Introdução à Genética
4 Mapeamento de Cromossomos Eucarióticos por Recombinação
Mapa com base na recombinação de um dos cromossomos de Drosophila (organismo na imagem), demonstrando os loci dos genes cujas mutações produzem fenótipos conhecidos. (©David Scharf/Corbis.)
TÓPICOS
4.1 Diagnóstico de ligação
4.2 Mapeamento por frequência de recombinantes
4.3 Mapeamento com marcadores moleculares
4.4 Mapeamento de centrômeros com tétrades lineares
4.5 Utilização do teste do qui-quadrado para inferir ligação
4.6 Cômputo de crossovers múltiplos não visualizados
4.7 Utilização de mapas com base em recombinação em conjunto com mapas físicos
4.8 Mecanismo molecular de crossover
RESULTADOS DE APRENDIZAGEM
Após ler este capítulo, você será capaz de:
• Realizar uma análise quantitativa da progênie de um cruzamento-teste di-híbrido para avaliar se os
dois genes estão ligados no mesmo cromossomo ou não
• Estender o mesmo tipo de análise a diversos loci para produzir um mapa das posições relativas dos loci
em um cromossomo
• Em fungos ascomicetos, mapear os centrômeros a outros loci ligados
• crossing over Em ascos, prever as proporções de alelos oriundos de etapas especí cas no modelo heterodúplex de
.
A lgumas das questões a que os geneticistas desejam responder a respeito do genoma são: “ Que genes estão presentes no genoma?”; “ Que funções apresentam?”; “ Que posições ocupam nos cromossomos?” Convencionou-se chamar “mapeamento” a busca pela resposta à terceira questão. O mapeamento é o principal enfoque deste capítulo, mas todas as três questões estão inter-relacionadas, conforme veremos.
Sentimos diariamente quão importantes são os mapas em geral e é fato que, em
algum momento de nossas vidas, já os utilizamos para encontrar o caminho. Relevante para o enfoque deste capítulo é que, em algumas situações, diversos mapas precisam ser utilizados simultaneamente. Um bom exemplo na vida diária está em percorrer o denso arranjo de ruas e edifícios de uma cidade tal como Londres, na Inglaterra. Um mapa das ruas que demonstra o plano geral é uma necessidade. Entretanto, o mapa das ruas é utilizado por turistas e também por londrinos juntamente com outro mapa, aquele do sistema ferroviário subterrâneo. O sistema subterrâneo é tão complexo e intrincado que, em 1933, um engenheiro de circuitos elétricos chamado Harry Beck desenhou o mapa simplificado (embora distorcido) que permanece até hoje um ícone de Londres. Os mapas das ruas e dos
subterrâneos de Londres estão comparados na Figura 4.1. Observe que as posições das estações subterrâneas e as distâncias exatas entre elas não são de interesse por si próprias, exceto como um modo para se chegar até um destino de interesse, tal como a Abadia de Westminster. Veremos três paralelos com os mapas de Londres quando os mapas cromossômicos são utilizados para indicar “destinos” individuais ou genes específicos. Primeiramente, diversos tipos de mapas cromossômicos com frequência são necessários e precisam ser utilizados em conjunto; em segundo lugar, mesmo mapas que contêm distorções são úteis; e, em terceiro lugar, diversos sítios em um mapa cromossômico são traçados apenas por serem úteis para tentar situar outros pontos que são os de real interesse.
A obtenção de um mapa das posições dos genes nos cromossomos é um esforço
que ocupou milhares de geneticistas durante os últimos 80 anos. Por que isso é tão importante? Existem diversos motivos:
1. A posição do gene é uma informação crucial para construir genótipos
complexos necessários para fins experimentais ou para aplicações comerciais.
Por exemplo, no Capítulo 6, veremos casos nos quais combinações alélicas
especiais precisam ser reunidas para explorar a interação gênica.
2. O conhecimento sobre a posição ocupada por um gene proporciona um modo
para a descoberta da sua estrutura e função. A posição de um gene pode ser
utilizada para defini-lo no nível do DNA. Por sua vez, a sequência de DNA de
um gene do tipo selvagem ou de seu alelo mutante é uma parte necessária para
a dedução da sua função subjacente.
3. Os genes presentes e seu arranjo nos cromossomos com frequência são
discretamente diferentes em espécies correlatas. Por exemplo, o longo
cromossomo humano número 2 é dividido em dois cromossomos mais curtos
nos grandes primatas. Ao comparar essas diferenças, geneticistas podem
deduzir os mecanismos genéticos evolutivos por meio dos quais esses genomas
divergiram. Portanto, mapas cromossômicos são úteis na interpretação dos
mecanismos da evolução.
FIGURA 4.1 Estes mapas de Londres ilustram o princípio de que, com frequência, diversos mapas são necessários para se chegar ao destino desejado. O mapa da ferrovia subterrânea (“o Tubo”) é utilizado para se chegar até um destino de interesse, tal como o endereço de uma rua, demonstrado no mapa das ruas. Em genética, dois tipos diferentes de mapas genômicos com frequência são úteis para a localizar um gene, levando a uma compreensão sobre a sua estrutura e função. (A.