Mapeamento Cromossômico

Temática: Mapeamento Cromossômico

Relembrando os resultados obtidos por Morgan nos experimentos com D. melanogaster, observamos que surgiram gametas que não deveriam existir, pois do cruzamento entre indivíduos PPVV com ppvv os únicos gametas possíveis seriam PV e pv, respectivamente. Esses gametas surgiram pela recombinação gênica, no momento em que houve uma quebra e troca de fragmentos dos cromossomos homólogos, sendo, portanto, Pv e pV os novos gametas. Como um deles teve uma frequência de 8,5%, ou seja, entre os genes P e V – e entre seus alelos p e v – existe uma frequência de 17% (8,5% + 8,5%) de recombinação.

Vamos imaginar um cromossomo como uma estrutura linear onde os genes estão dispostos um em sequência do outro com distâncias variáveis. Observe a imagem abaixo:

Entre quais pares de genes é mais fácil a ocorrência de uma quebra? Entre A e B ou entre B e C? Obviamente entre A e B, pois a distância entre eles é maior, ou seja, o local onde essa quebra pode ocorrer é maior. Sendo maior a probabilidade de ocorrer uma quebra entre A e B, maior vai ser também a frequência com que esses genes irão se recombinar. Assim, a distância entre os genes é igual a sua frequência de recombinação. Observe o mesmo esquema só que com as distâncias entre os genes:

Como você pôde notar a distância entre os genes é medida em centimorgans, em homenagem ao cientista Thomas H. Morgan, entretanto, essa distância também pode ser chamada de unidades de recombinação (UR) ou ainda, morganídeos. Assim, como dissemos acima, se o gene A está a 32 UR de distância do gene B, sua frequência de recombinação será igual a 32%.

Com base nesse conceito de frequência e distância entre os genes nós podemos montar um mapa cromossômico.

Vamos a um exemplo: suponhamos que a cidade A fica a 25 Km de distância da cidade B.  cidade C fica a 10 Km de distância da cidade A. Qual será a ordem em que as cidades se localizam na estrada?

Temos, nesse caso, duas possibilidades: 1) a da cidade C estar antes da cidade A ou, 2) a da cidade C estar entre a cidade A e B, assim:

Para podermos afirmar qual é a ordem correta, devemos saber qual é a distância entre a cidade C e B. Desta maneira, se a distância entre C e B for 35 Km, a primeira possibilidade estará correta. Agora, se a distância entre C e B for de 15 Km, a segunda possibilidade estará correta.

O mesmo princípio aqui mostrado é utilizado para localizar a posição dos genes no cromossomo. Tendo-se as frequências de recombinação tem-se também a distância entre os genes. Agora é só colocá-los em ordem. Para fazer isso, sempre começamos com os genes que apresentam maior recombinação e vamos até o último de forma decrescente. Observe o exemplo: quatro genes, A, B, C e D, localizados no mesmo cromossomo apresentam as seguintes frequências de recombinação:

A-B = 32% A-C = 45 % A-D = 12% B-C = 13% B-D = 20% C-D = 33%

Iniciando com os genes que apresentam maior recombinação, teremos:

Inserindo-se o gene que tem a segunda maior frequência de recombinação, podemos ter:

Para resolver esse problema basta olharmos para a distância entre os genes A e D. Como demonstrado no enunciado, a distância entre A e D é de 12 UR. Assim, o gene D deve ficar entre os genes A e C (45 – 33 = 12). Caso ficasse para o lado de fora, a distância entre A e d deveria ser 78 UR (45 + 33 = 78), portanto:

Para finalizar precisamos saber qual é a posição do gene B. A distância entre ele e o gene A é de 32 UR. Da mesma forma que fizemos da vez anterior vamos fazer agora. Vamos considerar o gene B do lado de fora do gene A e entre o gene A e os demais genes:

Ao observarmos novamente o enunciado, constatamos que o gene B está a 13 UR do gene C. Assim, podemos afirmar que ele está do lado de dentro, pois 45 (distância entre os genes A e C) menos 32 (distância entre A e B) é igual a 13, que é a distância entre B e C.

Concluímos, então, que a ordem dos genes nos cromossomos é ADBC.