ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Βιολογία ΙI Ανασυνδυασμός (Γενετική ανάλυση σύνδεσης) Διδάσκοντες: Σ. Γεωργάτος, Θ. Τζαβάρας, Π. Κούκλης, Χ. Αγγελίδης Υπεύθυνος μαθήματος: Σ. Γεωργάτος

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

Γενετική ανάλυση σύνδεσης

Γενετική σύνδεση (linkage) Είναι το φαινόμενο κατά το οποίο τα αλληλόμορφα (εναλλακτικές μορφές γονιδίου) ενός χρωμοσώματος τείνουν να παραμείνουν μαζί στους απογόνους και όχι να διαχωριστούν ανεξάρτητα. Η μονάδα ανασυνδυασμού (cM) επέτρεψε τη δημιουργία γενετικών χαρτών.

Aνάλυση γενετικής σύνδεσης Η ανάλυση γενετικής σύνδεσης αναφέρεται σε γενετικούς τόπους (loci) και όχι αλληλόμορφα. 2 loci στο ίδιο χρωμόσωμα λέγονται συνταινικά και μπορεί να είναι ή να μην είναι συνδεδεμένα.

Φυσικός χάρτης: δίνει τη θέση των γονιδιακών θέσεων και τις αποστάσεις τους από άλλες στο ίδιο χρωμόσωμα σε απόλυτες τιμές (bp). Ο γενετικός χάρτης δίνει τη σχετική εντόπιση γονιδιακών θέσεων σύμφωνα με τη συχνότητα ανασυνδυασμού (cM). 1cM αντιστοιχεί σε συχνότητα ανασυνδυασμού 1%. Ο ανασυνδυασμός είναι περίπου 2 φορές πιο συχνός στα ωοκύτταρα από ότι στα σπερματοκύτταρα και γι’ αυτό ο γενετικός χάρτης των θήλεων ατόμων είναι περίπου 40% μακρύτερος. Η συχνότητα ανασυνδυασμού δεν είναι ίδια σε όλο το γονιδίωμα αλλά ποικίλει και εξαρτάται από τη δομή του χρωμοσώματος. Γονιδιακή θέση: D(DNA)-χρωμόσωμα- δείκτης.

Εφ΄όσον παράγονται νέα χρωμοσώματα που περιέχουν τμήματα κάθε ομόλογου πατρικού και μητρικού χρωμοσώματος ο ανασυνδυασμός έχει σαν αποτέλεσμα νέους συνδυασμούς αλληλομόρφων στο κάθε νέο χρωμόσωμα.

O γ.α συμβαίνει τυχαία μεταξύ 2 ομόλογων (δίκλωνων μορίων)τμημάτων DNA και επομένως η συχνότητα ανασυνδυασμού μεταξύ 2 σημείων εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ τους. Βάση της χαρτογράφησης γονιδίων.

Ανάλυση σύνδεσης Γενετική σύνδεση είναι η τάση αλληλομόρφων δύο ή περισσότερων γονιδίων να συγκληρονομούνται εξ αιτίας της θέσης τους πάνω σε ένα χρωμόσωμα και αυτό εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ των γενετικών τόπων τους (loci).

Γενετική σύνδεση Είναι η τάση που εκδηλώνουν αλληλόμορφα που γειτνιάζουν στενά πάνω σε ένα χρωμόσωμα να μεταβιβάζονται σαν ενιαία μονάδα (μαζί) κατά τη μείωση. Γενετική απόσταση (ποσοστό ανασυνδυασμού). Φυσική απόσταση (μετράται σε ζεύγη βάσεων ή ζώνες χρωμοσωμάτων).

Γενετική απόσταση Η ισχύς της σύνδεσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν μονάδα μέτρησης του πόσο απέχουν γενετικά μεταξύ τους διαφορετικά loci. Μονάδα μέτρησης= εκείνο το γενετ. μήκος χρωμοσώματος στο οποίο συντελείται κατά μέσο όρο 1 ανασυνδυασμός/ μείωση. Μονάδα υπολογισμού cM=το γενετικό μήκος όπου η συχνότητα των παρατηρούμενων ανασυνδυασμών είναι 1%. 1cM ~ 1Mb.

Απλότυπος (haplotype- haploid genotype ) Συνδυασμός αλληλομόρφων σε πολλές γενετικές θέσεις στο ίδιο χρωμόσωμα που μεταβιβάζονται μαζί. Μπορεί να αναφέρεται σε λίγες γονιδ. θέσεις ή σε ολόκληρο χρωμόσωμα, ανάλογα με τα γεγονότα ανασυνδυασμού ανάμεσα σε αυτές τις γονιδ. θέσεις. Επίσης απλότυπος είναι ομάδα SNPs σε μια χρωματίδα στατιστικά συνδεδεμένων. Επίσης ο όρος απλότυπος αναφέρεται στο ατομικό πρότυπο short tandem repeat (STR) αλληλομόρφων σε μια περιοχή. Το πρότυπο διάταξης κατά μήκος ενός χρωμοσώματος σειράς γενετικών δεικτών.short tandem repeat Χρησιμοποιούνται 100άδες δείκτες με αποστάσεις cM για κάθε χρωμόσωμα.

Απλότυπος Απλότυποι είναι συνδυασμοί γονιδιακών πολυμορφισμών, ή, που βρίσκονται στην ίδια χρωμοσωμική περιοχή και μπορεί να κληρονομούνται μαζί.

Κάθε ομόλογο πατρικό ή μητρικό χρωμόσωμα περιέχει διαφορετικούς συνδυασμούς αλληλομόρφων.

Όσο πιο κοντά βρίσκονται δύο γονίδια τόσο συχνότερα συγκληρονομούνται. Ο γενετικός ανασυνδυασμός εξ αιτίας επιχιασμού μεταξύ των γενετικών θέσεων οδηγεί στη δημιουργία νέων συνδυασμών συνδεδεμένων γονιδίων Γενετικές θέσεις πολύ κοντά: σπάνιος ανασυνδυασμός. Αντίθετα: συχνός. Η συχνότητα ανασυνδυασμών χρησιμοποιείται σαν μέτρο της απόστασης μεταξύ των γενετ. Θέσεων.

Μονάδα μέτρησης γενετ. ανασυνδυασμού 1 cM: συχνότητα ανασυνδυασμού 1% ανά μείωση.

Γενετική ανάλυση σύνδεσης Ανάλυση πολύ πολυμορφικών γενετικών μικροδορφορικών δεικτών που καλύπτουν ολόκληρο χρωμόσωμα ή συγκεκριμένη περιοχή. Aνάλυση με ειδικό λογισμικό των αλληλομόρφων και των γονοτύπων.

Γενετική ανάλυση σύνδεσης Χαρτογράφηση γονιδίων που ευθύνονται για γενετικά νοσήματα. Οικογένειες –μεγάλες- 2-3 γενιές (πληροφοριακές- ετεροζυγώτες)??? Τουλάχιστον 10 άτομα. Στενά συνδεδεμένοι γενετικοί τόποι-δείκτες πολυμορφικοί ( διάταξη ανά 10-20cM).

ΜRX77 Οικογενειακό δένδρο

Φυσιολ N=φυσιολογικό Φ= φορέας Π= πάσχων ΝΝ ΝΦΦΠΠ Π Π 396bp 420bp

Γενετική σύνδεση Ο υπολογισμός της χαρτογραφικής απόστασης μεταξύ γενετικών δεκτών ελέγχει την πιθανή σύνδεση μεταξύ 2 γενετικών δεικτών και γίνεται με στατιστική εκτίμηση (μέθοδος τιμής lod (logarithm of the odds)-lod score method). Με τη μέθοδο τιμής lod ελέγχεται η πιθανότητα σύνδεσης μεταξύ δύο γενετ. τόπων (loci).

Πώς; Μικροδορυφόροι( microsatellites). Πολυμορφισμοί ενός νουκλεοτιδίου (SNPs- single nucleotide polymorphisms).

Μικροδορυφόροι Μικρές, επαναλαμβανόμενες, πολύ πολυμορφικές αλληλουχίες που βρίσκονται σε μεγάλη συχνότητα στο γονιδίωμα των θηλαστικών (δινουκλεοτίδια, τετρανουκλεοτίδια ή άλλες αλληλουχίες). Χρησιμοποιούνται σαν μοριακοί δείκτες (markers) για γενετική ανάλυση (συχνά ο αριθμός των επαναλήψεων είναι διαφορετικός μεταξύ διαφορετικών ατόμων). PCR.

Μικροδορυφόροι

Πολυμορφισμοί ενός νουκλεοτιδίου (SNPs- single nucleotide polymorphisms) Διαφορές μιας μόνο βάσης. 1/1000 bp. RFLPs. PCR. DNA μικροσυστοιχίες.

Γενετικός ανασυνδυασμός Alberts ( Γενετικός ανασυνδυασμός, ομόλογος ανασυνδυασμός- Holliday, ανασυνδυασμός σε ειδική θέση, γονίδιο β-σφαιρίνης, διπλασιασμός). Molecular Cell Biology, 4η έκδοση ( recombination- genetic mapping, meiotic, crossing-over, knockout mice, lox-cre. Lupski RJ (1998). Genomic disorders: structural features of the genome can lead to DNA rearrangements and human disease traits. TIG, Vol. 14, No 10.

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκοντες: Σ. Γεωργάτος, Θ. Τζαβάρας, Π. Κούκλης, Χ. Αγγελίδης, Υπεύθυνος μαθήματος: Σ. Γεωργάτος. «Βιολογία ΙI. Ανασυνδυασμός, Γενετική ανάλυση σύνδεσης». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1]