-cv) =
= 0.132 x 0.064 = 0.0084
Doppi crossing over attesi, DCA = 1448 x 0.0084 = 12
Doppi crossing over osservati, DCO = 8
cc = coeff. di coincidenza = DCO/DCA = 0.67
I = interferenza = 1 – cc = 0.33

29. Il fenomeno citologico alla base della ricombinazione è
il crossing-over

30. Meccanismo della ricombinazione
(Modello di Holliday, rottura ad elica singola)

31. Meccanismo della ricombinazione
(Modello di Holliday,rottura ad elica singola)
Eteroduplex: appaiamento
temporaneo di eliche non
complementari

32. Meccanismo della ricombinazione
(Modello di Holliday,rottura ad elica singola)

33. L’intervento dell’endonucleasi
può portare o non portare al
crossing-over

34. Holliday-junction al microscopio elettronico

35. Meccanismo della
ricombinazione
(Modello di Holliday,
risoluzioni
alternative
dell’eteroduplex)

36. Meccanismo della
ricombinazione
(Modello di Holliday,
conseguenze delle
risoluzioni alternative)

37. Macchie gemelle in Drosophila (Stern)
In femmine y+ sn / y sn+

38. Macchie gemelle
Frequenza troppo alta per essere dovute a doppia mutazione

39. Macchie gemelle

40. Crossing-over
mitotico

41. Una risorsa online:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/mapview/map_search.cgi?taxid=9606

42. Mappa del Cromosoma 21

43. Una risorsa online:
http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/posters/chromosome/chooser.shtml

44. Mappa del Cromosoma 20

45. Mappa del Cromosoma Y

46. Sintesi 14
• La concatenazione dei geni, cioè la presenza di più geni sullo
stesso cromosoma, fa sì che la loro trasmissione non sia
indipendente
• L’associazione degli alleli sullo stesso cromosoma è modificata
dal fenomeno (genetico) della ricombinazione, a cui corrisponde
il fenomeno citologico del crossing-over
• La probabilità di ricombinazione è proporzionale alla distanza fra
loci sul cromosoma; si può stimare la seconda sulla base della
prima: mappe genetiche
• Un metodo classico per mappare i geni negli Eucarioti è
l’incrocio a tre punti
• Il modello di Holliday descrive il meccanismo molecolare della
ricombinazione
• Molto raramente, il crossing-over può avvenire anche durante la
mitosi
• Col sequenziamento dei genomi si è arrivati a produrre mappe
genetiche molto dettagliate