mapiranje(hromozoma, genoma)

• mejoza

• nezavisno raspoređivanjehromozoma (alela)

• set lokusa na istomhromozomu - haplotip

• vezano nasledjivanje alela,segregacija hromozoma

• rekombinacija (krosing over)• rekombinantni potomci• nerekombinantni potomci

genetički markeri• Genetički markeri su mesta u genomu pomoću čijih alela

možemo pratiti nasledjivanje određenog hromozoma iliregiona hromozoma kroz generacije

• Genetički marker mora biti polimorfan – da senalazi u više varijanti alelskih, u populacijama– fenotipski – ograničen broj i polimorfnost– citogenetički – posebne tehnike (npr. bojenja

hromozoma)– biohemijski – malobrojni..izoenzimi– molekularni

• RFLP, AFLP, RAPD, STS, SNP

Genetička vezanost markera ilokusa (linkage)

• Ako je na primer, A lokus uzročnovezan sa osobinom, a B i C sumarkeri pomoću kojih odredjujemo A:….veća je verovatnoća da će serekombinacija desiti izmedju A i Cnego A i B, pa marker B češćesegregira zajedno sa A

na osnovu učestalosti pojaverekombinanata odredjuje se razdaljinalokusa

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

– Genetičke mape se baziraju na učestalosti c.o.– Razmak oslikava vezanost lokusa (verovatnoću zajedničke

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

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

• neki regioni hromozoma su podložniji rekombinacijama, pa razdaljine nagenetičkom mapama ne odgovaraju u potpunosti stvarnim rastojanjimamapama.

• regioni u kojima je c.o. češći su “izduženi” na genetičkim mapama.

• Razlika je između učestalostirekombinacija i stvarne razdaljine izmeđugena.

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

• U slučaju jako udaljenih lokusa pravagenetička distanca, koja zavisi odprosečnog broja c.o. na hromozomu,može biti veća nego uočena učestalostrekombinacije.

• Za gene udaljenije od 20cM sve je većeodstupanje jer je sve veća verovatnoćamultiplih c.o.

• Odnos između učestalosti rekombinacija irazdaljine između gena.

• Za mala rastojanja postoji linearni odnos.Za veća rastojanja procenatrekombinacija potcenjuje pravurazdaljinu.

Rekombinaciono mapiranje otkriva redosled gena na hromozomima, alikonstrukcije genetičkih mapa se baziraju na učestalosti c.o.

• Fizičko 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

složenih (kvantitativnih) osobina

Mapiranje genoma čoveka

Projekat genoma čoveka (HPG)

Sekvenciranje genoma čoveka

• 2 grupe su simultano objavile rezultate

• Celera – ScienceFeb 2001

• IHGSC – NatureFeb 2001

Mapiranje genoma čoveka

nisu moguća test ukrštanja...•moguće je:

•analizirati haploidne produkte mejoze - razblažene do jednećelije, jednog spermatozoida, amplifikovane

•detekcijom varijabilnih mesta na DNK kod neke osobe i njegovihhaploidnih spermatozoida kao produkata mejoze, moguće jeračunati RF (učestalost rekombinacija).

•analiza rodoslova upotrebom DNK markera – rekombinacioneanalize

Primer:• Muškarac sa retkim X-

vezanim recesivnimporemećajem za metabolizamšećera (g) i slepilom za boje(c) daje potomke sa ženombez ovih mutacija (CG/CG)

• Ćerke su sve heterozigoti, sadvostruko spregnutim CG/cg.

• muško potomstvo ovih ćerkimože dati uvid u RF - javljajuse parentalni i rekombinantnifenotipovi.

Korišćenje rodoslova i rekombinacija za mapiranja

muški pol je hemizigot za X – dovoljno je analizirati muško potomstvo odžene koja je heterozigot za 2 vezana lokusa

X – hromozomprvi mapirani hromozom čoveka 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 čoveka koriste se rodoslovi i polimorfizmi DNK kaomarkeri i za odredjivanje pozicije QTL regiona koji utiču naispoljavanje složenih osobina

• "NEINFORMATIVNA MEJOZA„i rekombinantni i nerekombinantni gameti su isti

• A1 B1 A1 B1ili

• A2 B1 A2 B1

• "INFORMATIVNA MEJOZA„A1 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 možemo, praćenjempojave 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 ukrštanju 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 daće rekombinantnegamete kao D-3 i d-2-1.

•RF je moguće izračunati izmedju različitih marker lokusai izmedju marker lokusa i gena sa poznatim fenotipskim efektom.

• Primer: Muškarac heterozigot za gen koji nosi neko oboljenje, D/d i zamolekularni marker, M1/M2, žena 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 ishoda”izražava vezanost 2 lokusa• poredi verovatnoću da će odredjeni rezultati rodoslova da se dobiju

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

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

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

LOD scor ≥ 3, ukazuje na vezanostlog101000=3, znači da je šansa 1000:1 da dobijena

vezanost nije nastala slučajno

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 poremećaja- za proteaze slične presenilinima (transmembranskimproteinima)- koji rezultuju u Alzheimer boleti- za receptor za hormone koji osloobadja kortikotropin -imuni, endokrini, ponašajni odgovor na stres

osnovan 2002• cilj: opisati zajednički obrazac variranja

humanih DNK sekvenci, ili, napravitihaplotipsku mapu genoma čoveka

• identifikovati neravnotežu vezanosti lokusa idistribuciju haplotipova u genomu

• ovo je od značaja za:– identifikaciju lokusa za složene osobine, kod čoveka,

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

– razumevanje populacione istorije ljudi koja seoslikava u različitosti (sličnosti)

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

LD je opšti fenomen genoma čoveka. Dat je deo genoma u kome su hap blokovi sa D = 1odvojeni regionima u kojima se odigrala rekombinacija. Najveći 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/