Název školy Gymnázium, střední odborná škola, střední odborné učiliště a vyšší odborná škola, Hořice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/ Název materiálu Genová vazba (VY_32_INOVACE_ ) Autor RNDr. Helena Trkalová Tematická oblast Genetika Ročník Čtvrtý Datum tvorby Leden 2013 Anotace Prezentace je určena pro výuku genetiky v hodinách biologie a biologického semináře ve vyšších ročnících gymnázia. Vysvětluje pojem genová vazba.Objasňuje, jak se hodnotí síla vazby pomocí Morganova a Batesonova čísla. Metodický pokyn Studenti si zopakují princip meiotického dělení a crossin-overu. Naučí se hodnotit sílu vazby. Řešení příkladů je uvedeno v další prezentaci ( VY_32_INOVACE_ ).Časová dotace 30 – 45 minut.

Genová vazba Zpětné křížení, genová vazba, síla vazby, crossing- over, Batesonovo a Morganovo číslo

Porovnejte počty genů a počty chromozomů  Počet genů ›› počet chromozomů (srovnej u člověka)  Geny lokalizované na 1 chromozomu se z rodičů na potomstvo předávají obvykle společně (pokud nejsou rozděleny crossing- overem)  Geny nesené 1 chromozomem nejsou volně kombinovatelné, vytvářejí vazebné skupiny  Geny téže vazebné skupiny jsou navzájem ve vazbě

Geny jsou lokalizovány v různých nehomologních chromozomech a při procesu meiózy se náhodně kombinují.

Morganovy zákony 1.Geny jsou lokalizovány na chromozomech a jsou na nich uspořádány lineárně. 2.Geny jednoho chromozomu tvoří vazbovou skupinu. Organizmus má tolik vazbových skupin, kolik má párů homologních chromozomů. 3.Mezi geny homologních párů chromozomů může proběhnout výměna genetického materiálu (crossing- over), jejichž frekvence je přímo úměrná vzdálenosti genů. * Uvažujte, jak se liší počet vazebných skupin u mužů a žen. Proč? T. H. Morgan v roce 1926 na základě svých výzkumů definoval pravidla, která jsou označována jako Morganovy zákony:

Uložení genů na chromozomu  Geny jsou uloženy na chromozomu za sebou – lineárně  Místo, kde je uložen gen, se označuje jako lokus

Crossing - over Ke crossing-overu dochází mezi homologickými částmi chromosomu během meiózy; frekvence rekombinací je závislá na vzdálenosti jednotlivých lokusů

Síla vazby  Vzdálenost mezi geny na jednom chromozomu je úměrná počtu rekombinací (crossing-overů) mezi těmito geny.  Pokud bude vzdálenost větší, je větší pravděpodobnost vzniku zlomu a crossing-overu než při jejich menší vzdálenosti.  Sílou vazby mezi dvěma geny rozumíme pravděpodobnost vzniku crossing-overu v oblasti, která je vymezena těmito geny.  Čím jsou geny umístěny k sobě blíže, tím je vazba silnější, protože pravděpodobnost vzniku crossing-overu v dané oblasti klesá se zmenšováním délky této oblasti.

Vazbové fáze a) Vazbová fáze cis (starší označení coupling )  Při křížení rodičů o genotypech AABB a a abb, kde páry alel A/a a B/b jsou vázány, označujeme za křížení ve vazbové fázi cis.  V této vazbové fázi je jeden z rodičů homozygotně dominantní v obou párech alel a druhý z rodičů v obou párech alel homozygotně recesivní Dihybrid bude ve větším počtu produkovat gamety s rodičovskou sestavou alel, tj. AB a ab, v menším % gamety rekombinovanou sestavou (Ab, aB)

Vazbové fáze b) Vazbová fáze trans (starší označení repulsion)  Vazbou fází trans rozumíme situaci, kdy jen z rodičů je v jednom páru alel homozygotně dominantní a v druhém homozygotně recesivní (AAbb), přičemž druhý je svým genotypem vůči prvému reciproký (aaBB): Dihybrid bude produkovat více gamet s rodičovskou sestavou tj. Ab, aB než rekombinovaných AB, ab

Úplná vazba  Ke crossing-overu mezi dvěma geny na jednom chromozomu vůbec nemusí dojít  vznikají pouze rodičovské nerekombinované (necrosované) gamety. Oba typy gamet jsou tvořeny ve stejném poměru 1:1.

Hodnocení síly vazby genů  Pravděpodobnost, že dva geny v dané kombinaci se nepřenesou do další generace se rovná pravděpodobnosti vzniku crossing-overu. Tato pravděpodobnost se označuje θ (theta): - úplná vazba θ = 0,00 - těsná vazba θ = 0,01 - 0,20 -středně těsná vazba θ = 0,21 - 0,35 - volná vazba θ = 0,36 - 0,49 -volná kombinovatelnost θ = 0,50 Vzdálenost mezi geny se vyjadřuje v centimorganech (cM), které vycházejí z rekombinačních frekvencí: 1 cM = 1% pravděpodobnosti vzniku crossing- overu

Poměrnou četnost gamet rozdílných genotypů zjišťujeme hybridologickou analýzou za pomocí zpětného křížení dihybrida s recesivně homozygotním rodičem: F 1 x P 2 AaBb x aabb ABAbaBab AaBbAabbaaBbAabb Fenotypické třídy: AB:Ab:aB:ab Ideální četnosti: a 1 a 2 a 3 a 4 Štěpný poměr 1:1:1:1 Pokud jsou geny ve vazbě, mění se štěpný poměr

Hodnocení síly vazby  Batesonovo číslo – poměr četnosti nerekombinovaných a rekombinovaných frekvencí tříd

Morganovo číslo  Podíl frekvencí rekombinovaných fenotypových tříd ku všem  Vyjadřuje se v procentech (%)  1 % rekombinant ~ 1 centimorgan (1 cM)  p nabývá hodnot od 0 % do 50 %  čím je vyšší podíl rekombinantních alel, tím je slabší vazba

Jak interpretujeme Batesonovo a Morganovo číslo?  Prohlédněte si ještě jednou vzorce, podle kterých počítáme Batesonovo a Morganovo číslo  Přemýšlejte, kdy budeme používat při hodnocení vazby genů Batesonovo číslo, kdy Morganovo  Vzorce vhodně využijete při počítání příkladů

Použitá literatura  Sokolovskaja, B.Ch., Pikálek,P.: Genetika v příkladech, SPN Praha 1974  Kočárek,E.: Genetika, Scientia Praha 2004  Materiály Mendelovy univerzity- vazba genů a rekombinace,  el/images/vazba/vazba1a.gif el/images/vazba/vazba1a.gif /commons/thumb/a/a8/HLA- cs.svg/240px-HLA-cs.svg.png