Vezani geni i genetičke rekombinacije

Embed Size (px)

Text of Vezani geni i genetičke rekombinacije

  • mapiranje(hromozoma, genoma)

  • mejoza

    nezavisno rasporeivanjehromozoma (alela)

    set lokusa na istomhromozomu - haplotip

    vezano nasledjivanje alela,segregacija hromozoma

    rekombinacija (krosing over) rekombinantni potomci nerekombinantni potomci

  • genetiki markeri Genetiki markeri su mesta u genomu pomou ijih alela

    moemo pratiti nasledjivanje odreenog hromozoma iliregiona hromozoma kroz generacije

    Genetiki marker mora biti polimorfan da senalazi u vie varijanti alelskih, u populacijama fenotipski ogranien broj i polimorfnost citogenetiki posebne tehnike (npr. bojenja

    hromozoma) biohemijski malobrojni..izoenzimi molekularni

    RFLP, AFLP, RAPD, STS, SNP

  • Genetika vezanost markera ilokusa (linkage)

    Ako je na primer, A lokus uzronovezan sa osobinom, a B i C sumarkeri pomou kojih odredjujemo A:.vea je verovatnoa da e serekombinacija desiti izmedju A i Cnego A i B, pa marker B eesegregira zajedno sa A

    na osnovu uestalosti pojaverekombinanata odredjuje se razdaljinalokusa

  • rekombinaciono mapiranjeotkriva redosled gena na hromozomima, ali daje samo grubu sliku pravograstojanja izmeu njih.

    Genetike mape se baziraju na uestalosti c.o. Razmak oslikava vezanost lokusa (verovatnou zajednike

    segregacije). jedinica razdaljine izmeu lokusa je cM (centi Morgan) ili m.u (map unit),

    1cM = 1m.u. =1% rekombinacije.

    neki regioni hromozoma su podloniji rekombinacijama, pa razdaljine nagenetikom mapama ne odgovaraju u potpunosti stvarnim rastojanjimamapama.

    regioni u kojima je c.o. ei su izdueni na genetikim mapama.

  • Razlika je izmeu uestalostirekombinacija i stvarne razdaljine izmeugena.

    Ne uoavaju se sve rekombinacije.Multipli c.o. se mogu desiti izmeu jakoudaljenih gena, i neki od njih ne vodepojavi rekombinantnih hromozoma.

    U sluaju jako udaljenih lokusa pravagenetika distanca, koja zavisi odprosenog broja c.o. na hromozomu,moe biti vea nego uoena uestalostrekombinacije.

    Za gene udaljenije od 20cM sve je veeodstupanje jer je sve vea verovatnoamultiplih c.o.

    Odnos izmeu uestalosti rekombinacija irazdaljine izmeu gena.

    Za mala rastojanja postoji linearni odnos.Za vea rastojanja procenatrekombinacija potcenjuje pravurazdaljinu.

    Rekombinaciono mapiranje otkriva redosled gena na hromozomima, alikonstrukcije genetikih mapa se baziraju na uestalosti c.o.

  • Fiziko mapiranje predstavlja potpunu sekvencu DNKhromozoma sa razdaljinama i lokacijama gena merenabrojem nukleotida (bp)

    1 m.u.= 1cM = 106bp = 1Mb

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/guide/genomes-maps/

  • lokusi kvantitativnih osobina (eng. Quantiative Trait Loci - QTL). identifikovani regioni genoma povezani sa nasledjivanjem

    sloenih (kvantitativnih) osobina

  • Mapiranje genoma oveka

  • Projekat genoma oveka (HPG)

  • Sekvenciranje genoma oveka

    2 grupe su simultano objavile rezultate

    Celera ScienceFeb 2001

    IHGSC NatureFeb 2001

  • Mapiranje genoma oveka

    nisu mogua test ukrtanja...mogue je:

    analizirati haploidne produkte mejoze - razblaene do jedneelije, jednog spermatozoida, amplifikovane

    detekcijom varijabilnih mesta na DNK kod neke osobe i njegovihhaploidnih spermatozoida kao produkata mejoze, mogue jeraunati RF (uestalost rekombinacija).

    analiza rodoslova upotrebom DNK markera rekombinacioneanalize

  • Primer: Mukarac sa retkim X-

    vezanim recesivnimporemeajem za metabolizameera (g) i slepilom za boje(c) daje potomke sa enombez ovih mutacija (CG/CG)

    erke su sve heterozigoti, sadvostruko spregnutim CG/cg.

    muko potomstvo ovih erkimoe dati uvid u RF - javljajuse parentalni i rekombinantnifenotipovi.

    Korienje rodoslova i rekombinacija za mapiranja

    muki pol je hemizigot za X dovoljno je analizirati muko potomstvo odene koja je heterozigot za 2 vezana lokusa

  • X hromozomprvi mapirani hromozom oveka i to samo na osnovu rekombinacionih analiza

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide/human/

  • Za prepoznavanje rekombinanata i mapiranje gena u humanomgenomu koriste se rodoslovi i molekularni markeri, vezani za lokusekoji odredjuju neku osobinu, u heterozigotnom stanju, pogodno yamonogene, mendelovske osobine.

    U genetici oveka koriste se rodoslovi i polimorfizmi DNK kaomarkeri i za odredjivanje pozicije QTL regiona koji utiu naispoljavanje sloenih osobina

  • "NEINFORMATIVNA MEJOZAi rekombinantni i nerekombinantni gameti su isti

    A1 B1 A1 B1ili

    A2 B1 A2 B1

    "INFORMATIVNA MEJOZAA1 B2

    A1 B1 rekombinantni gameti su: A2 B1

    A2 B2 nerekombinanti gameti su: A1 B1

    A2 B2

    za utvrdjivanje vezanosti potrebne su "informativne mejoze:veliki rodoslovi i potomstvo kod koga moemo, praenjempojave dve osobine za koje pretpostavljamo da se zajedno -vezano nasledjuju, prepoznati rekombinaciju, tj pojavu nastankaosobina odvojeno

  • DNK polimorfizam - RFLP i mapiranje hromozoma

    Jedinka A je heterozigot zaodredjeno restrikcionomesto:

    Jedinka B je homozigot za dugifragment:

    Jedinke A i B mogu umedjusobnom ukrtanju datipolovinu potomstva sa 3fragmenta, a drugu samo sajednim

  • RFLP kao MARKER za mapiranje gena Ako je neko heterozigotno restrikciono mesto vezano za neki

    gen D u heterozigotnom stanju, u spregnutoj konformaciji,krosing over izmedju ova dva mesta dae rekombinantnegamete kao D-3 i d-2-1.

    RF je mogue izraunati izmedju razliitih marker lokusai izmedju marker lokusa i gena sa poznatim fenotipskim efektom.

  • Primer: Mukarac heterozigot za gen koji nosi neko oboljenje, D/d i zamolekularni marker, M1/M2, ena homozigot za oba.

    Pedigre na slici daje genotipove dece u odnosu na gamete koji dolaze odoca. Dvoje su rekombinanti, RF = 33%

  • "LOD skor" logaritam odnosa ishodaizraava vezanost 2 lokusa poredi verovatnou da e odredjeni rezultati rodoslova da se dobiju

    ukoliko su 2 lokusa vezana (L) i ukoliko nisu vezana (NL)

    LOD = log10 L/NL= (1- )NRx R 0,5NR+R

    () je rekombionaciona frakcija=R/NR+R = 0,5 se oekuje ako je nazavisno rasporedjivanje - potpuna nevezanost

    LOD scor 3, ukazuje na vezanostlog101000=3, znai da je ansa 1000:1 da dobijena

    vezanost nije nastala sluajno

  • Haplotipski blok je region za koji studijeasocijacije ne daju podatke orekombinaciji..blisko su vezane sekvence

    Primer: veliki haplotipski blok u LD na hromozomu 17lokusi i mutacije u njima:

    - protein tau povezan sa mikrotubulama- povezani sa nizom neurodegenerativnih poremeaja- za proteaze sline presenilinima (transmembranskimproteinima)- koji rezultuju u Alzheimer boleti- za receptor za hormone koji osloobadja kortikotropin -imuni, endokrini, ponaajni odgovor na stres

  • osnovan 2002 cilj: opisati zajedniki obrazac variranja

    humanih DNK sekvenci, ili, napravitihaplotipsku mapu genoma oveka

    identifikovati neravnoteu vezanosti lokusa idistribuciju haplotipova u genomu

    ovo je od znaaja za: identifikaciju lokusa za sloene osobine, kod oveka,

    npr. dijabetes, kancer, modani udar, koronarnaoboljenja, depresija, astma

    razumevanje populacione istorije ljudi koja seoslikava u razliitosti (slinosti)

    http://hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/index.html.en

  • LD je opti fenomen genoma oveka. Dat je deo genoma u kome su hap blokovi sa D = 1odvojeni regionima u kojima se odigrala rekombinacija. Najvei blok ima 80 kb.

  • http://genomemaps.org/ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mapview/

    http://dogsd.big.ac.cn/https://www.genome.gov/11008069/dog-genome-sequencing/

    http://brassicadb.org/brad/