Genetica 2

• Sintesi di DNA durante la prima profase meiotica

  1. Limitata sintesi di DNA

  2. Parte del processo di riparazione dei cromatidi rotti

  3. Associato con il crossing over
• Il crossing over si verifica precocemente nella profase, molto prima che i chiasmi siano visibili
• Senza i crossing over, gli omologhi appaiati potrebbero accidentalmente separarsi uno dall'altro e gli omologhi separati non si dividerebbero correttamente nella seguente anafase
• Una disgiunzione anomala dei cromosomi durante la prima divisione meiotica porta alla genesi di gameti aneuploidi

  
• Mappe cromosomiche


  • Formazione di chiasmi nella profase tardiva
  • Ricombinazione tra geni sui lati opposti del punto di scambio
• La seconda conseguenza delle mappe cromosomiche (ricombinazione tra geni) può essere osservata solo nella generazione successiva, quando i geni presenti sui cromosomi ricombinanti vengono espressi
• Costruzione di mappe cromosomiche

  1. Contare il numero di scambi che si verificano durante la meiosi

  2. Stimare il numero di scambi contando i chiasmi o i cromosomi ricombinanti
• Analisi citologica


  Contare i chiasmi

  
• Analisi genetica


  Contare i cromosomi ricombinanti

  
• La scoperta fondamentale di Sturtevant fu la stima della distanza tra punti localizzati su un cromosoma andando a contare il numero di scambi (crossing over) che si verificano tra essi
• Distanza di mappa genetica

  Il numero medio di crossing over che avviene tra due punti su un cromosoma
• Determinazione della distanza di mappa genetica

  1. Considerare 100 oogoni che vanno incontro a meiosi

  2. Contare il numero di crossing over tra i loci A e B in ciascun gamete

  3. Calcolare il numero medio di crossing over in questo campione di cromosomi

  
• Sebbene non sia possibile "vedere" ognuno dei punti di scambio sui cromosomi prodotti dopo la meiosi, possiamo dedurre la loro esistenza andando ad osservare la ricombinazione degli alleli che li fiancheggiano
• Mappatura per ricombinazione con reincroci a due punti

  1. Incrociare femmine selvatiche di Drosophila con maschi omozigoti per due mutazioni autosomiche

  2. Analizzare la progenie F2 per il fenotipo e contarla

  3. Calcolare la frequenza di moscerini ricombinanti F2

  4. Stimare il numero medio di crossing over nell'intera progenie

  
• Unità di mappa


  centiMorgan (cM), 100 cM = 1 Morgan (M)
• Se la distanza di mappa è inferiore a 50cM i geni si considerano associati
• Determinazione dell'ordine dei geni


  1. Analizzare Drosophila che differiscono per tre geni: sc, ec e cv

  2. Considerare le sei classi ricombinanti per determinare l'ordine corretto dei geni

  
• Il corretto ordine dei geni è sc - ec - cv
• Calcolo della distanza tra i geni

  1. Identificare le classi ricombinanti che presentano un crossing over tra i geni

  2. Stimare il numero medio di crossing over in ogni regione cromosomica
• La distanza tra sc ed ec è 9,1 centiMorgan, la distanza tra ec e cv è 10,5 centiMorgan, quindi la distanza tra sc e cv è 19,6 centiMorgan
• Interferenza


  Il crossing over in una regione interferisce con il verificarsi di un altro crossing over in una regione adiacente
• Coefficiente di coincidenza


  Rapporto tra il numero di doppi crossing over osservati e il numero atteso in assenza di interferenza
• parole


  Ogni classe ricombinante contribuisce alla distanza di mappa secondo il prodotto della sua frequenza per il numero di crossing over che essa rappresenta
• Interferenza


  Un crossing over che si verifica nella regione tra sc ed ec (regione I) si verifica indipendentemente rispetto a un crossing over nella regione tra ec e cv (regione II), oppure il primo crossing over inibisce il verificarsi dell'altro
• Coefficiente di coincidenza


  Il rapporto tra la frequenza osservata e la frequenza attesa dei doppi crossing over
• L'interferenza, simboleggiata con I, viene calcolata come I = 1 - c
• Dato che in questo esempio il coefficiente di coincidenza è prossimo allo 0, il più basso valore possibile, l'interferenza risulta essere molto forte (I molto vicino a 1)
• Un coefficiente di coincidenza pari a 1 significa che non c'è nessuna interferenza, cioè che i crossing over si sono verificati indipendentemente gli uni dagli altri
• L'interferenza è molto forte su distanze di mappa minori di 20 cM; quindi, i doppi crossing over si osservano raramente in piccole regioni cromosomiche
• Su lunghe regioni l'interferenza è tanto debole che i crossing over si verificano più o meno indipendentemente
• L'intensità dell'interferenza è una funzione della distanza di mappa
• Teoria un gene-un enzima

  Ogni mutazione danneggia un solo enzima della via metabolica
• Arcibald Garrod sui malati di alcaptonuria è stato il primo a mettere in evidenza una relazione tra geni ed enzimi
• Ciclo vitale di Neurospora


  • È un fungo con ciclo vitale aplodiplonte
  • È formato da un micelio costituito da un corpo vegetativo e dai conidi aploidi
  • Le conidi aploidi di mating type opposto possono fondersi dando origine a cellule con nucleo diploide
  • La cellula diploide va in meiosi e produce un asco di 4 ascospore
  • Le ascospore si dividono subito dopo per mitosi producendo un asco di 8 spore
• La genetica della Neurospora è simile a quella del Saccharomyces cerevisie, tranne che i caratteri segregano 4+: 4- perché l'asco è composto da 8 ascospore

  
• Esperimento di Beadle e Tatum

  1. Isolamento di mutanti auxotrofi

  2. Classificazione dei mutanti secondo il tipo di auxotrofia

  3. Analisi genetica sui mutanti di ogni gruppo

  4. Ricostruzione della via metabolica

  
• Mutanti auxotrofi


  Mutanti bloccati in un passaggio biosintetico che accumulano nel terreno di coltura l'intermedio che non riescono a trasformare
• Test di complementazione nutrizionale

  Permette di ricavare l'ordine dei passaggi biochimici che portano alla sintesi di un composto essenziale
• Nel terreno di coltura l'intermedio che non riesce a trasformare
• Nei mutanti il blocco della via biosintetica provoca l'accumulo nel terreno di coltura del composto intermedio a monte del blocco, che non può essere metabolizzato