ASSOCIAZIONE F2F2 Gameti pr vg 100% pr + vg + 50%pr + pr vg + vg 25% +25% pr vg 50%pr pr vg vg 25% +25% pr + pr + vg + vg + pr pr vg vg P F 1 pr + pr vg + vgpr pr vg vg

ASSOCIAZIONE E SCAMBIO F2F2 Gameti pr vg 100% pr + vg + 44%pr + pr vg + vg 22% +22% pr vg 44%pr pr vg vg 22% +22% pr + vg 6%pr + pr vg vg 3% +3% prvg + 6%pr pr vg + vg 3% +3% pr + pr + vg + vg + pr pr vg vg P F 1 pr + pr vg + vgpr pr vg vg

ASSOCIAZIONE e CROSSING-OVER: due o più geni sullo stesso cromosoma senza crossing over a b a B dopo crossing over A B A b A B ANAFASE 2 Solo gameti parentali GAMETI a b A B A b ANAFASE 2 a b a B A B Ab GAMETI anche gameti ricombinanti

Crossing-over, ricombinazione e chiasmi. a b A B a b A B METAFASE chiasma A b ANAFASE 2 a b a B A B Ab GAMETI Crossing over terminalizzazione del chiasma DIPLOTENE ANAFASE 1

ASSOCIAZIONE E SCAMBIO 2 b + b + vg + vg + b b vg vg P F 1 b + b vg + vgb b vg vg Gameti b vg 100% b + vg + 40%b + b vg + vg 20% +20% b vg 40%b b vg vg 20% +20% b + vg 10%b + b vg vg 5% +5% b vg + 10%b b vg + vg 5% +5% F2F2

crossing over = scambio di segmenti di cromosomi Wx C wx c assenza di crossing over crossing over wx c Wx C wx c Wx c wx c wx C wx c

Distanza tra i geni e frequenza di ricombinanti A B a b A D a d AB Ab aB ab AB ab AD Ad aD ad AD Ad aD ad Maggiore è la distanza tra i geni, più alta è la probabilità che fra di essi vi sia un crossing over, più alta è la frequenza di ricombinanti fra loro.

SAGGIO A TRE PUNTI v + v cv + cv ct + ct vv cvcv ctct v cv ct v cv + ct + vv cv + cv ct + ct580 v + cv ctv + v cvcv ct ct592 v cv ct + vv cvcv ct + ct45 v + cv + ctv + v cv + cv ct ct40 v cv ctvv cvcv ct ct89 v + cv + ct + v + v cv + cv ct + ct94 v cv + ctvv cv + cv ct ct3 v + cv ct + v + v cvcv ct + ct5 268 / 1448 Ricombinanti per v e cv (18,5%) 191 / 1448 Ricombinanti per v e ct (13,2%) 93 / 1448 Ricombinanti per cv e ct (6,4%)

Ordinamento lineare dei geni 268 / 1448 Ricombinanti per v e cv (18,5%) 191 / 1448 Ricombinanti per v e ct (13,2%) 93 / 1448 Ricombinanti per cv e ct (6,4%) v ct + cv + v + ct cv v ct cv v + ct + cv + 12,6% v ct + cv v + ct cv + 5,9% v ct cv + v + ct + cv 0,55% atteso 0,84% misura la distanza v-ct: 13,2 u.m. misura la distanza ct-cv: 6,4 u.m. atteso coeff. di coincidenza 0,65 Interferenza (I) = 1-c.d.c = 0,35

Analisi delle tetradi ordinate a A Prima divisione meiotica Seconda divisione meiotica Mitosi duplicazione a A a a a A A A a a a a A A A A A a I centromeri e i geni per cui non cè stato crossing over segregano in prima divisione meiotica (segreganti M I : 2 gruppi di 4 spore)

Il crossing over nelle tetradi ordinate:ipotesi del crossing over prima della duplicazione Seconda divisione meiotica Mitosi duplicazione Prima divisione meiotica A A a a IPOTESI: il crossing over avviene prima della replicazione e coinvolge 4 cromatidi su 4 a A A a A A a a I geni per cui cè stato un crossing over segregano anche essi in prima divisione meiotica (segreganti M I );questa ipotesi non prevede in nessun caso la segregazione in M II, cioè 4 gruppi di 2 A a A A a a a a A A

Il crossing over nelle tetradi ordinate a Seconda divisione meiotica Mitosi duplicazione a A A a Prima divisione meiotica a A a A A A a a a A A a A A a a I geni per cui cè stato un crossing over segregano in seconda divisione meiotica (segreganti M II ) La distanza tra il centromero e il locus è data dalla frequenza dei segreganti M II : 2 A Poiché effettivamente si osserva la segregazione in M II, se ne conclude che il crossing over avviene dopo la replicazione e coinvolge due cromatidi su quattro

Segregazione di geni lontani dal centromero b b+b+ b b+b+ b b+b+ b b+b+ b b+b+ b b+b+ La frequenza massima di segreganti M II di geni molto lontani dal centromero e che quindi segregano indipendentemente è pari a 2 / 3.

Distanza tra geni sullo stesso braccio cromosomico a b A B a b A B a b A B a b A B a b A B a b a B A b a B A b Sia il gene A che il gene B segregano in seconda divisione meiotica (segreganti M II ) Il gene A segrega in prima divisione meiotica (segregante M I ) Il gene B segrega in seconda divisione meiotica(segreganti M II ) La distanza tra A e B è data dalla frequenza di questi segreganti : 2 Se A e B sono sullo stesso braccio dello stesso cromosoma sono possibili solo queste due modalità di segregazione

Coniugazione batterica F+F+ F+F+ F-F- Hfr F-F- F-F- F - ricombinante ricombinazione I ceppi F + infettano solo ceppi F -, trasformandoli in F + e inducendo ricombinazione a bassa frequenza, tramite il passaggio di una copia del fattore F I ceppi Hfr derivano, a bassa frequenza, dai ceppi F + ; non infettano i ceppi F - ma inducono, solo in essi, ricombinazione ad alta frequenza I ceppi Hfr trasferiscono integralmente o in parte una copia del proprio cromosoma La ricombinazione non è reciproca: alcuni alleli del cromosoma del batterio ricevente vengono sostituiti dagli alleli corrispondenti provenienti dal cromosoma del ceppo Hfr; non si forma la combinazione complementare F+F+ F+F+ F-F- Dai ceppi Hfr si possono formare, a bassa frequenza, cellule F +, capaci di trasformare i batteri F - in F + ; dunque il fattore F si era integrato nel cromosoma batterico (Hfr) ma se ne può dissociare

a b c d e f g a b c d e f g a b c d e f g a b c d e f g a b c d e f g Lorganizzazione del cromosoma batterico: gli esperimenti di coniugazione interrotta b c d e f g a g f e d c b a d e f g a b c In uno stesso ceppo Hfrlordine di trasferimento dei geni è costante e si presenta un gradiente di probabilità di ricombinazione dei diversi geni: i cromosomi vengono trasferiti in forma lineare sempre a partire dallo stesso punto ma per segmenti di differente lunghezza; è possibile mappare linearmente i geni per gradiente di trasferimento a b c d e f g a b c d e a b c a b c d e f g Diversi ceppi Hfr presentano diversi ordini di trasferimento, che però sono tra loro permutazioni circolari; dunque il cromosoma batterico in origine è circolare e il fattore F si può inserire in punti diversi Vi sono ceppi Hfr che trasmettono i geni in ordine inverso rispetto ad altri; dunque il fattore F ha una polarità che determina lordine del trasferimento dei geni e può inserirsi nello stesso punto con polarità opposte A BA B A B

Coniugazione batterica: interpretazione F+F+ F+F+ F-F- F+F+ Hfr Il fattore di fertilità F è un episoma che può essere trasmesso da un batterio Escheirichia coli che lo possiede (F + ) a uno che ne è sprovvisto (F - ), che così diventa, a sua volta, F + il fattore F può integrarsi nel cromosoma, mediante uno scambio; i ceppi con il fattore F integrato hanno unalta frequenza di ricombinazione (Hfr) F-F- Hfr F I batteri Hfr possono passare, del tutto o in parte, una copia del loro cromosoma, in forma lineare, a un batterio F - I batteri Hfr, mediante uno scambio, possono rilasciare dal proprio cromosoma il fattore F; talvolta nellepisoma può essere incorporato un piccolo segmento del cromosoma; un episoma così costituito viene chiamato F

I meccanismi di ricombinazione nella coniugazione batterica str R str S str R str S str R Un solo crossing over (o un numero dispari) produce un cromosoma lineare, non vitale Due crossing over (o un numero pari) producono un cromosoma circolare ricombinante, vitale e un frammento lineare ricombinante, non vitale endogenote esogenote Il batterio F - mentre ha al proprio interno il segmento cromosomico lineare proveniente dallHfr viene chiamato merozigote A Lepisoma F, contenendo alcuni geni batterici, determina nel batterio che lo contiene una condizione di merodiploidia a Lepisoma F si reinserisce con alta frequenza nel cromosoma batterico e sempre nello stesso sito, la regione omologa ai geni batterici che ha incorporato, attraverso un crossing over

Mappatura dei geni batterici attraverso la frequenza di ricombinazione dopo coniugazione Hfr x F - a b c A B C a b c A B C a b c A B C ABc Abc ABC AbC Deriva da 2 c.o. esterni alla regione in esame: la frequenza non è informativa delle distanze fra i geni studiati Deriva da 4 c.o.: rarissimo, identifica il gene mediano Deriva da 2 c.o., di cui una fra B e C, di cui misura la distanza Deriva da 2 c.o., di cui una fra A e B, di cui misura la distanza Si selezionano i geni più tardivi (A)

Ciclo litico (fagi T pari) e ciclo lisogeno (fagi temperati) integrazione I batteri che hanno incorporato il cromosoma virale nel proprio si moltiplicano induzione Ciclo litico Ciclo lisogeno Nota: il cromosoma del fago è rappresentato in forma circolareanche nel capside, anche se circolarizza solo entro la cellula batterica

Infezione mista e ricombinazione nei fagi virulenti h- r- h+ r- h- r+ h+ r+ Nota: il cromosoma del fago è rappresentato in forma circolareanche anche nel capside, anche se circolarizza solo entro la cellula batterica

Analisi fine del gene: ricombinazione intragenica rII A Non infetta il ceppo KInfetta il ceppo K Non infetta il ceppo K Ceppo B La frequenza di ricombinazione si calcola come frequenza di virus capaci di infettare E. coli ceppo K x 2 sul totale dei virus dello stesso lisato capaci di infettare il ceppo B La frequenza minima di ricombinazione intragenica è pari allo 0,01%; quindi il gene è costituito da subunità di dimensione costante che possono ricombinare fra loro; tali subunità hanno la dimensione di 1 nucleotide; la mappa dei siti ricombinabili entro un gene è ancora lineare

Mappatura per delezione di siti mutabili Esistono mutazioni che non possono ricombinare con altre mutazioni nello stesso gene: si tratta di delezioni Cromosoma normale Cromosoma con delezione del segmento che contiene i siti mutabili 3, 4 e 5; per questi siti non vi può essere ricombinazione con il cromosoma normale a b c d e I II III IV V VI VII VIII Se si dispone di un numero adeguato di delezioni si può suddividere il gene in regioni caratterizzate dalle sovrapposizioni di diverse delezioni, cui si possono assegnare i siti mutabili sulla base delle delezioni con cui non ricombinano È possibile mettere in sequenza le delezioni a seconda delle regioni delete che condividono, che ne inibiscono la ricombinazione Si può localizzare ogni nuova mutazione in una delle regioni in cui è suddiviso il gene sulla base delle delezioni con cui ricombinao meno Il gene è costituito da un numero molto elevato di siti mutabili; tali subunità hanno la dimensione di 1 nucleotide; la mappa dei siti mutabili entro un gene è ancora lineare;alcuni siti hanno una frequenza di mutazione molto più alta di quella attesa per caso: sono stati chiamati punti caldi