18. Genetické mapování, rekombinační mapy

co je genetická mapa a jaké typy genetických map existují

= znázornění toho, jak je určitý lokus uspořádán v rámci genomu

= soubor lineárně uspořádaných lokusů, mezi nimiž jsou určeny vzdálenosti

- vazbová (rekombinační) – pouze pro lokusy vyskytující se ve dvou/více alelách

- založeno na klasické hybridizační analýze (křížení), frekvence rekombinantního potomstva

- chromozomová (cytogenetická) – velikost a vzor pruhování/FISH

- založena na přímé cytogenetické nebo na vazbové analýze

- fyzická mapa – založena na přímé analýze DNA

V čem spočívá princip rekombinačního mapování u eukaryotických organizmů

- 2 geny jsou ve vazbě na stejném ch,; při párování ch. během meiózy dochází k náhodnému zlomu chromozomálních ramének a reciproké výměně jejich částí vedoucí k rekombinaci alel

- podíl rekombinantních potomků se liší v závislosti na tom, které dvojice genů jsou ve vazbě

pojmy rekombinační frekvence, Morganovo číslo, Batesonův koeficient (vědět, jak se stanoví)

- rekombinační frekvence RF

- procento rekombinovaného potomstva = kvantitativní index popisující relat. vzdálenost mezi 2 geny

- Morganovo číslo (p) – poměr rekombinovaných potomků:všem, v % nebo v cM v intervalu <0 až 0,5>

- Batesonův koeficient (c) – nerekombinovaní : rekombinovaní, větší nebo rovno 1

umět stanovit vzdálenost dvou lokusů pomocí dvoubodového testu (a naopak, na základě znalosti vzdálenosti dvou lokusů umět odvodit štěpný poměr v potomstvu B1 a F2 generací)

- dvoubodový test -> určení vzdálenosti mezi 2 lokusy

- testování zpětným křížení (B1) – křížení heterozygota a reces. homozygota

-> určení počtu rekombinovaných potomků, určení Morganova čísla

- možný i opačný postup - ze známé vzdálenosti 2 lokusů lze určit, kolik vzniká rekom. a nerek. gamet

- př.: 16 cM – 16 ze 100 bude rekombinovaných

co všechno se dá zjistit tříbodovým testem a jak se prakticky provádí

- určení pořadí a vzájemných vzdáleností mezi třemi lokusy

- výhody oproti dvoubodovému - větší přesnost, stačí menší počet jedinců, méně pracné

- nejvíc potomstva- kombinace nerekom. gamet; nejmíň- kom. gam., při jejichž vzniku došlo k dvoj.CO

- pořadí lokusů – srovnaní skupin, u nichž nedošlo k rekombinaci se skupinami s dvojitým CO

- vzdálenost mezi lokusy – výpočet rekombinační frekvence

umět vysvětlit pojmy interference, koeficient koincidence, rekombinační horká místa

- interference – rekombinace v jedné oblasti brání rekombinaci v sousedních oblastech

- když se vytvoří se fyzické překážky překřížení chromatid

- koeficient koincidence – určuje hladinu interference, pozorovaná četnost dvojitých CO : očekávaná

- hot spots - rekombinační horká místa – malé oblasti, kde je rekombinace větší (až 90 %)

proč a kdy se používají mapovací funkce

- se zvětšující se vzdáleností mezi lokusy se přesnost rekombinačního mapování snižuje

- užije se tedy mapovací funkce, do vzdálenosti 7-10 cM se nemusí užívat, při větší už ano

- opravuje odchylku, mohlo dojít k vícenásobným CO

jaké typy DNA markerů se používají při rekombinačním mapování (+jejich hlavní charakteristiky)

- používají se při genetických polymorfismech = existence 2 nebo více alel téhož lokusu v populace

- DNA polymorfismy – jednonukleotidové (RFLP, SNP); inserční deleční (VNTR, STR)

umět vysvětlit zkratky SNP, RFLP, STR, VNTR, indel

SNP markery – jednonukleotidový polymorfismus, použije se k identifikaci RFLP nebo jiné SNP

RFLP markery – délkový polymorfismus restrikčních fragmentů

STR – short tandem repeats, délkové markery, určuje se tak délka chromozomu

VNTR – variable number tandem repeats = minisatelity

indel – inzerční deleční polymorfismy, změny ve více bazích, detekce STR/VNTR markery

na jakém principu je založeno rekombinační mapování u člověka (výpočet LOD skóre)

- nemožnost provádět cílená křížení (malý počet potomků) -> speciální metody rekombinačního map.

- metoda LOD skóre - nejčastější, vychází z rodokmene

- zjišťuje se pravděpodobnost, že jsou určité lokusy vázané a pst, že jsou volně kombinovatelné

na jakých základních principech je založeno rekomb. mapování u Ascomycet a jiných hapl. hub

- vznikají tetrády spor; PD=parentální dytip –> parentální tetráda; NPD=neparentální dytip; T tetratyp

- vznik určitého typu tetrády závisí na lokalizaci lokusů, rekombinaci a typu dvojitého CO

- tetrádová analýza – určení toho, zda jsou 2 lokusy ve vazbě, jejich vzdálenosti a pořadí

- četnost PD=NPD – volná kombinovatelnost; četnost PD>NPD – lokusy jsou ve vazbě

umět vysvětlit pojmy bakteriální konjugace, transformace, transdukce; vědět, v čem spočívá princip mapování pomocí těchto tří procesů u prokaryotických organizmů

- konjugace - potřeba přímého fyzického kontaktu, jednosměrná výměna gen. informace

- mapování - technika přerušované konjugace = odebírání vzorků ze směsi obou typů buněk

-> stanovení pořadí genů a jejich vzdáleností (v minutách)

- transformace – citlivé na DNázy, proces přenosu malých fragmentů extracelulární DNA

- více vzdálené lokusy -> nízká pravděpodobnost, že budou na stejném transformačním fragmentu

- transdukce – proces přenosu genetické informace pomocí bakteriofága

- není potřeba fyzický kontakt a není na náchylné na DNázy

- pokud jsou dál lokusy od sebe, je nižší šance, že budou přeneseny (jako u transformace)

co je to F plazmid a jakou úlohu hraje při konjugaci

- F plazmid – ferility faktor (F faktor) – donorové buňky F+ a recipientní F-

- přenášen mezi buňkami; zároveň stále zachován v donorových buňkách

jaký je rozdíl mezi rekombinací u eukaryot a prokaryot

- prokaryota - rekombinace neznamená reciprokou výměnu alel, ale jen jednosměrný zisk alely

- CO se odehrává vždy v párech; parasexuální procesy – konjugace, transformace, transdukce

v jakých jednotkách se uvádějí vzdálenosti mezi lokusy u prokaryot - mapovací jednotky = minuty