Prof. Manoel Victor. Genética Quantitativa

Transcrição

1 Genética Quantitativa

2 Modos de ação dos genes ação qualitativa expressão de genes seguindo padrões e modelos como os descritos por Mendel AA Aa aa (genes qualitativos) Fenótipos Genótipos

3 Modos de ação dos genes II ação quantitativa genes cuja expressão é altamente influenciada por efeitos do ambiente tais como: a composição nutricional de rações na taxa de crescimento de animais domésticos a incidência de chuvas numa região, a quantidade de fertilizantes aplicados no solo e a densidade de plantio sobre a produção agrícola

4 Modos de representação: ação gênica do tipo qualitativa representação por heredogramas ação gênica do tipo quantitativa representação por parâmetros estatísticos

5 Parâmetros estatísticos: Média 0

6 Parâmetros estatísticos: II

7 Parâmetros estatísticos: II média desvio padrão variância co-variância etc

8 Caracteres Quase-quantitativos Johannsen biólogo holandês que estudou o peso de grãos de feijão introduziu o conceito de endocruzamento como meio de obtenção de linhas geneticamente puras Nilsson-Ehle sueco que estudou a coloração de grãos de trigo variação desde o branco até o vermelho

9 Linhas puras de Johannsen Estudou o peso de sementes de feijão (Phaseolus vulgaris) Variação no peso dos grãos: leves pesados (15 cg) (90 cg)

10 Linhas puras de Johannsen II Decorrência: semente leve semente pesada sementes leves ou pesadas Conclusão aparente: não havia controle genético para esta característica

11 Linhas puras de Johannsen III Introdução ao uso de endocruzamentos cruzamento de plantas por autofecundação* obtenção de 19 linhas puras semente leve ou semente pesada semente leve semente pesada (pouca variação) (pouca variação) * - possível devido a baixa carga genética das plantas

12 Linhas puras de Johannsen IV Conclusões: o endocruzamento leva à homozigose ou uniformidade genética variação genética é resultado da interrelação dos componentes genético e ambiental F= G + meio ambiente componente genético pode ser devido a um conjunto de genes com efeito aditivo

13 Yule (1906) propôs o efeito de somatória sobre o fenótipo final As idéias destes autores levaram à concepção do têrmo: poligenes a1 a2 a3 a4 etc a1 + a2 + a3 + a4 + a n = fenótipo final

14 Cruzamento de Nilsson-Ehle variação na coloração de sementes de trigo P B1B1 B2B2 X b1b1 b2b2 vermelho escuro branco F1 B1b1 B2b2 autofecundação F2...

15 Cruzamento de Nilsson-Ehle II F2: 1/16 B1B1 B2B2 vermelho escuro 4/16 B1b1 B2B2 vermelho B1B1 B2b2 6/16 B1B1 b2b2 b1b1 B2B2 vermelho médio B1b1 B2b2

16 Cruzamento de Nilsson-Ehle III 4/16 B1b1 b2b2 b1b1 B2b2 vermelho claro 1/16 b1b1 b2b2 branco comprovação do efeito da soma dos efeitos dos genes: aditividade gênica

17 Herdabilidade um coeficiente que estima o grau com que as características genéticas são herdadas como constatar a existência de um componente genético?

18 Herdabilidade h 2 ou H 2 II h2 = V G Vf sentido amplo sentido restrito sentido amplo h 2 = V a +V d + V i sentido restrito h 2 = V a /V f Va componente devido a genes aditivos valores de h 2 variam de 0 a 1

19 Herdabilidade h 2 ou H 2 III Programas de melhoramento genético animal ou vegetal h 2 > 0,4

20 Componentes da variância fenotípica V f =V G + V A + V GA componente genético sentido amplo: componente ambiental componente da interação genótipo/ambiente Vf= V a + V d + V i + V A + V GA Va= genes com efeito aditivo Vd= genes com efeito dominante Vi= variância devido a interações gênicas

21 Melhoramento Genético: melhorista busca sempre: valor fenotípico valor adaptativo (W)

22 Exemplos de valores de h 2 Humanos h 2 estatura 0,81 tamanho do tórax 0,76 Peso corporal 0,78 índice cefálico 0,75 QI (Binet) 0,68 QI (Otis) 0,80 Aptidão verbal 0,68 Aptidão para ciência 0,34

23 Exemplos de valores de h 2 II Animais h 2 gado peso ao nascer 0,49 produção de leite 0,43 taxa de concepção 0,03 carneiros tamanho da lã (22 meses) 0,47 tamanho da fibra de lã 0,38 gemeparidade 0,04

24 Exemplos de valores de h 2 III Animais h 2 Galinhas peso corporal 0,31 peso dos ovos 0,60 % de choca 0,16 Camundongos comprimento do rabo 0,60 peso corporal 0,35 tamanho da cria 0,15

25 Aplicação prática Heterose, vigor do híbrido ou sobredominância maior expressão de determinadas características genéticas em híbridos overdominance overdominance

26 Heteroze ou vigor do híbrido

27 Anemia falciforme ou siclemia mutação na 6ª posição da cadeia β VAL -HIS -LEU -THR -GLU -GLU - LYS... normal VAL -HIS -LEU -THR -GLU -VAL - LYS... mutante conseqüências: mudanças de forma das hemácias < capacidade de transportar o O 2 e C0 2

28 Detecção de genótipos genótipo Hb s Hb s letal

29 Considerações especiais: África freqüência do alelo Hb s é 10% + alta MALÁRIA indivíduos heterozitos Hb A Hb S vantagem do heterozigoto ou sobredominância

30 Uso de marcadores moleculares na análise genética O que são os marcadores moleculares? são marcas genéticas que permitem a detecção de polimorfismos em diferentes indivíduos de uma população. O que é polimorfismo genético? são situações especiais em que torna-se possível observar diferentes formas alélicas de um mesmo lócus gênico.

31 Tipos de marcadores moleculares marcadores de ácidos nucléicos RFLP RAPD AFLP etc marcadores protéicos caracterização de formas de izoenzimas

32 Vantagens do uso de marcadores moleculares Moleculares Morfológicos correlações genéticas são neutros em relação a entre fenótipos são co-dominantes efeitos fenotípicos são dominantes ou sofrem efeitos das interações entre genes

33 Marcadores isoenzimáticos definição de isoenzimas define um grupo de múltiplas formas moleculares de uma mesma enzima como resultado da existência de mais de um gene codificando cada uma das formas.

34 Detecção de diferentes isoenzimas na grande maioria das vezes é realizada através de seções de eletroforeses suportes: amido poliacrilamida através de análises histoquímicas onde se observa in situ a expressão destes tipos de genes marcadores

35 Base genética dos marcadores moleculares diferentes formas isoméricas atuam diferentemente nas mesmas reações bioquímicas há diferenças nas seqüências de aminoácidos entre as isoformas há diferenças quanto às seqüências de nucleotídeos nestes genes o controle genético da expressão de isoenzimas se dá através da ação em um mesmo loco ou diferentes locos

36 Base genética dos marcadores moleculares a expressão em geral é co-dominante portanto é possível ao se observar bandas nos géis, imediatamente associar à elas a existência de um gene por isso a denominação MARCADORES MOLECULARES

37 Exemplos de marcadores de isoenzimas diferentes posições de bandas de isoenzimas polimorfismos posição das bandas intensidade etc

38 Exemplos de marcadores de isoenzimas diferentes posições de bandas da isoenzima α-esterase duas populações de arroz (A e B) observar os polimorfismos de posição e intensidade de bandas