Τέταρτη σειρά ασκήσεων 21 Νοεμβρίου 2017 Τέταρτη σειρά ασκήσεων

1) Η διασταύρωση δύο πράσινων φυτών καλαμποκιού έδωσε F1 απογόνους πράσινους και λευκούς σε αναλογία 9:7. Ποιος αναμένεται να είναι ο αντίστοιχος λόγος στους απογόνους της ανάδρομης διασταύρωσης των πράσινων απογόνων με έναν από τους γονείς; Α/α ; Β/β Χ Α/α ; Β/β Α-Β- 9 ΑΑΒΒ 1 ΑΑΒβ 2 ΑαΒΒ ΑαΒβ 4 Α-ββ 3 ΑΑββ Ααββ ααΒ- ααΒΒ ααΒβ ααββ

[Π]: 1/9+2*2/9*6/8+4/9*9/16=1/9+24/72+4/16= 25/36 (1/9) ΑΒ ΑΑΒΒ [Π] Αβ ΑΑΒβ [Π] αΒ ΑαΒΒ [Π] αβ ΑαΒβ [Π] (2/9) ΑΒ Αβ ΑΑΒΒ [Π] ΑΑΒβ [Π] ΑΑββ [Λ] αΒ ΑαΒΒ [Π] ΑαΒβ [Π] αβ Ααββ [Λ] (4/9) ΑΒ αΒ Αβ αβ ΑΑΒΒ [Π] ΑαΒΒ [Π] ΑΑΒβ [Π] ΑαΒβ [Π] ΑΑββ [Λ] Ααββ [Λ] ααΒΒ [Λ] ααΒβ [Λ] ααββ [Λ] (2/9) ΑΒ αΒ ΑΑΒΒ [Π] ΑαΒΒ [Π] Αβ ΑΑΒβ [Π] ΑαΒβ [Π] ααΒΒ [Λ] αβ ααΒβ [Λ] [Π]: 1/9+2*2/9*6/8+4/9*9/16=1/9+24/72+4/16= 25/36 [Λ]: 2*2/9*2/8+4/9*7/16= 8/72+28/64= 11/36 [Π]/[Λ] = 25/36 / 11/36 = 25/11 = 2.272727

2) Μπορεί ποτέ να αποδειχτεί με μεθόδους κλασσικής γενετικής πως ένας οργανισμός δεν είναι φορέας κάποιου υπολειπόμενου αλληλομόρφου; Εξηγείστε την άποψη σας. Η απάντηση στο φροντιστήριο την Τρίτη.

κ1 Χ κ2  3 [πράσινα] : 1 [λευκά] κ1 Χ κ3  3 [πράσινα] : 1 [λευκά] 3) Τρία πράσινα φυτά καλαμποκιού (κ1, κ2, και κ3) διασταυρώθηκαν μεταξύ τους και έδωσαν τα παρακάτω αποτελέσματα: κ1 Χ κ2  3 [πράσινα] : 1 [λευκά] κ1 Χ κ3  3 [πράσινα] : 1 [λευκά] κ2 Χ κ3  100% [πράσινα] Να βρεθούν οι γονότυποι των φυτών κ1, κ2 και κ3. Με λίγη προσπάθεια γίνεται εύκολα κατανοητό πως δεν μπορεί το πράσινο χρώμα να οφείλεται σε έναν γενετικό τόπο. Έστω λοιπόν πως οφείλεται σε 2 ασύνδετους, επιστατικούς γενετικούς τόπους Α, Β και η παρουσία και των 2 επικρατών αλληλομόρφων είναι απαραίτητη για το πράσινο χρώμα. Τότε θα είχαμε κ1: ΑαΒβ Χ ΑΑΒβ :κ2 ΑΑΒΒ [Π], ΑΑΒβ [Π], ΑΑ,ββ [Λ] ΑαΒΒ [Π], ΑαΒβ [Π], Ααββ [Λ] κ1: ΑαΒβ Χ ΑαΒΒ :κ3 ΑΑΒΒ [Π], ΑαΒΒ [Π], αα,ΒΒ [Λ] ΑΑΒβ [Π], ΑαΒβ [Π], ααΒβ [Λ] κ2: ΑΑΒβ Χ ΑαΒΒ :κ3 ΑΑΒΒ [Π], ΑΑΒβ [Π] ΑαΒΒ [Π], ΑαΒβ [Π]

4) Σε πολλά φυτά πχ. στον καπνό υπάρχει ένας μηχανισμός που ρυθμίζει την δυνατότητα γόνιμης διασταύρωσης. Ο μηχανισμός ελέγχεται από ένα γενετικό τόπο τον S που εμφανίζει πολλαπλά αλληλόμορφα τα S1, S2, S3, Sn . Ο γυρεόκοκκος δεν μπορεί να γονιμοποιήσει , λόγω παρεμπόδισης της ανάπτυξης του γυρεοσωλήνα αν στο γονότυπο του γυρεοκόκκου (απλοειδής) και στο γονότυπο του στύλου υπάρχει το ίδιο αλληλόμορφο του τόπου S. 4 φυτά καπνού με φαινοτύπους Α, Β, Γ και Δ για τον γενετικό τόπο S, διασταυρώθηκαν μεταξύ τους με τα εξής αποτελέσματα: Να βρεθούν οι γονότυποι των φαινοτύπων Α, Β, Γ, Δ, Ε και Ζ.   Θηλυκός γονέας Α Β Γ Δ Αρσενικός γονέας - ¼ Γ, ¼ Δ ¼ Ε, ¼ Ζ ½ Α ½ Δ ½ Γ ½ Β ½ Ζ ½ Ε ½ Γ, ½ Δ ½ Γ, ½ Ε ½ Α, ½ Γ ½ Ε, ½ Δ ½ Α, ½ Δ Τα Α, Β όταν διασταυρώνονται δίνουν 4 διαφορετικού γονοτύπου απογόνους. Άρα δεν πρέπει να έχουν κοινό αλληλόμορφο του τόπου S. Έστω το Α είναι S1S2 και το Β S3S4. Τότε θα έχουμε   Θηλυκός γονέας Α (S1S2) Β (S3S4) Γ (S1S3) Δ (S2S3) Αρσενικός γονέας - ¼ Γ (S1S3), ¼ Δ (S2S3) ¼ Ε (S2S4), ¼ Ζ (S1S4) ½ Α (S1S2) ½ Δ (S2S3) ½ Γ (S1S3) ¼ Ε (S2S4), ¼ Ζ (S1S4) ½ Β (S3S4) ½ Ζ (S1S4) ½ Ε (S2S4) ½ Γ (S1S3), ½ Δ (S2S3) ½ Γ (S1S3), ½ Ε (S2S4) ½ Α, ½ Γ (S1S3) ½ Ε, ½ Δ (S2S3) ½ Α (S1S2), ½ Δ (S2S3)

Τόπος Συχνότητα ανασυνδυασµού 5) Σε µια προσπάθεια χαρτογράφησης 5 γενετικών τόπων (y, w, v, m, & r) στην Drosophila πραγµατοποιήσατε µια σειρά διασταυρώσεων ελέγχου µε διάφορους ετεροζυγώτες και συµπληρώσατε των παρακάτω πίνακα. Με βάση λοιπόν τα δεδοµένα φτιάξτε ένα χάρτη όπου θα φαίνονται οι σχετικές αποστάσεις ανάµεσα στους τόπους. Αν δείτε διαφορές ανάµεσα στα δεδοµένα του πίνακα και τις σχετικές αποστάσεις του χάρτη που θα φτιάξετε προσπαθείστε να τις ερµηνεύσετε. Τόπος Συχνότητα ανασυνδυασµού y & w 0.010 v & m 0.030 v & r 0.269 v & w 0.300 v & y 0.322 w & m 0.327 y & m 0.355 w & r 0.450

Τόπος Συχνότητα ανασυνδυασµού y & w 0.010 v & m 0.030 v & r 0.269 v & w 0.300 v & y 0.322 w & m 0.327 y & m 0.355 w & r 0.450 0.269 0.3 v m r y w 0.03 0.01

6) Στην δροσόφιλα τα γονίδια Α(Α,α) και Β(Β,β) είναι φυλοσύνδετα και απέχουν 40 μονάδες χαρτογράφησης μεταξύ τους (Α>α, Β>β). Θηλυκά άτομα με γονότυπο Αβ/αΒ διασταυρώθηκαν με αρσενικά γονότυπου Αβ/Υ και έδωσαν 1000 απογόνους στην F1. Αν ο λόγος αρσενικών / θηλυκών είναι 1:1, πόσοι από τους απογόνους αναμένονται να είναι: α) θηλυκά [αΒ] γ) αρσενικά [αΒ] β) θηλυκά [αβ] δ) αρσενικά [αβ] α,β) Τα θηλυκά θα έχουν τον γαμέτη Αβ από τον πατέρα τους. Άρα δεν μπορούν να έχουν φαινότυπο α. 0. γ) Αρσενικά [αΒ] προέρχονται από μη ανασυνδυασμό. (1-c)/2 * ½ = 0.3 * 0.5 = 0.15 άρα 150 άτομα δ) Αρσενικά [αβ] προέρχονται από ανασυνδυασμό. (c/2) * ½ = 0.2 * 0.5 = 0.1 άρα 100 άτομα.

∆ηµιουργία ετερόζυγου Επαγωγή ανασυνδυασµού 7) Στην δροσόφιλα οι γενετικοί τόποι curved (+, c) και brown (+, bw) εδράζονται στο δεύτερο χρωµόσωµα και απέχουν 30 cM µεταξύ τους ενώ ο τόπος yellow (+, y) είναι φυλοσύνδετος (σ’ όλες τις περιπτώσεις το αλληλόµορφου του άγριου τύπου είναι επικρατές). Έχοντας στη διάθεση µας ένα στέλεχος brown και ένα curved- yellow είναι δυνατή (και πως) η δηµιουργία στελέχους brown- curved ; Η κεντρική ιδέα είναι πως πρέπει να δηµιουργήσω ένα ετερόζυγο θηλυκό ώστε µε ανασυνδυασµό να φέρω τα bw και c στο ίδιο χρωµόσωµα. Στη συνέχεια θα πρέπει να έχω τη δυνατότητα να ξεχωρίσω µε κάποιο τρόπο τα άτοµα αυτά από τα υπόλοιπα. ∆ηµιουργία ετερόζυγου [y c +] y / y ; c + / c + x + / Y ; + bw / + bw [+ + bw] (en mass) [+ + +] y / + ; c + /+ bw & y / Y ; c + / + bw [y + +] Επαγωγή ανασυνδυασµού [ + + +] + / y ; c + / + bw x y / Y ; c + / c + [y c +] (en mass) ∆εν φαίνονται όλοι οι απόγονοι εδώ αλλά µόνο αυτοί που µας ενδιαφέρουν. CO + / Y ; c bw / c + [+ c +] NCO + / Y ; c + / c + [+ c +] Το πρόβληµά µας τώρα είναι πως δεν µπορούµε να ξεχωρίσουµε άµεσα αυτά τα αρσενικά µεταξύ τους.

Εγκαθίδρυση στελέχους ∆ιαχωρισµός απογόνων ∆ιασταυρώνουµε τα [c] αρσενικά µε [bw] θηλυκά (single flies) Αν τα αρσενικά προέρχονται από NCO [+ + bw] + /+ ; + bw / + bw x + / Y ; c + / c + [+ c +] [+ + +] + / + ; c + / + bw & + / Y ; c + / + bw [+ + +] Αν τα αρσενικά προέρχονται από CO [+ + bw] + / + ; + bw / + bw x + / Y ; c bw / c + [+ c +] [+ + bw] + / + ; c bw / + bw & + / Y; c bw / + bw [+ + bw] Τα οποία και διασταυρώνω μεταξύ τους Εγκαθίδρυση στελέχους [+ + bw] + / + ; c bw / + bw Χ + / Y; c bw / + bw [+ + bw] [+ c bw] + / + ; c bw / c bw & + / Y ; c bw / c bw [+ c bw]

8) Στα κουνέλια το μαύρο τρίχωμα είναι επικρατές ως προς το καφέ και ο ομοιόμορφος χρωματισμός επικρατεί του στικτού. Οι αντίστοιχοι γενετικοί τόποι είναι συνδεδεμένοι. Κουνέλια διπλά ετερόζυγα διασταυρώνονται με καφέ στικτά και οι απόγονοί τους έχουν τους εξής φαινοτύπους: 31 καφέ, στικτά 34 μαύρα, ομοιόμορφα 16 καφέ, ομοιόμορφα 19 μαύρα, στικτά Ποιοι είναι οι γονότυποι όλων των ατόμων (να φαίνεται ο τρόπος σύνδεσης των αλληλομόρφων) ; Υπολογίσετε την γενετική απόσταση ανάμεσα στους δύο τόπους.

34 μαύρα, ομοιόμορφα NCO 31 καφέ, στικτά NCO 19 μαύρα, στικτά CO 100 Συνολικά απόγονοι Άρα οι γονείς είναι + + καφέ στικτά ========== Χ =============== καφέ στικτά καφέ στικτά RF = (19+16) / 100 = 0.35 Οι απόγονοι: [Μαύρα στικτά] + στικτά / καφέ στικτά [Καφέ ομοιόμορφα] καφέ + / καφέ στικτά

9) Στην Drosophila melanogaster το υπολειπόμενο αλληλόμορφο w του φυλοσύνδετου γενετικού τόπου white(+,w) είναι υπεύθυνο για μυίγες με λευκά μάτια. Λευκά μάτια όμως έχουν και τα άτομα που είναι ομόζυγα για το υπολειπόμενο αλληλόμορφο bw του αυτοσωμικού γενετικού τόπου brown(+,bw) και ταυτόχρονα ομόζυγα ή ημίζυγα για το υπολειπόμενο αλληλόμορφο v του φυλοσύνδετου γενετικού τόπου vermilion(+,v). Τα ομόζυγα που φέρουν το επικρατές αλληλόμορφο του τόπου vermilion και είναι ομόζυγα για το bw έχουν καστανά μάτια. Άτομα bw/bw ; + + / w v (καστανά μάτια) διασταυρώθηκαν με bw/bw ; w v / Y (λευκά μάτια) και έδωσαν στην F1 70 απογόνους με καστανά και 130 με λευκά μάτια. Να βρεθεί η απόσταση των φυλοσύνδετων τόπων white και vermilion.

[καστανά]: 200 (1-c)/2 = 70  100 – 100c = 70  100c = 30  c = 0.3 bw/bw ; + + / w v Χ bw/bw ; w v / Y w v (½) Y (½) + + (1-c)/2 + + / w v [καστανά] (1-c)/4 + + / Y [καστανά] (1-c)/4 w v (1-c)/2 w v / w v [λευκά] (1-c)/4 w v / Y [λευκά] (1-c)/4 + v (c/2) + v / w v [λευκά] (c/4) + v / Y [λευκά] (c/4) w + (c/2) w + / w v [λευκά] (c/4) w + / Y [λευκά] (c/4) [καστανά]: 200 (1-c)/2 = 70  100 – 100c = 70  100c = 30  c = 0.3 [λευκά]: 200[ (1-c)/2 + c] = 130  100 – 100c + 200c = 130  100c = 30  c= 0.3

10) Στην Drosophila melanogaster το υπολειπόµενο αλληλόµορφο ebony (e) του αντίστοιχου γενετικού τόπου και το υπολειπόµενο αλληλόµορφο curled (cu) εδράζονται στο τρίτο χρωµόσωµα. Αρσενικό «αγρίου» τύπου διασταυρώθηκε µε θηλυκό [e cu]. Οι απόγονοι διασταυρώθηκαν µεταξύ τους και στην F2 καταµετρήθηκαν 288 άτοµα µε φαινότυπο [+ +], 14 [+ cu], 88 [e cu] και 10 [e +]. Να βρεθεί η απόσταση των δύο τόπων.

P: e cu / e cu X + + / + + F1: e cu / + + X e cu / + + e cu (½) + + (½) e cu (1-c)/2 e cu / e cu (1-c)/4 [e cu] e cu / + + (1-c)/4 [+ +] + + (1-c)/2 + + / + + (1-c)/4 e + (c/2) e cu / e + (c/4) [e +] e + / + + (c/4) + cu (c/2) e cu / + cu (c/4) [+ cu] + cu / + + (c/4)

[e cu]: 400 (1-c)/4 = 88  100 – 100c = 88  100c = 12  c = 0.12 + + (½) e cu (1-c)/2 e cu / e cu (1-c)/4 [e cu] e cu / + + (1-c)/4 [+ +] + + (1-c)/2 + + / + + (1-c)/4 e + (c/2) e cu / e + (c/4) [e +] e + / + + (c/4) + cu (c/2) e cu / + cu (c/4) [+ cu] + cu / + + (c/4) Φαινότυποι Άτομα [+ +] 288 [+ cu] 14 [e cu] 88 [e +] 10 Σύνολο 400 [e +]: 400 (c/4) = 10  100 c = 10  c = 0.1 [+ cu]: 400 (c/4) = 14  100 c = 14  c = 0.14 [e cu]: 400 (1-c)/4 = 88  100 – 100c = 88  100c = 12  c = 0.12 [+ +]: 400 [3(1-c)/4 + 2c/4] = 288  400 (3-c)/4 = 288  300 – 100c = 288   100c = 12  c = 0.12

Χαρτογράφηση

ΜΕ με Με μΕ ΜΜΕΕ ΜμΕε ΜΜΕε ΜμΕΕ μμεε Μμεε μμΕε ΜΜεε μμΕΕ 1-c c Έστω οι τόποι Μ και Ε συνδεδεμένοι και σε απόσταση c cM ΜΕ/MΕ Χ με/με ΜΕ/με Χ ΜΕ/με ΜΕ με Με μΕ ΜΜΕΕ ΜμΕε ΜΜΕε ΜμΕΕ μμεε Μμεε μμΕε ΜΜεε μμΕΕ 1-c / 2 1-c 1-c / 2 c / 2 c c / 2

ΜΕ (1-c)/2 με Με c/2 μΕ ΜΜΕΕ (1-c)2/4 ΜμΕε ΜΜΕε c(1-c)/4 ΜμΕΕ μμεε Μμεε μμΕε ΜΜεε c2/4 μμΕΕ ΜΜΕΕ (1-c)2/4 ΜμΕΕ 2 * c(1-c)/4 μμΕΕ c2/4 ΜΜΕε 2*c(1-c)/4 ΜμΕε 2*(1-c)2/4 + 2*c2/4 μμΕε ΜΜεε Μμεε μμεε Μ-Ε- 3*(1-c)2/4 + 4*c(1-c)/4 + 2*c2/4 μμΕ- 2*c(1-c)/4 + c2/4 Μ-εε μμεε (1-c)2/4

Μ-Ε- 3*(1-c)2/4 + 4*c(1-c)/4 + 2*c2/4 μμΕ- 2*c(1-c)/4 + c2/4 Μ-εε μμεε 9/16 μμΕ- 3/16 Μ-εε μμεε 1/16 Η μέγιστη απόσταση ανάμεσα σε 2 τόπους που μπορώ να υπολογίσω είναι 50 cM Συνδεδεμένοι τόποι που απέχουν τόσο ή περισσότερο εμφανίζονται ΓΕΝΕΤΙΚΑ ως ασύνδετοι!

ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ 3 ΣΗΜΕΙΩΝ

Σε ένα είδος δροσόφιλας ένα στέλεχος (Σ1) µε µάτια άγριου τύπου, σώµα κίτρινο και µε το ταχύ (F) αλλοένζυµο της φωσφογλυκοµουτάσης (PGM) διασταυρώθηκε µε ένα άλλο στέλεχος (Σ2) µε άσπρα µάτια, σώµα άγριου τύπου και µε το αργό (S) αλλοένζυµο του ίδιου ενζύµου. Tα άτοµα της F1 ήταν άγριου τύπου για τα µάτια και το σώµα και τύπου F/ S για το ένζυµο (δηλαδή είχαν και τα δύο αλλοένζυµα). Θηλυκά της F1 διασταυρώθηκαν µε ένα τρίτο στέλεχος (Σ3) που είχε άσπρα µάτια, κίτρινο σώµα και το αλλοένζυµο S. Πήραµε τα αποτελέσµατα που φαίνονται παρακάτω Mάτι Σώµα PMG Aριθµός ατόµων Άγριο άγριο F/ S 117 Άγριο άγριο S 27 Άγριο κίτρινο F/ S 199 Άγριο κίτρινο S 13 Άσπρο άγριο F/ S 12 Άσπρο άγριο S 190 Άσπρο κίτρινο F/ S 32 Άσπρο κίτρινο S 110 Nα χαρτογραφηθούν τα τρία γονίδια και να υπολογισθεί ο συντελεστής σύµπτωσης.

Mάτι Σώµα PGΜ Άγριο κίτρινο F/ S 199 Άσπρο άγριο S 190 Σύνολο 700 Τα αλληλόμορφα αγρίου τύπου επικρατή όσον αφορά το χρώμα του ματιού και του σώματος. Τα ισοένζυμα της PGΜ ισοεπικρατή. Τα Σ3 ομόζυγα για τα υπολειπόμενα αλληλόμορφα και το S ισοένζυμο. Άρα ο φαινότυπος εξαρτάται από τον γαμέτη του ατόμου της F1.

κίτρινο F + ================ + S άσπρο Mάτι Σώµα PGΜ Aριθµός ατόµων Άγριο κίτρινο F/ S 199 Άσπρο άγριο S 190 Άγριο άγριο F/ S 117 Άσπρο κίτρινο S 110 Άσπρο κίτρινο F/ S 032 Άγριο άγριο S 027 Άγριο κίτρινο S 013 Άσπρο άγριο F/ S 012 Σύνολο 700 NCO SCO DCO (σώμα, PMG) (PMG, μάτι) κίτρινο S + κίτρινο + F ============ + άσπρο S + κίτρινο F =============== άσπρο + S DCO DCO + + F + + S κίτρινο F + =============== + S άσπρο DCO κίτρινο άσπρο F + F άσπρο άσπρο κίτρινο S RF(σώμα, PGΜ) = (117+110+13+12)/ 700 = 0.36 σσ = (13+12)/(0.36*0.12*700) = = 25/30.84 = 0.8267 RF(PGΜ, μάτι) = (32+27+13+12)/700 = 0.12 RF(σώμα, μάτι) = (117+110+32+27+2*13+2*12)/700 = 0.48

QUIZ

Απόγονοι (F1) Φυτό [AB] [Aβ] [αΒ] [αβ] Στο καλαμπόκι το ποσοστό των γαμετών που προέρχονται από ανασυνδυασμό μεταξύ των συνδεδεμένων γενετικών τόπων Α(Α,α) και Β(Β,β) (Α>α , Β>β) είναι c. Έξι φυτά αυτογονιμοποιήθηκαν και έδωσαν τα παρακάτω αποτελέσματα: Απόγονοι (F1) Φυτό [AB] [Aβ] [αΒ] [αβ] Κ1 98 32 Κ2 64 10 8 18 Κ3 106 34 Κ4 104 36 Κ5 50 25 23 2 Κ6 99 31 Να βρεθούν οι γονότυποι (στους οποίους να φαίνεται η διάταξη των αλληλομόρφων στα χρωμοσώματα) για κάθε ένα από τα 6