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3 Genética e Evolução Determinação cromossômica do sexo e Tipos de herança Profa. Dra. Paula Ripamonte Figueiredo Determinação cromossômica do sexo e tipos de herança Transmissão das informações genéticas para gerações por meio da reprodução (assexuada ou sexuada). Reprodução sexuada - Geração de filhos geneticamente diferentes de seus progenitores. - Vantagem adaptativa para as populações dessas espécies. Determinação do sexo Cromossômica Mecanismos de determinação do sexo Ambiental Cromossomo X Cromossomo Y Cromossomos sexuais ou Alossomos Mecanismos de determinação do sexo Cromossomos Autossômicos Visualização do cariótipo corado com Giemsa, ao microscópio óptico. Cromossomos visualizados ao microscópio de varredura. Cromossomos Sexo Heterogamético: par de cromossomos sexuais é diferente entre si. Sexo Homogamético: par de cromossomos sexuais é morfologicamente idêntico. Sistema XY • Ocorre em humanos; • Sexo Homogamético = Fêmeas • Sexo Heterogamético = Machos • Machos que determinam o sexo da progênie. Sistemas de determinação do sexo 44 + XY 44 + XX 22 + X 22 + X22 + Y Genes nos cromossomos sexuais • Quantidade de genes: X ≠ Y. • O cromossomo Y possui menos genes que o X, mas não altera o desempenho. Segmento homólogo Segmento diferencial • Em mamíferos, a diferenciação das gônadas em testículos depende da presença do gene SRY (região determinante do sexo) no cromossomo Y. • Caso o cromossomo Y esteja ausente no indivíduo ou o gene esteja inativo no indivíduo XY, o fenótipo será feminino. Determinação do sexo em ratos possui componente genético extra • À esquerda, um rato XY com o gene Sry-T deficiente, que se desenvolveu como fêmea. • À direita, um rato XX carregando o gene Sry-T (transgênico), que se desenvolveu como macho. Sistema X0 • Ocorre em alguns insetos (gafanhotos e baratas), aranhas e nematódeos; • Sexo Homogamético = Fêmeas. • Sexo Heterogamético = Machos. • Na divisão meiótica, há a segregação do único cromossomo X sem divisão. • Machos produzem gametas sem cromossomo sexual. 22 + X 11 + X 11 + X 22 + X 22 + XX 11 Sistema ZW • Ocorre em aves, anfíbios e répteis; • Sexo Homogamético = Machos (ZZ). • Sexo Heterogamético = Fêmeas (ZW). • O cromossomo Z possui menos genes, mas sem comprometer sua viabilidade. • Machos e fêmeas possuem 38 pares de cromossomos autossômicos e 1 par sexual. 76 + ZZ 38 + Z 76 + ZZ 38 + Z 38 + Z 76 + ZW 38 + W Sistema Haploide/Diploide • Ocorre abelhas e formigas; • Machos são haploides (n). • Fêmeas são diploides (2n). • Zangões originam-se de óvulos não fecundados por partenogênese. • Acasalamento de Zangão com Rainha: fêmeas são produzidas, e a diferença entre Rainha e Operárias ocorre pela alimentação recebida. Sistema de Balanço Gênico • Ocorre em moscas Drosófilas; • Sistema do tipo XY, mas o Y não determina macho, apenas gene para produção de espermatozoides. • Sexo é determinado pelo balanço entre genes autossômicos (A) e genes no cromossomo X. Proporção de X:A Sexo = 1,0 Fêmea = 0,5 Macho < 0,5 Macho estéril Entre 0,5 e 1,0 Intersexo > 1,0 Fêmea com problemas de desenvolvimento Mecanismo de compensação de dose • Na década de 60, Mary Lyon propôs a hipótese de inativação do cromossomo X para compensar a dose dupla desse cromossomo em fêmeas. • Explicação para o fato de que as fêmeas não produzem o dobro de RNA e proteínas comparado aos machos. • Nas células somáticas das fêmeas, um dos cromossomos X seria inativado ao acaso, independente de qual progenitor ele tenha vindo. Nos gametas, os genes dos dois cromossomos X estariam ativos. • Em humanos, a inativação ocorre no início do desenvolvimento embrionário. Tipos de herança relacionada ao sexo • Herança ligada ao sexo: determinada por genes exclusivamente no cromossomo X; • Herança restrita ao sexo: determinada por genes exclusivamente no cromossomo Y; • Herança influenciada pelo sexo: determinada por genes nos cromossomos autossômicos cujo fenótipo pode ser observado em ambos os sexos, em função da constituição hormonal do organismo; • Herança limitada ao sexo: determinada por genes nos cromossomos autossômicos, cujo fenótipo é determinado pela presença ou ausência de hormônios sexuais. Herança ligada ao Sexo • Mães transmitem para filhos e filhas. • Pais transmitem apenas para as filhas. • Esses genes estão numa região do cromossomo X que não tem homologia com o Y. • Em humanos, existem mais de 150 caracteres confirmados que estão ligados ao cromossomo X. • Exemplos: formas de diabetes insípido, ausência de incisivos centrais, certas formas de surdez, distrofia muscular, cegueira noturna e vários outros. Daltonismo • Cegueira a cores em que os indivíduos afetados não conseguem distinguir o vermelho e o verde. • Atinge 1% das mulheres e 7% dos homens. Fotorreceptores Cones Bastonetes Cones: visão em cores. Bastonete: visão em preto e branco. Daltonismo • Detecção pelo Teste de cores de Ishihara (Dr. Shinobu Ishihara, 1879-1963). Daltonismo Herança restrita ao Sexo • Determinada por genes que ocorrem no cromossomo Y, foram da região homóloga ao cromossomo X (genes holândricos). • O cromossomo Y tem genes exclusivos que só se expressam em homens e, portanto, passam de pai para filho. Todo homem afetado é filho de um homem também afetado; e as filhas serão normais. • A determinação da masculinidade está ligada ao cromossomo Y. Neste cromossomo está o gene SRY, responsável pelo desenvolvimento dos testículos. Hipertricose auricular Herança influenciada pelo sexo • Relacionada a genes que se expressam nos dois sexos de formas diferentes. • A dominância do gene depende do sexo e depende de características anatômicas, fisiológicas ou hormonais. • Calvície hereditária: • Homens - ausência de cabelo no topo da cabeça; • Mulheres - diminuição do número de fios. Herança influenciada pelo sexo • Calvície hereditária: • O alelo autossômico B comporta-se como dominante nos homens e como recessivo nas mulheres (expressa-se apenas em homozigose BB). A diferença na expressão do alelo para calvície se deve à presença de hormônios. • Alelo B – Calvície • Alelo b – persistência de cabelos Genótipo Homem Mulher BB Calvo Calva Bb Calvo Não calva bb Não calvo Não calva •Presente em genes autossômicos, sua expressão vai depender do sexo do indivíduo. •Genes que determinam as características que definem o homem e a mulher e que podem estar presentes em ambos os sexos e se manifestam de acordo com a presença ou ausência dos hormônios sexuais. Herança limitada pelo sexo •Exemplo: Produção de leite nas glândulas mamárias nas mulheres. A expressão limita-se às fêmeas. Bons Estudos!
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