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--> Indivíduos Heterozigóticos apresentam fenótipo intermediários entre fenótipos dos homozigóticos; ex: Aula 10 A autofecundação consiste na fecunda-ção da planta como seu próprio pólen. (autógamas); Genótipo: Constituição alélica; Fenótipo: Formas alternativas de expre-ssão de uma característica. Essa expres-são depende do genótipo e do ambien-te. Fenótipo= Genótipo+Ambiente Conceitos essenciais Mendelismo Existência de genes; Os genes estão aos pares: as formas diferentes de um tipo de gene são chamadas de alelos; O princípio da segregação; Conteúdo gamético; Fertilização aleatória; Os genes devem ser estáveis: mutação deve ser um evento raro; Os indivíduos estudados devem permanecer nas mesmas condições ambientais; Não deve haver alteração das frequências zigóticas; Situação comumente encontrada é que o alelo dominante codifica uma proteína funcional já o alelo recessivo codifica a falta da proteína ou uma não funcional; Base molecular da genética mendeliana --> Indivíduos Heterozigóticos apresentam o fenótipo de um dos homozigóticos; ex: Dominância Completa Dominância Incompleta --> Indivíduos Heterozigóticos apresentam ambos os fenótipos dos homozigóticos; ex: Co -Dominância Aula 11 Heredograma Normalmente aparecem com a mesma frequência em ambos os sexos e tendem a pular gerações; Os indivíduos afetados tendem a ter pais não afetados; Normalmente pessoas não afetadas não transmitem o traço. Já pessoas afetadas têm pelo menos genitor afetado; Não pula gerações; TRAÇOS AUTOSSÔMICOS RECESSIVOS Ex: Albinismo TRAÇOS AUTOSSÔMICOS DOMINANTES Ex: Síndrome de waardenburg, Nanismo; Aparecem apenas nos homens; Todos os descendentes do sexo masculino de um homem afetado, também serão afetados; Não pula gerações; Em geral mulheres são mais afetadas que homens; Não pula gerações, Os homens têm necessariamente a mãe afetada; Os homens afetados transmitem o distúrbio a todas as filhas, mas a nenhum dos filhos; Nunca é transmitido do pai para o filho; Em geral atinge mais homens que mulheres; Pula gerações; TRAÇOS LIGADOS AO CROMOSSOMO Y TRAÇOS DOMINANTES DO X TRAÇOS RECESSIVOS DO X Aula 12 Lei da segregação independente Notou que as proporções monogênicas eram mantidas para cada caráter; • Percebeu que a proporção 9:3:3:1 era o resultado de duas proporções 3:1 independentes combinadas aleatoriamente; Portanto, o caráter cor da semente é independente do caráter textura da semente; Os alelos dos dois locos segregam de forma independente na meiose (formação dos gametas); É um evento decorrente da divisão celular, no qual uma dupla fita de DNA troca material genético com outra dupla fita. Permite uma descendência que combina as características genéticas dos progenitores, sendo por isso uma fonte de variabilidade genética ao favorecer diferentes combinações de genes; Pode ser homóloga ou não-homóloga; São produzidos por crossing over; Experimentos de Mendel Recombinação Gênica Relação Fenotípica e Genotípica (triplo-heterozigoto) Cada gene segregante forma 3 genótipos: AA, Aa, aa para o gene A; Número de genótipos = 3 n , sendo n= nº de genes heterozigotos Para 3 genes: 3 × 3 × 3 = 3 3 = 27 genótipos diferentes formados; Experimentos de Mendel - Fatores que podem afetar a relação fenotípica mendeliana: >Relações intra-alélicas > Relações interalélicas (intra-gênicas) do tipo epistática; > Ligação gênica; Interações não - alélicas (Epistasia) Quando um determinando alelo de um gene mascara a expressão de alelos de outro gene e expressa seu próprio fenótipo; Gene epistático: aquele que inibe a expressão de outro geneGene epistático: aquele que inibe a expressão de outro gene; Gene hipostático: aquele cuja expressão é inibida Conversão: Quando o produto de um gene é convertido em um outro produto por outro gene, mascarando a ação do primeiro gene Bloqueio de um passo metabólico: quando em uma rota metabólica a ausência de um produto evita a formação de outros produtos; Supressor: Alelo que reverte o efeito de uma mutação ocorrida em outro gene (cancela a expressão do alelo mutante), resultando no fenótipo normal (selvagem); Aula 13 Relações Intra - alélicas São as relações entre alelos de um mesmo loco gênico; São aqueles sem os quais um organismo morre; Dominância Completa Dominância Incompleta Co Dominância Gene Letal ex: Ausência de cauda é um alelo recessivo letal em gatos; Tipos de Relações Epistáticas Ocorre quando 2 ou mais genes controlam o mesmo caráter, podendo, ou não, estar localizados no mesmo cromossomo; Estes determinam produção de enzimas que catalisam diferentes etapas de uma mesma via biossintética Os alelos de um gene (epistático) suprimem a expressão dos alelos do outro gene (hipostático); Epistasia dominante > Ocorre quando um alelo dominante inibe a ação de alelos de outro par. ex: Galinhas da Raça Thorn, possuem plumagem colorida, condicionada pelo alelo dominante C. Galinhas que possuem alelo C e L possuem plumagem Branca, pois o alelo L inibe o alelo C. Ou seja, a galinha só apresenta plumagem colorida na ausência do alelo L. Ex2: Em abóboras o alelo Y determina a síntese do pigmento amarelo e é dominante sobre y, que sintentiza pigmento verde. o alelo W é dominante sobre w e inibe a ação dos alelos Y e y. Assim, uma vez presente o alelo W, a abóbora será branca, para ser amarela wwY_ e para ser verde wwyy. EPISTASIA RECESSIVA > Ocorre quando um par de alelos recessivos inibe a ação de alelos de outro par. Ex: Em camundongos, o alelo P é responsável pela cor aguti da pelagem e o alelo p é responsável pela cor preta. Mas a determinação da cor da pelagem depende de outros dois alelos: o alelo A permite a expressão do gene para cor da pelagem, enquanto o alelo a impede a expressão do gene. Se o camundongo possui os genes aa ele não produzirá cor na pelagem e será albino. Variações na expressão dos Genes Penetrância Completa: É quando um alelo produz o fenótipo correspondente sempre que estiver presente em condições de se expressar; Penetrância Incompleta: É quando apenas uma parcela dos indivíduos com o mesmo genótipo expressa o fenótipo correspondente; Expressividade Uniforme: Ocorre quando um alelo expressa sempre um único tipo de fenótipo Expressividade Variável: Quando a expressão do alelo resulta no aparecimento de vários padrões de fenótipos ou vários graus de expressão PENETRÂNCIA > É definida como a porcentagem de indivíduos com um determinado alelo que exibem o fenótipo associado àquele alelo; > Pode ser completa (100%) ou incompleta (p. ex., 50% quando apenas metade dos indivíduos apresenta o traço); EXPRESSIVIDADE > Corresponde ao modo de expressão do alelo > Determina o quanto o traço afeta ou quantas características do traço aparecem no indivíduo; Aula 13 - Pt 2 Aula 14 REPRODUÇÃO SEXUADA Mutações A mutação é a fonte de todas as variações genéticas, a matéria-prima da evolução; As mutações também são úteis para examinar processos biológicos fundamentais; Uma MUTAÇÃO é definida como uma mudança herdada na informação genética, os descendentes podem ser células ou organismos; MUTAÇÕES SOMÁTICAS: ocorrem mutações somáticas em células não reprodutoras e são transmitidas para novas células por mitose criando um clone de célula com gene mutante. MUTAÇÕES GERMINATIVAS: ocorrem mutações germinativas em células dão origem a gametas. A meiose e a reprodução sexuada permitem que as mutações germinativas sejam transmitidas para aproximadamente 50% da geração seguinte que carreiam as mutações em todas as células. MUTAÇÕES SUPRESSORAS > Cancela o efeito de uma mutação anterior em um sítio diferente; > Capacitando o fenótipo tipo selvagem para ser mantido ou parcialmente restabelecido. CRISPr O que é? - É uma espécie de "tesoura genética", que permite à ciência mudar parte do código genético de uma célula; O que faz? - Funcionam como uma memória imunológica, pois armazenam a impressão digital molecular dos vírus no DNA das bactérias. Dessa forma, novas infecções podem ser detectadase neutralizadas, resultando na imunização destas células. - É possível recortar as partes de interesse do genoma e editá-las de acordo com o interesse da pesquisa, seja para silenciá-la, seja para reparar trechos. Aula 14 - Pt 2 Aula 15 Um gene pode ter vários alelos determinando um caráter (2, 3, 4…,); Indivíduos diplóides: 2 alelos; Graus de dominância variados; População de indivíduos diplóides: vários alelos para um mesmo loco; Representação da série alélica: A1, A2, A3, … (loco A) ALELISMO MULTIPLO GAMETOFÍLICA: Fenótipo do pólen para a reação de incompatibilidade é determinado pelo alelo S que ele possui; ESPOROFÍTICA: Fenótipo do pólen para a reação de incompatibilidade é determinado pelo genótipo da célula mãe do grão de pólen (onde o antígeno é produzido); AUTOINCOMPATIBILIDADE Aula 16 Efeito do ambiente na expressão Gênica Característica Observável: resultado da ação do genótipo e do ambiente: F=G+A (corresponde ao fenótipo) Característica Qualitativas: Um ou poucos genes, menor influência ambiental; Características Quantitativas: Muitos genes, maior influência ambiental; EFEITO DO AMBIENTE NO FENÓTIPO Ex: A expressão da mutação vestigial na Drosophila é dependente da temperatura Efeitos da Luz: O fenótipo induzido por fatores ambientais e semelhante a outro determinado geneticamente é denominado fenocópia. ex: Milho Albino Efeitos da Nutrição ex: Gordura em coelhos (Branca ou Amarela); ex: Deficiência de nutrientes influencia o crescimento das plantas; Efeitos hormonais ex: Plantas braquíticas em milho; (tamanho das plantas); ex: Tilápia (engorda) Interação Gnótipos por Ambiente A) Ausência de Interção; B) Interação simples; C) e D) Interação complexa; FATORES AMBIENTAIS PRISÍVEIS Tipo de solo, comprimento do dia, época de plantio, latitude, altitude, tecnologia aplicada, clima, etc. FATORES AMBIENTAIS IMPREVISÍVEIS Variações erráticas do clima (quantidade e distribuição das precipitações pluviométricas, temperatura, geadas, etc). Exercícios durante as aulas Nos seres humanos, ”Keratosis” (K) é uma doença de pele determinada por um alelo dominante. Um homem que apresenta ”K”, cujo pai não apresentava, casa-se com uma mulher que possui ”K”, cuja mãe não possuía. Se tiverem três crianças, qual é a probabilidade de elas apresentarem ”K”. 1. 2. O heredograma a seguir representa a herança de um raro distúrbio em uma família estendida. Qual é a forma mais provável de herança para essa doença? 3. Considere um caso no qual marido e espoca recém- casados descobrem que cada um deles tinha um tio com doença de Tay-Sachs 4. Em galinhas, a ausência de penas no pescoço é decorrente do alelo dominante N, e a presença de penas, ao alelo recessivo n. Qual o procedimento para a seleção mais rápida, a partir de uma população F2, de galinhas homozigóticas com pescoço pelado? 5. Em alface, o alelo C condiciona folha crespa e o recessivo c, folha lisa. A partir do genótipo Cc, quais as proporções genotípicas e fenotípicas esperadas após a quarta geração de autofecundação? 6. O alelo dominante L condiciona o pelo curto nas cobaias e seu alelo recessivo l condiciona o pelo longo. Um par de alelos independentes condiciona a cor dos pelos, tal que C1C1 = amarelo, C1C2 = creme e C2C2 = branco a) Qual é a proporção fenotípica esperada entre os descendentes de acasalamentos entre duplos- heterozigotos? b) O cruzamento entre duas cobaias produziu a seguinte descendência: 66 curto, creme; 64 curto, branca; 22 longo, creme; e 21 longo, branca. Quais são os genótipos dos pais? 7. Supondo que na espécie de Eucalyptus que você irá trabalhar ocorra auto-incompatibilidade, pergunta-se: a) Como proceder para identificar as plantas autoincompatíveis nas plantações? b) Como manter essas plantas? c) Qual o procedimento para se produzir sementes híbridas de eucaliptos utilizando essas plantas? 8. Suponha que você identifique um novo sistema de grupos sanguíneos em coelhos. Como você procederia para verificar se o controle genético é decorrente de uma série de alelos múltiplos? 9. Considere o seguinte cenário: Na Zona da Mata (MG) existe uma cultivar de feijão muito utilizada pelos agricultores por apresentar alta produtividade e resistência às principais doenças e pragas do feijoeiro. Um profissional das ciências agrarias, sabendo dessa informação, deseja recomendar esta cultivar para a região Norte do país. Diante dos seus conhecimentos sobre interação genótipos por ambientes, discuta sucintamente sobre os aspectos práticos deste cenário.