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Do genótipo ao fenótipo Biologia 3o bimestre - Aula 05 Ensino Médio ● Genótipo; ● Fenótipo; ● Leis de Mendel. ● Retomar e aprofundar as Leis de Mendel; ● Compreender conceitos base de genética do genótipo ao fenótipo. A representação acima é uma fotografia, enquanto a representação abaixo é uma ilustração. Contudo, elas representam os mesmos componentes. O que as imagens representam? Há algum detalhe que pode ser visualizado apenas na ilustração? Observe as duas representações Fonte: Wikimedia; Pngwing. VIREM E CONVERSEM! 5 MINUTOS O que podemos observar são os cromossomos condensados. Estruturas formadas por DNA e proteínas conhecidas como histonas. A estrutura condensada confere uma forma específica ao material genético de uma célula durante a divisão celular, visível ao microscópio. Cromossomos Fonte: Infoescola As imagens do slide anterior correspondem aos diferentes cromossomos que contém a informação genética! O cariótipo é o conjunto cromossômico de uma espécie e representa o número total de cromossomos em uma célula somática. O cariótipo humano corresponde a 46 cromossomos organizados em pares (2n), sendo 23 herdados de cada progenitor (n + n). Desses, 22 pares correspondem a cromossomos homólogos, isso é, com a mesma forma, tamanho e genes. O par 23 corresponde a cromossomos sexuais (XX no sexo feminino; XY no sexo masculino), com forma, tamanho e genes diferentes. Cariótipo Cariótipo humano com 23 pares de cromossomos. Partes mais escuras (bandas) representam regiões com genes específicos. Fonte: Wikimedia Commons Em um organismo, o conjunto de genes e as suas variantes (alelos) é denominado genótipo. A interação entre o genótipo e o meio ambiente, resultando em características tanto observáveis quando não observáveis, é denominada fenótipo. Alelos dominantes geralmente se expressam fenotipicamente sempre que estão presentes em um dos cromossomos, independentemente do alelo de seu par homólogo. Eles são representados por uma letra maiúscula (por exemplo, A). Alelos recessivos se expressam fenotipicamente quando ocorrem nos dois cromossomos homólogos. Eles são representados por uma letra minúscula (por exemplo, a). Alelos compõem um genótipo; genótipo determina um fenótipo Hereditariedade é o processo pelo qual características genéticas são transmitidas de uma geração para a próxima. A unidade básica da hereditariedade é o gene. Homozigoto: dois alelos idênticos para determinado gene em locais correspondentes em cromossomos homólogos. • Podem ser tanto dois alelos dominantes (homozigoto dominante) quanto recessivos (homozigoto recessivo). Heterozigoto: dois alelos diferentes para determinado gene, podendo ser um alelo dominante e um alelo recessivo. A imagem compara alelos e genótipos. Par de alelos iguais ou diferentes? Exemplo: três genes representados por letras e seus alelos dominante (maiúscula) e recessivo (minúscula). Os alelos podem compor diferentes genótipos. Fonte: Escola Educação “O mundo é dividido em dois tipos de pessoas: as que amam coentro e as que preferiam nunca ter cruzado com ele na vida. Se você é do time "fora coentro", a culpa não é sua! A resposta está na ciência, mais precisamente nos genes dedicados ao olfato que existem no nosso genoma. Um deles – o OR6A2 – é responsável por produzir uma proteína que identifica os aldeídos, compostos que dão ao coentro esse aroma inconfundível. E, por conta de uma variação genética, algumas pessoas acabam sendo mais sensíveis aos aldeídos. É por isso que alguns pratos que são deliciosos para os fãs de coentro acabam sendo percebidos pelos haters como uma mera porção de produto de limpeza.” Link: https://g1.globo.com/ciencia/noticia/2024/02/18/detesta-coentro-a-ciencia-explica-o-motivo-de-parte-da- populacao-detestar-o-gosto-da-planta.ghtml Relacione os termos destacados com os conceitos: alelo, genótipo, fenótipo e gene. Justifique sua resposta. Leia o trecho da matéria TODO MUNDO ESCREVE! 10 MINUTOS https://g1.globo.com/ciencia/noticia/2024/02/18/detesta-coentro-a-ciencia-explica-o-motivo-de-parte-da-populacao-detestar-o-gosto-da-planta.ghtml https://g1.globo.com/ciencia/noticia/2024/02/18/detesta-coentro-a-ciencia-explica-o-motivo-de-parte-da-populacao-detestar-o-gosto-da-planta.ghtml Alelo: a variação genética mencionada como responsável pela sensibilidade aos aldeídos está relacionada ao conceito de alelo, que são diferentes formas de um gene. Genótipo: é conjunto de genes de um organismo e suas variações. Fenótipo: a percepção do aroma do coentro, determinada pela produção de uma proteína, é um exemplo de fenótipo, a manifestação de características genéticas. Gene: o gene OR6A2 mencionado é a unidade de hereditariedade que codifica a produção de uma proteína relacionada à percepção do aroma do coentro. Correção Vamos relembrar um pouco sobre as ervilhas e sua relação com os estudos sobre hereditariedade feitas pelo monge Gregor Mendel no séc. XIX. O vídeo resume os padrões observados por Mendel, organizados em duas leis que regem a hereditariedade e foram a base do entendimento sobre herança genética. Retomando as Leis de Mendel “Vídeo Ervilhas Mendel” (versão dublada de um vídeo do TEDxTalks sobre o tema), do canal Sotos Raros. Link: https://www.youtube.com/watch?v=PxSRJzrkigc https://www.youtube.com/watch?v=PxSRJzrkigc A Lei da Segregação, também conhecida como a Primeira Lei de Mendel ou Monoibridismo, afirma que as características são determinadas por um par de “fatores”, atualmente considerados os alelos de um gene. Durante a formação de gametas, os alelos se separam aleatoriamente e cada gameta (masculino e feminino) recebe apenas um alelo de um gene presente no organismo. Daí o termo “segregação”. Lei da segregação Fonte: Khan Academy Esquema dos resultados de Mendel que o levou à Lei da Segregação. A Lei da Segregação Independente, também conhecida como a Segunda Lei de Mendel ou Diibridismo, postula que os alelos de diferentes genes são herdados independentemente um do outro. Isso significa que a presença de um alelo em um gene específico não afeta a herança de alelos em outros genes recebidos nos gametas. A imagem representa alelos de diferentes genes com letras diferentes: “r” e “y”. Lei da Segregação Independente Fonte: Khan Academy Esquema dos resultados de Mendel que o levou à Lei da Segregação Independente. Existem exceções e variações das leis de Mendel que também explicam certos padrões de herança. Além disso, uma característica pode ser controlada por mais de um gene pela interação de genes complementares. A epistasia (imagem) é um exemplo em que alelos de um gene podem interagir com os alelos de outro gene. Para além das Leis de Mendel Epistasia: a pelagem de labradores é determinada pela interação de três alelos, que possuem uma relação de dominância entre si). Fonte: DNA Didactic OU Alelos múltiplos: em populações reais, é comum encontrar genes com mais de 2 (múltiplos) alelos. Dominância incompleta: dois alelos podem resultar em um fenótipo intermediário quando ambos estão presentes, em vez de um simplesmente determinar o fenótipo completamente. Codominância: neste caso, dois alelos podem ser expressos simultaneamente quando ambos estão presentes, sem que um seja dominante sobre o outro. Pleiotropia: refere-se à capacidade de um gene influenciar múltiplas características, e não apenas uma única característica. Alelos letais (ou deletérios): são alelos que são incompatíveis com a vida, podendo ser dominantes ou recessivos, nesse último caso só terão efeito se o genótipo for em homozigoto. Outras variações envolvendo padrões de herança Em grupos, com o apoio do(a) professor(a), pesquisem sobre uma doença genética caracterizada por alguma das variações das leis de Mendel abordadas.Após a pesquisa, montem um pequeno infográfico com informações sobre a doença, sinais e sintomas, bem como o seu padrão de herança, a fim de combater a desinformação e a discriminação sofrida por pessoas com essa doença. Pesquisa TODO MUNDO ESCREVE! 10 MINUTOS ● Retomamos e aprofundamos as leis de Mendel; ● Compreendemos conceitos-base de genética, como genótipo e fenótipo, além de padrões de herança mendelianos e algumas de suas variações. Fonte: WikiMedia Commons LEMOV, D. Aula nota 10 2.0 : 62 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. Porto Alegre: Penso, 2018. SÃO PAULO (ESTADO). Currículo em Ação: Caderno do Professor Biologia Ensino Médio 2a série 3o bimestre. São Paulo: Seduc SP, 2023. Disponível em: https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2022/07/2serie3Bim Prof CNT.pdf . Acesso em: 17 maio. 2024. WELLE, D. Detesta coentro? A ciência explica o motivo de parte da população detestar o gosto da planta. G1. Disponível em: https://g1.globo.com/ciencia/noticia/2024/02/18/detesta- coentro-a-ciencia-explica-o-motivo-de-parte-da-populacao-detestar-o-gosto-da-planta.ghtml. Acesso em 17 mai. 2024 https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2022/07/2serie3Bim%20Prof%20CNT.pdf https://g1.globo.com/ciencia/noticia/2024/02/18/detesta-coentro-a-ciencia-explica-o-motivo-de-parte-da-populacao-detestar-o-gosto-da-planta.ghtml https://g1.globo.com/ciencia/noticia/2024/02/18/detesta-coentro-a-ciencia-explica-o-motivo-de-parte-da-populacao-detestar-o-gosto-da-planta.ghtml Variações das leis de Mendel (resumo). Khan Academy. Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/heredity/non-mendelian-genetics/a/variations- on-mendels-laws- overview#:~:text=Varia%C3%A7%C3%B5es%20envolvendo%20genes%20%C3%BAnicos,al elos%20m%C3%BAltiplos%20de%20determinado%20gene. Acesso em: 21 maio 2024. https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/1720661/course/section/436701/Aula%203- 1%20Mendel_2a_Lei_Interacoes_genicas.pdf. Acesso em: 21 maio 2024. https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/heredity/non-mendelian-genetics/a/variations-on-mendels-laws-overview#:~:text=Varia%C3%A7%C3%B5es%20envolvendo%20genes%20%C3%BAnicos,alelos%20m%C3%BAltiplos%20de%20determinado%20gene https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/heredity/non-mendelian-genetics/a/variations-on-mendels-laws-overview#:~:text=Varia%C3%A7%C3%B5es%20envolvendo%20genes%20%C3%BAnicos,alelos%20m%C3%BAltiplos%20de%20determinado%20gene https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/heredity/non-mendelian-genetics/a/variations-on-mendels-laws-overview#:~:text=Varia%C3%A7%C3%B5es%20envolvendo%20genes%20%C3%BAnicos,alelos%20m%C3%BAltiplos%20de%20determinado%20gene https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/1720661/course/section/436701/Aula%203-1%20Mendel_2a_Lei_Interacoes_genicas.pdf https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/1720661/course/section/436701/Aula%203-1%20Mendel_2a_Lei_Interacoes_genicas.pdf Lista de imagens e vídeos Slide 3 – Wikimedia. Disponível em: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a5/Metaphase3.jpg; Pngwing. Disponível em: https://www.pngwing.com/pt/free-png-yozwd. Acesso em: 28 maio 2024. Slide 4 – Infoescola. Disponível em: https://www.infoescola.com/wp- content/uploads/2010/06/cromatina_1640805628.jpg. Acesso em: 28 maio 2024. Slide 9 – Escola educação. Disponível em: https://escolaeducacao.com.br/wp- content/uploads/2020/06/genes-alelos1.png. Acesso em: 28 maio 2024. Slide 10 – Sotos Raros. Video Ervilhas Mendel. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=PxSRJzrkigc. Acesso em: 17 maio. 2024. Slide 11 – Khan Academy. Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/ap- biology/heredity/mendelian-genetics-ap/a/the-law-of-segregation. Acesso em: 28 maio 2024. Slide 12 – Khan Academy. Disponível em: https://cdn.kastatic.org/ka-perseus- images/492fa9b128825082cd740e2f9484fbbfea3bdbee.png. Acesso em: 28 maio 2024. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a5/Metaphase3.jpg https://www.pngwing.com/pt/free-png-yozwd https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/06/cromatina_1640805628.jpg https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/06/cromatina_1640805628.jpg https://escolaeducacao.com.br/wp-content/uploads/2020/06/genes-alelos1.png https://escolaeducacao.com.br/wp-content/uploads/2020/06/genes-alelos1.png https://www.youtube.com/watch?v=PxSRJzrkigc https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/heredity/mendelian-genetics-ap/a/the-law-of-segregation https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/heredity/mendelian-genetics-ap/a/the-law-of-segregation https://cdn.kastatic.org/ka-perseus-images/492fa9b128825082cd740e2f9484fbbfea3bdbee.png https://cdn.kastatic.org/ka-perseus-images/492fa9b128825082cd740e2f9484fbbfea3bdbee.png Lista de imagens e vídeos Slide 13 – DNA didactic. Disponível em: https://www.dnadidactic.com/blog/epistasia/. Acesso em: 28 maio 2024. Slide 16 – Wikimedia. Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fairbanks_- _Mendel_Seed_Shape_%26_Color.jpg. Acesso em: 28 maio 2024. https://www.dnadidactic.com/blog/epistasia/ https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fairbanks_-_Mendel_Seed_Shape_%26_Color.jpg https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fairbanks_-_Mendel_Seed_Shape_%26_Color.jpg Slide 1 Slide 2 Slide 3: Observe as duas representações Slide 4: Cromossomos Slide 5: Cariótipo Slide 6: Alelos compõem um genótipo; genótipo determina um fenótipo Slide 7: Par de alelos iguais ou diferentes? Slide 8: Leia o trecho da matéria Slide 9: Correção Slide 10: Retomando as Leis de Mendel Slide 11: Lei da segregação Slide 12: Lei da Segregação Independente Slide 13: Para além das Leis de Mendel Slide 14: Outras variações envolvendo padrões de herança Slide 15: Pesquisa Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21