1. TEMA 14 GENES LIGADOS A AUTOSOMAS LIGAMIENTO Y RECOMBINACION MAPAS GENETICOS M.C. JOSE LUIS CASTILLO DOMINGUEZ UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGO

2. GENES INDEPENDIENTES Y GENES LIGADOS Cuando dos genes se encuentran en cromosomas diferentes se dice que son genes independientes . Cuando dos genes se encuentran en un mismo cromosoma se dice que son genes ligados . Cada cromosoma es un grupo de ligamiento y en forma secuencial se acomodan muchos genes; el número de ellos dependerá del tamaño del cromosoma, a mayor tamaño, mayor número de genes. En la meiosis y gametogénesis se separan los cromosomas homólogos lo que provocan la segregación y la producción de gametos haploides . Repitiendo y subrayando, lo que se separan son los cromosomas completos , por lo tanto los genes presentes en un cromosoma no se separan en la meiosis, por eso se denominan genes ligados .

3. GENES INDEPENDIENTES Si A y B son genes independientes , el comportamiento de ellos en la formación de gametos se hace de manera aleatoria de la siguiente forma: Al final se obtienen cuatro gametos diferentes con una misma probabilidad de ocurrencia. a A B b AB 1/4 Ab 1/4 aB 1/4 ab 1/4

4. GENES INDEPENDIENTES MEIOSIS ANIMADA En esta animación se observa perfectamente la separación de los cromosomas homólogos y la recombinación aleatoria de los genes presentes en cada par cromosómico cuando son independientes.

5. GENES LIGADOS Si A y B son genes ligados , el comportamiento de ellos en la formación de gametos se hace de forma aleatoria de la siguiente forma: Al final se obtienen solamente dos gametos diferentes con una misma probabilidad de ocurrencia. Esto es debido a que están en el mismo grupo de ligamiento. ab 1/2 AB 1/2 B b A a

6. GENES LIGADOS MEIOSIS ANIMADA En esta animación se observa la separación de los cromosomas homólogos y las cromátidas hermanas en la meiosis. Los genes van dentro de las cromátidas. En realidad se presenta entrecruzamiento entre los cromosomas homólogos lo que provoca los diferentes gametos finales.

7. GENES LIGADOS ENTRECRUZAMIENTO Y RECOMBINACION Durante la sinapsis en la profase I de la meiosis , las cromátidas hermanas se llegan a fusionar en ciertos puntos formando los quiasmas . En la anafase I se separan los cromosomas homólogos y debido al jalón de los quiasmas existe una probabilidad del 50% de que haya recombinación de segmentos de cromosoma. A los gametos que llevan segmentos de la cromátida hermana se les denomina gametos tipo recombinante (G.T.R). Por el contrario, los que quedan con sus segmentos originales se les llama gametos tipo progenitor (G.T.P.). Lo anterior se observa en la siguiente diapositiva.

8. Recombinación genética Entrecruzamiento Gametos recombinantes Gametos tipo progenitor QUIASMA

9. Cuando el entrecruzamiento se da entre la posición de dos genes A y B existe la probabilidad de existir gametos tipo recombinantes. El número de entrecruzamientos en un par cromosómico dependerá del tamaño del cromosoma. Cromosomas largos tienen más entrecruzamientos (y por lógica recombinación) que los pequeños. La distancia que exista entre dos genes dentro de un cromosoma determinará el número de recombinantes promedio que se da en los gametos. A distancias grandes más recombinantes, a distancias cortas pocos serán los gametos tipo recombinación. En la siguiente diapositiva se observa la situación en que la distancia entre A y B garantiza un 100% que habrá entrecruzamiento y por lo tanto un 50% de recombinantes. Los cuatro tipos de gametos provocarían resultados fenotípicos similares a los de dos genes independientes. GENES LIGADOS ENTRECRUZAMIENTO Y RECOMBINACION

10. G.T.P. G.T.R. Si la distancia entre ambos genes no permite más que algunos entrecruzamientos, entonces los G.T.R. estarán en un porcentaje inferior a los G.T.P. A A a a b b B B A A a a b b B B AB ab Ab aB

11. El descubrimiento del entrecruzamiento y la recombinación en la meiosis le permitió a Thomas H. Morgan crear un mecanismo para determinar el orden y la distancia de los genes dentro de un cromosoma, o sea un mapa genético. Obteniendo resultados fenotípicos de gametos tipo recombinantes, comparados con los gametos totales, se determinaba la distancia entre dos genes. Usando otros genes dentro del mismo cromosoma se establecía el orden de ellos. ENTRECRUZAMIENTO Y RECOMBINACION MAPAS GENETICOS Para entender este procedimiento usaremos una cruza de prueba para formar un mapa genético. Esta consiste en cruzar un dihíbrido con un doble homocigoto recesivo. Los fenotipos estarán determinados por el gameto del dihíbrido, con esto sabremos la relación entre los G.T.R. del total de gametos.

12. GAMETOS RECOMBINANTES AB/ab ab/ab x ab ab ab aB Ab AB aB/ab Ab/ab ab/ab AB/ab Cruza de Prueba

13. Con estos resultados se obtienen los siguientes valores: VALOR DE ENTRECRUZAMIENTO V.E .= V.R .x 2 VALOR DE RECOMBINACION V.R .=(Núm. de fenotipos recombinantes/Total)x100 VALOR DE LIGAMIENTO V.L .=(Núm. de fenotipos progenitores/Total)x100 Relación matemática entre los gametos tipo recombinantes y el total de gametos. Porcentaje de entrecruzamientos entre los dos genes. Relación matemática entre los gametos tipo progenitor y el total de gametos. CADA UNIDAD DE V.R. REPRESENTA UNA UNIDAD EN EL MAPA GENETICO POR SER COMPLEMENTARIOS: V.R. + V.L.= 100%

14. Para realizar bien los cálculos es necesario conocer la posición original de los dos genes dentro del cromosoma. Como se usa un dihíbrido, existen dos posibles esquemas: a) que los dos alelos dominantes estén es un cromosoma y los recesivos estén en el homólogo. A este se le llama Dihibrido en Fase de Acoplamiento . b) que en un cromosoma este un dominante y un recesivo y en el homólogo estén los complementos para el dihíbrido, A este se le conoce como Dihibrido en Fase de Repulsión . La importancia de esto es saber cuales son los G.T.P. y los G.T.R. , como puede observarse a continuación: ENTRECRUZAMIENTO Y RECOMBINACION MAPAS GENETICOS

15. AB ab Ab aB Ab/aB AB/ab DIHIBRIDO EN FASE DE ACOPLAMIENTO DIHIBRIDO EN FASE DE REPULSION GTP AB ab GTR Ab aB GTP Ab aB AB GTR ab

16. Esta es una cruza de prueba para determinar distancia entre dos genes dentro de un cromosoma. Como se observa es un dihíbrido en fase de acoplamiento AB/ab , por lo que se obtienen cuatro diferentes gametos (dos tipo progenitor y dos recombinantes). El recesivo solo da un tipo de gameto (ab). El resultado fenotípico nos dice que de la recombinación son 13+19=32 individuos de un total de 226, por lo que al calcular el valor de recombinación: V.R. =(32/226)100= 14.2 Como cada unidad de V.R. es una unidad mapa, entonces la distancia entre A y B es de 14 u.m .

17. A B a b 25 u.m. Ya teniendo identificados el orden y la distancia entre los genes de un mismo grupo de ligamiento, se pueden predecir los resultados esperados en cada cruzamiento: 25% de G.T.R. AB ab Ab aB 37.5% 37.5% 12.5% 12.5% G.T.P. G.T.R.

18. C A B c a b 10 u.m. ca 10% de G.T.R. cA Ca CA 45% 45% 5% 5% G.T.P. G.T.R.

19. C A B c a b 35 u.m. 35% de G.T.R. cB Cb CB cb 32.5% 32.5% 17.5% 17.5% G.T.P. G.T.R.

20. Este es el mapa genético de la mosca de la fruta realizado por Morgan con este método de recombinación:

21. La distancia en el mapa nos dice el número de recombinaciones que hay entre dos genes. Entre más se alejan más recombinantes hay. Cuando la distancia entre dos genes es igual o mayor a 50, quiere decir que existirá un 50% de gametos recombinantes y un 100% de entrecruzamiento. Cuando esto sucede, los resultados fenotípicos son similares a como si fueran genes independientes.

22. FIN M.C. JOSE LUIS CASTILLO DOMINGUEZ UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGO