Perspectiva Histórica

Transcrição

1 Universidade Federal do Piauí Núcleo de Estudos em Genética e Melhoramento (GEM) CNPJ: / Rua Dirce de Oliveira,3597- Socopo/Teresina-PI José Ribamar

2 Genética Mendeliana

3 Perspectiva Histórica Hereditariedade Rev. Francesa (1789): Termo jurídico relativo à propriedade e poder monárquico; Sociedades Primitivas Mulher (Vida) Não percebiam o elo da relação sexual e gravidez; Sociedades Antigas ( Hipócrates e Aristóteles-300 a.c. / Grécia) Sêmem + Matéria = Forma

4 Século XVII Primeiros estudos científicos sobre geração: - Descoberta dos espermatozóides (Antoni von Leeuwenhoek 1677)

5 Maupertuis (Século XVIII) Abordagem mais cautelosa para a hereditariedade; Os pais contribuiam com partículas iguais para à prole. Caso houvesse um pouco a mais de um tipo de particula o indivíduo sería um monstro. - Albinismo É devido a particulas provenientes dos ancestrais ou de uma mudança dentro das particulas delas;

6 Início do século XIX Criou uma raça que produzia mais carne e leite;

7 Descobertas de Mendel (Século XIX); BIOGRAFIA - Gregor Johann Mendel - Nasceu no dia 22 de Julho de 1822 na aldeia rural Hyncice, na Morávia; - Apesar das dificuldades financeiras, foi estudar em uma escola maior num vilarejo próximo; - Após vários problemas de saúde devido ao excesso de trabalho consegue terminar os estudos (1840); - Vai para a universidade de Olmutz Filosofia

8 Não conseguiu concluir o curso limitações financeiras; Apesar de não ter vocações religiosas solicita a entrada no mosteiro agostiniano de São Tomás, em Brunn- 1843; Mendel percebe que ao entrar no mosteiro estava livre de preocupações financeiras e poderia seguir os seus interesses intelectuais;

9 INFLUÊNCIAS QUE MENDEL OBTEVE PARA REALIZAÇÃO DOS SEUS TRABALHOS Palestras: Polinização cruzada manual; Abade Napp: Curiosidade no entendimento sobre a hereditariedade; Mosteiro: Ampla biblioteca Livro: Lei da Hibridação(1822); Conflitos entres as sociedades de animais e plantas Com isso, Mendel vai em busca sozinho explicações para as interrogações existentes;

10 Porque Mendel resolveu trabalhar com ervilhas (Pisum sativum) nos estudos de Hibridação? - Ervilhas comestíveis e a ligação estreita dos seus estudos com os interesses agrícolas Melhoramento Vegetal; - Disponibilidade de ervilhas em variedades puras, com caracteristicas contrastantes; - As ervilhas são autopolinizantes, mas permitem a realização de cruzamentos planejados; - A plantação ocupava pouco espaço, o tempo de geração era relativamente curto e a colheita da descendência era farta

11 EXPERIMENTOS DE MENDEL - Panorama pré-mendeliano: A noção predominante era a da Herança por mesclagem, segundo a qual o espermatozóide e o óvulo continham uma amostra de essências de várias partes do corpo parental, que se misturavam para formar o padrão do novo indivíduo. Esta hipótese explicava o fato de que a prole exibe tipicamente algumas características semelhantes às de ambos os pais, mas não explicava por que nem sempre os filhos possuem uma mistura intermediária das características dos pais.

12 Herança particulada: Como resultado do seu trabalho, Mendel propôs substituir a teoria da herança por mesclagem pela teoria da herança particulada. Ele introduziu o conceito de gene (mas não a palavra) em 1865, que seriam as unidades independentes, herdadas ao longo das gerações, e que determinariam o aparecimento das características hereditárias.

13 Razões do sucesso de Mendel: Planejou cuidadosamente os experimentos; Escolheu um material de pesquisa adequado; Coletou uma grande quantidade de dados; Executou os experimentos com rigor científico; Analisou os dados matematicamente para mostrar que os resultados eram consistentes com a sua hipótese explicatória; Testou suas hipóteses em novos experimentos;

14 FLOR DA ERVILHA (Pisum sativum) POLINIZAÇÃO CRUZADA ARTIFICIAL

15 CARACTERISTICAS ESTUDADAS POR MENDEL As sete diferenças de características estudadas por Mendel (8 anos plantas examinadas minuciosamente)

16 CRUZAMENTO

17 GENE é a unidade funcional de hereditariedade que codifica uma cadeia polipeptídica. segmento de DNA, situado numa posição específica de um determinado cromossomo (loco) e que participa da manifestação fenotípica de um certo caráter. ALELOS são formas alternativas de um mesmo gene que ocupam o mesmo loco em cromossomos homólogos e que afetam evidentemente o mesmo caractere, porém de modo diferente. A A a a B B B B c c c c D d D E d E E E A é alelo de a

18 HETEROZIGOTO - Indivíduo que apresenta dois alelos diferentes de cada gene indivíduos 2n. Alelo B é diferente do alelo b. HOMOZIGOTO - Indivíduo que apresenta dois alelos iguais de cada gene indivíduos 2n. Alelo B é igual ao alelo B e alelo b é igual a b.

19 GENÓTIPO: É a constituição genética de um indivíduo. FENÓTIPO: São as formas alternativas de expressão de uma determinada caracteristica. É a expressão do genótipo em interação com o meio. FENÓTIPO = Genótipo + Meio

20 DOMINÂNCIA: é quando diferentes genótipos dão origem ao mesmo fenótipo. SuSu e Susu milho (sugary) sementes lisas. Fenótipo RECESSIVIDADE: é aquele em que os dois alelos necessitam estar mutados para produzir alteração no fenótipo. susu Fenótipo sementes enrugadas.

21

22 HERANÇA MONOGÊNICA Os dois membros de um par de genes se separam durante a formação dos gametas; Cada membro do par de genes é carregado por metade dos gametas do indivíduo.

23 ETAPAS NO ESTUDO DO CONTROLE GENÉTICO DE UM CARÁTER 1. Escolha do Material: É necessário que o caráter considerado apresente expressões contrastantes ou formas alternativas, isto é, que exista variabilidade genética. Ex.: Textura das sementes do milho. Lisa (SuSu ou Susu) ou Enrugada (susu) 2. Condução do Experimento: Conhecer a forma de polinização da espécie AUTÓGAMA ou ALÓGAMA. Autofecundar as plantas obtenção dos genitores puros;

24 Verificar se os genitores estão puros Plantio isolado observação da descendência. Obtenção da Geração Filial 1 (F 1 )

25 E finalmente, obtenção da Geração da F 2 Retrocruzamentos (RC 1 = F 1 x P 1 ) e (RC 2 = F 1 x P 2 ) Segregação de ¾ Sementes Lisas: ¼ Sementes Enrugadas na F 2.

26 3. Testes das Hipóteses Formuladas Testar se ocorreu a segregação na F 2 na proporção de 3:1.

27 < Não significativo o Qui-quadrado calculado e, portanto, aceitamos a hipótese formulada, isto é, a FO se ajusta a FE, considerando uma segregação de 3:1.

28

29 4. Interpretação Genética dos Resultados: Para o exemplo mencionado, pode-se aduzir que uma segregação fenotípica de 3:1 na F 2 indica genotipicamente que a caracteristica, cuja herança está sendo estudada, é controlada por um gene com dois alelos, havendo dominância de um alelo sobre o outro.

30 EFEITO DE XÊNIA É quando um determinado caráter manifesta-se sempre uma geração antes dos demais caracteres. Ex.: Textura da semente e Porte da planta em Milho (Zea mays);

31 Explicação: No caso textura da semente, o fato de ser Lisa ou Enrugada depende do teor de amido presente no endosperma da semente, o qual é produto da fertilização. Situação: Semente do feijão (PP preta e pp branca). ( )PP x pp ( ) Pergunta-se: Qual a cor da semente na F 1?

32 Conclusão: o fenômeno Xênia ocorrerá apenas para as caracteristicas que se manifestam no endosperma e embrião das sementes, cuja expressão fenotipica é dependete do resultado da fertilização. Ausência de xênia. Explicação: o tegumento do feijão é proveniente de um tecido materno.

33

34 Resposta: a) Herança Monogênica, existe um alelo Su (semente lisa) dominante sobre o seu recessivo su (semente enrugada) b) Provavelmente poderá ter ocorrido um retrocruzamento. P 1 x F 1 ou P 2 x F 1 onde as proporções serão de 1:1. c) SuSu Susu Susu Total

35 d) Através do cruzamento-teste.

36 Lei da Distribuição Independente Observe agora que estão envolvidas duas caracteristicas distintas, cada uma controlada por um gene com dois alelos; Ex.: Textura da Semente (WW/Ww Lisa e ww Enrugada) e Cor do Endospema (GG/Gg Amarela e gg verde). 36

37 37

38 Portanto um indivíduo duplamente heterozigoto (diibrido) - GgWw G W G G g W w w produz g 4 tipos de gametas W AB Ab g ab ab w 38

39 Quadrado de Punnet (Xadrez Mendeliano) 39

40 40

41 Lei dos Produtos da Probabilidade A probabilidade de que dois ou mais eventos independentes ocorram juntos é o produto das probabilidades de suas ocorências em separado. Cor da Semente: 3:1 Textura da Semente: 3:1 P (A) x P (B) P (A) x P (B) = (3:1) x (3:1) = 9:3:3:1 41

42 Portanto, a partir destes resultados, foi enunciada a SEGUNDA LEI DE MENDEL, que diz: Quando dois ou mais genes são considerados, cada um comporta-se independentemente do outro. 2ª Lei de Mendel Válida para genes que se encontram em cromossomos não homólogos. A a A e B A e b a e B a e b A e a ; B e b são alelos Não são alelos 42

43 Generalizações das Proporções Mendelianas Predições para mais de dois genes; Considere um individuo: Diplóide, Heterozigótico e com 2 alelos por loco. 43

44 Métodos Práticos: Determinação dos Gametas: Ex: Aa Bb cc Descendentes de Cruzamentos: Ex 1.: Autofeundação de um indivíduo F 1 de genótipo Aa Bb Cc Dd Ee. Pede-se : A. Proporção de indivíduos com o genótipo AA BB CC DD EE na F 2? B. Proporção de indivíduos com o genótipo Aa Bb Cc dd Ee na F 2? 44

45 C. Qual a frequência esperada de descendentes com o mesmo fenótipo do individuo F 1 na geração F 2? Ex 2.: Qual a proporção de animais AaBbccDDeeFf na descendência do cruzamento AaBBCcDdEeff x AabbccDdEeFF? Ex 3.: Determinação das frequências genótipicas com as sucessivas autofecundações de um indivíduo com o genótipo Bb. (Tabela ) 45

46 Ex 4.: Seja a autofecundação do indivíduo com o genótipo Aa Bb Cc Dd Ee. Pede-se : Qual a frequência do genótipo AA BB CC DD EE na geração F 5? 46

47 Ex 5.: Seja a autofecundação do indivíduo com o genótipo Aa BB cc Dd EE. Pede-se : Qual a frequência do genótipo AA BB cc DD EE na geração F 4? 47

48 Heredogramas São usados para identificar características dominantes e recessivas. Permitem estudos de probabilidades da ocorrência de um dado evento. 48

49 49