Processos Moleculares e Geneticos 4

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PROCESSOS MOLECULARES E GENÉTICOS
UNIDADE 4 - GENÉTICA DE POPULAÇÕES
Autoria: Symara Rodrigues Antunes - Revisão técnica: Carlos Jorge Rocha 
Oliveira
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Introdução
Na qualidade de população humana, somos desafiados diariamente: um microrganismo novo que surge ou até
mesmo um novo desafio imposto pelo envelhecimento de nossas células e tecidos. Com isso, há características
que necessitam de uma ação em conjunto entre o genótipo e o meio ambiente. Vamos pensar, por exemplo, no
câncer. Há pessoas que possuem alta probabilidade de desenvolvimento de câncer, mas não poderemos garantir
que a pessoa irá, de fato, desenvolver, pois há mais fatores que influenciam nesse processo. Esse é o ponto inicial
que precisamos entender para estudarmos as chamadas heranças complexas. Mas, de alguma maneira, todas as
heranças são seriam complexas de certa forma? Ou como podemos dosar, e se podemos dosar, a influência de
cada um (genótipo e meio ambiente) no desenvolvimento da característica? Essas respostas são o que
buscaremos nesta unidade.
Avançando, ainda, temos os estudos da genética de população, que nos mostram como avaliar corretamente uma
população. Entenderemos o conceito de endogamia e coancestralidade, além de conhecermos o equilíbrio de
Hardy-Weinberg.
Bons estudos!
4.1 Herança multifatorial
Quando Mendel estudou os padrões de heranças de caracteres das ervilhas, ele determinou que somente os
genes teriam influência sobre a sua expressão pela célula. Com o avançar dos estudos, descobrimos que o
fenótipo (conjunto de características apresentadas ao meio ambiente pelo indivíduo) pode ser influenciado pelo
ambiente. De fato, podemos conceituar que o fenótipo é exatamente o resultado da interação do genótipo
(conjunto de genes do indivíduo) com o meio ambiente. Mendel utilizou esses conceitos, mesmo que ainda não
tivessem sido cunhados e entendidos na sua época, e formulou as chamadas Leis de Mendel, as quais,
resumidamente, dizem que um caractere é designado por um gene e os alelos desses genes possuem segregação
independente nos gametas.
Contudo, existem algumas doenças ou características que fogem desse conceito mendeliano de herança. São as
chamadas heranças multifatoriais ou heranças complexas. O conceito seria de que, nesses casos, existiriam
vários fatores (genéticos ou ambientais) que interagem para formar um fenótipo. Se nos concentrarmos em
pensar nesse conceito, podemos afirmar que praticamente todas as condições médicas possuem esse tipo de
herança, uma vez que chega a ser impossível não conseguir identificar uma influência genética e um fator
ambiental que não se combinem para gerar um padrão multifatorial (SCHAEFER, 2015).
Figura 1 - Representação de como ocorre a influência de vários genes e processos para a formação de uma 
determinada condição multifatorial
Fonte: Adaptada de Schaefer e Thompson (2015, p. 222).
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Fonte: Adaptada de Schaefer e Thompson (2015, p. 222).
#PraCegoVer: a figura apresenta um diagrama com três linhas que remetem todas a uma condição X. Cada linha
apresenta quatro etapas que interagem entre si e que resultam em uma condição X de herança multifatorial.
Encontramos, ainda, uma outra característica: doenças de herança multifatorial se apresentam mais complexas,
com dificuldade de definição de sua etiologia, isto é, de se saber qual a sua origem. Portanto, podemos entender
que, de forma simplista, uma doença de herança multifatorial é aquela impossível de se indicar um único agente
causador. Sob essa análise, podemos citar a diabetes, os vários tipos de cânceres, a longevidade e o
envelhecimento.
Tabela 1 - Exemplos de algumas malformações congênitas comuns com herança multifatorial
Fonte: Elaborada pela autora, baseada em GRIFFITHS, 2013, p. 141.
#PraCegoVer: tabela com alguns exemplos de doenças congênitas multifatoriais e suas incidências aproximadas
na população, não organizada por taxa de incidência.
Essas características podem ser quantificadas. Por exemplo, se você tiver uma turma de estudantes de uma
determinada série, poderá executar uma medição da altura de cada indivíduo e plotar em um gráfico. Cada
indivíduo, com seu fenótipo, vai se tornar um número. Você também observará que o gráfico organizado
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indivíduo, com seu fenótipo, vai se tornar um número. Você também observará que o gráfico organizado
apresenta uma grande variação. Apesar de todos serem da mesma espécie, há uma grande variação nas alturas
apresentadas. Não há, portanto, classes bem distintas, e sim uma variação contínua do fenótipo, indicando que
há uma gradação na expressão dos genes que regulam o fenótipo altura. Podemos chamar essas características
de , que são influenciadas pelo envolvimento de uma ampla gama de fatorescaracterísticas quantitativas
genéticos e ambientais.
Contudo, nem toda herança se apresenta dessa maneira, podendo se manifestar em categorias distintas. Quando
Mendel estudou o padrão de rugosidade das ervilhas, por exemplo, não havia um padrão intermediário entre o
liso e o enrugado. Nesse tipo de padrão de herança, há uma mudança abrupta entre as distintas categorias, tal
qual ocorre nos tipos sanguíneos ABO em humanos.
Por muitos anos, houve uma discussão de qual dos dois padrões de herança seria o correto a ser aplicado aos
seres humanos. Hoje, sabemos que ambas as teorias descrevem corretamente os padrões de herança para
diferentes características, incluindo várias doenças humanas. Existem características que seguem o padrão de
característica quantitativa e existem outras que se apresentam com o padrão de herança de classes distintas (ou
padrão mendeliano) (ALBERTS, 2017).
4.1.1 Padrões complexos de herança
Então, como estabelecer que uma determinada característica (ou doença) apresenta um padrão de herança
multifatorial? Os estudos de diferentes características e doenças de herança complexa permitiram estabelecer
alguns padrões que são aceitáveis para se considerar uma característica ou doença como multifatorial. Confira!
1
Pode haver ocorrência da doença em crianças filhas de pais não afetados. É possível ainda, encontrar vários casos
em uma mesma família (agregação familiar), mas não observamos um padrão de distribuição mendeliana de
herança clara.
2
O risco de ocorrência da doença pode aumentar ou diminuir dependendo das influências ambientais.
3
Pode haver diferenças de frequência entre os gêneros, mas sem características de limitação ao sexo. Além disso,
parentes de primeiro grau de indivíduos pertencentes ao gênero mais raramente afetado têm maior risco de
sofrer a doença.
4
As taxas de concordância em gêmeos monozigóticos e dizigóticos contradizem as proporções mendelianas. Uma
VOCÊ O CONHECE?
Wilhelm Ludvig Johannsen (1857-1927) foi um botânico dinamarquês que demonstrou, pela
primeira vez, que a variação de uma característica quantitativa se apresenta influenciada por
diversos fatores ambientais e genotípicos. Trabalhou com sementes de feijão, analisando
especificamente o peso delas. Criou, a partir de suas análises, linhagens puras, permitindo a
criação de linhagens de feijão que mantinham certa similaridade do peso de suas sementes.
Johanssen observou, ainda, que, mesmo nessas linhagens puras, havia variações influenciadas
por diversos fatores.
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As taxas de concordância em gêmeos monozigóticos e dizigóticos contradizem as proporções mendelianas. Uma
taxa de concordância é uma medida da taxa em que os dois gêmeos têm uma doença específica.
5
Há ocorrência da doença com mais frequência em um grupo étnico específico (ou seja, caucasianos, africanos,
asiáticos, hispânicos etc.).
A partir dos conceitos expostos até aqui, podemos questionar: as heranças multifatoriais possuem padrão de
herança contínua ou descontínua? Essa resposta não é única. Existem aquelas que, apesar de sofrerem
influências de inúmeros fatores, ainda assim apresentam um padrão de herança descontínua, com classes bem
definidas; e existem aquelas que apresentam a variabilidade de apresentação de fenótipos ou padrão
descontínuo (SNUSTAD,2017).
Vamos considerar um exemplo de padrão de herança complexa (ou multifatorial) de padrão de herança
descontínua: doença cardíaca. Muitos indivíduos irão apresentar problemas cardíacos em torno da sexta década
de vida. Entretanto, fatores como peso, nível de sedentarismo, tipo de alimentação, taxas de colesterol e
tabagismo exercem grande influência. O padrão é entre duas classes distintas: ter ou não ter a doença cardíaca.
Os cientistas, ao analisarem esse tipo de doença, constataram, então, que é preciso o indivíduo chegar a uma
espécie de limiar de suscetibilidade, sendo, portanto, tal característica chamada de .características de limiar
4.1.2 Endogamia e coancestralidade
Quando Mendel trabalhou com as ervilhas, ele ora permitia que ocorresse fecundação cruzada, ora permitia que
houvesse a autofecundação. Essa autofecundação pode, ainda, ser denominada . Para espécies nãoendogamia
hermafroditas, podemos definir endogamia como a capacidade dos indivíduos de se reproduzir dentro de um
mesmo grupo, ou seja, não estão se reproduzindo aleatoriamente. Tais restrições de possibilidades de
casamentos (ou acasalamentos quando entre animais não humanos) faz com que haja, cada vez menos,
variabilidade genética entre essa comunidade.
CASO
Durante muitos anos, acreditou-se que a diabetes era uma simples questão de conta
metabólica desfavorável: comia-se muito, exercitava-se pouco. Entretanto, os avanços das
pesquisas dessa condição de saúde que acomete milhões de pessoas no mundo demonstraram
que a diabetes é algo bem mais complexa. Desde 2013, a obesidade é tratada como doença pela
American Medical Association e, posteriormente, a própria Organização Mundial de Saúde
reconheceu como agravo de saúde crônico, que necessita de acompanhamento e de tratamento
do paciente durante muitos anos, além de tratamentos e manejos específicos. A obesidade é
classificada, atualmente, como uma doença multifatorial (ou complexa), em que temos fatores
genéticos, metabólicos, sociais, ambientais e psicológicos que interagem entre si. Dessa forma,
não podemos limitar a etiologia da doença a somente aquela máxima de “comeu demais”.
VOCÊ QUER LER?
Os distúrbios e as características de herança multifatorial complexa são sempre um assunto
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As regras sociais humanas de endogamia exigem que os casamentos sejam restritos a grupos sociais, faixas ou
relacionamentos específicos. As práticas endogâmicas ajudam a destacar a identidade e a singularidade da
comunidade em oposição aos grupos vizinhos com os quais o casamento é desencorajado. Elas são
frequentemente aplicadas em todo o nível da sociedade e ajudam a determinar os limites do grupo. Às vezes, são
aplicadas a subcomponentes em uma sociedade maior, em geral para reforçar sua capacidade de manter acesso
restrito à propriedade, poder e status. Três tipos de divisões intrassociedade foram amplamente observadas:
endogamia de castas, endogamia de aldeias e endogamia de linhagem. Veja a seguir:
• Endogamia de castas
Castas são classes sociais hereditárias que se distinguem entre si por atividade econômica e ocupacional,
posição política e status ritual. Homens e mulheres uniformemente são obrigados a se casar dentro de
suas castas de nascimento para manter a “pureza” das linhas hereditárias e incluir alianças e trocas afins
dentro dos limites do grupo. O modelo padrão de casta é retirado da sociedade tradicional das Índias
Orientais, onde a participação em grupos de hereditariedade determina estritamente a ocupação e a
pureza ritual. Outros exemplos incluem a Europa medieval e o apartheid na África do Sul.
• Endogamia da aldeia
A distância física tem um efeito óbvio do leque de possíveis parceiros no casamento e podemos esperar
que as pessoas se casem com a “garota da porta ao lado” devido à facilidade e à frequência do contato
pessoal. No entanto, algumas sociedades reforçam essa tendência e ajudam a transformar fronteiras
geográficas em sociais menos permeáveis, exigindo ou incentivando o casamento em uma aldeia ou
outra unidade territorial. Os Yanomami da Amazônia praticam um sistema endógamo marcado,
formando assentamentos compostos por linhagens localizadas emparelhadas, que são obrigadas a trocar
mulheres de acordo com uma regra bilateral de casamento entre primos cruzados. Um padrão menos
rígido de endogamia é evidente nas aldeias turcas, que se aproximam da “comunidade corporativa
fechada”; um tipo social aplicado às sociedades camponesas.
• Endogamia de linhagem
Embora estruturas de descendência unilinear muitas vezes envolvam a especificação de linhagens como
unidades exogâmicas, existem alguns casos marcados de casamentos preferenciais entre companheiros
da mesma linhagem. Normalmente, isso é organizado por meio da prática do casamento entre primos
paralelos, em geral entre os filhos de dois irmãos, que são membros conjuntos da linhagem patronal de
seus pais. Essa prática, quase sempre, está associada à necessidade de manter a propriedade dentro de
uma linhagem e evitar a dissipação com trocas afins ou herança feminina. A endogamia de linhagem
acontece, com mais frequência, em comunidades pastorais, nas quais a continuidade dos rebanhos
domésticos representa uma preocupação primária. Também é encontrada como um padrão de cultura
comum nas sociedades do Oriente Médio.
As altas taxas de endogamia são comuns nas sociedades humanas, não apenas entre as raças em um território
Os distúrbios e as características de herança multifatorial complexa são sempre um assunto
que merece um pouco mais de leitura. Como são muitas variáveis que precisam ser associadas,
que tal expandir um pouco mais o conhecimento? Leia o texto Herança multifatorial (complexa)
, disponível em: https://www.msdmanuals.com/pt/profissional/t%C3%B3picos-especiais
/princ%C3%ADpios-gerais-da-gen%C3%A9tica-m%C3%A9dica/heran%C3%A7a-
.multifatorial-complexa
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https://www.msdmanuals.com/pt/profissional/t%C3%B3picos-especiais/princ%C3%ADpios-gerais-da-gen%C3%A9tica-m%C3%A9dica/heran%C3%A7a-multifatorial-complexa
https://www.msdmanuals.com/pt/profissional/t%C3%B3picos-especiais/princ%C3%ADpios-gerais-da-gen%C3%A9tica-m%C3%A9dica/heran%C3%A7a-multifatorial-complexa
https://www.msdmanuals.com/pt/profissional/t%C3%B3picos-especiais/princ%C3%ADpios-gerais-da-gen%C3%A9tica-m%C3%A9dica/heran%C3%A7a-multifatorial-complexa
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As altas taxas de endogamia são comuns nas sociedades humanas, não apenas entre as raças em um território
geográfico, mas também quando olhamos entre grupos étnicos-raciais; populações geograficamente unidas que
acabam por ter frequências genotípicas similares entre si. Populações pequenas possuem frequências alélicas
sujeitas a mudanças de erros de amostragem. Tal variação é conhecida como deriva genética aleatória, ou seja, os
efeitos da reprodução aleatória são cumulativos e podem interferir nessas populações, podendo gerar mutações
na prole (WATSON, 2015).
Vamos analisar comunidades humanas cuja cultura sejam os casamentos consanguíneos. Um exemplo bem claro
são as comunidades de castas na Índia. Indivíduos de uma determinada casta só poderão se casar com indivíduos
da mesma casta. Para os estratos mais elevados da pirâmide, isso traz problemas sérios, pois acaba que as
possibilidades de casamentos se restringem somente a indivíduos que possuem algum parentesco. E o grande
problema disso é o surgimento, dentro dessa população, de altas taxas de fenótipos recessivos que podem ser
deletérios. Além disso, pode-se selecionar e fortalecer a presença de graves doenças nessas comunidades. O
casamento entre parentes próximos é praticado globalmente desde o início da sociedade humana. O papel da
consanguinidade que afeta a saúde humana é um tópico de grande interesse na genética médica.
4.2 Genética de populações
Vamos fazer uma viagem no tempo e imaginar nossos ancestrais há vários milhares de anos. Essas populações
humanas primitivas caçavam animais selvagens e colhiam vegetais comestíveis selvagens. Algum tempo depois,
houve o desenvolvimento da agricultura e pecuária.Os fazendeiros ancestrais obtinham as sementes selvagens
para cultivá-las e, com isso, retiravam uma amostra do conjunto gênico selvagem. Nessa amostragem, havia
apenas um subconjunto de variação genética encontrada na planta selvagem. Assim, as plantas cultivadas e os
animais domesticados tinham menos variações genéticas do que seus progenitores selvagens. Dessa forma,
selecionou-se um novo conjunto gênico isolado.
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Figura 2 - Conjunto gênico
Fonte: GRIFFITHS, 2013, p. 557.
#PraCegoVer: a figura mostra um conjunto de rãs com seus variados alelos espalhados na população,
demonstrando que o conjunto gênico é o somatório de alelos de uma população.
Prosseguindo em nossos estudos, precisamos entender o que vem a ser uma população. Uma população é
composta por membros da mesma espécie que vivem e interagem simultaneamente na mesma área. Quando
indivíduos em uma população se reproduzem, eles transmitem seus genes para seus filhos. Muitos desses genes
são polimórficos, o que significa que ocorrem em múltiplas variantes. Tais variações de um gene são conhecidas
como alelos. O conjunto coletivo de todos os alelos dentro de uma população é conhecido como pool genético. E,
quando isolamos, lá atrás, ao selecionarmos animais e plantas para domesticá-los e fazer parte de nossas
plantações, retiramos alelos de um pool genético e criamos um novo, mais restrito e com regras de evolução
próprias (GRIFFITHS, 2013).
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Embora alguns alelos de um determinado gene possam ser observados com frequência, outras variantes podem
ser encontradas com uma frequência muito menor. Os pools de genes não são estáticos. A frequência e a
ocorrência de alelos em um pool genético podem mudar com o tempo. Por exemplo, as frequências dos alelos
mudam devido a mutações aleatórias, seleção natural e migração.
A genética populacional examina a variação genética dentro e entre populações, e as mudanças nas frequências
alélicas através das gerações. Os geneticistas da população usam modelos matemáticos para investigar e prever
frequências de alelos nas populações.
Os conjuntos de genes das populações naturais podem variar significativamente. Um objetivo da genética
populacional é determinar a variação genética entre diferentes populações da mesma espécie. O estudo de tais
variações tem implicações na saúde, na domesticação, no manejo e na conservação das espécies. Por exemplo, o
aumento da urbanização fragmenta gradualmente as paisagens naturais e leva à perda de habitat, à divisão e ao
isolamento das populações naturais. Comparar a composição genética de diferentes populações pode fornecer
informações sobre o fluxo gênico e é importante para manter as populações da vida selvagem. Compreender o
pool genético de espécies ameaçadas de extinção é crucial para conservar a biodiversidade no ecossistema global.
A genética populacional também pode ser usada para investigar a variação genética dentro de e entre
populações humanas. As diferenças nas frequências alélicas estão subjacentes à variação na ocorrência de certas
doenças hereditárias, como a doença de Tay-Sachs, na população judaica ashkenazi, ou a beta-talassemia, nas
populações mediterrâneas.
A genética populacional também é usada para entender a base genética de outras características humanas. Por
exemplo, a genética populacional tem sido usada para estudar como a seleção natural moldou a imunidade inata,
a altura do corpo e a longevidade.
4.2.1 Teorias das frequências alélicas
Vamos relembrar um pouco da Lei de Segregação de Mendel. Utilizando termos modernos, podemos afirmar que
um indivíduo diploide carrega duas cópias individuais de cada gene autossômico (ou seja, uma cópia em cada
membro de um par de cromossomos homólogos). Cada gameta produzido por um indivíduo diploide recebe
apenas uma cópia de cada gene, que é escolhido aleatoriamente entre as duas cópias encontradas nesse
indivíduo. Segundo a Lei de Segregação de Mendel, cada uma das duas cópias em um indivíduo tem a mesma
chance de ser incluída em um gameta, de modo que esperamos que 50% dos gametas de um indivíduo
contenham uma cópia e 50% contenham a outra cópia (SNUSTAD, 2017).
Um indivíduo tem, então, a composição de seu genótipo feita da combinação de alelos em um determinado lócus
genético. Se houver dois alelos em uma população no lócus A (A e a), os possíveis genótipos nessa população
serão AA, Aa e aa. Indivíduos com os genótipos AA e aa são homozigotos (isto é, possuem duas cópias do mesmo
alelo). Indivíduos com o genótipo Aa são heterozigotos (isto é, possuem dois alelos diferentes no lócus A). Se o
O aconselhamento genético é recomendado para todos que desejem ter filhos e/ou avaliar
riscos de desenvolvimento de doenças que já acometem outros membros da família. Em um
aconselhamento genético, é calculada a probabilidade de o casal produzir um indivíduo com
determinada doença genética ou, até mesmo, de prever se determinado indivíduo pode ter
traços de doenças multifatoriais e quais as chances de desenvolvimento. A atriz Angelina Jolie
realizou um aconselhamento genético, que avaliou sua herança genética e demais fatores
associados, de desenvolvimento de câncer de mama e útero, que acometeu outras mulheres
em sua família, inclusive sua mãe. Dessa forma, com acompanhamento clínico especializado,
realizaram-se intervenções profiláticas. No caso de heranças multifatoriais, como o câncer de
mama na família de Jolie, é importante ressaltar que só podemos avaliar e manejar alguns
poucos fatores de uma grande possibilidade de influentes na etiologia da doença.
VOCÊ SABIA?
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alelo). Indivíduos com o genótipo Aa são heterozigotos (isto é, possuem dois alelos diferentes no lócus A). Se o
heterozigoto é fenotipicamente idêntico a um dos homozigotos, o alelo encontrado nesse homozigoto é
considerado dominante e o alelo encontrado no outro homozigoto é recessivo.
A população deve ser grande o bastante para que as frequências alélicas não estejam sujeitas a mudanças de
erros de amostragem. Essa variação na frequência alélica devido a erros de amostragem em pequenas
populações é conhecida como deriva genética aleatória, ou seja, os efeitos da reprodução aleatória são
cumulativos e podem interferir nessas pequenas populações.
Frequência alélica é um termo aplicado à frequência relativa de um alelo em um lócus genético em uma
população. A abordagem de genotipagem continua sendo o padrão ouro na determinação da frequência de
alelos; no entanto, métodos analíticos de DNA menos dispendiosos e muito mais fáceis de executar para
investigar amostras de DNA agrupadas foram introduzidos recentemente ou estão atualmente sob investigação.
A determinação da frequência alélica de variantes de genes candidatos a polimorfismos de nucleotídeo único
pode ter aplicações práticas para, mas não se limitando a, design de pesquisa e interpretação de dados,
identificando associações genéticas com doenças específicas ou características relacionadas à saúde, estimando
o número de indivíduos com suscetibilidade a doenças ou resistência a drogas em uma população e realizando
estudos evolutivos e antropológicos.
Vamos entender melhor esse tema com um exemplo. Imagine que indivíduos dentro de um mesmo grupo
passem a se acasalar e se reproduzir entre si, ou seja, prática de endogamia. Dessa forma, então, a reprodução
não é aleatória com relação à espécie no geral, e há uma grande similaridade entre as frequências gênicas.
Grupos étnicos, raciais e populações separadas geograficamente diferem uma das outras em frequências gênicas.
Mesmo após a comunidade científica ter aceitado as Leis de Mendel, ainda permanecia certa discussão em
relação à manutenção da variação genética em populações naturais. Alguns oponentes da visão mendeliana
sustentavam que os traços dominantes deveriam aumentar e os traços recessivos deveriam diminuir em
frequência, o que não é o observado em populações reais. Hardy refutou esses argumentos em um artigo que,
junto com um artigo publicado independentemente por Weinberg, lançou as bases para o campo da genéticapopulacional.
Dentro de uma mesma população, cada gene irá se apresentar em diferentes estados alélicos. Porém, se
focarmos em somente um gene, cada indivíduo irá ter uma apresentação heterozigota ou homozigota. A genética
populacional baseia-se fortemente na teoria das frequências alélicas e é capaz de prever a frequência de cada
alelo do gene estudado. Vamos tomar como exemplo a análise de uma população acerca do sistema sanguíneo
MN. Foram analisados cerca de 7345 indivíduos. Veja na tabela seguinte a distribuição de indivíduos.
Tabela 2 - Distribuição de indivíduos entre os diferentes tipos sanguíneos do sistema MN
Fonte: Elaborada pela autora, baseada em SNUSTAD, 2017, p. 773.
#PraCegoVer: a tabela contém quatro linhas e três colunas, apresentando a distribuição do tipo sanguíneo MN e
o genótipo em determinada população.
Para calcularmos as frequências de alelos dos genes, devemos seguir o passo a passo:
Calcular o Se cada genótipo é constituído de dois alelos; logo, o total da população deve ser duplicado.
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Calcular o
total de alelos
Se cada genótipo é constituído de dois alelos; logo, o total da população deve ser duplicado.
No nosso exemplo: 2 x 7345 = 14.690.
Calculara
frequência
do alelo L
M
O alelo L aparece duas vezes em L L e uma vez em L L , portanto: é o dobro doM M M M N
número de homozigotos para L e igual o número de indivíduos heterozigotos para osM
alelos. O número resultante deve ser dividido pelo total de alelos. Dessa forma: [(2 x 2130)
+ 3673]/14.690 = 0,54.
Calculara
frequência
do alelo LN
O alelo L aparece duas vezes em L L e uma vez em L L , portanto: é o dobro doN N N M N
número de homozigotos para L e igual o número de indivíduos heterozigotos para osN
alelos. O número resultante deve ser dividido pelo total de alelos. Assim: [(2 x 1542) +
3673]/14.690 = 0,46.
Para facilitar, vamos chamar L de p e L de q. Olhando novamente a tabela anterior, podemos entender que aM N
soma dos alelos de L e L correspondem a 100% da população. Então, podemos entender que a soma dasM N
frequências p e q também corresponderá ao total. Portanto: p+q=1.
No início do século XX, Hardy e Weinberg publicaram trabalhos independentes acerca da temática de influência
dessas frequências alélicas supracitadas. Vamos tomar outro exemplo. Observe a figura a seguir, em que temos
um gene B que apresenta os alelos B e b, que designam as cores das flores de uma determinada planta. São
apresentadas três possibilidades de apresentação de genótipo: homozigoto recessivo (bb), homozigoto
dominante (BB) e heterozigoto (Bb). Perceba a formação de gametas: os homozigotos formam somente um tipo
de gameta, já o heterozigoto forma dois tipos de gametas. Iremos dizer que a probabilidade de um gameta
possuir B é igual a p, e de possuir b é igual a q. O quadro, ao final da figura, traz a combinação de alelos
resultantes de um cruzamento entre dois heterozigotos. Dessa combinação, teremos: p2, 2pq e q2.
VOCÊ O CONHECE?
Quando se fala em genética de populações, para que aqueles que já estudaram um pouco sobre,
chegamos ao famoso teorema de Hardy-Weinberg. Mas você sabe quem é Hardy-Weinberg?
Pois bem, na verdade esse teorema é baseado nos estudos de dois pesquisadores, e não
somente nos de um. Godfrey H. Hardy (1877- 1947) era um matemático inglês e Wilhelm
Weinberg (1862-1937) um médico alemão. Os dois pesquisadores, curiosamente, não
trabalhavam juntos, mas fundamentaram seus estudos nas observações de Mendel e
expandiram as conclusões do monge pesquisador.
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Figura 3 - Representação esquemática do equilíbrio de Hardy e Weinberg
Fonte: Emre Terim, Shuttestock, 2020.
#PraCegoVer: representação esquemática do equilíbrio de Hardy e Weinberg. Na primeira parte, são
apresentados os genótipos e os fenótipos da cor da flor designada por um gene B e sua distribuição de alelos (B e
b). Em seguida, é feito o cruzamento das possíveis combinações de alelos, tal qual teríamos em um cruzamento
mendeliano. E, por último, as conclusões a que se pode chegar deduzindo o teorema de Hardy e Weinberg.
Essa previsão de frequências alélicas pode ser resumida em (p + q)2 = p2 + 2pq + q2, equação proposta por
Hardy e Weinberg. Para que ela seja verdadeira, é preciso que haja uma distribuição aleatória dos alelos entre os
gametas, que, por sua vez, vão se combinar ao acaso na fertilização e na formação do zigoto. Não poderá haver
diferenças de sobrevida entre os diferentes tipos de indivíduos formados a partir dos gametas, levando a uma
perpetuação desses alelos, geração após geração, fenômeno conhecido como equilíbrio de Hardy-Weinberg.
Voltando ao exemplo dos tipos sanguíneos MN, anteriormente citado, tínhamos obtido as frequências alélicas até
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Voltando ao exemplo dos tipos sanguíneos MN, anteriormente citado, tínhamos obtido as frequências alélicas até
então. Porém, com a equação do equilíbrio de Hardy-Weinberg, poderemos descobrir as frequências genotípicas,
lembrando que p=0,54 e q=0,46. Veja:
L L equivale a pM M 2
Logo p = (0,54) = 0,29162 2
L L equivale a 2pqM N
Logo 2pq = 2 × 0,54 × 0,46 = 0,4968
L L equivale a qN N 2
Logo q = (0,46) = 0,21162 2
Podemos assumir que esses resultados são válidos para determinada população se ela tiver as seguintes
características:
Não há atuação da seleção natural no gene em questão, isto é, não temos diferenças de sobrevivência ou
reprodução entre os genótipos.
Não há introdução de novos alelos na população por meio de mutação e/ou migração.
A população tem um tamanho infinito, o que nos permite entender que a deriva genética não causa mudanças
aleatórias na frequência alélica em consequência de erros de amostragem entre duas gerações. Os efeitos da
deriva são mais evidentes dentro de pequenas populações do que de grandes.
Há acasalamento aleatório dentro da população. Embora o acasalamento não aleatório não altere as frequências
alélicas de uma geração para a seguinte, se as outras premissas se mantiverem, ele pode gerar desvios das
frequências esperadas de genótipo e pode preparar o cenário para a seleção natural causar mudanças evolutivas.
Caso ocorra de as frequências genotípicas em uma determinada população se desviarem das expectativas de
Hardy-Weinberg, será preciso aguardar somente uma geração de acasalamentos aleatórios para o
restabelecimento da situação de equilíbrio. Porém, isso só será possível se as condições mencionadas forem
atendidas e válidas, que haja distribuição aleatória entre os alelos entre os gametas masculino e feminino, e que,
ainda, estejamos falando de um gene autossômico. Se as frequências dos alelos diferem entre os sexos, são
necessárias duas gerações de acasalamento aleatório para atingir o equilíbrio de Hardy-Weinberg. Os lócus
ligados ao sexo exigem várias gerações para alcançar o equilíbrio, porque um sexo tem duas cópias do gene e o
outro sexo apenas uma.
O equilíbrio de Hardy-Weinberg pode ser considerado um equilíbrio neutro e, caso haja perturbação das
frequências genotípicas do equilíbrio, bastará uma única geração para ser retomada as condições iniciais. Essa
propriedade distingue um equilíbrio neutro de um equilíbrio estável, no qual um sistema perturbado retorna ao
mesmo estado de equilíbrio. Faz sentido que o equilíbrio de Hardy-Weinberg não seja estável, pois uma mudança
nas frequências do genótipo de equilíbrio costuma estar associada a uma alteração nas frequências alélicas (p e
q), que, por sua vez, levará a novos valores de p2, 2pq e q2. Posteriormente, uma população que atenda às
premissas de Hardy-Weinberg permanecerá no novo equilíbrio até ser perturbada novamente.
4.2.2 Seleção natural e artificial
A população humana tem crescido mais e mais ao longo de sua existência. Já ultrapassamos a marca de 7 bilhões
de pessoas no mundo e a necessidade de termos produção de alimentos adequados a toda essa população é
urgente. Em associação a essa crescente demanda, temos de entender que nosso espaço de plantio e de pecuária
é finito e precisa ser compartilhado com a própria necessidade doshumanos de terem onde viver. Portanto, é
incessante, ao longo de toda a história humana, a busca de animais e plantas mais resistentes a pragas e/ou mais
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é finito e precisa ser compartilhado com a própria necessidade dos humanos de terem onde viver. Portanto, é
incessante, ao longo de toda a história humana, a busca de animais e plantas mais resistentes a pragas e/ou mais
produtivos. A criação seletiva é o método tradicional para melhorar as culturas e os animais, como aumentar a
resistência a doenças ou a produção de leite.
A seleção natural e a criação seletiva podem causar mudanças em animais e em plantas. A diferença entre os dois
é que a seleção natural acontece naturalmente, mas a criação seletiva ocorre apenas quando os seres humanos
intervêm. Por esse motivo, a criação seletiva, às vezes, é chamada seleção artificial.
A seleção natural simplesmente requer certas condições. Quando atendidas tais condições, ocorrerá a seleção
natural. Confira algumas dessas condições:
Existência de variação dentro da população de organismos.
Variações herdáveis geneticamente.
Estabelecimento de diferenças no sucesso reprodutivo de acordo com essas diferenças herdáveis.
Podemos, então, chegar, mais uma vez, à conclusão de que a única diferença entre seleção natural e seleção
artificial é se a diferença no sucesso reprodutivo é motivada por processos naturais ou se a seleção é imposta
pelos seres humanos.
O processo de domesticação de animais e plantas, relatado anteriormente, pode ser considerado um tipo de
seleção artificial. No entanto, diferentemente das características selecionadas naturalmente, as características
selecionadas artificialmente não transmitem necessariamente maior aptidão. Em vez disso, os traços
selecionados artificialmente são baseados no que a pessoa que cria as plantas e os animais deseja. Essas
características, que podem variar de espigas mais longas em plantas de milho a uma cor específica da pelagem
em cães, são selecionadas por permitir que apenas indivíduos que possuam a característica se reproduzam,
enquanto aqueles que não possuem a característica são impedidos de se reproduzir.
Por não ter o controle necessário para aumentar a aptidão, a seleção artificial pode fazer com que algumas
características que geram problemas à espécie predominem. Por exemplo, os dobermanns são uma raça de
cachorro criada para uma determinada aparência. No processo de seleção para essa aparência, um defeito
genético aumentou em frequência na população. Esse defeito causa narcolepsia, uma condição que faz com que
esses cães caiam incontrolavelmente em sono profundo. Claramente, essa condição não aumenta a aptidão do
animal e seria fortemente selecionada pela seleção natural. No entanto, uma vez que esses animais foram
submetidos à seleção artificial, em vez de natural por gerações, o defeito se espalhou na população.
Dessa forma, temos que há, pela seleção artificial, uma alteração do equilíbrio de Hardy-Weinberg dessa
população, interferindo nas frequências genotípicas e alélicas.
VOCÊ QUER VER?
Quando falamos de seleção natural e de seleção artificial, é impossível não nos lembrarmos do
processo de evolução. Darwin é erroneamente associado à ideia de que os humanos vieram
dos macacos. Neste vídeo, Alex Gendler nos traz mitos e concepções equivocados sobre a
evolução: . Lembre-se de ativar ashttps://www.youtube.com/watch?v=mZt1Gn0R22Q
legendas em português!
https://www.youtube.com/watch?v=mZt1Gn0R22Q
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Conclusão
Os mecanismos de heranças de fenótipos e de doenças, em seres humanos, animais e plantas, ainda são alvo de
necessários estudos para sua completa compreensão. Sob uma determinada óptica, podemos até mesmo afirmar
que todas as heranças possuem características de herança complexa, uma vez que a instalação de uma
característica não é resultado de um único fator.
A genética de populações, por sua vez, permite que possamos entender como a genética influencia toda uma
comunidade de indivíduos e como características individuais podem influenciar no balanço de genes e
características que podem melhorar a adaptabilidade de determinada espécie a um determinado local e período.
Dessa forma, podemos afirmar que o estudo de heranças complexas e de genética de população já são partes de
aprofundamento dos estudos de genética.
Nesta unidade, você teve a oportunidade de:
• entender que uma herança complexa é derivada da interação de um genótipo e o meio ambiente, 
podendo influenciar o indivíduo a manifestar determinada característica (ou uma doença, por exemplo);
• entender como se dá o estabelecimento do equilíbrio de Hardy-Weinberg;
• compreender que populações/sociedades/grupos endogâmicos têm mais chances de perpetuar um 
fenótipo menos adaptado ao meio ambiente;
• aprender a calcular a frequência alélica e fenotípica.
Bibliografia
ALBERTS, B. . 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009.Biologia molecular da célula
GRIFFITHS, A. J. F. . . 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.et al Introdução à genética
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. Acesso/profissional/tópicos-especiais/princípios-gerais-da-genética-médica/herança-multifatorial-complexa
em: 24 jun. 2020.
SCHAEFER, G. B.; THOMPSON, J. N. uma abordagem integrada. Porto Alegre: AMGH, 2015.Genética médica:
SNUSTAD, D. P.; SIMMONS, M. J. . Revisão técnica: Cláudia Vitória de Moura Gallo. 7.Fundamentos de genética
ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017.
WATSON, J. D. . . 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.et al Biologia molecular do gene
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https://www.msdmanuals.com/pt/profissional/t�picos-especiais/princ�pios-gerais-da-gen�tica-m�dica/heran�a-multifatorial-complexa
	Introdução
	4.1 Herança multifatorial
	4.1.1 Padrões complexos de herança
	4.1.2 Endogamia e coancestralidade
	Endogamia de castas
	Endogamia da aldeia
	Endogamia de linhagem
	4.2 Genética de populações
	4.2.1 Teorias das frequências alélicas
	4.2.2 Seleção natural e artificial
	Conclusão
	Bibliografia