Vazba genů

1. Vazba genů

2. Crossing-over • v průběhu profáze I meiózy • princip rekombinace genetického materiálu mezi maternálním a paternálním chromosomem • synaptonemální komplex • zlomy a nová spojení chromatinových řetězců – nutná přítomnost konkrétních štěpících enzymů a polymeráz synaptonemální komplex

3. Vazba genů • v rámci jednoho chromosomu jsou geny uspořádány lineárně • mezi jednotlivými geny téhož chromosomu tedy existuje vazba – celá jejich sada (vazbová skupina) migruje do nově vznikajících gamet – celé chromosomy se dostanou do konkrétní gamety • ale protože existuje crossing-over, může během meiózy nastat výměna úseků DNA mezi homologními (maternálními a paternálními) chromosomy - rekombinace • frekvence crossing-overů závisí na mapové vzdálenosti • vazba úplná, neúplná, volná kombinovatelnost A) – silnější vazba oproti B), kde je mezi lokusy větší vzdálenost a tak větší pravděpodobnost rekombinací A B

4. B C A C A B c b a c a b C B A c A B a C b c a b Vazba genů Šipky znázorňují místo zlomu při crossing-overu, což zapříčiní rekombinaci mezi původním postavením alel ABC / abc nesesterských chromatid homologních chromosomů na ABc / abC

5. Transnebocis pozice alel A B • CIS fáze: pokud jsou dominantní alely obou genů na jednom chromosomu a recesivní alely týchž genů na druhém a b cis • TRANS fáze: pokud je na chromosomu dominantní alela jednoho genu a recesivní alela druhého genu a na druhém je tomu naopak b A B a trans

6. Morgan a centiMorgan • popis pozice genů na základě jejich fenotypového projevu – základy položil Morgan na začátku 20. století • podle něj je pojmenována jednotka relativní vzdálenosti genů (lokusů) v genetické mapě • 1 cM (centimorgan) odpovídá pravděpodobnosti rekombinace 1% • vzdálenost lokusu A a B je 12,3 cM : ve 12,3 děleních ze sta dojde mezi lokusy A a B ke crossing-overu (rekombinaci)

7. Vazba genů • A]vazba úplná: 0 cM, nedochází ke crossing-overu • B]neúplná vazba,frekvence rekombinací závisí na mapové vzdálenosti 0 > - <50cM • C]volná kombinovatelnost: 50cM A C B

8. AaBb aabb Zpětné (testovací) křížení - výklad Testovací křížení AaBb x aabb Gamety [AB, Ab, aB, ab] x [ab] Genotypy AB/ab, Ab/ab, aB/ab, ab/ab Lokalizace na dvou chromosomových párech VOLNÁ KOMBINOVATELNOST Fenotypové štěpné poměry: 1:1:1:1 VAZBA GENŮ oba lokusy na tomtéž chromosomu Odchylky štěpných poměrů při srovnání štěpných poměrů s dihybridismem nebo testovacím křížením popsaným Mendelem

9. Vazba – testovací křížení

10. Příklad

11. Výsledek

12. Mapy Genetická • na základě zjištění vazeb je možné určit relativní vzdálenost genů • vzdálenost určuje pravděpodobnost rekombinace mezi zvolenými lokusy – nízká míra rekombinace indikuje blízkost sledovaných lokusů Fyzická • přesně určuje pozici genu v chromosomu např. metoda FISH, sekvenování … • projekt HUGO – celkový genom člověka

13. Určování genetické mapy u lidí • frekvence rekombinace lokusů většiny chromosomů je větší u žen - proto jsou genetické mapy ženských chromosomů • sledování znaků u nejméně tří generací rodiny, čím více početnější rodokmen, tím lze lépe hodnotit frekvenci rekombinací • u lidí je obecně málo potomků ke sledování štěpných poměrů v F1 generaci • ke studiím genetické mapy lidí mohou například sloužit vzorky krve početné rodiny Mormonů z Utahu

14. Fyzické mapy • zjištění sekvence DNA všech 23 chromosomů • v sekvenci hledat charakteristické motivy určující např. oblast promotoru, strukturního genu, repetitivní sekvence a mnoho dalších • k nalezeným sekvencím genů hledat konkrétní protein

15. chromozom 7

16. Mapy - aplikace • přibližně 1cM = 700 000 bp - určeno na základě sledování chiasmat v průběhu meiózy u vybraných markerů • lokalizace a identifikace mutovaných genů • genová vazba mezi vybraným markerem a genem asociovaným s určitým onemocněním → metodika k odhalení podstaty onemocnění je vedená do oblasti markeru. • Genetický marker je známá sekvence DNA, která může být jednoduše identifikována. Na příklad: metoda RFLP – vazba restrikčního místa se sledovaným genem a vazba extragenové sondy se sledovaným genem

17. Haplotypy • Haplotypy, jsou bloky sousedících genů, které se zpravidla dědí společně. • Výraz haplotyp vznikl zkrácením tvaru haploidní genotyp. • Jeden ze současných názorů na variabilitu lidského genomu říká, že chromosomy jsou složeny především z krátkých segmentů, které v rámci krátké evoluční historie člověka prodělaly minimální počet rekombinačních změn a proto tyto segmenty je možné u většiny populace charakterizovat jen několika častými haplotypy.

18. Haplotypy • Haplotyp může představovat sadu dvou a více míst (až po kompletníchromosom) v závislosti na počtu rekombinací, které se vyskytly v rámci dané sady. • Celá kombinace alel představující haplotyp je přenášena společně (nebo s minimem rekombinací). • Haploskupina je skupina haplotypů, což jsou kombinace alelna různých místech daného chromosomu. • Chromosom Y se na rozdíl od jiných chromosomů nevyskytuje v páru. Každý muž má jeho jedinou kopii. Díky tomu odpadá nejistota, která kopie se bude přenášet na potomstvo, zároveň nehrozí riziko jinak běžných rekombinací mezi těmito kopiemi. Z těchto důvodů zůstává haplotyp na chromosomu Y značně homogenní a při přenosu z otce na syna je až na velmi ojedinělé výjimky prakticky totožný. Této vlastnosti se využívá v genealogii pro zjišťování otcovské linie.

19. Legenda • Tmavě zabarvené symboly značí jedince s eliptocytózou (heterozygotiEl/el). • Rh genotypyodpovídají haplotypům v daném rodokmenu Označení haplotypů Rh systému r: dce R1: DCe R2: DcE

20. R1R2 R1r I 1 2 II 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R1R2 R1r R2r R1R2 R1R2 R1R1 R1R2 R1r R1R2 Vazebná analýza