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MÓDULO 01 – GENÉTICA AULA 01 – INTRODUÇÃO À GENÉTICA Nesta aula abordaremos os principais conceitos em genética. Essa matéria é um terror para muitos estudantes, isso porque ela possui diversos conceitos e muitos deles possuem variações. Além disso, grande parte das questões envolvem uma elaborada interpretação, aliada ao entendimento aprimorado do que significa cada uma das expressões usadas. O intuito dessa aula é esclarecê-los. Caso tenha alguma dúvida, voltem sempre aqui... Vamos lá! O que é a genética? É a ciência que estuda a hereditariedade: os genes e sua transmissão. - Hereditariedade: características passadas aos descendentes pela reprodução. - Cromossomo: é uma molécula de DNA condensada, contém muitos genes. - Gene – sequência de nucleotídeos que guarda informação para a produção de uma proteína (Mendel chamava de fator). - Nucleotídeos: é o monômero do DNA ou RNA (a união de nucleotídeos que formam o DNA - rever aula de ácidos nucléicos). - Locus gênico – é a localização de um gene no cromossomo. - Alelos – é a “letra”, cada gene pode ter diferentes formas, cada forma é o alelo (A ou a, por exemplo). - Genes alelos – estão no mesmo lócus gênico dos cromossomos homólogos e, portanto são responsáveis pelo mesmo caráter biológico. Podem ser diferentes. - Cromossomos homólogos: são cromossomos que possuem o mesmo conjunto de genes. Eles ficam alinhados (pareados) durante a meiose. - Gene letal: é a combinação de alelos que quando presente mata o indivíduo, geralmente antes de nascer. - Alelos múltiplos (polialelia): quando existem três ou mais alelos para um mesmo lócus (ex. sistema ABO, existem 3 alelos A, B ou i). - Genoma – conjunto de todos os genes em uma espécie (portanto, todos os cromossomos). - Endogamia: cruzamento entre indivíduos muito aparentados. - Ploidia: indica a composição cromossômica de uma célula, exemplo: haplóides (um conjunto de cromossomos, “n”), diplóides (dois conjuntos de cada cromossomo, “2n”), triplóides (3n), tetraplóides (4n) etc. - Genótipo: conjunto de genes de um indivíduo (representado pelas letras – AA, Aa, aa). - Fenótipo: é a característica expressada (visível ou detectável) por um gene. Pode sofrer influência do ambiente (ex. altura, cor do olho, cabelo...). Podemos aplicar uma fórmula simples – Fenótipo = Genótipo + Ambiente. - Pleiotropia: é quando um gene é responsável por mais de uma característica. Imagine um gene “x” responsável pela altura e ao mesmo tempo pela cor do olho (exemplo hipotético). - Homozigoto (homozigose): os alelos são iguais, representados por AA (homozigoto dominante) ou aa (homozigoto recessivo). - Heterozigoto (heterozigose): os alelos são diferentes, representados por Aa. - híbridos: são os heterozigotos (Aa). - Cariótipo: representação dos cromossomos de uma célula, organizados. - Cromossomos sexuais: são os cromossomos responsáveis pela determinação do sexo de um indivíduo (em nossa espécie o X e o Y). - Cruzamento-teste: são cruzamentos feitos para saber o genótipo de um indivíduo, portanto deve ser feito com outro indivíduo de genótipo conhecido e homozigoto recessivo. - Dominância completa: quando um alelo expressa e impede a expressão de outro. Ele é expresso em homozigose (AA) ou heterozigose (Aa). - Dominante: é o alelo que domina, representado pela letra maiúscula (A). Se expressa em heterozigose Aa ou em homozigose dominante AA. - Recessivo: é um alelo que só se expressa em homozigose (aa). Quando esse alelo está presente em heterozigose (Aa) ele não se expressa. - Codominância: quando dois alelos se expressam, nenhum domina. - Dominância incompleta ou dominância intermediária: os indivíduos heterozigotos (Aa) possuem o fenótipo intermediário, ou seja, diferente dos homozigotos dominantes (AA) e recessivos (aa). - Heredograma: é uma representação gráfica mostrando o parentesco entre pessoas. - Herança autossômica: é relacionada a um gene autossômico, ou seja, qualquer cromossomos que não seja sexual. - Herança ligada ao sexo: é um gene que está no cromossomo sexual (X ou Y). - Herança holândrica: relacionada ao cromossomo Y, portanto se manifesta apenas no homem. - Epigenética: características de organismos que se modificam e podem ser passadas adiante sem envolver alteração na sequência de bases nitrogenadas do DNA. - Síndrome: sinais e sintomas observáveis sobre processos patológicos. - Epistasia: genes inibem a ação de outros genes não alelos. - Polimeria: vários pares de genes determinam uma característica. - Congênito: presente desde o nascimento (ou antes). - Código genético: relação entre a sequência de bases nitrogenadas e o aminoácido correspondente, formando assim a proteína. É universal. - Gerações: em genética são a relação entre os genitores e os descendentes. Chamamos de parental (P) os “primeiros” a serem cruzados, F1 seus descendentes e F2 os descendentes do cruzamento entre os F1. - Cromatina sexual (corpúsculo de Barr): presente nas mulheres é o cromossomo X desativado. Perceba que a mulher é XX, um deles deve ser inativado. Processo ocorre aleatoriamente. Percebam que existem muitos conceitos, eles poderão ser abordados durante as próximas aulas e em exercícios. Abaixo deixarei um espaço para você anotar outros conceitos que você quiser. AULA 02 – LEI DA SEGREGAÇÃO DOS FATORES (PRIMEIRA LEI DE MENDEL) - O pioneiro nessa ciência foi o famoso Gregor Mendel. Ele fez uma charmosa pesquisa com ervilhas. - Mendel estudou os “fatores” (hoje chamamos de genes) combinados na fecundação, como agentes da hereditariedade. - Estudou diferentes características das ervilhas (espécie Pisum sativum). - Para que os resultados ficassem cl aros, Mendel escolheu sete características das ervilhas de fácil identificação: Mas porque ele usou ervilhas? Usar ervilhas foi fundamental, porque elas apresentam características que facilitam muito o tipo de estudo que ele realizou, veja: fácil cultivo, ciclo de vida curto, alto índice de fertilidade, características facilmente identificáveis (e diferentes), flores fechadas (o que impede a polinização cruzada naturalmente), facilidade de realizar polinização artificial. - Como elas não faziam a muito tempo polinização cruzada, cada uma das diferentes linhagens eram chamadas de puras (em altofecundação sempre nasciam plantas com mesma característica). - Para fazer a fecundação cruzada, Mendel utilizando um pincel, tirava de uma planta o estame (parte masculina) e transferia o pólen para uma planta diferente, assim ele ia testando as combinações. - Plantas que nasciam a partir do cruzamento entre duas com fenótipos diferentes eram chamadas de híbridas, pelo Mendel. O EXPERIMENTO - Vamos usar as cores das ervilhas. - Mendel cruzou ervilhas verdes e amarelas (P). - Os descendentes nasceram todos amarelos (F1). - Ao cruzar os indivíduos de F1, voltaram a surgir ervilhas verdes (em F2), na proporção de 25%. Conclusão: algumas características estariam encobertas na F1, mas voltam a aparecer em F2. O que estaria encoberto ele chamou de característica recessiva. O que se manifestava em F1, dominante. Logo, cada planta teria dois fatores, mas na formação de gametas apenas um deles seria selecionado, isso é de forma aleatória. E de forma aleatória, a fecundação une novamente esses fatores. - A partir dessa conclusão, Mendel foi para a matemática e conseguiu explicar como isso ocorria. ASSISTA A AULA E COPIE AQUI - Mendel não conhecia os genes (não havia sido descoberto ainda), mas chamava eles de fatores. Eles são representados por letras. - Recessivo é representado por letra minúscula. - Dominante é representado por letramaiúscula. - Cada característica hereditária é formada por dois fatores. - Cada fator é herdado dos pais, um do pai, outro da mãe. - Cada fator se separa (ele usou a palavra segregam-se) na formação dos gametas. - Cada gameta recebe aleatoriamente apenas um fator de cada característica. - Um indivíduo híbrido para uma característica, produz gametas de dois tipos, mesmo tendo apenas uma das características evidente. Perceba que ocorre a separação dos fatores hereditários na formação dos gametas. Esse principio ficou conhecido como lei da segregação dos fatores ou primeira lei de Mendel, sendo explicada com a seguinte frase: Os fatores (genes) que condicionam uma característica segregam-se (separam-se) na formação dos gametas. De modo que o pai doa um fator e a mãe doa outro para seus descendentes. APLICAÇÃO DA PRIMEIRA LEI DE MENDEL - Podemos calcular a proporção entre fenótipo e genótipo a partir de um cruzamento. - A forma mais prática é usar o diagrama de Punnet. Siga o exemplo da aula, anote aqui Retrocruzamento: é o cruzamento de indivíduos na F1, quando seus progenitores (P) eram homozigotos. Cruzamento teste: é uma forma de descobrir o genótipo de indivíduos. Para isso é feito um cruzamento de um indivíduo com fenótipo dominante (A_), com outro de fenótipo recessivo (aa). Se de um número grande de descendentes todos apresentaram fenótipo dominante, significa que o indivíduo testado é AA, caso tenham indivíduos com fenótipo recessivo, ela é Aa. Ou seja, existem duas possibilidades se o indivíduo possui característica dominante, ou ele é AA, ou é Aa. Acompanhe o cruzamento na aula. AULA 03 – GENÓTIPO E FENÓTIPO. São termos importantes na genética. - O genótipo é a constituição genética do indivíduo, representada pelas letras AA, Aa, aa. É importante você saber: ele não varia ao longo de sua vida (a não ser que tenha alguma mutação). - O fenótipo são as características morfológicas, fisiológicas ou comportamentais do indivíduo. Tudo que pode ser observado, por exemplo: altura, cor, cabelo, proteínas no sangue, cor do olho, a felicidade ou tristeza... Tudo que é manifestado! Como nosso corpo responde aos estímulos do ambiente, podemos resumir o fenótipo com uma fórmula: FENÓTIPO = GENÓTIPO + AMBIENTE - Acompanhe o exemplo da aula: os gêmeos idênticos. - Um belo exemplo é o coelho da variedade Himalaia. A temperatura fria faz os pelos crescerem pretos. Se raspar os pelos das costas dele e colocar uma bolsa gelada, nascerão pelos escuros. - Nas extremidades do corpo deles, nascem pelos escuros, pois geralmente é um local mais gelado. Coelhos Himalaia que vivem em ambientes quentes são completamente brancos. - Se um exercício te pede a proporção genotípica, você da a resposta de acordo com as letras AA, Aa ou aa. - Se o exercício te pede a proporção fenotípica, você da a resposta de acordo com as características observáveis. AULA 04 – VARIAÇÕES DA PRIMEIRA LEI DE MENDEL Alguns exercícios podem cobrar essas variações, é importante você estar preparado. Dominância incompleta ou herança intermediária - Como o nome sugere, nessa herança não existe um alelo dominando o outro. Portanto um indivíduo heterozigoto (híbrido) expressa um fenótipo intermediário entre a característica herdada dos genitores. O principal exemplo é o da planta Mirabilis sp. Genitores com flores brancas e vermelhas geram indivíduos rosa (Aa). Se fizer o retrocruzamente, aparecem os três fenótipos na proporção 1:2:1. P F1 F2 Codominância Também não existe dominância entre os alelos, a diferença é que aqui os dois se manifestam, ao invés de um fenótipo intermediário. Um dos principais exemplos é o gado da raça Shorthorn: quando um de pelagem avermelhada (VV) cruza com outro de pelagem branca (BB), o descendente terá a pelagem mesclada (VB). Alelos Letais São genes que causam a morte do indivíduo antes do nascimento ou no inicio da vida. Um bom exemplo é a pelagem em ratos: pode ser amarela (Y) ou cinza (y), no cruzamento entre amarelos heterozigotos a proporção fenotípica é 2:1 e não 3:1 como observado normalmente na primeira lei de Mendel. A conclusão é que os ratos amarelos homozigotos (YY) morriam ainda no desenvolvimento embrionário. - Em nossa espécie a anemia falciforme em homozigose é letal. - Te liga que os alelos letais podem ser dominantes ou recessivos. Polialelia ou alelos múltiplos - É quando existe três ou mais alelos diferentes para o mesmo lócus gênico. Em outras palavras existem uma variedade maior de características condicionadas por um gene. Por exemplo a pelagem dos coelhos. - Cada uma dessas cores é determinada por uma combinação diferente entre os alelos. - Perceba a ordem de dominância: Cc ch c h c - Na hora de fazer o cruzamento, basta você seguir as regras e depois comparar o fenótipo do quadro, com o genótipo encontrado. Pleiotropia - É quando um gene condiciona mais de uma característica fenotípica. Em nossa espécie, um exemplo é o gene que causa a síndrome de Marfan, as pessoas que possuem esse gene sofrem as seguintes alterações: aracnodactilia (dedos longos, finos e curvos), acompanhado de certas anomalias ósseas e má formação nos olhos, coração e pulmões. Veja que é um gene influenciando mais de uma característica. AULA 05 – HERANÇA RELACIONADA AO SEXO - A maioria das espécies possui determinação sexual relacionada aos genes. Os genes que determinam o sexo do indivíduo estão situados em cromossomos especiais chamados de cromossomos sexuais (ou ainda, heterossomos, heterocromossomos ou alossomos). Os outros cromossomos são chamados de autossomos. - Algumas espécies, porém, como tartarugas e outros répteis, possuem a determinação sexual influenciada pela temperatura. Ovos de tartarugas mantidos em temperaturas altas dão origem a fêmeas, em temperatura baixa, machos. - A nossa espécie possui o sistema XY de determinação sexual. Os cromossomos sexuais são, portanto, X e Y. Os outros 44 são autossomos. - O sexo masculino é XY (heterogamético), o sexo feminino é XX (homogamético). - Como a mulher é XX, produz apenas óvulos contendo o cromossomo X. - O homem é XY, portanto pode produzir espermatozóides X ou Y. Veja que quem determina o sexo do bebê é o homem. COPIE AQUI O ESQUEMA FEITO EM AULA - O XY ocorre também nos outros mamíferos e em alguns insetos (no final da aula estudaremos outros sistemas de determinação sexual). HERANÇA SEXUAL - Os cromossomos sexuais X e Y possuem uma parte homologa e outra não. - A porção homóloga dos cromossomos carrega genes iguais, as não homólogas, genes diferentes. - A porção que faz o pareamento na meiose é a homóloga, os genes aqui presentes agem como autossômicos. - A herança sexual está relacionada aos genes situados nas regiões não homólogas dos cromossomos. - Em um heredograma, para identificar que uma herança é sexual devemos contar a quantidade de afetados do sexo masculino e feminino, caso exista prevalência de um dos sexos, é provável que seja uma herança sexual. Aí deve ser feita uma leitura mais detalhada do heredograma para confirmar. Herança ligada ao cromossomo sexual (X) - É uma herança localizada na região não homóloga do cromossomo sexual (X). - Mulheres possuem dois alelos (XX) os homens apenas um (XY, podendo ser chamado de hemizigótico). - Perceba que mulheres podem ser X A X A , X A X a , X a X a , enquanto homens apenas X A Y ou X a Y. - Nesse caso a chance dos homens herdarem o alelo com determinada condição é mais fácil, pois ele precisa de apenas um X. Herança RECESSIVA ligada ao cromossomos sexual X. - As mulheres precisam ter osdois alelos para manifestar a condição (X a X a ). - Os homens apenas um (X a Y), por isso é mais frequente em homens. Exemplos que você tem que saber: 1 – Daltonismo. - São alterações nas células fotorreceptoras que dificulta a diferenciação de algumas cores, faça o teste abaixo: - Existe mais de um tipo de daltonismo (diferentes cores). - Veja os genótipos e fenótipos possíveis: - Filhas de um pai afetado serão sempre portadoras, pois certamente herdam o X d do pai. - Nenhum filho homem de pai afetado recebe o X d do pai, pois recebe o Y. Copie ao lado o heredograma que representa a herança de daltonismo em uma família: 2 – Hemofilia. - Causa a deficiência em fatores responsáveis pela coagulação do sangue. Um pequeno ferimento pode levar a uma profunda hemorragia. 3 – Distrofia muscular de Duchenne. - Ocorre em homens. Como a condição impede a reprodução do indivíduo não tem a possibilidade da mulher ter essa doença (exceto por mutações pontuais). - Perceba que a mulher pode ser portadora, caso tenha recebido o alelo de sua mãe, também portadora. * Como homens afetados raramente chegam a fase adulta com capacidade reprodutiva, por isso é quase impossível mulher possuir essa doença. Herança DOMINANTE ligada ao cromossomos sexual X. - As mulheres costumam ser mais afetadas, pois basta estar presente em apenas um cromossomos X. - Todas as filhas de homens afetados possuem a doença, pois eles doam o X afetado para elas. - Tente completar o heredograma a baixo: Herança RESTRITA ligada ao cromossomo sexual Y (GENES HOLÂNDRICOS). - Esses genes estão ligados na região não homóloga ao cromossomo Y, portanto é exclusiva de homens. - O pai afetado sempre passa o Y com alelo afetado para o filho homem. Note que todos os descendentes homens de um pai afetado terão esse alelo afetado (é o bizu para identificar essa condição). - Como exemplo tem o gene holândrico SRY, que possui papel fundamental na formação dos testículos e produção de testosterona. Herança INFLUENCIADA pelo sexo - Alguns genes situados em cromossomos autossômicos expressam diferentemente entre homens e mulheres. Isso devido a diferença de hormônios sexuais. Por isso dizemos que é uma herança influenciada pelo sexo. O exemplo clássico é a calvície. - Para o homem ser calvo basta ser heterozigoto, a mulher para ser calva deve ser homozigota dominante para a característica. Veja que é a testosterona influenciando a queda do cabelo. Para finalizar, vamos estudar outros sistemas de determinação do sexo. SISTEMA X0 - Presente em gafanhotos e outros insetos. - A fêmea possui dois cromossomos X, o macho apenas um. - O macho pode produzir gametas com X ou gametas sem X (0). SISTEMA ZW - Ocorre em aves, mariposas e borboletas. - A fêmea que possui o sexo heterogamético, ou seja, cromossomos sexuais (Z e W). - O macho possui o cromossomo Z em dose dupla (ZZ). - Perceba que são as fêmeas que determinam o sexo, pois podem formar gametas com Z ou com W. HAPLODIPLOIDIA - Ocorre em abelhas e outros insetos. - O sexo é determinado pela ploidia, ou seja, pelo quantidade de conjuntos cromossômicos que o indivíduo apresenta. - Nas abelhas os óvulos fecundados tornam-se diplóide e formam as fêmeas, que vão virar operárias ou rainha dependendo da alimentação, são 2n. - Os óvulos não fecundados se desenvolvem por partenogênese e formam os machos, que são haplóides (n). AULA 06 – GRUPOS SANGUÍNEOS SISTEMA ABO - A diferença entre os grupos sanguíneos no sistema ABO está relacionado a presença de duas proteínas nas hemácias: A e B. - As proteínas A e B são chamadas de aglutinogênios. - Quem possui o sangue do tipo A, não possui a proteína do tipo B, portanto produz anticorpos (aglutinina) Anti-B. A aglutinina está no plasma sanguíneo. O contrário ocorre com o sangue do tipo B. - O sangue do tipo O não possui essas proteínas (A e B), portanto produz aglutinina anti-A e Anti-B - O doador universal é o sangue do tipo O, pois ele não possui proteínas A e B nas hemácias, portanto não é estranho a nenhum tipo sanguíneo. - O receptor universal é o AB, pois ele possui as duas proteínas, A e B, e assim não estranha nenhum tipo sanguíneo. - Veja a ordem de dominância dos alelos dos grupos sanguíneos: I A = I B > i - A proteína A é codominante a proteína B. Ambas dominam o “i”. - Copie no espaço abaixo os exemplos de cruzamento sanguíneos feitos na aula do prof. Samuel Cunha Quem doa para quem? Como determinar o grupo sanguíneo de uma pessoa? Muito simples: - colocam-se duas gotas de sangue em uma lâmina, em cada gota é pingado um tipo de soro (com aglutinina anti-A e anti-B). - Se coagular (aglutinar) a gota em contato com soro anti-A, significa que o sangue possui a proteína A (aglutinogênio A), ou seja, é do tipo A ou AB. Se o soro anti-B aglutinar a outra gota, o sangue é AB, caso não aglutine, o sangue é A. - Caso não ocorra a aglutinação com os dois soros, o sangue é O. SISTEMA Rh - Sangue com a proteína Rh é chamado de +. Por exemplo, eu possuo o sangue A + , logo, sou Rh + . - A proteína Rh também está presente nas hemácias. - Veja que uma pessoa que é Rh - não pode receber o sangue de uma pessoa Rh + . - O R domina sobre o r. - Copie aqui o cruzamento feito em aula pelo prof. Samuel. - Perceba que para ter certeza da compatibilidade sanguínea deve ser considerado o sistema Rh mais o sistema ABO. - Sendo assim o verdadeiro receptor universal é o AB + , e o verdadeiro doador universal é o O - . - Ou seja, o Rh - não pode receber sangue de um Rh + . O contrário pode. Eritroblastose fetal (doença hemolítica do recém nascido). - Caso a mãe tenha sangue de Rh - e o bebê Rh + , ocorre essa condição. - Isso porque uma pessoa Rh - produz anticorpos que atuam sobre a proteína Rh + . - Na primeira gestação não existe o problema, mas no caso de uma segunda gestação com o filho Rh + e a mãe Rh - , os anticorpos anti-Rh atravessam a placenta e destroem as hemácias do feto. - Esse problema pode ser evitando se a mãe fizer um acompanhamento durante a gravidez. - Perceba que a eritroblastose fetal só ocorre quando a mãe é Rh - e o pai Rh + . Entenda assistindo a aula. Copie: Sistema MN - É um outro tipo de proteínas: M e N. Elas possuem codominância. - Ao contrário dos outros sistemas, não são produzidos anticorpos contra essas proteínas. AULA 07 – HEREDOGRAMA (GENEALOGIA) - É conhecida também por árvore genealógica. - É uma representação de relação de parentesco utilizando símbolos. - Esta é uma aula importante em genética, pois grande parte dos exercícios são cobrados com essa simbologia, portanto você deve assistir a aula com muita calma e copiar no espaço abaixo os símbolos. Um heredograma é numerado da seguinte forma: - Números romanos indicam a geração. - Para cada indivíduo é relacionado um número. - Por exemplo: o indivíduo II.3 é uma mulher afetada. COMO UTILIZAR UM HEREDOGRAMA? - Normalmente quando se trata de uma herança autossômia o número de afetados é relativamente igual para os dois sexos. - Se prevalecer o sexo masculino (na maioria das vezes), suspeite de uma herança ligada ao sexo. Dica: - Se os pais não são afetados, mas possuem um filho afetado, é uma doença recessiva e os pais são heterozigotos (Aa). - Se os pais estão afetados por uma condição e os filhos não estão afetados, trata-se de uma doença dominante e os pais são heterozigotos, o filho portanto, recebeu o aa dos pais.- Pessoal, entender heredograma exige muito treino e atenção. O segredo é a persistência. AULA 08 – PROBABILIDADE NA GENÉTICA - Vamos estudar a teoria das probabilidades. - Probabilidade é a chance de um evento ocorrer. - Para calcular a probabilidade de um certo evento devemos dividir o numero de casos desejados (para que ocorra o evento) pelo número de casos possíveis. P(A) = Probabilidade de um evento. N(A) = Número de casos desejados. N(E) = Número de casos possíveis Exemplo – Se jogar um dado para cima, qual a chance de sair um número par? P(A) = ? N(A) = 3 (existem 3 números pares de 1 a 6: 2, 4 e 6) N(E) = 6 (pois existem 6 números possíveis) Aplicando a fórmula teremos P(A) = 3/6 = 0,5 (ou 50%). Se você quiser sabe a probabilidade de sair o número 1, por exemplo, basta dividir o 1 por 6. EM GENÉTICA... # Qual a chance de nascer um filho homem? P(A) = ? N(A) = 1 (Filho homem) N(E) = 2 (Pois ou nasce homem, ou nasce mulher) Aplicando a fórmula teremos P(A) = 1/2 = 0,5 (ou 50%). # Utilizando o cruzamento das ervilhas da primeira lei de Mendel. Ao cruzar duas heterozigótias (Aa) para a cor, qual a chance de nascer uma ervilha amarela (sendo a cor amarela dominante)? - Números possíveis N(E) = 4 - Números desejados N(A) = 3 (ervilhas amarelas). - Resposta P(A) = ¾ ou 75%. - Perceba que o número desejado é sempre menor ou igual ao número de casos possíveis. - Por isso a probabilidade fica sempre entre 0 e 1. #Qual a chance de nascer ervilha verde de um cruzamento entre ervilhas verdes? - 1 ou 100%, pois ervilhas verdes são recessivas (aa). #Qual a chance de nascer ervilha amarela de um cruzamento entre ervilhas verdes? - 0%. REGRA DO “E” – PRODUTO DE PROBABILIDADES - São eventos independentes, ou seja, não dependem um do outro para acontecer. - Por exemplo, a cor da ervilha ocorre independente de sua textura. - Nesse caso multiplicamos a probabilidade de cada evento. - É muito comum os exercícios cobrarem uma determinada condição aliada ao sexo da pessoa, por exemplo: - Qual a chance de nascer uma menina albina, sabendo que o albinismo é causado por um alelo recessivo e os pais são heterozigotos? Pais Aa x Aa - A chance de nascer uma pessoal albina é ¼ ou 25% - A chance de nascer uma menina é ½ ou 50% Resposta: 1/4 x 1/2 = 1/8. A probabilidade de nascer uma menina albina é 1 em 8. REGRA DO “OU” – SOMA DE PROBABILIDADES - São eventos mutuamente exclusivos, ou seja, não podem ocorrer ao mesmo tempo. - Exemplo: é impossível que a ervilha seja verde e amarela ao mesmo tempo. - Para os eventos “ou” devemos somar a probabilidade de cada evento. - Veja o exemplo: - Qual a chance de um casal heterozigoto (Aa) para o albinismo ter uma criança albina (aa) ou portadora (Aa) do alelo para doença. - Albina = 1/4 (aa) - Portadora = 2/4 (Aa) Resposta: 1/4 + 2/4 = 3/4. É a probabilidade de nascer uma criança albina ou portadora. - Perceba que na regra do “ou” a soma de todas as possibilidades deve dar sempre 1. Pois se somar todas as possibilidades, a chance é 100%. - Da mesma maneira, somando a probabilidade de um evento ocorre com a probabilidade dele não ocorrer, também teremos sempre 100%. - As vezes “matamos” o problema pela chance dele não ocorrer (com o tempo fazemos isso mentalmente). Nesse caso basta subtrair essa probabilidade de 1, o resto será o probabilidade dele ocorrer. Na aula faremos alguns exemplos de aplicação da probabilidade em genética, acompanhe. AULA 09 – LEI DA SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE (SEGUNDA LEI DE MENDEL) - Além de ter estudado a transmissão de cada uma das características das ervilhas, Mendel estudou a herança de dois caracteres ao mesmo tempo, descobrindo assim um novo padrão. - Imagine o cruzamento entre ervilhas (puras) amarelas e lisas (VVRR) com ervilhas verdes rugosas (vvrr). - Perceba que indivíduos VVRR só podem produzir um tipo de gameta VR. Os indivíduos vvrr também só podem produzir um tipo de gameta vr. - Do cruzamento parental (P) entre VVRR e vvrr surgem 100% de indivíduos diíbridos = VvRr, acompanhe a aula e anote abaixo: - Alelos dominantes: V = amarela (VV ou Vv) v = verde (vv) R = lisa (RR ou Rr) r = rugosa (rr) Veja o cruzamento entre as F1: Resultado em F2: 9/16 = ervilhas amarelas e lisas 3/16 = ervilhas amarelas rugosas 3/16 = ervilhas verdes lisas 1/16 = ervilhas verdes rugosas - Note que a proporção fenotípica entre o cruzamento de diíbridos será sempre 9:3:3:1, pois eles podem formar todos os tipos possíveis de gametas para essas duas características: VR, Vr, vR, vr. - O resultado ocorre pela segregação independente (segunda lei de Mendel) dos alelos durante a formação dos gametas. - Isso ocorre porque os genes estão em pares diferentes de cromossomos homólogos (ocorre na anáfase I da meiose). - Analisando o diagrama de Punnet acima, você entende o cruzamento e verifica todos os genótipos possíveis. Diagrama de Punnet SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE PARA MAIS DE DOIS PARES DE GENES ALELOS (poliibridismo) - É possível prever o resultado para mais de dois pares de alelos. - Para isso devemos descobrir todos os gametas possíveis para cada um dos genitores. - Aplicamos para isso a seguinte fórmula: 2 n onde n é a quantidade de alelos híbridos do indivíduo. Imagine um indivíduo AABbCcddEe, temos 3 pares de alelos diferentes (heterozigotos), logo aplicamos a fórmula 2 3 =8. Esse indivíduo pode produzir 8 diferentes gametas. - Para saber cada um dos gametas, é possível aplicar o método de ramificação, veja o exemplo a seguir: - Com o diagrama de Punnet obtemos todos os genótipos possíveis (pode dar um grande trabalho). - É muito importante que você perceba que esse padrão da segunda lei de Mendel só ocorre quando os genes estão em cromossomos diferentes. AULA 10 – INTERAÇÃO GÊNICA - Algumas heranças dependem de dois ou mais pares de genes não alelos. O fenótipo depende da interação entre esses genes. Existem dois tipos de interação gênica: a herança complementar e a epistasia. HERANÇA COMPLEMENTAR - Nesse caso o efeito dos genes é somado, isso aumenta a variedade de fenótipos para uma característica. - O principal exemplo é a determinação do tipo de crista de galinha: - Veja que existem quatro fenótipos diferentes, que são determinados por dois genes (R/r e E/e). EPISTASIA - O gene (epistático) inibe a ação de outro gene (hipostático). - Epistasia recessiva: o alelo que inibe o outro par é recessivo. - Epistasia dominante: o alelo que inibe o outro par é dominante. - A epistasia normalmente altera a proporção fenotípica encontrada por Mendel entre o cruzamento de diíbridos (9:3:3:1). Mas te liga, a proporção genotípica continua a mesma, pois os genes se segregam independentemente. - O grande exemplo de epistasia ocorre em cães labradores. Os alelos B e b determinam as cores preto e marrom (B = preto; b = marrom). - Um outro gene possui um alelo dominante (E) que permite a deposição do pigmento, dando cor ao labrador. Mas quanto recessivo (ee) esse gene impede o depósito da pigmentação. O labrador fica dourado. - A epistasia é do tipo recessiva, pois quem inibe é um par de alelos recessivos (ee). Veja - Te liga que em todos os genótipos com ee, a cor do cão é dourado. - A proporção fenotípica fica 9:3:4 - Na epistasia dominante basta o alelo dominante aparecer que inibe a ação do pigmento. Isso ocorre em determinadas espécies de galinhas. - Veja o exemplo da cor das penas da galinha. - O alelo dominante I inibe a coloração do alelo C. - A proporção fenotípica fica 13:3 PRETO DOURADO MARROM AULA 11 – CARIOGRAMA E ALTERAÇÕESCROMOSSOMICAS - Você já estudou em outras aulas: possuímos 23 pares de cromossomos, veja: - Fique atento para algumas alterações nos cromossomos e suas respectivas doenças. - EUPLOIDIA: é o ganho de um conjunto inteiro de cromossomos. Essa condição é incompatível com a vida para os animais. Somos 2n, com essa condição uma pessoa ficaria, por exemplo, 3n, 4n... - ANEUPLOIDIA: é a alteração do número de um dos pares de cromossomos, uma célula com essa condição fica 2n+1 (na nossa espécie, 47 cromossomos, pois o n=23). Pode ser também 2n-1, quando falta um cromossomo. Essas alterações normalmente ocorrem pela má disjunção dos cromossomos na hora da célula dividir. - Acompanhe a aula e faça as anotações na apostila. Síndrome de Down – Trissomia do 21 Síndrome de Patau – Trissomia do 13 Síndrome de Edwards – Trissomia do 18 Síndrome de Turner – Monossomia do x Síndrome de Klinefelter - XXY AULA 12 – LINKAGE – CROSSING OVER – TAXA DE RECOMBINAÇÃO – MAPEAMENTO GENÉTICO LINKAGE (LIGAÇÃO GÊNICA) - Os genes presentes em cromossomos diferentes segregam-se independentemente, como visto na segunda lei de Mendel. - Mas alguns genes não se segregam independente, pois estão no mesmo cromossomo. - Esses genes são chamados de genes ligados. - Se os genes estão completamente ligados, ocorre apenas dois tipos diferentes de gametas, e não 4 como na segunda lei de Mendel. - Imagine um genótipo duplamente heterozigoto, em linkage. Existem duas possibilidades de arranjo: CIC: genes posicionados simetricamente: os alelos dominantes em um cromossomo, os recessivos em outro. TRANS: cada cromossomo com um alelo recessivo e dominante para os dois genes. Vamos fazer em aula: # Qual o genótipo dos filhos gerados do cruzamento de uma fêmea AAbb com um macho AaBb sabendo que os genes A e B estão ligados e que no macho tais genes estão em arranjo TRANS? PERMUTAÇÃO (CROSSING OVER) - Estudos demonstraram que muitos genes não estavam completamente ligados, mesmo eles estando no mesmo cromossomo! Doido isso! - Estando no mesmo cromossomo, era esperado a formação de dois tipos de gametas, mas poderiam formar quatro! - Veja o experimento feito por Morgan com moscas drosófilas: - Cor do corpo: cinza (P) ou preta (p). - Asas: normais (V) ou vestigiais (v). - Cruzando uma fêmea diíbrida para essas características (PpVv) com um macho duplo homozigoto recessivo (ppvv) originou a seguinte proporção: Resultado: - 41,5% cinza com asas normais. - 41,5% preto com sãs vestigiais. - 8,5% cinza com asas vestigiais. - 8,5% preto com sãs normais. - Perceba que a proporção de gametas não é a mesma, diferentemente do que ocorre em genes localizados em cromossomos diferentes, quando realizam segregação independente (teriam uma proporão igual de 25% para cada tipo de gameta, lembre-se da segunda lei de Mendel). - Isso ocorre devido a uma “mistura” dos genes na hora da primeira divisão da meiose (lembre-se da aula de meiose). - Esse processo é chamado permutação ou crossing over. - Dois genes ligados podem ter a posição trocada durante a meiose I. - Perceba que uma célula que sofre crossing over produz dois gametas sem recombinação (parentais) e dois com recombinação (recombinantes). PARENTAIS RECOMBINANTES TAXA DE RECOMBINAÇÃO - É a porcentagem de gametas recombinantes formados em um cruzamento. - Pode ser calculada pelo cruzamento de um duplo heterozigoto com um homozigoto duplo recessivo, pois dessa forma os descendentes refletem a porcentagem de gametas do duplo heterozigoto. O Cruzamento: - Fêmea: PpVv produz gametas: PV, Pv, pV, pv, em proporções diferentes. - Macho: ppvv, produz gametas pv. Ao fazer o cruzamento - 41,5% cinza com asas normais = PpVv - 41,5% preto com sãs vestigiais = ppvv - 8,5% cinza com asas vestigiais = Ppvv - 8,5% preto com sãs normais – ppVv - Te liga que os genótipos PpVv e ppvv são originados de gametas parentais, pois estão em maior quantidade (41,5%), os genótipos Ppvv e ppVv foram originados de gametas recombinantes. - Sendo os gametas do macho sempre pv, a variação ocorreu nos gametas da fêmea. Portanto basta eliminar os alelos pv de todos os descendentes para ter a proporção de gametas da fêmea. - PpVv – gametas = PV 41,5% - ppvv – gametas pv = 41,5% - Ppvv – gametas Pv= 8,5% - ppVv – gametas pV = 8,5% - Sendo assim, nas fêmeas os gametas recombinantes são Pv e pV (8,5%) e os gametas parentais são PV e pv (41,5%). Veja o exemplo: Vamos ver como isso pode ser cobrado: #Uma fêmea com genótipo AaBb foi cruzada com um macho aabb. Desse cruzamento foi obtida uma prole com os seguintes genótipos: - 37% Aabb - 37% aaBb - 13% AaBb - 13% aabb a) Qual o arranjo (CIS ou TRANS) dos genes da fêmea? b) Qual a taxa de recombinação entre esses dois genes? MAPEAMENTO GENÉTICO - É a representação da posição dos genes no cromossomo. - A partir da taxa de gametas recombinantes é possível determinar a distância que separa dois genes, pois quanto mais distante os genes ligados estão, maior a possibilidade de permutação. - A medida utilizada para essa distância é a unidade de recombinação (UR), unidade de mapa (u.m.), centimórgan ou morganídeo (em homenagem ao pesquisador que descobriu). Essas medidas indicam a distância necessária para que a recombinação seja de 1% (para cada unidade), sendo assim a frequência (taxa) de recombinação de 13% entre dois genes tem uma distância de 13 UR. - Ao conhecer a distância entre os genes, podemos mapeá-los no cromossomo, ordenando os genes. - Vamos entender com um simples exemplo: Suponha que precisamos mapear 3 genes: A, B e C. A taxa de recombinação entre eles é: A e B = 30% C e B = 20% A e C = 10% Qual a disposição deles no cromossomo? - Devemos começar sempre inserindo os genes de maior distância, aí basta usar a matemática básica para inserir o outro gene. Se de A até B são 30 UR, e entre C e B são 20 UR, só pode ter 10 UR entre A e C. - Os genes estão mapeados na imagem acima. AULA 12 – HERANÇA QUANTITATIVA (POLIGÊNICA) - Quando Mendel estudou as características das ervilhas, como a cor, só existia duas possibilidades fenotípicas: verde ou amarela. 30 UR 20 UR 10 UR - Porém nem sempre é simples assim, algumas características fenotípicas como a cor da pele, a nossa altura, a cor do olho ou cabelo são determinadas por uma grande quantidade de genes. Cada alelo contribui de forma quantitativa para a característica, gerando uma grande variação. - Veja o exemplo resumido de herança quantitativa relacionada a cor da pele em nossa espécie. - A quantidade de alelos dominantes determina o fenótipo, pois quanto mais presentes, maior é a produção de melanina e assim a pele fica mais escura. - Perceba que alguns fenótipos apresentam mais de um genótipo. - Como o fenótipo intermediário possui maior número de genótipo ele é mais comum em uma população e, portanto, mais frequente. FENÓTIPOS EXTREMOS - O número de classes fenotípicas é sempre igual ao número de alelos envolvidos (n) mais 1. CLASSES FENOTÍPICAS = NÚMERO DE ALELOS + 1 - Veja o exemplo que estudamos acima, existem 5 classes fenotípicas (cor da pele) e portanto 4 alelos envolvidos. - Agora veja esse gráfico novamente: - São 7 classes fenotípicas. - Vamos aplicar a fórmula e descobrir quantos alelos estão participando do processo. CLASSES FENOTÍPICAS = NÚMERO DE ALELOS + 1 7 = NÚMERO DE ALELOS + 1 NÚMERO DE ALELOS = 7 – 1 NÚMERO DE ALELOS = 6 (pode ser AABBCC, por exemplo) - Podemos tambémprever a quantidade de fenótipos extremos em uma população usando a seguinte fórmula: FREQUÊNCIA DOS FENÓTIPOS EXTREMOS =1/4 n - n é o número de alelos envolvidos. - Vamos usar o exemplo da cor da pele, visto acima: FREQUÊNCIA DOS FENÓTIPOS EXTREMOS =1/4 4 FREQUÊNCIA DOS FENÓTIPOS EXTREMOS =1/16 - Lembre-se do cruzamento na segunda lei de Mendel, os genótipos VVRR e vvrr (4 alelos) aparecem apenas uma vez a cada 16 (1/16). Na aula vou dar uma dica de como o triângulo de Pascal pode nos ajudar a conhecer a proporção fenotípica entre o cruzamento de heterozigotos.
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