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BIOLOGIA II PRÉ-VESTIBULAR 103PROENEM.COM.BR 12 INTRODUÇÃO À GENÉTICA JOHANN GREGOR MENDEL (1822 - 1884) Johann Mendel, descobridor das Leis da Herança Genética, nasceu em Heinzendorf, na Silésia austríaca, região pertencente ao atual território da República Tcheca. Seguiu desde cedo a vida religiosa, ordenando-se frade em 1847, no monastério agostiniano de Brunn (atual Brno). Já havia realizado estudos de Filosofia e, após a ordenação, que consagrou suas atividades no ensino de Filosofia, ingressou na Universidade de Viena, em 1851. Voltou a Brunn em 1854, dedicando-se até 1868 ao ensino de História Natural e Matemática. O resultado de seus trabalhos envolvendo o cruzamento de plantas, publicado em 1866, sob o título Experimentos com plantas híbridas, originou suas duas de suas teorias básicas, estabelecendo o que conhecemos, hoje, por Leis de Mendel. A primeira lei de Mendel é também conhecida por Princípio da Segregação dos Caracteres, em que as células sexuais masculinas ou femininas devem conter apenas um fator para cada característica a ser transmitida. A segunda lei de Mendel trata do Princípio da Independência dos Caracteres, ou seja, cada característica hereditária é transmitida independentemente das demais. O trabalho de Mendel só passou a obter grande reconhecimento no meio científico a partir do início do século XX, tendo sido precursor dos posteriores estudos dos cientistas Hugo de Vries, Karl Erich Correns e Erich Tschermak. Estes três pesquisadores realizaram, independentemente, muitas das experiências baseadas na obra de Mendel, tendo, então, chamado a atenção do mundo científico para as descobertas do precursor, atribuindo a ele a descoberta das Leis da Hereditariedade. NOMENCLATURA GENÉTICA A genética mendeliana, como tantas áreas da biologia, envolve o uso de termos particulares que precisam ser compreendidos, em particular, durante a realização de exercícios e questões de vestibular. Neste módulo trabalharemos alguns destes termos antes de começar a discutir os fenômenos da hereditariedade. Ainda que Mendel não soubesse o que era uma molécula de DNA, suas definições envolviam, indiretamente, conceitos que passam por sua atividade em uma célula. O genoma de um organismo engloba todo o seu conjunto de moléculas de DNA que, por sua vez, são responsáveis pela determinação das características deste indivíduo. Na espécie humana, por exemplo, há 23 pares de cromossomos por célula, também chamados de cromossomos-homólogos. Falamos em pares, pois, durante a fecundação, 23 destes cromossomos são oriundos do ovócito II (gametas femininos) e os demais 23 são provenientes do espermatozoide (gameta masculino). A figura a seguir mostra os cromossomos humanos individualizados. Note que os cromossomos numerados de 1 a 22 também podem ser chamados de autossomos. Isto é importante porque o genoma contido nestas moléculas de DNA não participa da determinação sexual, sendo, portanto, comum a mulheres e homens. O cromossomo 23 (X ou Y) é conhecido como cromossomo sexual por participar da determinação do sexo biológico de um indivíduo. Mulheres têm seu organismo biologicamente determinado pela presença de um par XX, enquanto homens dependem de um par XY. Compreender a distinção entre autossomos e cromossomos sexuais será importante quando iniciarmos nossa discussão a respeito da hereditariedade. As características autossômicas são determinadas por trechos de DNA contidos em autossomos e, desta forma, tem a mesma probabilidade de serem herdadas por mulheres e homens. Características sexuais, por outro lado, dependem dos trechos de DNA presentes nos cromossomos do par 23. Como mulheres portam dois cromossomos X, enquanto homens portam um X e um Y, a chance de herdarem estas características é diferente entre os sexos biológicos. Analisando em mais detalhe cada cromossomo é possível separar regiões conhecidas como genes, que são pequenos trechos de DNA responsáveis pela codificação de uma molécula de RNA. Assim, utilizando a nossa espécie como exemplo mais uma vez, é possível notar aproximadamente 25 mil genes distribuídos entre os 23 diferentes cromossomos que carregamos em cada célula. É importante ressaltar, ainda, que cromossomos- homológos carregam os mesmos genes, o que significa dizer que cada indivíduo recebe duas cópias (um par) de cada gene – um proveniente de sua mãe e outro de seu pai. Gene 1 Gene 2 DNACromossomo GENES PRÉ-VESTIBULARPROENEM.COM.BR104 BIOLOGIA II 12 INTRODUÇÃO À GENÉTICA Um gene apresenta uma sequência de DNA contendo algumas centenas ou milhares de bases nitrogenadas. Uma representação ilustrativa poderia ser imaginada como: DNA: 5’- AAAATACGGGCGTAGTAGTAATTTGGCTAGCTACCCGA-3’ No entanto, ao compararmos regiões idênticas entre dois cromossomos-homólogos, ou seja, ao comparamos o mesmo lócus gênico em dois cromossomos de um par, notaremos que pequenas variações podem estar presentes. Isto não é algo obrigatório, mas é possível que a sequência herdada a partir da linhagem materna não seja exatamente igual àquela herdada a partir da linhagem paterna. Analise o exemplo a seguir: DNA materno: 5’- AAAATACGGGCGTAGTAGTAATTTGGCTAGCTACCCGA-3’ DNA paterno: 5’- AAAATACGGGCGGAGTAGTAATTTGGCTAGCTACCCGA-3’ Neste exemplo, o lócus correspondente à base nitrogenada de número treze no gene hipotético em questão apresenta uma variação. A variação representada envolve a substituição em apenas uma base nitrogenada – uma timina (T) proveniente da parte materna substituída por uma guanina (G) na parte paterna – mas poderia envolver a deleção ou inserção de uma ou mais bases nitrogenadas. O que importa não é o número de bases nitrogenadas que varia, mas a existência da variação em um mesmo lócus. É esta variação que chamamos de alelo, e ela é batizada com uma letra qualquer de nosso alfabeto. Assim, digamos, a variante deste gene que contém a base timina poderia ser chamada de alelo A1, enquanto a variante contendo a base guanina seria chamada de alelo A2. Alelos do gene locus do gene cromossomos homólogos Como os genes são herdados em pares, isso significa que alelos (variantes de um gene) também são herdados aos pares. Um indivíduo pode apresentar duas cópias idênticas do mesmo alelo, ou cópias distintas. Cada par de alelos presente em um indivíduo é, então, chamado de genótipo, e pode ser representado como A1A1, A1A2 ou A2A2, por exemplo. Um genótipo homozigótico representa a existência de alelos idênticos (A1A1 ou A2A2). Genótipos heterozigóticos, por outro lado, simbolizam a presença de alelos distintos (A1A2). Veremos posteriormente que o produto de um gene alelo pode se manifestar ou não, estabelecendo relações de dominância e recessividade. Considerando esta relação, também podemos classificar indivíduos homozigotos como homozigotos dominantes – em geral representados por um par de letras maiúsculas (AA) – ou homozigotos recessivos – representados por um par de letras minúsculas (aa). AA Homozigoto A/A aA Heterozigoto A/a aa Homozigoto a/a Por fim, ainda que a determinação genética seja importante na caracterização de um indivíduo, conhecer seu genótipo não significa que saibamos como ele é necessariamente. O ambiente no qual um organismo se encontra contribui de forma significativa com a manifestação de um genótipo. Assim, a interação entre genótipo e ambiente resulta em um fenótipo. Por exemplo, imagine que um indivíduo de genótipo Aa seja capaz de produzir melanina (pigmento amarronzado presente na pele), mas a quantidade é influenciada pela sua exposição à radiação solar. Assim, seu fenótipo pode envolver uma pela mais clara ou mais escura, dependendo da quantidade de radiação ultravioleta (fator ambiental) que interage com seu genótipo Aa. Note que “cor da pele” é uma característica e, desta maneira, pode ser comparada entre indivíduos. “Pele clara” ou “pele escura”, por outro lado, são fenótipos possíveis para a característica“cor da pele”. NOÇÕES DE PROBABILIDADE Muitos de nossos exercícios e questões envolvem o cálculo de probabilidades relacionadas à hereditariedade. Por isso é importante recobrar alguns conceitos simples a respeito desses cálculos. Assim, se desejarmos calcular a probabilidade de ocorrência de um evento, ela deve ser compreendida como a relação entre o número de vezes no qual ele é desejado e o número total de eventos possíveis. EVENTOS DESEJ ADOS PROBABILIDADE EVENTOS POSSÍVEIS = Exemplo 1 Em um lançamento de dado não viciado contendo seis faces, qual a probabilidade de obter como resultado a face de número 4? 1 PROBABILIDADE 6 = PROBABILIDADE 0,17= Esta fração indica que existe um evento desejado (obter a face de número 4) em um universo de seis eventos possíveis (número total de faces do dado). A mesma probabilidade vale, obviamente, para obtermos qualquer outro resultado no lançamento deste dado. Quanto dois eventos devem ocorrer de forma simultânea ou dependente, no entanto, sua chance de ocorrência é reduzida. Para encontrá-la é preciso calcular a probabilidade de ocorrência de cada evento e, então, multiplicá-las. PRÉ-VESTIBULAR PROENEM.COM.BR 12 INTRODUÇÃO À GENÉTICA 105 BIOLOGIA II Exemplo 2 Em um lançamento de dado não viciado, qual a probabilidade de obter como resultados as faces de número 3 e 5? 1 1 PROBABILIDADE 6 6 = × 1 PROBABILIDADE 36 = A análise desta razão nos permite concluir que a probabilidade de obter apenas a face 3 equivale a 1 6 e a probabilidade de obter apenas a face 5 também equivale a 1 6 . Assim, a probabilidade de obter as duas equivale a 1 36 . Outra situação envolve a obtenção de dois resultados de maneira independente. Neste caso, calculamos a probabilidade de ocorrência para cada evento isolado e depois as somamos. Exemplo 3 Em um lançamento de dado não viciado, qual a probabilidade de obter como resultado as faces de número 3 ou 5? 1 1 PROBABILIDADE 6 6 = + 2 PROBABILIDADE 6 = Neste caso, como a obtenção apenas da face 3 equivale a 1 6 , e a obtenção da face 5 também equivale a 1 6 , temos 2 6 (ou 1 3 ) como a probabilidade de obter uma face ou outra. Assim, vemos que é mais provável obter um evento ou outro – uma vez que são independentes – do que obter um evento e outro – uma vez que os resultados são condicionados. PROTREINO EXERCÍCIOS 01. Diferencie gene dominante de gene recessivo. 02. Explique a diferença entre genótipo e fenótipo. 03. Calcule a probabilidade de um homem Aa, casado com uma mulher Aa ter uma criança aa. 04. Diferencie genes homozigotos de heterozigotos. 05. Determine a probabilidade de um homem albino(aa), casado com uma mulher normal(Aa) ter uma menina albina. PROPOSTOS EXERCÍCIOS 01. (FUVEST) Uma alteração genética é determinada por um gene com herança autossômica recessiva. O heredograma mostra famílias em que essa condição está presente. O casal III2 e III3 está esperando um menino. Considerando que, nessa população, uma em cada 50 pessoas é heterozigótica para essa alteração, a probabilidade de que esse menino seja afetado é a) 1/100 b) 1/200 c) 1/1.000 d) 1/25.000 e) 1/40.000 02. (FUVEST) Pedro e seus filhos, João e Maria, têm uma doença determinada por um gene dominante. Não há outros afetados na família. Esse gene: a) está no cromossomo X. b) está no cromossomo Y. c) está num autossomo. d) pode estar no cromossomo X ou no Y. e) pode estar num cromossomo ou num autossomo. 03. (FUVEST) Considere os seguintes cruzamentos para ervilha, sabendo que V representa o gene que determina cor amarela dos cotilédones e é dominante sobre o alelo v, que determina cor verde. I. VVx vv II. Vv x Vv III. Vv x vv Um pé de ervilha, heterozigoto e que, portanto, produz vagens com sementes amarelas e com sementes verdes, pode resultar a) apenas do cruzamento I. b) apenas do cruzamento II. c) apenas do cruzamento III. d) apenas dos cruzamentos II e III. e) dos cruzamentos I, II e III. PRÉ-VESTIBULARPROENEM.COM.BR106 BIOLOGIA II 12 INTRODUÇÃO À GENÉTICA 04. (FUVEST) Em plantas de ervilha ocorre, normalmente, autofecundação. Para estudar os mecanismos de herança, Mendel fez fecundações cruzadas, removendo as anteras da flor de uma planta homozigótica de alta estatura e colocando, sobre seu estigma, pólen recolhido da flor de uma planta homozigótica de baixa estatura. Com esse procedimento, o pesquisador a) impediu o amadurecimento dos gametas femininos. b) trouxe gametas femininos com alelos para baixa estatura. c) trouxe gametas masculinos com alelos para baixa estatura. d) promoveu o encontro de gametas com os mesmos alelos para estatura. e) impediu o encontro de gametas com alelos diferentes para estatura. 05. Dois genes alelos atuam na determinação da cor das sementes de uma planta: (A), dominante, determina a cor púrpura e (a), recessivo, determina a cor amarela. A tabela a seguir apresenta resultados de vários cruzamentos feitos com diversas linhagens dessa planta: Apresentam genótipo (Aa) as linhagens: a) I e III b) II e III c) II e IV d) I e IV e) III e IV 06. (FUVEST) Em uma população de mariposas, 96% dos indivíduos têm cor clara e 4%, cor escura. Indivíduos escuros cruzados entre si produzem, na maioria das vezes, descendentes claros e escuros. Já os cruzamentos entre indivíduos claros produzem sempre apenas descendentes de cor clara. Esses resultados sugerem que a cor dessas mariposas é condicionada por a) um par de alelos, sendo o alelo para cor clara dominante sobre o que condiciona cor escura. b) um par de alelos, sendo o alelo para cor escura dominante sobre o que condiciona cor clara. c) um par de alelos, que não apresentam dominância um sobre o outro. d) dois genes ligados com alta taxa de recombinação entre si. e) fatores ambientais, como a coloração dos troncos onde elas pousam. 07. (FUVEST) A fenilcetonúria é uma doença com herança autossômica recessiva. Em certa comunidade europeia, uma em cada 20 pessoas com fenótipo normal é heterozigótica quanto ao gene que determina a fenilcetonúria. Em 800 casamentos ocorridos entre membros sadios dessa comunidade, qual o número esperado de casamentos com risco de gerar crianças fenilcetonúricas? a) 2. b) 8. c) 16. d) 40. e) 80. 08. (FUVEST) Uma mulher normal, casada com um portador de doença genética de herança autossômica dominante, está grávida de um par de gêmeos. Qual é a probabilidade de que pelo menos um dos gêmeos venha a ser afetado pela doença no caso de serem, respectivamente, gêmeos monozigóticos ou dizigóticos? a) 25% e 50% b) 25% e 75% c) 50% e 25% d) 50% e 50% e) 50% e 75% 09. (FUVEST) Qual a porcentagem de descendentes Aa nascidos de uma mãe Aa? a) 25% b) 50% c) 75% d) 100% e) depende do pai. 10. (FUVEST) Dois grupos de mudas obtidas a partir de um mesmo clone de plantas verdes foram colocados em ambientes diferentes: um claro e outro escuro. Depois de alguns dias, as plantas que ficaram no escuro estavam estioladas o que significa que os dois grupos apresentam: a) o mesmo genótipo e fenótipos diferentes. b) o mesmo fenótipo e genótipos diferentes. c) genótipos e fenótipos iguais. d) genótipos e fenótipos diferentes. e) genótipos variados em cada grupo. 11. (UECE) As doenças ligadas à genética são muitas e variadas, e algumas dessas patologias aparentam não ter muita importância, uma vez que não são quantitativamente significantes, como é o caso da polidactilia. Há uma variação muito grande em sua expressão, desde a presença de um dedo extra, completamente desenvolvido, até a de uma simples saliência carnosa. Distinguem- se dois tipos de polidactilia: a pós–axial, do lado cubital da mão ou do lado peroneal do pé, e a pré–axial, do lado radial da mão ou tibial do pé. (http://fisiounec2015.blogspot.com.br/2011/05/polidactilia.html). No que concerne à polidactilia, é correto afirmar que a) se trata de uma hereditariedade autossômica dominante, onde somente um sexo é afetado. b) se trata de umahereditariedade autossômica dominante, que se manifesta em heterozigóticos e afeta tanto indivíduos do sexo masculino quanto do sexo feminino. c) os indivíduos do sexo feminino a transmitem em maior proporção do que os indivíduos do sexo masculino. d) os filhos normais de um indivíduo com polidactilia terão, por sua vez, todos os seus filhos saudáveis. 12. (UEFS) Considere que um cientista tenha descoberto um novo sistema de grupo sanguíneo para seres humanos. O sistema envolve dois antígenos, P e Q cada um determinado por um alelo diferente de um gene chamado de N. Os alelos para esses antígenos são mais ou menos igualmente frequentes na população geral. Considerando-se que NP e NQ são codominantes, é correto afirmar: a) São dotados da mesma sequência nucleotídica. b) Estão localizados no mesmo alelo, em um mesmo cromossomo. c) Estarão, em condições normais, em um mesmo gameta ao final da meiose. d) Um indivíduo heterozigoto para esse grupo sanguíneo apresentará os dois antígenos, P e Q. e) De um casal NPNQ, a possibilidade de nascer uma criança do sexo masculino ou com o genótipo NPNP é de 3/4. PRÉ-VESTIBULAR PROENEM.COM.BR 12 INTRODUÇÃO À GENÉTICA 107 BIOLOGIA II 13. (FUVEST) Para que a célula possa transportar, para seu interior, o colesterol da circulação sanguínea, é necessária a presença de uma determinada proteína em sua membrana. Existem mutações no gene responsável pela síntese dessa proteína que impedem a sua produção. Quando um homem ou uma mulher possui uma dessas mutações, mesmo tendo também um alelo normal, apresenta hipercolesterolemia, ou seja, aumento do nível de colesterol no sangue. A hipercolesterolemia devida a essa mutação tem, portanto, herança a) autossômica dominante. b) autossômica recessiva. c) ligada ao X dominante. d) ligada ao X recessiva. e) autossômica codominante. 14. (UDESC) Relacione os conceitos dos verbetes, utilizados na genética, da primeira coluna com o significado da segunda coluna. 1. Genótipo 2. Fenótipo 3. Alelo dominante 4. Alelo recessivo 5. Cromossomos homólogos 6. Lócus gênico ( ) Expressa-se mesmo em heterozigose. ( ) Pareiam-se durante a meiose. ( ) Conjunto de características morfológicas ou funcionais do indivíduo. ( ) Local ocupado pelos genes nos cromossomos. ( ) Constituição genética dos indivíduos. ( ) Expressa-se apenas em homozigose. Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo. a) 4 – 6 – 5 – 2 – 1 – 3 b) 3 – 5 – 6 – 2 – 1 – 4 c) 3 – 5 – 1 – 6 – 2 – 4 d) 3 – 5 – 2 – 6 – 1 – 4 e) 4 – 3 – 1 – 5 – 6 – 2 15. (UFTM) Considere o resultado obtido em um estudo realizado com 28 pares de gêmeos. Dentro de cada par, um era ávido corredor de longa distância e o outro um sedentário “de carteirinha”. (...) Por seis semanas, parte dos gêmeos foi submetida a uma dieta gordurosa e a outra a uma de baixa caloria. Depois, os papéis se inverteram. Ao final, o sangue de todos os voluntários foi recolhido e testado. O resultado mostrou que, se um dos gêmeos comia comida gordurosa e o mau colesterol não subia, com o outro ocorria o mesmo, mesmo que este último não praticasse nenhuma atividade física. E vice-versa. (Ciência Hoje, agosto de 2005.) A partir da leitura e análise desses resultados, pode-se afirmar que a) o fator ambiental é muito mais significativo que o fator genético na regulação do “mau colesterol”. b) a influência genética é tão mais forte que não é necessária a prática de exercícios físicos para a saúde do coração. c) é impossível definir se foram gêmeos dizigóticos ou univitelinos que participaram da pesquisa. d) o resultado obtido só foi possível porque somente gêmeos idênticos participaram da referida pesquisa. e) o projeto genoma humano não oferece nenhum avanço na identificação dos genes que regulam a produção do “mau colesterol”. 16. (UNICAMP) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas nas definições a seguir. I. __________ é o conjunto de toda a informação genética de um organismo. II. __________ é um trecho do material genético que fornece instruções para a fabricação de um produto gênico. III. __________ é a constituição de alelos que um indivíduo possui em um determinado loco gênico. IV. __________ é a correspondência que existe entre códons e aminoácidos, relativa a uma sequência codificadora no DNA. a) (I) Código genético; (II) Alelo; (III) Homozigoto; (IV) Gene. b) (I) Genoma; (II) Gene; (III) Genótipo; (IV) Código genético. c) (I) Código genético; (II) DNA; (III) Genótipo; (IV) tRNA. d) (I) Genoma; (II) Código genético; (III) Homozigoto; (IV) tRNA. 17. (FAC. ALBERT EINSTEIN - MEDICINA) A fenilcetonúria, também conhecida como PKU, é uma doença genética humana caracterizada pela incapacidade de metabolizar o aminoácido fenilalanina. Como consequência, há acúmulo de fenilalanina no organismo, o que interfere negativamente no desenvolvimento cerebral e provoca deficiência intelectual. É um tipo de distúrbio que afeta crianças de ambos os sexos, que, na maioria das vezes, nascem de pais normais. O diagnóstico, quando realizado precocemente pelo teste do pezinho, é útil para se estabelecer uma dieta planejada que previne a deficiência intelectual. Considerando essas informações, pode-se inferir que os fenilcetonúricos a) são heterozigotos e devem seguir uma dieta com algumas restrições lipídicas. b) são homozigotos e devem seguir uma dieta com algumas restrições proteicas. c) podem ser heterozigotos ou homozigotos e sua dieta deve ser rica em proteínas. d) podem ser heterozigotos ou homozigotos e devem evitar proteínas e lipídios. 18. (IFBA) As pessoas com albinismo, infelizmente, sofrem muito preconceito. A reportagem intitulada “Violência e preconceito: a perseguição aos albinos na África do Sul” relata a situação enfrentada por estas pessoas e suas famílias, como podemos observar na fala da mãe de um menino albino, moradores da região: “Eu posso lidar com os problemas de pele, de visão e até de preconceito, apesar de machucar. Mas me apavoro em pensar que meus filhos são alvos de caçadores”. A representante do Departamento de Educação Básica da África do Sul garante que o governo já está tentando reverter essa realidade através de um programa social. Disponível em: http://operamundi.uol.com.br/conteudo/noticias/29322/ violencia+e+preconceito+a+perseguicao+aos+albinos+na+africa+do+sul.shtml. Acesso em 09.09.2015. Sobre a doença albinismo, considere as afirmativas. I. A consaguinidade, ou seja, o cruzamento entre indivíduos aparentados, pode aumentar a probabilidade de o filho deste casal possuir o albinismo. II. O albinismo é uma característica geneticamente determinada com padrão de herança autossômico recessivo, ou seja, para portar a doença, a pessoa deve herdar dois alelos com mutação, um do pai e outro da mãe. III. O albinismo é uma condição cuja causa é uma mutação genética que resulta em pouca ou nenhuma produção de colágeno, que é o pigmento produzido pelas células chamadas de melanócitos encontradas na pele e nos olhos. Dentre as afirmações relativas ao albinismo, assinale: a) se somente I estiver correta. b) se somente I e II estiverem corretas. c) se somente I e III estiverem corretas. d) se somente II e III estiverem corretas. e) se I, II e III estiverem corretas. PRÉ-VESTIBULARPROENEM.COM.BR108 BIOLOGIA II 12 INTRODUÇÃO À GENÉTICA 19. (UNICAMP) A cidade de Monte Santo, na Bahia, que entrou para a história por ter sido acampamento para as tropas do governo que lutaram na guerra de Canudos, tem sido palco de outras batalhas: a identificação, o tratamento e a prevenção de doenças raras como hipotireoidismo congênito, fenilcetonúria, osteogênese imperfeita, síndrome de Treacher Collins e mucopolissacaridose tipo 6. (Adaptado de Carlos Fioravante, “O caminho de pedras das doenças raras”. Revista Pesquisa Fapesp, São Paulo, 222, agosto 2014.) A incidência em grandes proporções das doenças citadas acima pode ter sido favorecida porfatores a) migratórios, relacionados à miscigenação da população. b) ambientais, por contaminações do solo e da água. c) genéticos, pela alta frequência de casamentos entre parentes. d) comportamentais, relacionados a atividades físicas extenuantes decorrentes da guerra. 20. (UNESP) Fátima tem uma má formação de útero, o que a impede de ter uma gestação normal. Em razão disso, procurou por uma clínica de reprodução assistida, na qual foi submetida a tratamento hormonal para estimular a ovulação. Vários óvulos foram colhidos e fertilizados in vitro com os espermatozoides de seu marido. Dois zigotos se formaram e foram implantados, cada um deles, no útero de duas mulheres diferentes (“barrigas de aluguel”). Terminadas as gestações, duas meninas nasceram no mesmo dia. Com relação ao parentesco biológico e ao compartilhamento de material genético entre elas, é correto afirmar que as meninas são a) irmãs biológicas por parte de pai e por parte de mãe, pois compartilham com cada um deles 50% de seu material genético e compartilham entre si, em média, 50% de material genético. b) gêmeas idênticas, uma vez que são filhas da mesma mãe biológica e do mesmo pai e compartilham com cada um deles 50% de seu material genético, mas compartilham entre si 100% do material genético. c) gêmeas fraternas, não idênticas, uma vez que foram formadas a partir de diferentes gametas e, portanto, embora compartilhem com seus pais biológicos de seu material genético, não compartilham material genético entre si. d) irmãs biológicas apenas por parte de pai, doador dos espermatozoides, com o qual compartilham 50% de seu material genético, sendo os outros 50% compartilhados com as respectivas mães que as gestaram. e) irmãs biológicas por parte de pai e por parte de mãe, embora compartilhem entre si mais material genético herdado do pai que aquele herdado da mãe biológica, uma vez que o mitocondrial foi herdado das respectivas mães que as gestaram. APROFUNDAMENTO EXERCÍCIOS DE 01. (FAMERP) Pesquisadores da Universidade de Massachusetts, EUA, demonstraram que seria possível tratar a Síndrome de Down silenciando o cromossomo extra encontrado na pessoa com a doença. O princípio se baseia em aplicar o mecanismo natural que ocorre nas células somáticas das mulheres, em que um dos cromossomos fica inativado, formando o corpúsculo de Barr. (Veja, 24.07.2013. Adaptado.) a) Qual cromossomo extra a pessoa com Síndrome de Down apresenta nas células anormais? Esse cromossomo é classificado como autossômico ou sexual? b) Caso o hipotético mecanismo para o tratamento da síndrome tenha sucesso, com qual aspecto morfológico o cromossomo extra ficaria quando inativado? Por que esse mecanismo pode ser um tratamento ou uma forma de minimizar os sintomas da Síndrome de Down? 02. (UERJ) Em 400 anos, 5 milhões de escravos desembarcaram no Brasil, 1,5 milhão só em Salvador. Agora, brasileiros cruzaram o Atlântico e fizeram o caminho inverso de seus antepassados. A partir de um teste de DNA, eles viajaram em busca das suas origens. g1.globo.com, 14/02/16. Para rastrear a ancestralidade, existem diferentes tipos de testes de DNA; dentre eles, o que analisa o cromossomo y e o que analisa o DNA mitocondrial. Os dois testes podem ser aplicados em indivíduos do sexo masculino, enquanto apenas um deles é aplicável ao sexo feminino. Aponte duas justificativas para a realização dos exames citados apenas pelos indivíduos do sexo masculino. Sabe-se que, nesses dois testes, não é possível utilizar o gene responsável pelo daltonismo. Apresente duas razões que expliquem essa impossibilidade, uma para cada teste. 03. (FAC. SANTA MARCELINA - MEDICIN) 21 de março é o Dia Internacional da Síndrome de Down A data foi instituída pela Organização das Nações Unidas (ONU) em 2006 e faz alusão ao fato de as pessoas com Síndrome de Down possuírem 3 cromossomos no par 21. Segundo o Ministério da Saúde, no Brasil, de cada 600 a 800 nascimentos, um é de portador da Síndrome de Down. (www.planetaeducacao.com.br. Adaptado.) Considerando um casal cromossomicamente normal, explique: a) o evento que, na formação dos gametócitos secundários do pai ou da mãe, poderia levar à formação de uma criança com Síndrome de Down. b) como, ainda que os gametas produzidos pelos pais sejam cromossomicamente normais, o zigoto formado possa dar origem a uma criança com Síndrome de Down. 04. (UFPR) Na síndrome de Down, geralmente ocorre uma trissomia do cromossomo 21, ou seja, a pessoa apresenta três cópias (cromátides) desse cromossomo, ao invés de apenas duas. Na maioria dos casos de síndrome de Down, a terceira cópia do cromossomo 21 é originada devido a um erro durante a formação dos gametas do pai ou da mãe. Que tipo de erro, durante a formação dos gametas do pai ou da mãe do portador de síndrome de Down, leva a uma trissomia como essa? 05. (FUVEST) Há doenças hereditárias que são causadas por mutações no DNA mitocondrial. a) O risco de ocorrerem meninas e meninos afetados por essas doenças é igual na prole de mulheres afetadas e na prole de homens afetados? Justifique sua resposta. b) Uma mutação no DNA mitocondrial pode estar presente nos espermatozoides dos afetados? Justifique sua resposta. GABARITO EXERCÍCIOS PROPOSTOS 01.B 02.C 03.E 04.C 05.C 06.B 07.A 08.E 09.B 10.A 11.B 12.D 13.A 14.D 15.D 16.B 17.B 18.B 19.C 20.A EXERCÍCIOS DE APROFUNDAMENTO 01. a) A Síndrome de Down é uma mutação cromossômica autossômica, ocorrendo um cromossomo a mais no par21, uma trissomia, sendo o cariótipo de mulheres47,XX+21 e de homens 47, XX + 21. b) Comparado ao corpúsculo de Barr, o cromossomo 21 extra inativado ficaria morfologicamente condensado. Com o cromossomo extra inativado, os padrões de crescimento celular anormais podem ser corrigidos, minimizando os sintomas da síndrome. PRÉ-VESTIBULAR PROENEM.COM.BR 12 INTRODUÇÃO À GENÉTICA 109 BIOLOGIA II 02. Homens têm o cromossomo Y e possuem mitocôndrias em suas células. Teste do cromossomo Y: o gene do daltonismo está ligado ao cromossomo X e não ao Y. Teste mitocondrial: o gene do daltonismo está localizado no DNA nuclear e não no DNA mitocondrial. 03. a) O evento meiótico que ocorre nos gametócitos secundários, do pai ou da mãe, que podem levar à formação de uma criança com Síndrome de Down é a não disjunção das cromátides do cromossomo 21. a) Uma criança com Síndrome de Down pode ser formada, em cerca de 2% dos casos, por um mosaico de células originadas a partir dos primeiros blastômeros formados a partir de um zigoto 2N = 46, no qual ocorreu um erro por não disjunção mitótica das cromátides-irmãs do cromossomo 21. Dessa forma, o indivíduo passa a possuir duas linhagens celulares: uma linhagem 2N=46 e outra 2N=47. 04. A síndrome de Down, geralmente, é causada pela não disjunção das cromátides do cromossomo 21 durante a anáfase II da meiose paterna ou materna. 05. a) Não. O DNA mitocondrial é herdado por todos os filhos de uma mesma mulher por meio do citoplasma do óvulo. Homens não transmitem mitocôndrias a sua prole. b) Sim. As mitocôndrias de um homem são herdadas de sua mãe, estando presentes nas células somáticas, germinativas e em seus gametas. ANOTAÇÕES PRÉ-VESTIBULARPROENEM.COM.BR110 BIOLOGIA II 12 INTRODUÇÃO À GENÉTICA ANOTAÇÕES
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