Genética Básica. Conceitos Gerais. Conceito Gerais. Conceitos Gerais. Conceito Gerais. Genealogias ou Heredogramas

Transcrição

1 Conceitos Gerais Genética Básica Gene Dominante: aquele que sempre que está presente se manifesta. Gene Recessivo: aquele que só se manifesta na ausência do dominante. Homozigoto ou Puro: indivíduo que apresenta alelos iguais para um ou mais caracteres. Heterozigoto ou Híbrido: indivíduo que apresenta alelos diferentes para um ou mais caracteres. Conceito Gerais Conceitos Gerais Gene: fragmento de DNA que pode ser transcrito na síntese de proteínas. Locus (Loco): local, no cromossomo, onde se encontra o gene. Alelos: genes que ocupam o mesmo locus em cromossomos homólogos. Homólogos: cromossomos que possuem genes para as mesmas características. Genes Codominantes: os dois genes do par manifestam seu caráter. Genes com dominância incompleta: heterozigoto apresenta fenótipo intermediário. Polialelia: mais de dois alelos para um mesmo caráter. Pleiotropia: um par de genes determina vários caracteres. Polimeria: vários pares de genes determinam um só caráter. Epistasia: interação em que genes inibem a ação de outros não alelos. Conceito Gerais Genealogias ou Heredogramas Genótipo: conjunto de genes de um indivíduo. Fenótipo: características observáveis de uma espécie, que são determinadas por genes e que podem ser alteradas pelo ambiente. Gene Letal: com efeito mortal. sexo masculino sexo feminino sexo desconhecido indivíduos que apresentam o caráter estudado filhos ou descendentes casamento ou cruzamento casamento ou cruzamento consangüíneo gêmeos dizigóticos gêmeos monozigóticos

2 Probabilidade em Genética Probabilidade é a relação entre um ou mais eventos esperados e o número de eventos possíveis. P = eventos esperados eventos possíveis Regra do E A probabilidade de dois ou mais eventos independentes ocorrerem simultaneamente é igual ao produto das probabilidades de ocorrerem separadamente. Regra do OU A probabilidade de dois ou mais eventos mutuamente exclusivos ocorrerem é igual a soma das probabilidades de ocorrerem separadamente. Genética Mendeliana a Lei de Mendel Pureza dos Gametas Gregor Mendel ( ), monge austríaco, é considerado o pai da genética. Desenvolveu seus trabalhos com plantas de ervilha (Pisun sativum) observando a transmissão hereditária de várias características. Em 865 publicou o artigo "Experiments with Plant Hybrids" que foi ignorado. A partir de 900 vários pesquisadores confirmaram seus resultados. Suas duas leis ainda hoje são base para os estudos genéticos. As características dos indivíduos são condicionadas por pares de fatores (genes), que se separam durante a formação dos gametas, indo apenas um fator do par para cada gameta. Genética Mendeliana Monoibridismo com Dominância Fácil cultivo em canteiros. Por que ervilhas? Várias características contrastantes e de fácil observação. Ciclo vital curto e grande número de descendentes (sementes). Predomina reprodução por autofecundação, portanto linhagens naturais são puras. Herança condicionada por um par de alelos. Dois fenótipos possíveis em F 2. Três genótipos possíveis em F 2. Proporção fenotípica : Proporção genotípica :2: Ex.: cor das sementes em ervilhas. P F amarelas x verdes VV vv 00% amarelas F amarelas x amarelas Vv Vv F 2 75% amarelas VV Vv 25% verdes Vv vv 2

3 Monoibridismo sem Dominância Alelos Múltiplos (Polialelia) Herança condicionada por um par de alelos. Três fenótipos possíveis em F2. Três genótipos possíveis em F2. Proporção fenotípica :2: Proporção genotípica :2: Ex.: cor das flores em Maravilha. P vermelhas x brancas VV BB F 00% rosas VB F rosas x rosas VB VB VV F2 25% vermelhas VB 50% rosas BB 25% brancas Herança determinada por ou mais alelos que condicionam um só caráter, obedecendo os padrões mendelianos. Cada indivíduo tem, no genótipo, apenas dois alelos, um de origem paterna e outro de origem materna. Novos alelos surgem por mutações que provocam alterações na proteína original. Genes Letais Provocam a morte ou não desenvolvimento do embrião. Determinam um desvio nas proporções fenotípicas esperadas, geralmente 2:. AA Aa Aa Aa Aa aa Alelos Múltiplos (Polialelia) Ex.: Cor da pelagem em coelhos. 4 alelos C selvagem (aguti). c ch chinchila. c h himalaia. c a albino. C > c ch > c h > c a c ch _ c a c a c h _ C _ Cruzamento-Teste Grupos Sangüíneos Utilizado para se saber se um indivíduo com fenótipo dominante é homozigoto ou heterozigoto. Consiste em cruzar o indivíduo em questão com um indivíduo com fenótipo recessivo e analisar as proporções fenotípicas nos descendentes. Obtendo-se 00% de indivíduos dominantes, o testado é, com certeza, homozigoto. Obtendo-se 50% de dominantes e 50% de recessivos, então o testado é heterozigoto. Quando é utilizado o genitor recessivo para o teste o processo é chamado de retrocruzamento ou back-cross. Determinado por proteínas presentes no plasma ou nas hemácias. Conhecimento importante nas transfusões, medicina legal, estudos étnicos, etc. Transfusões baseadas nas relações antígeno/anticorpo. A herança obedece os padrões mendelianos: Sistema ABO Polialelia e codominância. Sistema Rh Monoibridismo com dominância. Sistema MN Monoibridismo sem dominância.

4 Sistema ABO Grupo Sangüíneo Aglutinogênio nas hemácias Aglutinina no plasma A A Anti-B B B Anti-A AB A e B - O - Anti-A e Anti-B Doações O A B Eritroblastose Fetal Doença Hemolítica do Recém Nascido Condições: Mãe: Rh - ; Pai: Rh + ; Criança: Rh + AB Sistema ABO Os grupos do sistema ABO são determinados por uma série de alelos, I A, I B e i onde: Gene I A determina a produção do aglutinogênio A. Gene I B determina a produção do aglutinogênio B. Gene i determina a não produção de aglutinogênios. Grupo A Grupo B Grupo AB Grupo O I A = I B > i I A I A ou I A i I B I B ou I B i I A I B ii Sistema MN Proteínas presentes nas hemácias que não são levadas em conta nas transfusões sangüíneas. Geneticamente é um caso de codominância. Grupo M: produz a proteína M. Grupo N: produz a proteína N. Grupo MN: produz as duas proteínas. M N MN L M L M L N L N L M L N Sistema Rh Fator Rh Proteína encontrada nas hemácias que pode agir como antígeno se for inserida em indivíduos que não a possuam. Rh + indivíduos que possuem a proteína. Rh - indivíduos que não possuem a proteína. Doações Rh - Rh + Rh + Rh - RR ou Rr rr Genética Relacionada ao Sexo Heranças determinadas por genes localizados nos cromossomos sexuais (alossomos) ou por genes autossômicos mas cujo efeito sofre influência dos As principais são: Herança ligada ao sexo: genes localizados na porção não homóloga do cromossomo X. Herança restrita ao sexo: localizada na porção não homóloga do cromossomo Y. Herança influenciada pelo sexo: genes localizados em cromossomos autossomos que sofrem influência dos 4

5 Determinação do Sexo na Espécie Humana Herança Ligada ao Sexo Hemofilia A espécie humana apresenta 2 pares de cromossomos. 22 pares são autossomos e não tem relação direta com a determinação do sexo. Um par, chamado de alossomos (X e Y), são os cromossomos sexuais. A mulher apresenta dois alossomos X e é chamada de sexo homogamético, pois seus gametas sempre terão o cromossomo X. O homem apresenta um X e um Y e é o sexo heterogamético, pois seus gametas serão metade com cromossomo X e metade com cromossomo Y. Na mulher, um dos cromossomos X em cada célula permanece inativo e se constitui na cromatina sexual ou corpúsculo de Barr. Anomalia que provoca a falta de coagulação do sangue. Homens hemofílicos são hemizigotos (/0.000) e mulheres hemofílicas são homozigotas recessivas (/ ). Mulher normal Mulher portadora Mulher hemofílica Homem normal Homem hemofílico X H X H X H X h X h X h X H Y X h Y Herança Ligada ao Sexo Genética Relacionada ao Sexo Genes localizados na porção não homóloga do cromossomo X. Quando dominantes, o caráter é transmitido pelas mães a todos os descendentes e pelos pais somente às filhas. Quando recessivos, o caráter é transmitido pelas mães aos filhos homens. As meninas só terão a característica se o pai também a tiver. Ex.: Daltonismo e Hemofilia. Herança Restrita ao Sexo Genes localizados na porção não homóloga do cromossomo Y. Genes Holândricos. Só ocorrem no sexo masculino. Ex.: Hipertricose auricular. Herança Limitada pelo Sexo Genes autossômicos cujo efeito sofre influência dos Só se manifestam em um dos sexos. Ex.: Produção de leite em bovinos. Herança Ligada ao Sexo Daltonismo Anomalia visual recessiva em que o indivíduo tem deficiência na distinção das cores vermelha ou verde. Os homens daltônicos (8%) tem um gene X d pois são hemizigotos e as mulheres daltônicas (0,64%) devem ser homozigotas recessivas. Fenótipo Mulher normal Mulher portadora Mulher daltônica Homem normal Homem daltônico Genótipo X D X D X D X d X d X d X D Y X d Y Herança Influenciada pelo Sexo Genes autossômicos cujo efeito sofre influência dos Comportamento diferente em cada sexo, agindo como dominante em um e como recessivo em outro (variação de dominância). Ex.: Calvície (alopecia). CC Homem calvo Mulher calva Cc Homem calvo Mulher não-calva cc Homem não-calvo Mulher não-calva 5

6 Prováveis Tipos de Herança Diibridismo Autossômica recessiva Ligada ao Y (holândrica) Autossômica dominante Herança determinada por dois pares de alelos independentes que condicionam duas características. Quatro fenótipos diferentes são encontrados em F 2, combinando os caracteres dominantes e recessivos. A proporção fenotípica clássica em F 2 é 9:::. Ex.: cruzamento de sementes de ervilhas amarelas/lisas (puras) com verdes/rugosas (puras). P F F VVRR vvrr amarelas/lisas x verdes/rugosas VvRr 00% amarelas/lisas (híbridas) VvRr VvRr amarelas/lisas x amarelas/lisas Prováveis Tipos de Herança Diibridismo Gametas da F VR Vr vr vr VR VVRR VVRr VvRR VvRr Vr VVRr VVrr VvRr Vvrr vr VvRR VvRr vvrr vvrr Ligada ao X recessiva Ligada ao X dominante vr VvRr Vvrr vvrr vvrr 9 Proporção amarelas/lisas Fenotípica em F 2 amarelas/rugosas verdes/lisas verdes/rugosas 2 a Lei de Mendel Segregação Independente Poliibridismo Na herança de duas ou mais características, os fatores, segregados na formação dos gametas, não se fundem no híbrido, mas se distribuem independentemente nos gametas segundo todas as combinações possíveis. Quando são analisados mais de dois pares de alelos que condicionam mais de duas características, temos o triibridismo, tetraibridismo, etc, que constituem o poliibridismo. Para se calcular o número de gametas diferentes produzidos por um poliíbrido se utiliza a fórmula 2 n, onde n é o número de pares de genes heterozigotos (híbridos). Ex.: Quantos gametas diferentes forma o genótipo AaBBCcddEe Número de híbridos: Número de gametas = 2 = 8 gametas diferentes 6

7 Genética Moderna (Pós-Mendeliana) Pleiotropia Heranças que se afastam, pouco ou muito, dos processos descritos por Mendel em seus trabalhos. As proporções fenotípicas podem variar em relação às proporções clássicas da genética mendeliana. Herança Qualitativa: O fenótipo depende de quais genes estão presentes no genótipo. Ex.: interações gênicas (genes complementares e epistasia) e pleiotropia. Herança Quantitativa: O fenótipo depende de quantos genes dominantes estão presentes no genótipo. Ex.: polimeria. Herança em que um único par de genes condiciona várias características simultaneamente. Efeito múltiplo de um gene. Exemplos: Síndrome de Lawrence-Moon: obesidade, oligofrenia, polidactilia e hipogonadismo. Síndrome de Marfan: defeitos cardíacos, problemas visuais, aracnodactilia. Fenilcetonúria: deficiência mental, convulsões, icterícia, queda de cabelo, urina muito concentrada. Interações Gênicas Genes complementares Genes com segregação independente que agem em conjunto para determinar um fenótipo. Ex.: forma das cristas em galináceos. crista noz crista rosa crista ervilha crista simples R_E_ R_ee rre_ rree Polimeria Herança Quantitativa onde ocorre efeito cumulativo na ação de vários pares de genes. Há uma variação fenotípica gradual e contínua entre um valor mínimo e um valor máximo, devida a adição de genes dominantes no genótipo, seguindo uma curva normal de distribuição. Ex.: altura, peso, cor da pele, cor dos olhos, grau de inteligência, altura de plantas, produção de leite em bovinos, comprimento de pelos, etc. Para se saber o número de fenótipos ou quantos pares de genes estão envolvidos são utilizados modelos matemáticos. número de poligenes = número de fenótipos - número de fenótipos = número de poligenes + Interações Gênicas Herança Quantitativa Cor da Pele em Humanos Epistasia Interação em que um par de genes inibe que outro par, não alelo, manifeste seu caráter. A epistasia pode ser dominante ou recessiva. O gene inibidor é chamado de epistático e o inibido é o hipostático. Ex.: Cor da penas em galináceos. Gene C penas coloridas. Gene c penas brancas. Gene I epistático sobre gene C. Penas coloridas Penas brancas C_ii cc C_I_ Negro Mulato Escuro Mulato Médio Mulato Claro Branco SSTT SsTT SSTt SsTt SStt sstt Sstt sstt sstt 2 2 Negro Mulato Escuro Mulato Médio Mulato Claro Branco 7