Nei maschi di Drosophila
e di taluni moscerini, nonché nelle femmine di Bombyx
mori (il baco da seta), l’associazione dei geni è completa. In altri
termini, se i geni A e B presenti sullo stesso cromosoma si confrontano in un
incrocio con gli alleli recessivi a
e b dell’altro genitore, i figli diibridi produrranno solo 2 tipi di
gameti AB e ab. Non ci sono combinazioni del tipo Ab oppure aB.
In molte specie, invece, l’associazione non è completa
e, in casi simili al suddetto, il diibrido può produrre 4 tipi di gameti, ma
con una prevalenza di AB e ab
rispetto alle nuove combinazioni Ab
e aB. Già sappiamo che queste
ultime combinazioni provengono da scambi reciproci tra parti di cromosomi
materni oppure paterni attraverso il meccanismo del crossingover.
Forse sarà più semplice comprendere come si comportano i
geni associati e il meccanismo della segregazione indipendente considerando un
caso tipico per ognuno di questi fenomeni.
Tra
i vari incroci eseguiti da Hutt per scoprire quali sono i geni associati al
gene F dell’arricciato, ne esiste
uno che ha lo scopo di determinare se per caso esiste un’associazione tra F
e R della cresta a rosa. A questo
scopo, femmine diibride furono incrociate con un maschio doppio recessivo:
Fenotipo
dei genitori |
genotipo |
|
femmine arricciate cresta a
rosa |
Ff+_Rr+ |
|
maschio piumaggio normale
cresta semplice |
f+f+_r+r+ |
|
Fenotipo della progenie |
genotipo |
|
arricciato cresta a rosa |
Ff+_Rr+ |
13 |
arricciato cresta semplice |
Ff+_r+r+ |
9 |
piume normali cresta a rosa |
f+f+_Rr+ |
11 |
piume normali cresta semplice |
f+f+_r+r+ |
13 |
|
totale soggetti |
46 |
Dato che il numero atteso in
ogni classe, in caso di segregazione indipendente, era 46/4 = 11.5, è chiaro
che i numeri ottenuti confermano l’ipotesi che F e R e i loro alleli
recessivi segregano indipendentemente. Non vi è infatti indicazione di
associazione o linkage, e possiamo
anticipare che il gene R appartiene
al I gruppo di linkage e non al II gruppo, come è il caso del gene F.
Rivediamo per un attimo su cosa
si basa il meccanismo di segregazione indipendente. I gameti del maschio
doppio recessivo non portano geni dominanti, essi sono tutti quanti con
formula genica f+r+.
Pertanto i gameti maschili non possono mascherare in alcun modo le
combinazioni di geni dominanti e recessivi dei gameti femminili. L’incrocio
serve quindi da accoppiamento-test, o test-cross, che rivela non solo che tipo di
gameti si formino nelle femmine, ma anche le proporzioni secondo cui vengono
prodotti i quattro tipi di gameti: FR,
Fr+, f+R, f+r+.
Perciò, dire che i caratteri
considerati segregano indipendentemente, equivale a dire che i 4 tipi di
gameti vengono prodotti pressapoco in ugual numero.
Anche
nel seguente incrocio vengono prodotti 4 tipi di gameti,
ma non secondo le
stesse proporzioni:
P1 |
FF_II |
m
arricciato
bianco |
|
f+f+_i+i+ |
f
piumaggio non riccio colorato |
F1 |
Ff+_Ii+ |
|
Reincrocio: m
f+f+_i+i+ x f
Ff+_Ii+ |
||
Progenie |
|
|
arricciato bianco |
Ff+_Ii+ |
15 |
arricciato colorato |
Ff+_i+i+ |
2
crossovers |
non riccio bianco |
f+f+_Ii+ |
4
crossovers |
non riccio colorato |
f+f+_i+i+ |
12 |
|
totale |
33 |
Senza dilungarci in analisi numeriche, possiamo dedurre che F e I risultano associati. L’entità dell’associazione viene misurata sulla base delle eccezioni ad essa, in questo caso 6 nuove combinazioni su 33 individui, 18,2%.
Le
nuove combinazioni Ff+_i+i+
e f+f+_Ii+
sono definite col nome di crossovers o ricombinanti,
e derivano da un processo di interscambio di geni tra cromosomi omologhi,
detto crossingover.