HERANÇA EXTRANUCLEAR - GENÉTICA - BIO 240

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Herança Extranuclear 
-Herança controlada por genes citoplasmáticos, 
situados fora do núcleo. Exemplo: genes 
mitocondriais e de plastídios (cloroplastos). 
-DNA mitocondrial humano: 
 
 -Molécula circular de fita dupla, com cerca 
de 15 mil nucleotídeos e codifica 37 genes (DNA 
nuclear: 3 bilhões de nucleotídeos e codifica 
20.000 genes); 
 -Não apresenta íntrons (longo trecho de 
DNA não codificador encontrado entre os exons), 
não ocorre crossing-over nem sistema de reparo; 
 -Existe muitas cópias por mitocôndria e 
por célula; 
 -Aproximadamente 20x mais mutações do 
que o DNA nuclear; 
 -É transmitido pelo genitor, normalmente a 
mãe (herança materna). 
 
-A segregação fenotípica não é controlada 
Mendelianamente, pois só o citoplasma 
(normalmente da mãe) é passado para o seu 
descendente (se fosse mendeliana deveria ser 
considerado ambos os progenitores. 
-Características: 
 -Diferença do resultado do cruzamento 
com seu recíproco; 
 -Ausência de propriedades cromossomais 
da herança: distâncias relativas a outros genes 
conhecidos; 
 -Falta de segregação mendeliana; 
 -Grande variação fenotípica. 
-Causada por um gene defeituoso no DNA 
citoplasmático. 
 -Cloroplastos normais: ramos verdes; 
 -Cloroplastos anormais: ramos brancos; 
 -Cloroplastos normais e anormais: ramos 
variegados. 
 
-No começo do século XX, Carl Correns, um 
botânico alemão, realizou uma série de 
experiências genéticas utilizando a planta 
maravilha (Mirabilis jalapa) (“four o'clock plants”, 
em inglês). Hoje sabemos que seu trabalho 
demonstrou como o DNA do cloroplasto é passado 
de célula para célula, e dos pais para os 
descendentes - embora o próprio Correns não 
soubesse disto naquela época. 
-As plantas de Mirabilis com as quais Correns 
trabalhou resultaram em três tipos: verde puro, 
branco puro ou variegada (malhada de verde e 
branco). Ramos verdes e brancos poderiam 
aparecer em plantas variegadas, mas ramos 
variegados não apareceram em plantas verdes ou 
brancas. 
-Correns ficou curioso a respeito dessa 
característica de coloração e realizou uma série 
de cruzamentos entre plantas de cores 
diferentes. Ele descobriu que: 
• A coloração do ramo do óvulo doador 
(progenitora) ditou a coloração do 
descendente. 
• Os ramos maternos puramente brancos 
ou verdes somente produziram 
descendentes puramente brancos e 
verdes, respectivamente. 
• Ramos variegados da progenitora 
poderiam produzir todos os três tipos de 
descendência, mas não em qualquer 
proporção previsível. 
-Correns especulou que algum fator no citoplasma 
do óvulo deve determinar a cor dos descendentes. 
Foi, na verdade, um outro botânico alemão, Erwin 
Baur, que sugeriu que os cloroplastos no 
citoplasma podem carregar fatores hereditários 
(genes). 
-Baur pensou que, em plantas variegadas, alguns 
dos cloroplastos devem ter mutações que os 
torna incapazes de ficarem verdes (produzir o 
pigmento). Hoje, sabemos que esta hipótese 
estava perfeitamente correta! 
-Como é que a ideia de herança do cloroplasto 
pode deixar variegadas as plantas variegadas? 
Vamos seguir um zigoto (embrião unicelular) com a 
mistura de cloroplastos herdada do óvulo. Alguns 
dos cloroplastos são verdes, enquanto outros são 
brancos. Como o zigoto sofre muitos ciclos de 
mitose para formar um embrião e, em seguida, 
uma planta, os cloroplastos também se dividem e 
são distribuídos aleatoriamente em células-filhas 
em cada divisão. 
 
-Durante as muitas divisões celulares, algumas 
células terminarão com um simples conjunto de 
cloroplastos normais (ganhando manchas verdes). 
Outros receberão um conjunto simples de 
cloroplastos não funcionais (ganhando manchas 
brancas). Outros, ainda, terão uma mistura de 
cloroplastos normais e não funcionais, produzindo 
manchas verdes que podem dar origem a setores 
de verde puro ou branco puro. 
-E quanto ao padrão materno de herança? As 
plantas produzem células germinativas 
tardiamente no seu desenvolvimento, 
convertendo as células na ponta de um ramo em 
células produtoras de gametas. Um ramo verde 
puro produzirá óvulos com cloroplastos verdes 
que darão origem a uma prole de verde puro. Da 
mesma forma, um ramo branco puro produzirá 
óvulos que contenham apenas cloroplastos 
brancos e darão origem a uma prole de branco 
puro. 
-Se um ramo for variegado, ele possui uma 
mistura de células, algumas somente com 
cloroplastos funcionais, outras somente com 
cloroplastos não funcionais e outras com uma 
mistura de cloroplastos. Todos estes três tipos 
celulares podem dar origem a óvulos, originando 
uma prole verde, uma prole branca e uma prole 
variegada em proporções não previsíveis. 
 
 
 
 
-Híbridos triplo e duplo são produzidos em menor 
quantidade. 
-Interação genes citoplasmáticos e nucleares; 
-R_: restaura fertilidade (nuclear); 
-rr: não restaura. 
-Híbrido simples: 
 
 -Tem uma elevada heterose (alto potencial 
comercial, significa que os descendentes 
apresentam melhor desempenho que a geração 
progenitora) e homogeneidade (característica 
benéfica para a colheita). Sua semente, 
entretanto, é produzido em uma linhagem (sofre 
depressão por heterogamia). 
 
-Híbrido triplo: 
 
 
-Híbrido duplo: é obtido a partir de dois híbridos 
simples. 
 
Obs.: a denominação “gene nuclear” é usada para 
somente distinguir dos genes mitocondriais, já que 
esses são também herdados da parte materna e 
poderia haver confusão. 
-Características controladas por genes nucleares 
em que a expressão fenotípica do filho depende 
do genótipo da mãe. 
-Surge, com frequência, quando substâncias do 
citoplasma do óvulo são essenciais no início do 
desenvolvimento. 
-Exemplo 1: enrolamento da concha do caracol 
Limnae: 
 
-Observa-se que o caráter em questão depende 
somente dos genes maternos. 
D_: enrolamento para a direita; 
dd: enrolamento para a esquerda. 
-Exemplo 2: cor do tegumento em sementes de 
feijão. 
 
A_: tegumento preto; 
aa: tegumento branco.