BIOA79-extexcmendelismo

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EXTENSÕES E EXCEÇÕES DO 
MENDELISMO 
 
Prof. Cristian Petter 
1 
 1º e 2º Leis de Mendel – Princípios da 
segregação e da distribuição 
independente. 
 Cruzamentos Monoíbrido e Diíbridos 
Relembrando os Princípios Básicos 
2 
PROPORÇÕES FENOTÍPICAS 
3 
 Muitos fenômenos genéticos fogem às 
proporções clássicas previstas pelos 
princípios de Mendel - 3:1 e 9:3:3:1 
 
 Observações de Lucien Cuénot – pelagem de 
camundongo – 2:1 
 
 Pelagem amarela letal em homozigose 
 
As Extensões e Exceções do Mendelismo 
4 
 Interação entre genes de um mesmo locus 
 
 Relações de dominância 
 Dominância completa 
 Dominância incompleta 
 Codominância 
 Alelos letais 
 Alelos Múltiplos 
 
 Interação gênica - entre alelos de genes 
diferentes 
 Sem epistasia 
 Com epistasia 
 
 Penetrância e expressividade 
 
 
As Extensões e Exceções do Mendelismo 
5 
 Influência do sexo 
 Características influenciadas ou limitadas pelo sexo 
 Herança Mitocondrial 
 Imprinting genômico 
 
 Pleiotropia 
 
 Antecipação 
 
 Efeitos ambientais 
 
 6 
! IMPORTANTE: 
 Os fenótipos podem ser constantemente 
analisados em vários níveis 
diferentes, incluindo o nível 
anatômico, fisiológico e o nível 
molecular; 
 
 Não afeta o modo pelo qual os genes 
são herdados. 
 
7 
RELAÇÕES DE DOMINÂNCIA 
 Completa, se o fenótipo heterozigoto = homozigoto; 
 
 
 Incompleta, se o fenótipo heterozigoto for 
intermediário entre o fenótipo dos dois 
homozigotos; 
 
 Codominância, se o fenótipo de ambos os alelos 
estiver presente no heterozigoto. 
 
 
 
Interação de genes no mesmo locus – alélica ou dos produtos 
dos genes 
Dominância Completa X Dominância Incompleta X Codominância 
8 
9 
DOMINÂNCIA INCOMPLETA 
DOMINÂNCIA INCOMPLETA EM HUMANOS 
 Hipercolesterolemia familiar - 
mutação no gene responsável pela produção de uma 
proteína que permite a entrada das partículas de LDL, 
ricas em colesterol, nas células do fígado. 
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CODOMINÂNCIA 
 Exemplo do tipo sanguíneo MN 
 
 
 
 
 
 
 
O fenótipo do heterozigoto expressa simultaneamente o fenótipo dos dois 
homozigotos. 
11 
 F. Cística 
 
 Deficiência nos canais de cloro - mutação 
no gene chamado regulador de condutância 
transmembranar de fibrose cística (CFTR). 
 
 É considerada uma doença autossômica 
recessiva. 
 
 Indivíduos heterozigotos tem o alelo 
normal e um defeituoso. 
 
12 
 Anemia falciforme – Prevalência em SSA: 1,5% 
 
 Eritrócitos deformados evoluem mal na circulação 
capilar 
 
 Alelos: HbA, HbS 
 
 Genótipos: 
 
 HbA HbA – Hemácias normais 
 HbS HbS – Anemia servera; frequentemente fatal; 
hemoglobina anormal faz com hemácias adquiram 
forma de foice 
 HbA HbS – Não ocorre anemia, mas algumas hemácias 
adquirem forma de foice 
13 
 Modificam 
proporção da 
prole resultante 
de um cruzamento. 
 
 Dominantes ou 
Recessivos 
 
Alelos letais 
Morte em estágio inicial ou tardio do desenvolvimento 
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ALELOS LETAIS EM HUMANOS 
 Acondroplasia – 
 
 Herança autossômica dominante 
 Gene quando em homozigose leva a morte 
prematura 
 
 Doença de Huntington – 
 Autossômica dominante 
 Doença degenerativa que afeta o sistema nervoso 
 central. 
 Provoca movimentos involuntários 
 Manifesta-se por volta dos 30-50 anos. 
 Condições do paciente são tais que levam à 
morte. 
 
 
 
 
15 
Série com quatro genes alelos: 
 
C, expressando a cor Aguti ou Selvagem; 
Cch, transmitindo a cor Chinchila; 
Ch, representando a cor Himalaia; 
Ca, responsável pela cor Albina. 
relação de 
dominância 
C > Cch > Ch > Ca 
Genótipo Fenótipo 
CC, C Cch, C Ch e C Ca Selvagem ou aguti 
CchCch, CchCh e CchCa Chinchila 
ChCh e Ch Ca Himalaia 
CaCa Albino 
Alelos múltiplos ou séries alélicas 
Múltiplos alelos em um único locus determinam a mesma 
característica 
16 
 Ex. Grupo sanguíneo ABO 
Tipo 
sanguíneo 
Genótipo 
Tipo de antígeno 
(na membrana das 
hemácias) 
Anticorpos 
(no plasma das 
hemácias) 
A 
IA IA ou 
IA i 
A Anti-B 
B 
IB IB ou 
IB i 
B Anti-A 
AB IA IB A e B Ausência 
O ii Ausência 
Anti-A e Anti-
B 
Observar codominância 
17 
INTERAÇÃO GÊNICA 
•Consiste no processo pelo qual dois ou mais pares 
de genes, com distribuição independente, 
condicionam conjuntamente um único caráter. 
 
•A distribuição dos genes pode ser independente 
mas não atuam sempre independentemente em sua 
expressão fenotípica. 
 
 
 
Genes em loci diferentes determinam um único fenótipo. 
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INTERAÇÃO GÊNICA E NOVOS FENÓTIPOS 
 Ex. pimentão Capsicum annum 
Locus 1 
Homozigotos (YY) ou heterozigotos 
(Yy) terão a clorofila degradada no 
fruto maduro. 
Homozigotos recessivos (yy) a 
manterão. 
 
Locus II - induz a síntese de 
pigmentos vermelhos (CC ou Cc) ou 
amarelos (cc) nos frutos. 
19 
 Cálculo da probabilidade dos fenótipos F2 
Fruto vermelho (YYCC) x Fruto verde (yycc) 
↓ 
F1 100% vermelha (YyCc) 
↓ 
YyCc X YyCc 
 
F2 
9 Y_C_ vermelho 
3 Y_cc amarelo 
3 yyC_ marrom 
1 yycc verde 
20 
 Rota bioquímica de composto. 
Plantas Y_C_ degradarão a 
clorofila e produzirão 
pigmento vermelho. 
Plantas yy C_ não degradarão a 
clorofila que, junto com o 
pigmento vermelho, produzirão 
um tom marrom nos seus frutos. 
Plantas Y_cc degradarão a 
clorofila e produzirão 
carotenóide amarelo, mantendo 
esse pigmento visível no fruto 
maduro. 
Plantas yyrr não degradarão a 
clorofila e esta irá mascarar o 
pigmento amarelo de seus frutos. 
21 
Interação Gênica com Epistasia 
• Gene epistático 
 
• o gene que tem efeito de interferir no efeito de 
outros genes 
• recessivos ou dominantes. 
 
• Gene Hipostático -sofre interferência 
 
Gene mascara o efeito do outro gene em locus diferentes 
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EPISTASIA RECESSIVA 
 
O Genótipo recessivo de um locus inibe a expressão do gene 
do outro locus 
 
Gene B/b: pigmento 
 
Gene E/b: fixação 
do pigmento 
23 
bbee 
amarelo 
BBEE 
preto 
BbEe 
preto 
Presença de ee mascara a expressão dos alelos preto e marrom 
P: 
F1 
24 
bb ee (amarelo) B_E_ (Preto) bb E_ (marrom) B_ ee (amarelo) 
3/16 1/16 3/16 9/16 
4/16 
Proporções fenotípicas 
BbEe 
Preto 
BbEe 
Preto F2: 
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Ex. Efeito Bombaim (falso O) – expressão dos 
antígenos ABO depende de alelos no locus H 
 
Pessoas homozigotas recessivas (hh) codificam enzima defeituosa e 
nenhum antígeno ABO é produzido. 
26 
Interações gênicas 
 Muitas possibilidades de modificação na proporção cruzamentos di-
hibridos (9:3:3:1). 
 A herança dos genes que produzem estas características não diferem 
da herança de genes para características simples. 
 A única diferença está em como os produtos dos genes interagem. 
 
27 
EPISTASIA EM HUMANOS 
 Atualmente é consenso que a variação 
genética normal e patológica em humanos tem 
suas bases em interação entre alelos de 
diferentes loci. 
 
 Métodos para identificar e caracterizar esta 
interação estão em desenvolvimento. 
28 
EFEITO DO SEXO 
 Característica influenciada pelo sexo 
 Difere das características ligadas ao sexo. 
 São determinadas por genes autossômicos. 
 Herdadas de acordo com os princípios de Mendel. 
 Expressões diferentes em machos e fêmeas. 
 
 
Efeito do sexo do indivíduo na expressão de genes em cromossomos 
autossômicos 
29 
 Ex.Alopécia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Autossômica dominante nos homens e recessiva nas mulheres 
 
 Homens e mulheres podem herdar a calvície de ambos sua 
mães ou pais. 
 Os homens precisam de apenas um único alelo para 
calvície 
 Mulheres necessitam de dois alelos para a calvície 
30 
 Característica limitada pelo sexo 
 
 Forma extrema de herança influenciada pelo sexo. 
 Característica com penetrância zero no outro sexo. 
 
 Puberdade precoce limitada aos homens. 
 Plumagem em galináceos: 
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Genótipos ♀ ♂ 
HH Plumagem de galinha Plumagem degalinha 
 
Hh Plumagem de galinha 
 
Plumagem de galinha 
 
hh Plumagem de galinha 
 
Plumagem de galo 
 
 Herança mitocondrial 
 
GENES MITOCONDRIAIS 
• Reconhecida por Carl 
Correns (1909). 
 
• Herança materna 
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 Ex. Doenças humanas raras 
 
Neuropatia óptica hereditária de Leber 
(LHON) 
- Morte das células do nervo óptico – perda da visão 
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IMPRINTING 
A EXPRESSÃO DIFERENCIAL DO 
MATERIAL GENÉTICO DEPENDE DE 
SUA ORIGEM PARENTAL 
Alguns genes autossômicos tem sua expressão afetada por sua origem parental. 
34 
35 
 Imprinting – 
Síndromes de Prader-
Willi e de Angelman 
 
 
Região 15q11.2 - 
diferentemente “marcada" 
nos cromossomos maternos e 
paternos. 
caracterizada por 
hipotonia, 
obesidade e 
hipogonadismo 
Epilepsia, tremores, 
e uma expressão facial 
perpetuamente 
sorridente. 
36 
Mecanismo de Imprinting - Metilação e Epigenética 
 
• Se ocorre uma inativação do alelo paterno, o resultado é a síndrome 
de Prader-Willi. 
 
• Se ocorre uma inativação do alelo materno, o resultado é a síndrome 
de Angelman. 
 
 
37 
OUTRAS VARIAÇÕES NOS PADRÕES DE HERANÇA 
MENDELIANOS 
Heterogeneidade genética 
 A maioria das doenças genéticas humanas 
apresentam heterogeneidade genética, ou seja, 
diferentes mutações podem causar fenótipos 
idênticos ou similares. 
 
 
 
 
 
 
Ex. surdez – mais de 120 
genes descritos: 
 
Fonte: 
(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1278
4229 
38 
 
 Heterogeneidade alélica 
Mutações diferentes no mesmo gene 
Ex.: Distrofias musculares de 
Duchenne e Becker. Doenças 
clinicamente diferentes, devido a 
mutações diferentes no gene DMD 
 
 Heterogeneidade de loci 
Mutações em genes diferentes 
Ex.: Retinite pigmentosa 
39 
 Pleiotropia 
 
 Os genes que exercem efeitos em múltiplos 
aspectos da fisiologia ou anatomia são 
pleiotrópicos 
 
 A pleitropia é uma característica comum dos 
genes envolvidos em doenças genéticas humanas: 
Wardenburg tipo I 
Marfan 
Porfiria variegata 
40 
 Mutações no gene que 
codifica para a enzima 
protoporfirogênio 
oxidase (biossíntese do 
grupo heme); 
 
 Acúmulo de porfirinas 
41 
 Antecipação e Expansão de 
repetições 
 
 Antecipação é a ação mais forte ou mais 
inicial das características em gerações 
sucessivas. 
 
 Mutações instáveis – aumentam ou 
diminuem de tamanho. 
 Ex. Distrofia miotônica; Doença de 
Huntington; 
 
42 
HUNTINGTON 
43 
PENETRÂNCIA INCOMPLETA E EXPRESSIVIDADE VARIÁVEL 
 Penetrância – percentagem de indivíduos que tendo um 
determinado genótipo expressa o fenótipo esperado (“sim 
ou não?”). 
 
 Expressividade – o grau pelo qual uma característica é 
expressa. Variação de um estado mais brando até um estado 
mais grave (“muito ou pouco?”). 
 
 
 Ex. Polidactilia 
O genótipo nem sempre produz o fenótipo 
esperado 
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CÁLCULO DA PENETRÂNCIA 
 Nº de pessoas com polidactilia / Nº de 
pessoas com polidactilia com alelo para 
polidactilia. 
 
 Ex. 42 pessoas com alelo, mas sendo 32 
pessoas com o fenótipo. Penetrância = 
38/42 =0,9 ou 90%. 
45 
 Exemplo: Suponha que dedos longos são 
recessivos em relação a dedos finos, 
com penetrância de 80%. Duas pessoas 
heterozigotas para dedos longos se 
casam. Qual a probabilidade de que 
seu primeiro filho tenha dedos 
longos? 
0,25 X 0,8 = 0,2 
Ll x Ll 
ll = 0,25 
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 Efeitos ambientais 
Expressão de genes modificada pelo ambiente. 
 
FENOCÓPIA – mimetiza o fenótipo produzido por um 
genótipo 
Criado a 20oC ou menos Criado acima de 30oC 
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CONCLUSÕES 
Interação gênica ocorre quando mais de um tipo 
de gene influencia na mesma característica; 
 
 Fenótipo = genótipo + ambiente; 
 
 Origem da variabilidade genética entre os 
indivíduos, incluindo causas para o 
desenvolvimento de algumas doenças genéticas. 
 
 
 
48 
49