La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

By NA 1 Linkage HapMap Lezione 4. By NA 2 2 Definizione della regione candidata con analisi di linkage: ricostruzione degli aplotipi studiando la segregazione.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "By NA 1 Linkage HapMap Lezione 4. By NA 2 2 Definizione della regione candidata con analisi di linkage: ricostruzione degli aplotipi studiando la segregazione."— Transcript della presentazione:

1 By NA 1 Linkage HapMap Lezione 4

2 By NA 2 2 Definizione della regione candidata con analisi di linkage: ricostruzione degli aplotipi studiando la segregazione nelle famiglie. E necessario risalire alla fase e identificare i ricombinanti Linkage:fase di piu locus Possedere un particolare polimorfismo non vuol dire avere il fenotipo, lo studio di linkage e a livello di popolazione, serve ad individuare una regione non la mutazione

3 By NA 3 Ci possono essere inconvenienti che complicano la possibilita di assegnare un locus a una regione definita da marcatori: Linkage possibili inconvenienti Errori umani: errata lettura dei dati, scambio di campioni, paternita…… Errori nellinterpretazione del fenotipo: un falso ricombinante.Se i marcatori sono molti e vicini la presenza di un doppio ricombinante fa sospettare un errore Eterogeneita genetica: famiglie con fenotipo simile vengono accorpate e non si riesce a trovare il linkage. Sclerosi tuberosa: due loci distinti E importante disporre di numerosi siti polimorfici, che non siano soggetti a dominanza e recessivita. I polimorfismi del DNA sono l ideale!

4 By NA 4 SE I LOCI NON SONO ASSOCIATI LA PROBABILITA E 1/2 X 1/2 X 1/2 X1/2 = 1/16= ABAB ABAB abab abab ABAB abab abab abab abab abab abab abab ABAB abab AbAb abab NON RICOMBINANTI RICOMBINANTE SE LA FREQUENZA DI RICOMBINAZIONE E 10% LA P DI 3 NR E 1R= 0.1X0.9X0.9X0.9=0.073=7.3% Non ho la possibilita di scegliere fra le due ipotesi: solo un gran numero di osservazioni mi potrebbe permettere di riconoscere quale e la situazione piu probabile NON ESISTE NULLA CHE POSSA SOSTITUIRE I GRANDI NUMERI….COME POSSIAMO OTTENERE GRANDI NUMERI NELL UOMO??? Probabilita di trovare ricombinanti SE I LOCI SONO ASSOCIATI LA PROBABILITA DIPENDE DA QUANTO SONO DISTANTI NB non si conosce la loro posizione reciproca quindi ci sono due possibilita

5 By NA 5 Come fare il linkage Il calcolo del linkage e quindi statistico: occorre una progenie numerosa e bisogna conoscere la fase (aplotipo) dei parentali. Si ricorre al lod score come si fa visto che le famiglie umane sono di solito piccole?

6 By NA 6 * Il linkage e una relazione di vicinanza fra due loci ed e funzione della loro distanza. La definizione di un linkage fra due loci si basa su calcoli statistici che permettono di quantizzare la probabilta che i risultati ottenuti non siano dovuti al caso. Nel caso delluomo lanalisi della progenie di una singola famiglia raramente fornisce informazioni sia per lo scarso numero di meiosi sia per la difficolta di risalire alla fase. Bisogna mettere insieme i dati provenienti da piu famiglie. Linkage-lod score Odds ratio= P di un assortimento genetico in una progenie se i geni sono associati P di un assortimento genetico nella progenie se i geni sono indipendenti Lod score: logaritmo in base 10 dei singoli rapporti di ogni famiglia, si possono cosi sommare. Un valore di 3 indica linkage. ( 1- n r (1/2) n+r

7 By NA 7 LOD SCORE LOD SCORE (Z): logaritmo della probabilita che i loci siano associati (data la frazione di ricombinazione ) piuttosto che non associati ( 0.5). La probabilita complessiva di un gruppo di famiglie e il prodotto delle probabilta di ciascuna famiglia, percio la somma dei lod score. Per = 0.5, Z=0: infatti sono il rapporto fra probabilta identiche e log 10 (1)=0. Z=3(1000:1) e la soglia per accettare il linkage con una probabilita di errore del 5%. Z=-2 esclude il linkage Frequenza di ricombinazione Z Z Odds ratio= P di un assortimento genetico in una progenie se i geni sono associati P di un assortimento genetico nella progenie se i geni sono indipendenti ( 1- n r (1/2) n+r

8 By NA 8 La connessione fra mappe Quindi si hanno due tipi di mappe: fisica e genetica. Il problema e trovare il modo di legarle: la mappa fisica mi dice in che un gruppo di sequenze formano un contiguo su un frammento di cromosoma, ma non mi permette di identificare geni candidati. La mappa genetica me lo permetterebbe perche non riguarda specifiche sequenze, ma anche locus di cui non conosco la sequenza. Non posso pero studiare il gene candidato perche non ho la sequenza corrispondente. La possibilita di utilizzare STS e EST polimorfici ha permesso di risolvere il problema

9 By NA 9 Gli STS: Sequence Target Site Lautomazione del sequenziamento permette di sequenziare corte sequenze (300pb) clonate a caso da cui ricavare primers per screenare con la PCR ormai automatizzata le librerie e costruire mappe fisiche attraverso la creazione di contigui. Quando sono polimorfiche sono marcatori comuni alle mappe sia genetiche che fisiche e permettono di legarle fra loro DNA genomico Clonaggio Sequenziamento GACTTAG CATAGCA ~300bp STS A,B,C.. scelta dei primers x A,B,C.. screening library con PCR A+,B-,C+.. A-,B+,C+.. B+,D+,G+ H+,F+,T-..F+,T-,Q+.. H F* Q A* C B* D G* mappa fisica:contiguo 1 2 A C B D G H F Q mappa genetica: A, G e F sono in linkage il loro ordine e F-A-G A C B D GH F Q I due contigui sono sullo stesso cromosoma e via cosi....

10 By NA 10 Confronto fra mappa fisica e genetica

11 By NA 11 Ci possono essere inconvenienti che complicano la possibilita di assegnare un locus a una regione definita da marcatori: Linkage possibili inconvenienti Errori umani: errata lettura dei dati, scambio di campioni, paternita…… Errori nellinterpretazione del fenotipo: un falso ricombinante.Se i marcatori sono molti e vicini la presenza di un doppio ricombinante fa sospettare un errore Eterogeneita genetica: famiglie con fenotipo simile vengono accorpate e non si riesce a trovare il linkage. Sclerosi tuberosa: due loci distinti E importante disporre di numerosi siti polimorfici, che non siano soggetti a dominanza e recessivita. I polimorfismi del DNA sono l ideale!

12 By NA 12 Riconoscere i ricombinanti R

13 By NA 13 Doppio ricombinante?

14 By NA 14 Il linkage disequilibrium e una situazione per cui un particolare aplotipo e statisticamente piu probabile in un sottogruppo di una popolazione. Indica che la popolazione deriva da un comune ancestore o, nel caso delle mutazioni patogene, che la mutazione e avvenuta su un cromosoma ancestrale comune alla popolazione. Il linkage disequilibrium non ha niente a che fare con la presenza della mutazione patogena e una osservazione che facilita la mappatura genetica. Indica che fisicamente associato al locus A polimorfico ce un altro locus che, quando mutato origina la malattia. Essendo un fenomeno legato allorigine comune degli individui della popolazione, in unaltra popolazione il disequilibrium riguardera un altro allele del locus A Linkage disequilibrium

15 By NA 15 E necessario considerare tutte le cause dellassociazione: il linkage disequilibrium e solo una delle cause Linkage disequilibrium * Causa-effetto e selezione naturale: Un certo allele rende piu suscettibili a manifestare la malattia o permette alle persone malate di sopravvivere e di avere figli * Errori per la stratificazione della popolazione o per mancata correzione statistica: se una popolazione e composta di sottoinsiemi geneticamente distinti entrambi i marker possono essere piu frequenti, ma senza che questo implichi unassociazione. Nel secondo caso i dati non vengono confermati da studi successivi

16 By NA 16 Dati ottenuti su 114 famiglie britanniche con un figlio affetto. Il cromosoma CF, identificato perche presente nellaffetto, tende a portare gli alleli X1 e K2. CHR CF (254 con mut) CHR NORMALI (318 wild-type) APLOTIPO ALLELE di XV-2C ALLELE di KM-19 numeropercentualenumeropercentuale A B C D Incerto24 Fibrosi Cistica e linkage disequilibrium Il gene della Fibrosi Cistica e stato clonato grazie alla presenza del linkage disequilibrium.

17 By NA 17 dell effetto del fondatore il locus malattia e strettamente associato ai due marcatori XV-2C e KM-19 Potrebbe essere causa dell effetto del fondatore: la mutazione potrebbe essere comparsa in un antenato della popolazione Nord-Europea che portava l aplotipo B e probabilmente gli eventi di ricombinazione non hanno avuto sufficiente tempo per rispristinare una situazione di equilibrio, cioe ad una associazione casuale. Cio significa anche che gli eventi di ricombinazione sono rari tra il gene CF e i due marcatori cioe il locus malattia e strettamente associato ai due marcatori XV-2C e KM-19 vantaggio selettivo nell individuo La presenza di un particolare aplotipo potrebbe conferire un vantaggio selettivo nell individuo che lo porta (come accade per gli antigeni HLA: particolari aplotipi sembrano migliorare la risposta immunitaria e percio sono sottoposti a pressione selettiva) La conoscenza del linkage disequilibrium oltre a dare una indicazione della localizzazione precisa del locus malattia, risulta utile per la consulenza: permette di calcolare con maggiore precisione il rischio di trasmissione. Es: normalmente 1/25 portatori nella popolozione nord-europea, ma se un individuo ha aplotipo BB il rischio e maggiore, mentre e molto ridotto per aplotipi AA. Possibili cause del linkage disequilibrium

18 By NA 18 Origine del linkage disequilibrium (LD) Alla sua comparsa, una nuova mutazione è in LD (grigio) con tutti I loci dello stesso cromosoma. Attraverso le generazioni la ricombinazione riduce progressivamente larea di LD. Contano soprattutto: 1. Tasso di ricombinazione 2. Numero di generazioni

19 By NA 19 Consortium A haplotype map of the human genome. Nature 437: Nature 449: , 2007.

20 By NA 20 HapMap I

21 By NA more than one million SNPs for which accurate and complete genotypes have been obtained in 269 DNA samples from four populations, including ten 500-kilobase regions in which essentially all information about common DNA variation has been extracted. These data document the generality of recombination hotspots, a block-like structure of linkage disequilibrium and low haplotype diversity, leading to substantial correlations of SNPs with many of their neighbours. We show how the HapMap resource can guide the design and analysis of genetic association studies, shed light on structural variation and recombination, and identify loci that may have been subject to natural selection during human evolution. HapMap I

22 By NA 22 * We show that 10–30% of pairs of individuals within a population share at least one region of extended genetic identity arising from recent ancestry We demonstrate increased differentiation at non- synonymous, compared to synonymous, SNPs, resulting from systematic differences in the strength or efficacy of natural selection between populations. * HapMap II

23 By NA 23 HapMap I La % di ricombinazione, in una regione campione di 500kb e discontinua: 80% delle ricombinazioni in 15% della sequenza. HOT SPOT di ricombinazione

24 By NA 24 HapMap II Hotspots account for approximately 60% of recombination in the human genome and about 6% of sequence Il genoma e ereditato a blocchetti

25 By NA 25 linkage disequilibrium m

26 By NA 26 HapMap The number of tag SNPs that contain most of the information about the patterns of genetic variation is estimated to be about 300,000 to 600,000, which is far fewer than the 10 million common SNPs. linkage disequilibrium conseguenze:

27 By NA 27 Science 319: (2008)

28 By NA 28 Nature 451: (2008).

29 By NA 29 Science 22 febbraio 2008 Heterozigosity

30 By NA 30 Nature 21 febbraio 2008 Linkage disequilibrium / distanza

31 By NA 31

32 By NA 32


Scaricare ppt "By NA 1 Linkage HapMap Lezione 4. By NA 2 2 Definizione della regione candidata con analisi di linkage: ricostruzione degli aplotipi studiando la segregazione."

Presentazioni simili


Annunci Google