Extensões da Análise Mendeliana Explicações moleculares
Tipos de interações Tipo Descrição 1. Herança Mendeliana Simples Termo reservado para descrever situações em que os alelos seguem estritamente os padrões de dominância e recessividade. 2. Herança ligada ao sexo Envolve a herança de genes localizados nos cromossomas X. 3. Alelos letais Alelo de um gene essencial que tem a potencialidade de causar a morte de um organismo. 4. Dominância Incompleta Ocorre quando o heterozigoto apresenta um fenótipo intermediário entre os correspondentes homozigotos parentais.
Tipos de interações (continuação) Tipo Descrição 5. Codominância Ocorre quando o heterozigoto expressa ambos alelos ao mesmo tempo. 6. Sobredominância Ocorre quando o heterozigoto expressa o fenótipo mais intensamente que qualquer um dos homozigotos parentais. 7. Penetrância incompleta Ocorre quando um alelo não é expresso mesmo quando presente em um indivíduo. 8. Herança influenciada pelo sexo Refere-se ao impacto que os hormônios sexuais exercem sobre a ação de alguns tipos de genes. 9. Herança limitada pelo sexo Refere-se a características genéticas que são expressas apenas determinados sexos.
Relações de dominância entre genes Alelo A 1 e Alelo A 2
Comparação de expressão de genes Alelo normal: V (flores violetas) Alelo mutante: v (flores brancas) Genótipos possíveis VV Vv vv Quantidade funcional do pigmento violeta 100% 50% 0% Fenótipos possíveis VIOLETA VIOLETA Branca Conclusão: mesmo com apenas 50% da quantidade do produto gênico presente, os heterozigotos expressão o mesmo fenótipo que os indivíduos considerados dominantes.
Alelos selvagem corresponde ao alelo mais freqüentemente encontrado na população fenótipos mendelianos tipo selvagem: flores violetas sementes amarelas sementes lisas vagens lisas vagens verdes etc
Generalizando: os alelos tipo selvagem produzem proteínas consideradas normais e em quantidades adequadas são genes dominantes
Alelos mutantes são as formas alternativas em que certos fenótipos são expressados na população. fenótipos mendelianos mutantes: flores brancas sementes verdes sementes rugosas vagens enrugadas vagens amarelas etc
Generalizando: os alelos mutantes produzem proteínas diferentes e em quantidades inadequadas ou mesmo inexistentes são genes recessivos
Herança ligada ao sexo genes presentes no cromossomo X
Genes Letais são situações em que não são produzidas determina a inviabilidade da célula (ou do certas proteínas, a partir de genes considerados essenciais, cuja falta ser vivo) Ex: proteínas importantes durante a divisão celular, etc
Saccharomyces cerevisiae (eucarioto simples) ~5.500 genes dos quais cerca de 1.200 podem ser considerados letais (seus produtos são essenciais para a vida das leveduras)
Particularidade alelos letais em genes não essenciais por exemplo envolvendo genes associados à doenças genéticas em humanos Coreia de Huntington alelos letais condicionais exercem seus efeitos apenas sob certas condições. Ex: alelos temperatura sensíveis (ts)
Exemplos mais conhecidos: coelhos himalaia (c h c h ou c h c) gatos siameses Casos em que a deposição de melanina só ocorre nas partes + frias do corpo
Dominância incompleta surgimento de fenótipos intermediários entre parentais e homozigotos Ex: Mirabilis jalapa (plantas com flores vermelhas, brancas e roseas) Particularidade: neste caso a quantidade de 50% do produto do gene para flores vermelhas não consegue estabelecer o fenótipo vermelho 1 : 2 : 1 C B C B C B C b C b C b
Caso das sementes lisas/rugosas de ervilha (Pisum sativa) Mendel alelo R (semente lisa) alelo r (semente rugosa) alelo dominante alelo recessivo Análise sob microscopia revelou: C R C R (semente lisa) - deposição normal de amido C R C r ( semente lisa ) deposição intermediária de amido C r C r (semente rugosa) baixa deposição de amido
Conclusão: a caracterização fenotípica observação modo de alelo R dominante sobre o alelo r (sob análise visual) alelo R dominância intermediária sobre o alelo r (síntese de amido)
Alelos Múltiplos A dominante 2 alelos Caso clássico (Mendelismo) a recessivo C cor normal (selvagem) de animais de pelo agouti c ch animal chinchila + de 2 alelos c h animal himalaia c animal albino Relação de dominância C > c ch > c h > c
Sob um ponto de vista molecular: C - cor normal do animal c ch - defeito parcial de pigmentação c h - alelo condicional (ts) c - não produz proteína (pig)
Codominância Grupo sangüineo ABO Relação de dominâncias: I A > i ou I B > i e I A = I B (codominância)
Sobredominância ou Vantagem dos Heterozigotos A sobredominância ocorre quando os heterozigotos exibem características fenotípicas mais fortes do que os parentais envolvidos nos cruzamentos. Exemplo mais conhecido: SICLEMIA OU ANEMIA FALCIFORME Hb A hemoglobina normal Hb s hemoglobina siclêmica
Sobredominância ou Vantagem dos Heterozigotos (cont) Substituição aa 6ª posição cadeia β GLU VAL Genótipos possíveis: Hb A Hb A Hb A Hb S Hb S Hb S Normal Siclêmico Letal
Populações africanas e brasileiras Plasmodium vivax Plasmodium falciparum MALÁRIA Plasmodium ovale Plasmodium malariae Anopheles Pessoas normais Hb A Hb A menor resistência Pessoas afetadas Hb A Hb S maior resistência Motivo: Melhor desenvolvimento dos plasmódios nas células normais
CONSEQÜÊNCIAS freqüência de heterozigotos é maior do que a de homozigotos dominantes freqüência do alelo Hb S é mantida alta como decorrência da vantagem que este alelo apresenta em relação ao alelo Hb S
Explicações à nível molecular proteínas homodiméricas X proteínas heterodiméricas Homozigotos A 1 A 1 e A 2 A 2 produzem proteínas homodiméricas Heterozigotos A 1 A 2 proteínas heterodiméricas ( adaptação)
alelo 1 alelo2 ENZIMA A temperatura ENZIMA B temperatura alelo1/alelo2 (HETEROZIGOTO) ENZIMA Z FAIXA MAIS AMPLA DE TEMPERATURA
HETEROSE OU VIGOR DO HÍBRIDO (Shull, 1908) sobredominância diluição do efeito de genes deletérios + freqüentemente encontrados nos indivíduos homozigotos
Penetrância de genes Exemplo da polidactilia (presença de seis dedos nas mãos) caso de penetrância incompleta
Herança influênciada pelo sexo Refere-se à situações em que um alelo é dominante em um sexo, podendo ser recessivo no sexo contrário. Exemplo mais conhecido: a calvície nos humanos Herança segundo um par de alelos autossômicos recessivos Homens ( ) Mulheres ( ) CC calvos calvas * Cc calvos normais cc normais normais
Herança limitada pelo sexo Refere-se a situações em que as características expressam-se exclusivamente em um determinado sexo. Exemplos: produção de leite em touros ( ) produção de ovos em galos ( ), etc Nestes casos a análise da herdabilidade da característica é realizada observando-se as fêmeas descendentes do reprodutor em estudo.