Problemes de Genètica: Lligament, recombinació i cartografia

Problema VII.1. Lligament entre malaltia dominant i marcador bioquímic

Una malaltia de base genètica mendeliana té caràcter dominant ($A > a$) i la seva expressió fenotípica té lloc durant l'etapa adulta. Mitjançant l'anàlisi de pedigrís de famílies afectades, s'ha determinat que en el mateix cromosoma on radica el gen de la patologia es troba un altre locus ($B/b$) analitzable bioquímicament, separat a una distància genètica de 10 cM del gen $A$.

Un individu afectat per la malaltia, amb genotip doble heterozigot en fase d'acoblament ($AB/ab$), contreu matrimoni amb una persona sana de genotip $bb$ pel marcador bioquímic ($ab/ab$).

a)

Si conceben un descendent de genotip $Bb$, quina és la probabilitat que desenvolupi la patologia al llarg de la seva vida?

b)

Quina seria aquesta probabilitat si la malaltia tingués una penetrància incompleta del 70%?

Problema VII.2. Distància de mapa en blat de moro

En el blat de moro, l'al·lel mutant recessiu $r$ dóna lloc a endosperma rugós, mentre que l'al·lel salvatge dominant $r^+$ produeix llavors llises. D'altra banda, l'al·lel recessiu $c$ produeix endosperma sense color, mentre que l'al·lel dominant $c^+$ produeix endosperma acolorit. Es creuen dues plantes línies pures homozigòtiques obtenint-se una generació $F_1$ homogènia, en la qual tots els individus són fenotípicament llisos i acolorits.

Posteriorment, es realitza un encreuament prova sotmetent els individus de la $F_1$ a un creuament amb una soca doble mutant homozigòtica recessiva, obtenint-se la següent descendència:

149 plantes rugoses i acolorides

4.035 plantes rugoses i sense color

152 plantes llises i sense color

4.032 plantes llises i acolorides

a)

Quins eren els genotips i fenotips dels dos progenitors homozigòtics originals?

b)

En quina fase d'associació (acoblament o repulsió) es troben els al·lels a la $F_1$?

c)

Calculeu la distància genètica en centimorgans (cM) existent entre els loci $r$ i $c$.

Problema VII.3. Anàlisi de lligament, test de khi-quadrat i recombinació en ratolins

En el ratolí domèstic ( Mus musculus), els caràcters tremolós ( trembling) i pèl curt ( rex) estan determinats per dos gens autosòmics independents en la seva expressió. Els al·lels mutants per a trembling ($t$) i per a rex ($r$) són dominants respecte als respectius al·lels salvatges ($t > t^+$ i $r > r^+$).

Es realitza un encreuament prova encreuant femelles doblement heterozigòtiques amb mascles sans de fenotip normal i pèl llarg ($t^+ t^+ r^+ r^+$), obtenint-se la següent descendència:

21 tremolosos, rex

54 normals, rex

52 tremolosos, pèl llarg

22 normals, pèl llarg

a)

Determineu mitjançant una prova estadística de $\chi^2$ si ambdós loci es troben en el mateix cromosoma (lligats) o si segreguen de manera independent.

b)

En les femelles heterozigòtiques de la $F_1$, en quina fase es troben els al·lels mutants (acoblament o repulsió)?

c)

Quin és el percentatge de recombinació entre els dos gens?

%

d)

Si s'encreuen un mascle i una femella, ambdós heterozigòtics per a trembling i rex amb els al·lels mutants en fase de repulsió, quines proporcions fenotípiques s'esperen a la descendència?

%

%

%

%

Problema VII.4. Cartografia de tres punts en Drosophila melanogaster

En Drosophila melanogaster, s'analitza l'herència de tres mutacions recessives situades en el cromosoma X: sc (escudet escàs), ec (ulls equins) i cv (absència de venes transversals a les ales). Els respectius al·lels salvatges dominants són $sc^+$, $ec^+$ i $cv^+$.

Es realitza un encreuament prova creuant femelles heterozigòtiques per als tres marcadors amb mascles triplement mutants recessius ($sc\ ec\ cv / Y$). A la descendència s'obtenen els recomptes següents:

Fenotip

Nombre d'individus

sc ec cv · 410

+ + + · 420

sc + + · 65

+ ec cv · 75

sc ec + · 14

+ + cv · 12

sc + cv · 2

+ ec + · 2

a)

Determineu l'ordre lineal relatiu dels tres gens en el cromosoma:

b)

Calculeu les distàncies genètiques entre els loci consecutius i construïu el mapa genètic en centimorgans (cM):

c)

Calculeu el coeficient de coincidència i la interferència cromosòmica d'aquesta regió:

Problema VII.5. Mapatge genètic respecte al centròmer en Neurospora crassa

En el fong ascomicot Neurospora crassa, s'analitza l'herència d'un caràcter mutant auxòtrof nic (requeriment de suplement de niacina / àcid nicotínic) mitjançant un encreuament entre una soca mutant ( nic) i una soca salvatge protòtrofa ( nic +).

S'analitzen 300 ascs octospòrics ordenats procedents d'aquest encreuament, registrant la disposició espacial de les espores:

Patró d'ordenació dels al·lels a l'asc · Nombre d'ascs

4 nic +: 4 nic (Segregació en primera divisió meòtica, M I) · 126

4 nic: 4 nic + (Segregació en primera divisió meòtica, M I) · 132

2 nic +: 2 nic: 2 nic +: 2 nic (Segregació en segona divisió, M II) · 18

2 nic: 2 nic +: 2 nic: 2 nic + (Segregació en segona divisió, M II) · 16

2 nic +: 4 nic: 2 nic + (Segregació en segona divisió, M II) · 4

2 nic: 4 nic +: 2 nic (Segregació en segona divisió, M II) · 4

a)

Expliqueu quin és el fonament citològic que diferencia els patrons de segregació en primera divisió ( M I) dels de segona divisió ( M II).

b)

Calculeu la freqüència d'ascs de segona divisió i determineu la distància genètica (en cM) entre el gen nic i el centròmer del seu cromosoma.

%

cM

Problema VII.6. Lligament genètic en fase d'acoblament i repulsió en Zea mays

En el blat de moro ( Zea mays), el gen recessiu sh produeix gra reduït ( shrunken), mentre que el seu al·lel dominant sh + produeix gra de morfologia normal. En el mateix cromosoma es troba el gen c, el qual determina la coloració: l'al·lel recessiu c provoca endosperma sense color, mentre que l'al·lel dominant c + indueix la formació de color. Ambdós loci es troben a una distància genètica de 12 cM.

a)

Si es creua una planta doble heterozigòtica en fase d'acoblament (cis) amb una planta doble homozigòtica recessiva, quines seran les proporcions fenotípiques i genotípiques de la descendència?

% cadascun

% cadascun

b)

Quines proporcions fenotípiques s'obtindran si la planta heterozigòtica inicial es troba en fase de repulsió (trans)?

% cadascun

% cadascun

Problema 7. Lligament al cromosoma X: daltonisme i hemofília

En l'espècie humana, els gens responsables de la ceguesa per als colors (daltonisme, amb al·lels $D > d$) i de l'hemofília clàssica (al·lels $H > h$) es troben situats en el cromosoma X, amb una fracció de recombinació de l'ordre del 10% ($\theta = 0{,}10$).

Considereu el següent pedigrí familiar en què es mostren els fenotips d'afectació per a ambdós caràcters:

Suposant que les parelles de tots els germans de la tercera generació (F3: individus III-1, III-2, III-3, III-4 i III-5) són sanes i manquen totalment d'antecedents per a aquestes dues patologies, responeu:

a)

Quina és la probabilitat de cadascun dels cinc germans de la tercera generació de tenir un fill o filla que sigui hemofílic i daltònic alhora ?

b)

Quina és la probabilitat de cadascun dels cinc germans de tenir un descendent que pateixi únicament hemofília ?