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UD - BISC 403010 - Exam_2_Study_Guide.pdf - Study Guide

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UD - BISC 403010 - Exam_2_Study_Guide.pdf - Study Guide

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background image Instructor: Dr. Olabisi 
Textbook: Genetics: From Genes to Genome by Hartwell 
 
Linkage, Recombination, and the Mapping of Genes on Chromosomes  Drosophila melanogaster   -  There are  4  homologous pairs of chromosomes   o  2 pairs of large autosomes 
o  1 pair of very small autosomes 
o  A pair of sex chromosome  
-  Females normally have two X chromosomes  
-  Males -> one X and a tiny Y chromosome  
Human Genome   -  It is made up of  23  chromosome pairs with a total of about 3 billion DNA base pairs  -  There are an estimated 20,000-25,000 human protein-coding genes  Linkage and Recombination  -  Genes linked together on the  same  chromosome usually  assort together   -  Linked genes may become separated by recombination  Genetic Linkage   -  The phenomenon in which genes that are close together on the same chromosome tend  to be transmitted as a unit  -  The proximity of two or more markers on a chromosome; the closer together the  markers are, the lower the probability that they will be separated by chromosomes  Independent assortment   -  When genes are on  separate  chromosomes, or very  far apart  on the same  chromosomes, they  assort independently  due to crossing over (homologous  recombination)  o  Because of the random orientation of homologous chromosome pairs  during meiosis    -  For example,   o  AaBb -> AB, Ab, aB, ab 
o  4 combinations 
Linkage   -  When genes are  close together  on the same chromosome, they are said to be  linked   -  The genes do not independently assort  
-  Two genes on the same chromosome segregate together  
-  For example,  
o  AaBb -> AB, ab 
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Textbook: Genetics: From Genes to Genome by Hartwell 
 
o  2 combinations   -  Genes on separate chromosomes are  never  linked   Recombination and distance   -  Two very  close-together  genes will have very  few recombination  events and be tightly  linked, while two genes that are slightly further apart will have more recombination 
events and be less tightly linked 
-  The frequency with which genes become separated reflects the physical distance  between them  o  Crossovers during meiosis happen at more or less  random  positions along the  chromosome, so the frequency of crossovers between two genes depends on 
the distance between them 
Properties of Linked vs. Unlinked Genes   -  Linked genes   o  Parentals  >  Recombinants (RF < 50%)  o  Deviation from 1:1:1:1 segregation in F 2  indicates the genes are linked  o  Linked genes must be  syntenic  and sufficiently close together on the same  chromosome so that they do not assort independently     Syntenic genes: genes located on the same chromosome  -  Unlinked genes   o  Parentals  =  Recombinants   o  Occurs either when two genes are on different chromosomes or when they are  sufficiently far apart on the same chromosomes that at least one crossover 
occurs between them in every meiosis  
Recombination frequencies   -  Reflect distances between two genes  
-  The recombination frequency is 
relatively constant  between homologous chromosomes  -  For a given chromosome, N number of breaks will occur, but  where  they will occur is  random  -  Could be used as a gauge of the  physical distance  separating any two genes on the same  chromosome   -  1 %RF = 1 map unit (m.u.) = 1 centiMorgan (cM)  Two point crosses   -  Can establish the  order  of linked genes and the  distances  between them through  pairwise analysis of recombination frequencies  Limitations of two point crosses 
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Textbook: Genetics: From Genes to Genome by Hartwell 
 
-  Difficult to determine gene order if two genes are  close  together  Actual  distances between genes  do not always add up   -  Pairwise crosses are time and labor consuming  Three-point crosses   -  Can refine  map distances  and reveal the existence of crossover interference, a  phenomenon that helps to distribute among all chromosomes the limited number of 
crossovers that occur in each meiosis 
-  Provide faster and more accurate mapping  Analyzing the results of a three-point cross  -  Testcross progeny have four sets of reciprocal pairs of genotypes  Most  frequent pair has  parental  configuration of alleles  o  Least frequent pair results from double crossovers 
o  Examination of 
double crossover  class reveals which gene is in the middle  Inferring the location of crossover event  -  Examine numbers of progeny 
-  Compare configuration of alleles at two genes at a time to parental configuration 
Do genetic maps correlate with physical reality?  -  Order of genes revealed by genetic mapping corresponds to the actual order of genes  along the chromosome  o  Provide an accurate picture of gene order on a chromosome  -  Actual physical distances between genes—that is, the amount of DNA separating  them—does  not  always correspond linearly to genetic map distances  o  Double, triple, and more crossovers 
o  50% limit on observable recombination frequency 
o  Recombination hotspots 
Drosophila melanogaster  -  Has four linkage groups 
-  When many genes per chromosome have been mapped, a 
linkage group  is synonymous  with a chromosome  How do geneticists indicate the location of a gene?  -  Cytogenetic Location  o  The chromosome on which the gene can be found 
o  The arm of the chromosome 
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Textbook: Genetics: From Genes to Genome by Hartwell 
 
o  A gene’s molecular address pinpoints the location of that gene in terms of base  pairs  Recombination: A result of crossing-over during meiosis  -  Frans Janssens – 1909,   o  Observed  chiasmata  at chromosomes during prophase of meiosis I  -  T. H. Morgan    o  Suggested chiasmata  were sites of chromosome breakage and exchange   -  H. Creighton and B. McClintock (corn) and C. Stern (Drosophila) – 1931,   o  Direct evidence that  genetic recombination  depends on  reciprocal exchange  of  chromosomes    Physical markers      Were used to identify  specific  chromosomes    Cytologically visible abnormalities that make it possible to keep  track of specific chromosome parts from one generation to the 
next  
  Crossing-over helps establish physical linkages between  homologous chromosomes needed to prevent nondisjunction    Genetic markers     Were used as  points of reference  for recombination    Genes identifiable through phenotypic variants that can serve as  points of reference in determining whether particular progeny are 
the result of combination  
Why Recombination   -  Recombination contributes to genetic diversity by  reshuffling  the alleles of genes  between homologous chromosomes  -  Ensure that chromosomes  segregate  properly when they are transmitted between  parents and their progeny  When does recombination take place?  -  Prophase of meiosis I, very high frequency   o  Recombination occurs when chromatids of homologous chromosomes exchange  parts during  prophase of meiosis I   -  Interphase of mitosis, low frequency 
-  For genes 
linked,  RF  < 50%    -  Genes are unlinked if show 50% recombination = independent segregation 
-  Genes are completely linked if show 
0% recombination   o  Very rare if one looks at very large sample of offspring  Recombination frequencies between two genes never exceed 50% 

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School: University of Delaware
Department: Biology
Course: Genetic and Evolutionary Biology
Professor: Erica Selva
Term: Fall 2015
Tags: Biology
Name: Exam_2_Study_Guide.pdf
Description: These notes cover what's going to be in our next exam
Uploaded: 03/21/2017
18 Pages 20 Views 16 Unlocks
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