Patterning of recombination rates along chromosomes

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SUPPLEMENTAL FIGURE LEGENDS

Supplemental Figure 1 : Crossing-over (CO) distribution, from bivalent to chromatid. a: when a bivalent exhibits one CO, of the chromatids recovered after meiosis, half are recombinant, the other half non recombinant. The obligate chiasma (OC) rule imposes that a genetic map of an individual chromosome cannot be lower than 50 cM. b: when a bivalent has two COs, 4 different cases are observed: fixing the first CO between two non-sister chromatids, the second CO can involve either the two same chromatids (b1), the two other non-sister chromatids (b2), or one chromatid involved in the first CO and one chromatid not involved in the first CO (b3, b4). The chromatids recovered are non recombinant, or with one CO, or with two COs. Assuming that there is no chromatid interference, i.e. the four cases are equiprobable, chromatids will form zero

CO with the probability 1/4, one CO with the probability 1/2, and two COs with the probability

1/4.

Supplemental Figure 2: Experimental and simulated frequencies of MLH1 foci along individual synaptonemal complexes (SCs) from centromere (left end) to telomere (right end), for bivalents having one (circles) or two (triangles) MLH1, and for all bivalents (diamonds). Experimental data

(open symbols and dashed lines) come from cytogenetical observations of male mice chromosomes by F ROENICKE et al.

(2002). Simulations (solid symbols and lines) are computed using the chisquare model or our FIC model (see text). Chromosome length (in Morgans) is calculated as half the average number of MLH1 foci per bivalent in experimental data (see values in Table 1). The interference parameter m is adjusted for each chromosome based on the distribution of inter-CO distances (see text; values in Table 1), and adjusted independently for the chi-square model and the

FIC model. Frequencies are shown for each of the 19 autosomal chromosomes. All simulations are

1

based on 5×10 5 simulated meioses.

Supplemental Figure 3: Experimental and simulated distributions of COs among gametes and along the genetic map, from centromere (left end) to telomere (right end), for each of the 20 chromosomes of mouse. Experimental data come from mice populations analyzed by B ROMAN et al.

(2002). Simulations are computed using our FIC model. Values of genetic chromosome length

(in Morgans) and interference parameter m used for simulations are calculated from B ROMAN et al.

(2002) respectively as the average number of crossovers per gamete in experimental data, and the estimated parameter ν of the gamma model minus one. For chromosomes 17 and 18, where

B

ROMAN et al.

(2002) found genetic sizes lower than 50 cM, we used a length of 50cM for simulations (see text). Bars: frequency of gametes with zero, one, two, or three or more crossovers

(X-axis) in experimental and simulated data. Empty bars indicate experimental data, solid bars indicate simulated data. Error bars indicate 95% confidence intervals (see text). Curves: frequency distribution of crossovers along the genetic map for gametes with exactly one (circles) or two

(triangles) COs. X axis: relative position of the middle of the bin along the genetic map. All bin sizes are 0.1. Empty symbols and dashed lines indicate mouse experimental data. Solid symbols and lines indicate simulated data. Simulated crossing-over frequencies are calculated from 5×10

5 simulated meioses.

2

Supplemental Figure 1: a

Bivalent Chromatids b b1

1

CO

2

CO b2

0

0 1 1 0

2 2 0

Bivalent Chromatids b3

2

CO

0 1 2 1 b4

2

CO

1 1 1 1

2

CO

1 2 1 0

3

Supplemental Figure 2:

0,25

0,20

0,15

SC 1 Chi-2

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

0,2

SC 1 FIC

0,4

0,20

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 4 Chi-2

0,20

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

0,2

SC 4 FIC

0,4

0,20

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0 0,2 0,4

0,6 0,8

0,6 0,8

0,25

0,20

0,15

SC 2 Chi-2

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 2 FIC

0,20

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4

0,6

0,6

0,6 0,8

0,6 0,8

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

SC 5 Chi-2

1,0

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 5 FIC

0,20

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4

0,6

0,6

0,8

0,8

0,25

0,20

0,15

SC 3 Chi-2

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 3 FIC

0,20

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4

0,6

0,6

0,8 1,0

0,8 1,0

0,8

0,8

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

SC 6 Chi-2

1,0

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 6 FIC

0,20

0,6

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4 0,6

0,8 1,0

0,8 1,0

4

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

SC 7 Chi-2

0,20

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 7 FIC

0,20

0,15

0,10

0,05

0,6

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 10 Chi-2

0,20

0,6

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 10 FIC

0,20

0,6

0,2 0,4 0,6

0,8

0,8

0,8

0,8

0,25

0,20

0,15

SC 8 Chi-2

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0

0,25

0,20

0,15

0,2 0,4

SC 8 FIC

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4

0,6

0,6

0,25

SC 11 Chi-2

0,20

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0

0,25

0,20

0,2 0,4

SC 11 FIC

0,6

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4 0,6

0,8

0,8

0,8

0,8

0,25

0,20

0,15

SC 9 Chi-2

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0

0,25

0,20

0,15

0,2 0,4

SC 9 FIC

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4

0,6

0,6

0,25

SC 12 Chi-2

0,20

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0

0,25

0,20

0,2 0,4

SC 12 FIC

0,6

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4 0,6

0,8 1,0

0,8 1,0

0,8 1,0

0,8 1,0

5

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

0,20

SC 13 Chi-2

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 13 FIC

0,20

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 16 Chi-2

0,20

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 16 FIC

0,20

0,2 0,4

0,6

0,6

0,6

0,6

0,8

0,8

0,8

0,8

0,25

0,20

SC 14 Chi-2

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 14 FIC

0,20

0,6

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4 0,6

0,8

0,8

0,25

SC 17 Chi-2

0,20

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 17 FIC

0,20

0,6

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4 0,6

0,8

0,8

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

SC 15 Chi-2

1,0

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 15 FIC

0,20

0,6

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4 0,6

0,8 1,0

0,8 1,0

0,25

SC 18 Chi-2

0,20

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 18 FIC

0,20

0,6

0,15

0,10

0,05

1,0

0,00

0,0 0,2 0,4 0,6

0,8 1,0

0,8 1,0

6

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

SC 19 Chi-2

0,20

0,15

0,10

0,05

0,00

0,0

0,25

0,2 0,4

SC 19 FIC

0,20

0,2 0,4

0,6

0,6

0,8

0,8

1,0

1,0

7

Supplemental Figure 3:

Chromosome 1

0,8

0,6

0,4

0,2

0,8

0,6

0,4

0,2

Chromosome 2

0,8

0,6

0,4

0,2

Chromosome 3

0,00

0,0

0,8

0,0

0,10

0,08

0

0,06

0,04

0,02

0,2

1

0,4

2

0,6

Chromosome 4

0,8

3+

0,0

0,10

0

0,08

0,06

0,04

0,02

1,0

0,00

0,0 0,2

1

0,4

0,8

2

0,6

Chromosome 5

0,8

3+

0,0

0,10

0

0,08

0,06

0,04

0,02

1,0

0,00

0,0 0,2

1

0,4

0,8

2

0,6

Chromosome 6

0,8

3+

1,0

0,6 0,6 0,6

0,4

0,2

0,4

0,2

0,4

0,2

0,0

0,10

0,08

0

0,06

0,04

0,02

0,00

0,0 0,2

1

0,4

2

0,6 0,8

3+

0,0

0,10

0

0,08

0,06

0,04

0,02

1,0

0,00

0,0 0,2

1

0,4

2

0,6 0,8

3+

0,0

0,10

0

0,08

0,06

0,04

0,02

1,0

0,00

0,0 0,2

1

0,4

2

0,6 0,8

3+

1,0

8

0,8

0,6

0,4

0,2

Chromosome 7

0,8

0,6

0,4

0,2

Chromosome 8

0,8

0,6

0,4

0,2

Chromosome 9

0,0

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0,00

0,0

0,8

0

0,2

1 2

0,4 0,6 0,8

3+

0,0

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

1,0

0,00

0,0

0

0,2

1

0,4

Chromosome 10

0,8

2

0,6 0,8

Chromosome 11

3+

0,0

0

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

1,0

0,00

0,0

0,8

1

0,2 0,4

2

Chromosome 12

3+

0,6 0,8 1,0

0,6

0,4

0,6

0,4

0,6

0,4

0,2 0,2 0,2

0,0

0,14

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0,00

0,0

0

0,2

1

0,4

2

0,6 0,8

3+

0,0

0,10

0

0,08

0,06

0,04

0,02

1,0

0,00

0,0 0,2

1

0,4

2

0,6

3+

0,8

0,0

0

0,14

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

1,0

0,02

0,00

0,0 0,2

1

0,4

2

0,6

3+

0,8 1,0

9

0,8

Chromosome 13

0,8

Chromosome 14

0,8

Chromosome 15

0,6 0,6 0,6

0,4

0,4 0,4

0,2

0,2 0,2

0,0

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0,00

0,0

0,8

0

0,2

1

0,4

2

0,6

Chromosome 16

0,8

3+

0,0

1,0

0,14

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0,00

0,0

0

0,8

0,2

1

0,4

2

0,6

Chromosome 17

3+

0,8 1,0

0,0

0

0,18

0,16

0,14

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0,00

0,0

0,8

0,2

1

0,4

2

0,6

Chromosome 18

3+

0,8 1,0

0,6

0,4

0,6

0,4

0,6

0,4

0,2 0,2 0,2

0,0

0,18

0,16

0,14

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0,00

0,0

0 1 2

0,2 0,4 0,6 0,8

3+

0,0

1,0

0,18

0,16

0,14

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0,00

0,0

0

0,2

1

0,4

2

0,6

3+

0,8

0,0

0

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

1,0

0,00

0,0 0,2

1

0,4

2

0,6

3+

0,8 1,0

10

0,8

0,6

0,4

0,2

Chromosome 19

0,8

0,6

0,4

0,2

Chromosome X

0,0

0,16

0,14

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0,00

0,0

0

0,2

1

0,4

2

0,6

0,0

3+

0,8

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

1,0

0,00

0,0

0 1 2

0,2 0,4 0,6 0,8

3+

1,0

11

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