8. Vazba genů
Příklad 1
U rajčat je okrouhlý tvar plodu O dominantní nad protáhlým o a hladký povrch plodu P nad broskvovým p. Testovací zpětná křížení jedinců F1 heterozygotních v těchto alelových párech dala tyto výsledky:
| Fenotyp | ||||
| hladký | hladký | broskvový | broskvový | |
| okrouhlý | protáhlý | okrouhlý | protáhlý | |
| 12 | 123 | 133 | 12 | |
-
Otestujte, zda jsou sledované alelové páry nezávisle kombinovány nebo jsou ve vazbě.
Jsou sledované alelové páry ve vazbě?
Vzorové řešení
B1: hladký, okrouhlý hladnký protáhlý broskvový, okrouhlý broskvový, protáhlý P-O- P-oo ppO- ppoo 12 123 133 12
Při zpětném analytickém křížení za předpokladu volné kombinovatelnosti jsou očekávané poměry v B1 1:1:1:1 (všechny gamety se tvoří se stejnou četností). Otestujeme tedy nezávislou kombinovatelnost pomocí chí-testu:
očekávané počty jsou: 70 : 70 : 70 : 70
χ23 = 48,06 + 40,13 + 56,7 + 48,06 = 192,95
Kritická hodnota na 5% hladině významnosti pro tři stupně volnosti je 7,82. Z uvedeného vyplývá, že sledované geny jsou ve vazbě.
-
V případě jejich vazby určete, zda byly sledované alelové páry v F1 vázány ve fázi cis nebo trans.
V jaké vazbové fázi jsou sledované alelové páry?
Vzorové řešení
B1: hladký, okrouhlý hladnký protáhlý broskvový, okrouhlý broskvový, protáhlý P-O- P-oo ppO- ppoo 12 123 133 12
Pro stanovení vazbové fáze cis nebo trans si určíme rodičovská uspořádání alel. Vyjdeme z předpokladu, že při vazbě vloh jsou v potomstvu nejčastější právě rodičovské kombinace. V našem případě jsou tedy rodičovské genotypy PPoo a ppOO, z čehož vyplývá, že alelové páry jsou v F1 generaci vázány ve fázi trans.
-
Vypočítejte procento rekombinace, Batesonovo číslo a poměr, v jakém vznikají gamety.
Zadejte hodnotu rekombinace: %
(zaokrouhlete na 1 desetinné místo)
Zadejte hodnotu Batesonova čísla:
(zaokrouhlete na 2 desetinná místa)
Vzorové řešení
B1: hladký, okrouhlý hladnký protáhlý broskvový, okrouhlý broskvový, protáhlý P-O- P-oo ppO- ppoo 12 123 133 12
Procento rekombinace určíme jako Morganovo číslo (podíl rekombinovaných jedinců/všem).
ptrans = 12 + 12 / 12 + 123 + 133 + 12 = 0,086
Hodnota Morganova čísla (8,6 % rekombinace) nám potvrdila velmi silnou vazbu, které nasvědčoval již výsledek chí-testu.
Batesonovo číslo = podíl rodičovských jedinců/rekombinovaným
123 + 133 / 12 + 12 = 10,67
Podíl vznikajících gamet je 1 : 10 : 11 : 1
Příklad 2
U Drosophila melanogaster má mutant black (b) černé tělo, zatímco standardní typ má šedé tělo; mutant arc (a) má zakřivená křídla, kdežto standardní typ má křídla rovná.
Z uvedených údajů o křížení vypočtěte četnost c.-o. mezi black a arc:
-
černé tělo, rovná křídla x šedé tělo, zakřivená křídla; samičky F1 x samečci černí se zakřivenými křídly: šedý rovný 281, šedý zakřivený 335, černý rovný 335, černý zakřivený 239
Četnost c.-o. mezi geny black a arc je %.
(zaokrouhlete na 1 desetinné místo)
Vzorové řešení
Jedná se o zpětné analytické křížení, četnost c.-o. budeme počítat pomocí Morganova čísla (rekombinované/všem). Protože známe rodiče, kteří byli spolu kříženi, můžeme snadno určit rodičovské a rekombinované třídy.
p = 281 + 239 / 1190 = 0,437 tj. 43,7 % rekombinace
-
černé tělo, zakřivená křídla x standardní typ; samičky F1 x samečci černí se zakřivenými křídly: šedý rovný 1 641, šedý zakřivený 1 251, černý rovný 1 180, černý zakřivený 1 532.
Četnost c.-o. mezi geny black a arc je %.
(zaokrouhlete na 1 desetinné místo)
Vzorové řešení
I v tomto případě jde o zpětné analytické křížení, četnost c.-o. budeme počítat pomocí Morganova čísla (rekombinované/všem).
= 1251 + 1180 / 5604 = 0,434 tj. 43,4 % rekombinace
V obou případech jsme sledovali stejné dva znaky, pouze byla provedena různá křížení s různými počty pozorovaných jedinců. Jedná se tedy o tytéž geny, jejichž vzájemná poloha na chromozomu je stejná, a proto jsou výsledné hodnoty četnosti rekombinace téměř shodné. Této skutečnosti se využívá při vazbovém mapování genů, kdy zjištěná hodnota Morganova čísla odpovídá mapovací jednotce, 1 % c.-o. = 1 cM (centimorgan).
Příklad 3
U hrachoru při křížení mezi homozygotní jasně zbarvenou rostlinou s úponky a temně zbarvenou rostlinou bez úponků vznikla F1 uniformě jasně zbarvená s úponky. Stejná F1 vznikla i při křížení rostliny jasně zbarvené bez úponků s temně zbarvenou s úponky. F2 měla toto složení:
| Fenotyp | 1. křížení | 2. křížení | |
| Jasné zbarvení, úponky | 424 | 847 | |
| Temné zbarvení, úponky | 99 | 298 | |
| Jasné zbarvení, bez úponků | 102 | 300 | |
| Temné zbarvení, bez úponků | 91 | 49 |
-
Jaké je procento rekombinace mezi sledovanými geny?
Procento rekombinace 1. křížení je %.
Procento rekombinace 2. křížení je %.
(zaokrouhlete na 1 desetinné místo)
Vzorové řešení
1. křížení:
Jedná se o křížení do generace F2, pro výpočet procenta rekombinace použijeme součinových formulí (součin rekombinovaných tříd / součin rodičovských tříd).
99 x 102 / 424 x 91 = 0,26
Hodnota 0,26 však ještě neudává vlastní hodnotu procenta rekombinace, jde jen o hodnotu součinového poměru, jemuž odpovídá tabulková hodnota Morganova čísla. Pro správné určení této hodnoty je potřeba také správně určit vazbovou fázi. Z údajů v zadání vyplývá, že geny jsou v 1. křížení ve fázi cis. Budeme tedy v tabulce hledat ve sloupci cis hodnotu nejbližší hodnotě, kterou jsme vypočítali. Nejbližší hodnota leží mezi hodnotami p 0,32 a 0,33, tedy četnost rekombinace je asi 0,325 tj. asi 32,5 %.
2. křížení:
Jedná se opět o křížení do generace F2, pro výpočet procenta rekombinace použijeme tedy součinových formulí (součin rekombinovaných tříd / součin rodičovských tříd).
847 x 49 / 298 x 300 = 0,46
Pro vyhledání hodnoty p opět použijeme tabulku, tentokrát jsou však geny ve fázi trans a hodnotu tedy budeme hledat ve druhém sloupci. Nejbližší tabulková hodnota součinových formulí odpovídá hodnotě p 0,39, četnost rekombinace je tedy 39 %.
Příklad 4
Je-li jedinec, vzniklý křížením rodičů + b / + b x a + / a + zpětně křížen s dvojnásobně recesivním homozygotem, jaký bude číselný fenotypový poměr v jeho potomstvu čítajícím 1 850 jedinců je-li:
-
Síla vazby mezi oběma geny vyjádřena 40% rekombinací.
Číselný fenotypový poměr v B1: : : :
(zapište v tomto pořadí: aabb, aab+, a+bb, a+b+)
Vzorové řešení
Jedná se o zpětné analytické křížení. Pokud by zde byla volná kombinovatelnost, pak bychom očekávali v B1 generaci fenotypový štěpný poměr 1:1:1:1, tedy pro potomstvo 1850 jedinců by byla B1 v následujících počtech:
aabb aab+ a+bb a+b+ VK 1 : 1 : 1 : 1 462,5 462,5 462,5 462,5 = 1850 jedinců a1 a2 a3 a4
Při vazbě však tento poměr neplatí, četnost rodičovských a rekombinovaných tříd není stejná. Přepočítat počty těchto jedinců při 40% rekombinaci je možné například pomocí vzorečku pro Morganovo číslo. Ze zadání vyplývá, že jsme v generaci B1 a ve fázi trans, tedy
ptrans = a1 + a4 / a1 + a2 + a3 + a4
tedy
a1 + a4 / 1850 = 0,4 —> a1 + a4 = 740 —> a1 = 370 a2 = 370
Počty jedinců při 40% rekombinaci tedy budou:
370 : 555 : 555 : 370 poměr: 1 : 1,5 : 1,5 : 1
-
Síla vazby mezi oběma geny vyjádřena 24% rekombinací.
Číselný fenotypový poměr v B1: : : :
(zapište v tomto pořadí: aabb, aab+, a+bb, a+b+)
Vzorové řešení
Počty jedinců a poměr budeme počítat stejně jako v případě a) pouze pro silnější vazbu, 24% rekombinaci:
Počty jedinců při 24% rekombinaci tedy budou:
222 : 703 : 703 : 222 poměr: 1 : 3,17 : 3,17 : 1
tech. spolupráce: Servisní středisko pro podporu e-learningu na MU, Brno 2007