Presentaciуn de PowerPoint

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Tema 9. Mapa del genoma humano mapa genético y
análisis de ligamiento
Mapeo genético Cálculo de la frecuencia de
recombinación Ligamiento enfermedad-gen
marcador Características del gen
marcador Análisis del ligamiento puntuación LOD
2
Mapeo genético
Mide la distancia relativa entre dos genes
dependiendo de la tendencia a segregar juntos en
la meiosis. se representa por ? a la frecuencia
de recombinación entre dos genes
gametos
B
A
B
A
muy juntos no hay recombinación entre A
y B. Ligados ? 0
parentales
b
b
a
a
B
A
B
A
juntos hay recombinación entre A y B.
Ligados ? depende de la distancia
parentales
b
a
a
b
b
A
0 ?? 0,5
recombinantes
B
a
la frecuencia de gametos recombinantes dependerá
de la frecuencia de recombinación
3
Mapeo genético
gametos
en diferentes cromosomas (ó muy separados)
Independientes Segregación
aleatoria todos los gametos tienen la misma
probabilidad 0,25
B
A
parentales
b
a
A
B
b
A
recombinantes
a
b
B
a
4
Cálculo de la frecuencia de recombinación entre
dos genes
número de individuos recombinantes
individuos totales
Para reconocer a los individuos recombinantes
DEBEMOS conocer la fase de los individuos
parentales la fase es la combinación de los
alelos de cada uno de los genes en un individuo
Ejemplo gen POP con dos alelos A, a gen PIP
(polimorfismo ligado a POP) con cuatro alelos 1,
2, 3, 4
Un individuo heterocigoto para POP (A,a)
heterocigoto para PIP (1,3) puede ser A1/a3 o
A3/a1 en cada uno de ellos la fase es diferente
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Cálculo de la frecuencia de recombinación entre
dos genes
número de individuos recombinantes
individuos totales
Para reconocer a los individuos recombinantes
DEBEMOS conocer la fase de los individuos
parentales la fase es la combinación de los
alelos de cada uno de los genes en un individuo
Ejemplo gen POP con dos alelos A, a gen PIP
(polimorfismo) con cuatro alelos 1, 2, 3, 4 Un
individuo puede tener el alelo A del gen POP y
cualquiera de los cuatro alelos del gen PIP en
cada uno de sus cromosomas homólogos
Un individuo puede ser A1/a3 ó a2/a4 ó A3/A2 ó..
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Aplicaciones del mapeo genético humano en Medicina
Localización de genes relacionados con
enfermedades Identificación del gen enfermedad
en un individuo cómo?
Análisis de ligamiento gen enfermedad- gen
marcador
7
Ligamiento enfermedad-marcador
RFLP VNTR STR
gen marcador polimorfismo
Características
ligado al gen relacionado con la enfermedad el
mejor, el mas cercano Si ? 0, detectando la
presencia del polimorfismo detecto el gen
relacionado con la enfermedad polimórfico el
mejor, el que tenga mayor cantidad de alelos
proporcionará mayor cantidad de heterocigotos
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Análisis de ligamiento en Genética Médica
a2/a2
A-
aa
Neurofibromatosis autosómica dominante
aa
Aa
?1/8 0,125
A1/a2
a2/a2
NF1 alelos A y a
recombinante
A2/a2
aa
aa
Aa
Aa
Aa
A1/a2
a2/a2
polimorfismo IF10 alelos 1 y 2
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Detección y medida de ligamiento requerimientos
1. Marcador cercano RFLP, VNTR 2. Una familia
informativa un progenitor debe ser
heterocigoto para el gen de la enfermedad como
para el gen marcador Conocer la fase la
ordenación particular de lo alelos en el
progenitor
Enfermedad A, a autosómica dominante Polimorfismo
1, 2
?
A1a1
a1a2
1,1
1,2
A1/a2
a1a2
A1a1
a1a2
A2/a1
1,2
1,2
1,1
1,2
1,1
2,1
1,1
1,2
1,1
2,1
1,1
1,2
A1a2
a2a1
a1a1
A1a1
A1a2
a2a1
a1a1
A1a1

familia NO informativa no se pueden reconocer los
recombinantes entre entre el alelo de la
enfermedad y el alelo del polimorfismo
familia NO informativa no se pueden reconocer los
recombinantes entre entre el alelo de la
enfermedad y el alelo del polimorfismo
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Detección y medida de ligamiento requerimientos
1. Marcador cercano RFLP, VNTR 2. Una familia
informativa un progenitor debe ser
heterocigoto para el gen de la enfermedad como
para el gen marcador Conocer la fase la
ordenación particular de lo alelos en el
progenitor
Enfermedad A, a autosómica dominante Polimorfismo
1, 2
a1/a2
A1/a1
1,1
1,2
a1/a2
A1/a2
1,2
1,2
recombinante
1,1
2,1
1,1
1,2
A1/a2
a2/a1
a1/a1
A1/a1
?0,25
familia informativa
es significativo este valor?
necesitamos una prueba estadística razón de
probabilidades (LOD)
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Detección y medida de ligamiento requerimientos
1. Marcador cercano RFLP, VNTR 2. Una familia
informativa un progenitor debe ser
heterocigoto para el gen de la enfermedad como
para el gen marcador Conocer la fase la
ordenación particular de lo alelos en el
progenitor
Enfermedad A, a autosómica dominante Polimorfismo
1, 2
a1/a2
A1/a1
1,1
1,2
a1/a2
A1/a2
1,2
1,2
recombinante
1,1
2,1
1,1
1,2
A1/a2
a2/a1
a1/a1
A1/a1
?0,25
familia informativa
es significativo este valor?
es significativo este valor?
necesitamos una prueba estadística razón de
probabilidades (LOD)
necesitamos una prueba estadística razón de
probabilidades (LOD)
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Puntuación LOD
A1/a1
1,1
1,2
a1/a2
A1/a2
?0,25
1,2
1,2
recombinante el gen de la enfermedad y el
polimorfismo están ligados y que entre ellos
hay una distancia que permite una recombinación
de 0,25
1,1
2,1
1,1
1,2
A1/a2
a2/a1
A1/a1
a1/a1
podría darse esta situación si los genes no
estuvieran ligados?
probabilidad de los resultados si los loci están
ligados (?lt0,5)
LOD log
probabilidad de los resultados si los loci NO
están ligados
LOD 3 se acepta como evidencia de ligamiento
LOD -2 se acepta como evidencia de NO ligamiento
Las puntuaciones LOD para dos genes medidas en
distintas familias son acumulativas El alelo del
polimorfismo asociado al de la enfermedad puede
ser diferente en distintas familias
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Equilibrio de ligamiento
gen POP con dos alelos A, a gen PIP
(polimorfismo) con cuatro alelos 1, 2, 3, 4 Un
individuo puede tener el alelo A del gen POP y
cualquiera de los cuatro alelos del gen PIP las
frecuencias alélicas en los dos loci están en
equilibrio de ligamiento
El alelo asociado a la enfermedad puede estar
ligado a cualquier alelo del polimorfismo
Cuando el alelo de la enfermedad está asociado
mayoritariamente con alguna variante alélica del
polimorfismo las frecuencias alélicas en los
dos loci están en desequilibrio de ligamiento
(poco frecuente, pero muy útil en mapeo físico)
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vamos a llevar todo esto a la práctica
intentamos mapear un gen hacemos uso de los
polimorfismos ya localizados para determinar
si alguno de ellos está ligado al alelo de la
enfermedad determinamos la presencia de los
alelos del polimorfismo en las familias
afectadas hacemos el análisis de ligamiento y
determinamos la puntuación LOD para cada uno de
los casos con algunos polimorfismos no
encontraremos ligamiento con algunos
polimorfismos encontraremos ligamiento
si conocemos la localización del
polimorfismo hemos localizado al gen si estan lo
suficientemente juntos, el polimorfismo será buen
marcador para el gen de la enfermedad
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Problema 1
I
1,1
2,2
3,3
4,4
II
3,4
1,2
III
2,3 1,3 2,4 1,4
2,4 2,3 1,3 2,4
Se presenta el árbol genealógico de una
enfermedad autosómica dominante, y se ha
verificado (tipado) el marcador microsatélite de
cuatro alelos en cada miembro de la familia. a)
determinar la fase de ligamiento de la enfermedad
y el locus marcador en el varón afectado de la
generación II b) basado en la meiosis que
produjo la descendencia de la generación II,
cuál es la frecuencia de recombinación para el
locus marcador y la enfermedad? c) cuál es la
puntuación LOD para la frecuencia de
recombinación obtenida en el apartado anterior?
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I
A1,-1
a2,a2
3,3
4,4
II
a3/a4
A1/a2
III
a2/a3 A1/a3 a2/a4 A1/a4 A2/a4
a2/a3 a1/a3 a2/a4
Se presenta el árbol genealógico de una
enfermedad autosómica dominante, y se ha
verificado (tipado) el marcador microsatélite de
cuatro alelos en cada miembro de la familia. a)
determinar la fase de ligamiento de la enfermedad
y el locus marcador en el varón afectado de la
generación II
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I
A1,-1
a2,a2
3,3
4,4
II
a3/a4
A1/a2
III
a2/a3 A1/a3 a2/a4 A1/a4 A2/a4
a2/a3 a1/a3 a2/a4
Se presenta el árbol genealógico de una
enfermedad autosómica dominante, y se ha
verificado (tipado) el marcador microsatélite de
cuatro alelos en cada miembro de la familia. a)
determinar la fase de ligamiento de la enfermedad
y el locus marcador en el varón afectado de la
generación II b) basado en la meiosis que
produjo la descendencia de la generación II,
cuál es la frecuencia de recombinación para el
locus marcador y la enfermedad?
? 2/8 0,25
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c) cuál es la puntuación LOD para la frecuencia
de recombinación obtenida en el apartado
anterior?
? 0,25
probabilidad de que los datos observados sean
debidos a (?0,25)
LOD log
probabilidad de que los datos observados sean
debidos a segregación independiente de los genes
frecuencia de los gametos si se hubieran generado
por una ?0,25
a3 0,5 a4 0,5
A1 0,375 a2 0,375 A2 0,125 a1 0,125
a3/a4
parentales
A1/a2
recombinantes
frecuencia de los gametos si se hubieran generado
por una ?0,5 (independientes)
a3 0,5 a4 0,5
A1 0,25 a2 0,25 A2 0,25 a1 0,25
a3/a4
parentales
A1/a2
recombinantes
LOD 0,45 no es significativa, no
podemos asegurar si estan ligados
x (0,125x0,5)2
(0,375x0,5)6
log 2,8 0,45
LOD log
(0,25x0,5)8
19
Problema 2
I
1,2
2,2
II
1,2
2,1
III
1,2 1,1 1,2 1,1
1,1 1,1 1,2 1,2
Se presenta el árbol genealógico de una
enfermedad autosómica dominante, y se ha
verificado (tipado) el marcador bialélico en cada
miembro de la familia. a) determinar la fase de
ligamiento de la enfermedad y el locus marcador
en el varón afectado de la generación II b)
basado en la meiosis que produjo la descendencia
de la generación III, cuál es la frecuencia de
recombinación para el locus marcador y la
enfermedad? c) cuál es la puntuación LOD para
una frecuencia de recombinación de 0,1? d)
cuál es la puntuación LOD para la frecuencia de
recombinación de 0?
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Problema 2
I
a2/a2
A1,a2
II
A1/a2
a2/a1
III
a1/a2 A1/a1 a1/a2 A1/a1 a1/a1
A1/a1 A1/a2 a1/a2
Se presenta el árbol genealógico de una
enfermedad autosómica dominante, y se ha
verificado (tipado) el marcador bialélico en cada
miembro de la familia. a) determinar la fase de
ligamiento de la enfermedad y el locus marcador
en el varón afectado de la generación II b)
basado en la meiosis que produjo la descendencia
de la generación III, cuál es la frecuencia de
recombinación para el locus marcador y la
enfermedad?
? 1/8 0,125
21
c) cuál es la puntuación LOD para la frecuencia
de recombinación de 0,1?
probabilidad de que los datos observados sean
debidos a (?0,1)
LOD log
probabilidad de que los datos observados sean
debidos a segregación independiente de los genes
frecuencia de los gametos si se hubieran generado
por una ?0,1
a2 0,5 a1 0,5
A1 0,45 a2 0,45 A2 0,05 a1 0,05
a2/a1
parentales
A1/a2
recombinantes
frecuencia de los gametos si se hubieran generado
por una ?0,5 (independientes)
a2 0,5 a1 0,5
A1 0,25 a2 0,25 A2 0,25 a1 0,25
a2/a1
parentales
A1/a2
recombinantes
LOD 1,07 no es significativa, no
podemos asegurar si estan ligados
x (0,05x0,5)1
(0,45x0,5)7
log 12,2 1,07
LOD log
(0,25x0,5)8
22
d) cuál es la puntuación LOD para la frecuencia
de recombinación de 0,0?
probabilidad de que los datos observados sean
debidos a (?0,0)
LOD log
probabilidad de que los datos observados sean
debidos a segregación independiente de los genes
frecuencia de los gametos si se hubieran generado
por una ?0,0
a2 0,5 a1 0,5
A1 0,5 a2 0,5 A2 0,0 a1 0,0
a2/a1
parentales
A1/a2
recombinantes
frecuencia de los gametos si se hubieran generado
por una ?0,5 (independientes)
a2 0,5 a1 0,5
A1 0,25 a2 0,25 A2 0,25 a1 0,25
a2/a1
parentales
A1/a2
recombinantes
si hay recombinantes es imposible que la ?0,0
x (0,0x0,5)1
8
(0,5x0,5)7
log 0
LOD log
(0,25x0,5)8
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Problema 3
En el árbol genealógico adjunto se muestran los
individuos afectados por neurofibromatosis tipoI
(enfermedad autosómica dominante) dentro de una
familia. Se ha tipificado un sistema de
microsatélite de cuatro alelos estrechamente
ligado al locus de NF1 y se ha analizado el DNA
de la madre, los hijos y el de los gemelos
dicigóticos que ha engendrado la madre pocas
semanas antes de morir el padre. a)Llegarán los
gemelos II.4 y II5 a desarrollar la
enfermedad? b)De qué depende nuestro grado de
certeza en el pronóstico?
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Problema 4
Una pareja ha tenido cuatro hijos, uno de ellos
afectado por fibrosis quística (FQ) una
enfermedad autosómica recesiva. El marido acaba
de morir en un accidente de coche y la mujer,
embarazada del quinto ha decidido realizar un
diagnóstico prenatal. En la actualidad se conoce
un polimorfismo estrechamente ligado a la FQ con
tres alelos conocidos y diferenciados por el
tamaño de las bandas que aparecen en la
electroforesis y cuyos tamaños son de 10, 8 y 6
kb. Se ha extraído el DNA de los miembros de la
familia y del feto y el resultado obtenido es el
de la electroforesis adjunta. a)Cuál es el
supuesto genotipo del padre en el locus marcador
ligado? b)Cuál es la fase entre el alelo del gen
FQ y el del polimorfismo en el padre y en la
madre? c)Cuales de los hijos son portadores del
trastorno y cuales son homocigóticos
normales? d)Cuál es diagnóstico en el embarazo
actual? e)En qué supuestos se basa el
diagnóstico?