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Genética MÓDULO Salinha Bioquímica1 Foto de um africano albino e outro normal. O albinismo é uma herança autossômica recessiva que segue a primeira lei de Mendel. 1. Determinando o genótipo O genótipo que um indivíduo apresenta é inferido a partir da observação de suas características fenotípicas e pela análise do fenótipo de seus pais ou de seus fi lhos. Quando um indivíduo apresenta o fenótipo condicionado pelo alelo recessivo, conclui-se que ele é homozigótico quanto ao alelo em questão. Por exemplo, uma semente de ervilha com cotilédones verdes é homozigótica VV. Por outro lado, o indivíduo que apresenta o fenótipo condicionado pelo alelo dominante de um gene pode ser tanto homozigótico como heterozigótico. Uma semente de ervilha com cotilédones amarelos, por exemplo, pode ter genótipo VV ou Vv. Nesse caso, pode-se tentar determinar o genótipo pela análise dos genitores ou da descendência. Se um indivíduo com fenótipo dominante tem um dos pais com fenótipo recessivo, isso permite concluir que seu genótipo é heterozigótico, pois o indivíduo herdou daquele genitor um alelo recessivo. Entretanto, se ambos os pais do indivíduo apresentam fenótipo dominante, como ele, nada se pode concluir sobre seu genótipo. Pode-se tentar determinar o genótipo, também, pela descendência do indivíduo: se algum de seus fi lhos exibe fenótipo recessivo, concluímos que ele é heterozigótico. Observe os seguintes heredogramas e tente determinar em quais deles a doença é determinada por um gene dominante e em quais heredogramas a doença é determinada por um gene recessivo. Para isso, considere os símbolos pretos a representação de indivíduos doentes e os símbolos brancos, indivíduos normais. De acordo com o heredograma: I. os pais apresentam fenótipo dominante e o fi lho possui fenótipo recessivo. É possível ainda dizer que os pais apresentam o genótipo heterozigoto (ex.: Aa) enquanto que o fi lho é homozigoto recessivo (ex.: aa). Como os pais são doentes, conclui-se que a doença é determinada por gene dominante. II. os pais também apresentam fenótipo dominante e o fi lho possui fenótipo recessivo. Para que seja possível pais de mesmo fenótipo ter fi lho de fenótipo diferente, os pais devem apresentar o genótipo heterozigoto (ex.: Aa) enquanto que o fi lho é homozigoto recessivo (ex.: aa). Como os pais são normais e o fi lho é doente, conclui-se que a doença é determinada por gene recessivo. III. os pais e o fi lho são doentes. Neste caso todos podem ser homozigotos recessivos (ex.: aa) ou todos podem apresentar pelo menos um gene dominante (ex.: AA ou Aa). Logo, não é possível determinar se a doença é decorrente de um gene dominante ou recessivo. IV. os pais e o fi lho são normais. Neste caso todos podem ser homozigotos recessivos (ex.: aa) ou todos podem apresentar pelo menos um gene dominante (ex.: AA ou Aa). Logo, não é possível determinar se o fenótipo normal, nem mesmo o fenótipo doente, é decorrente de um gene dominante ou recessivo. 2. Cruzamento-teste Uma maneira amplamente utilizada para determinar o genótipo de um indivíduo com fenótipo dominante é o cruzamento-teste. Este consiste em cruzar o indivíduo de fenótipo dominante com um indivíduo de fenótipo recessivo e, portanto, necessariamente homozigótico. Se entre os descendentes de um cruzamento-teste houver tanto indivíduos com fenótipo dominante quanto com fenótipo recessivo, conclui-se que o indivíduo testado é heterozigótico. Se, por outro lado, a descendência é grande e todos os descendentes têm fenótipo dominante, esse é um bom indicativo de que o indivíduo testado é homozigótico dominante. Por exemplo, se cruzarmos uma planta de ervilha de cotilédones amarelos, cujo genótipo pode ser VV ou Vv, com uma planta de cotilédones verdes (vv), e surgirem descendentes verdes (vv), teremos certeza de que o tipo parental amarelo é heterozigótico (Vv). Por outro lado, se uma descendência grande é inteiramente amarela, é bem provável que o tipo parental amarelo seja homozigótico VV. Salinha Bioquímica 2 A figura 1 representa sementes amarelas de genótipo desconhecido sendo submetida a cruzamentos-teste. Com o cruzamento-teste em ervilhas representado na fi gura 1, conclui-se que: a ervilha amarela testada no cruzamento à esquerda é, muito provavelmente, homozigótica (VV), pois sua descendência é inteiramente constituída por sementes amarelas. Por outro lado, a ervilha amarela testada no cruzamento à direita é, com certeza, heterozigótica (Vv), pois em sua descendência há indivíduos verdes, recessivos (vv). 3. Primeira lei de Mendel 3.1 Gerações P, F 1 e F 2 Antes de iniciar cada cruzamento, Mendel certifi cava-se de estar lidando com plantas de linhagens puras. Para ele, eram puras as linhagens que, por autofecundação, davam origem somente a plantas iguais a si. Uma linhagem pura alta, por exemplo, quando autofecundada ou cruzada com outra idêntica a si, só produz descendentes altos. Mendel realizou cruzamentos entre plantas puras que diferiam quanto a cada uma das sete características que ele escolheu. Por exemplo, plantas puras de semente amarela eram cruzadas com plantas puras de semente verde; plantas puras altas eram cruzadas com plantas puras anãs; plantas puras de fl ores terminais eram cruzadas com plantas puras de fl ores axiais; e assim por diante. Nesses cruzamentos, a geração constituída pelas variedades puras era denominada geração parental , hoje chamada, abreviadamente, geração P. A descendência imediata desses cruzamentos era chamada de primeira geração híbrida, hoje denominada geração F1 (primeira geração de filhos). A descendência resultante da autofecundação da primeira geração híbrida (F1) era denominada segunda geração híbrida, hoje chamada de geração F2. 3.2 A proporção 3 : 1 na geração F 2 No cruzamento entre plantas puras de sementes amarelas e plantas puras de sementes verdes, por exemplo, Mendel obteve, em F2, de um total de 8.023 sementes, 6.022 sementes amarelas e 2.001 sementes verdes. Dividindo-se o número de sementes amarelas pelo número de sementes verdes, obtém-se a proporção de aproximadamente 3,01 : 1. A fi gura 2 mostra um esquema do cruzamento de ervilhas amarelas e verdes e de amarelas entre si. O fato de as proporções entre os traços dominantes e recessivos serem tão parecidas em todas as características analisadas levou Mendel a pensar na existência de uma lei geral, responsável pela herança das características nas ervilhas, que hoje é chamada de lei da segregação dos fatores ou primeira lei de Mendel. O aspecto essencial da primeira lei de Mendel é a separação dos fatores hereditários (genes) na formação dos gametas. Essa lei pode ser enunciada como a seguir: Os fatores que condicionam uma característica segregam-se (separam-se) na formação dos gametas; estes, portanto, são puros com relação a cada fator. 3.3 Sistema Rh: exemplo de herança que segue a primeira lei de Mendel Em nível de ensino médio, o Sistema Rh, aquele que determina se o sangue é Rh negativo ou Rh positivo, é um exemplo de primeira lei de Mendel. A história de descoberta dessa característica sanguínea inicia em 1940 quando Landsteiner e seu colega Wiener descobriram o fator Rh depois de realizarem experiência com sangue de macaco Rhesus (fi gura 3). Concluíram que o sangue do macaco possuía um determinado antígeno (chamado de Rh, em homenagem ao macaco). Hoje, as pessoas que possui o fator Rh são ramadas de Rh+ enquanto aqueles sem esse fator são chamadas de Rh -. Estes últimos, quando sensibilizados (entram em contato com sangue Rh positivo) produzem anticorpos anti-Rh. A reação dos anticorpos anti-Rh e o antígeno Rh leva a aglutinação (coagulação) podendo matar o paciente em caso de uma transfusão errada. Por isso mesmo, indivíduos Rh- não devem receber sangue Rh+. Portanto, podemos concluir que, com relação ao fator Rh, o indivíduo Rh- é o “doador universal”. É o sangue que todos podem receber sem preocupaçãode aglutinação, no entanto, só pode receber outro sangue igual. Posteriormente estudaremos os tipos de sangue com relação ao sistema ABO, e fi cará clara porque o sangue O– é o verdeiro doador universal. Salinha Bioquímica3 Para entender a genética do sistema Rh vamos considerar, em nível de ensino médio, um caso de dominância simples, seguindo as regras da primeira lei de Mendel. Gene R Presença de antígeno Rh Gene r Ausência de antígeno Rh Pode-se usar também a letra ‘D’ para identificar o gene porque o antígeno Rh é também conhecido como antígeno D. Fenótipos Genótipos Aglutinogênios Aglutininas Rh+ RR; Rr Presença de Rh Incapacidade de produzir anti-Rh Rh- rr Ausência de Rh Capacidade de produzir anti-Rh Uma grande importância da descoberta do fator Rh foi que se podem esclarecer as causas da eritroblastose fetal, doença hemolítica do recém-nascido que causava muitos casos de abortos, natimortos ou a morte logo após o nascimento do bebê. O fator Rh foi confi rmado como o responsável por essa doença que se caracteriza pela destruição das hemácias do feto, provocando anemia, icterícia (coloração amarela da pele e das mucosas provocada pela liberação do pigmento tóxico amarelo - a bilirrubina, produto da degradação da hemoglobina liberada na hemólise). Riscos de eritroblastose fetal somente acontecem se a mãe for Rh-, o pai Rh+ e o bebê Rh+, porque as mulheres Rh- podem produzir anticorpos anti-Rh se forem sensibilizadas ao gerarem fi lhos Rh+ ou tiverem recebido, acidentalmente, transfusões de sangue Rh+. Isso acontece porque, durante a gravidez, e, principalmente, na hora do parto, ocorrem rupturas na placenta que permitem passagem das hemácias Rh+ da criança para a circulação materna. O organismo materno fi ca então sensibilizado, passando a produzir anticorpos anti-Rh e adquirindo a memória imunológica quanto ao fator Rh. Geralmente, o primeiro fi lho escapa ileso porque, na primeira gravidez, a sensibilização materna ainda é pequena e o nível de anticorpo no sangue da mãe ainda não é sufi ciente para afetar a criança (a não ser que a mãe já tenha sido sensibilizada antes por uma transfusão de sangue Rh+, por exemplo). Entretanto, a partir da segunda gestação, na mesma situação, o bebê correria o risco de apresentar a doença, quando os anticorpos anti-Rh do sangue da mãe, agora em muito maior número, caíssem na sua circulação sangüínea, provocando a destruição das suas hemácias (fi gura 4). 3.4 Genes letais São genes que determinam a morte do indivíduo no estado embrionário ou após o nascimento, quando em homozigose. Podem ser dominantes ou recessivos. São letais os genes para a cor amarela em ratos, a braquidactilia (alelo dominante em homozigose é letal) (fi gura 5), a idiotia amaurótica (ou doença de Tay-Sachs, apresenta o alelo recessivo em homozigose letal), entre outros. Figura 5 O geneticista francês Lucien Claude J. Cuénot (1866-1951), em seus experimentos, no início do século XX, cruzou várias vezes machos e fêmeas de camundongos amarelos, estes heterozigotos, e sempre obteve 2/3 de animais amarelos e 1/3 de animais cinza, e não a clássica proporção de 3 : 1 da primeira lei de Mendel. Foi assim que Cuénot descobriu que homozigotos para o alelo P, que determina a cor amarela dos camundongos, morriam ainda quando embriões, sendo abortados (fi gura 6). Figura 6 4. Heredograma O heredograma, também chamado árvore genealógica, pedigree ou genealogia, é a representação de cruzamentos realizados experimentalmente ou ocorridos naturalmente. Os machos são representados por quadrados e as fêmeas, por círculos. Os cruzamentos são indicados por traços horizontais e os descendentes, por traços verticais. Os diferentes fenótipos são representados por algum sinal de diferenciação (cor, pontilhado, tracejado, entre outros). Nos heredogramas, usamos as seguintes convenções: Salinha Bioquímica 4 O heredograma a seguir apresenta um caso de albinismo humano, defi ciência caracteriza da pela falta de pigmentação na pele, cabelos e olhos - o albinismo oculocutâneo. Nesse heredograma, estão representadas três gerações e observa-se que o albinismo é uma característica condicionada por alelo recessivo. Ele se manifesta nos indivíduos I-2 e I-3 e só reaparece em III -1, uma pessoa do sexo feminino. Os indivíduos II-3 e II-4, pais de III-1, são heterozigotos para albinismo, pois cada um tem um genitor albino. Nos heredogramas, quando os pais apresentam um mesmo fenótipo para um determinado caráter dominante e o fi lho apresenta fenótipo diferente, conclui-se que os pais são heterozigotos e o fi lho é homozigoto recessivo. 5. Noções de probabilidade aplicada à genética 5.1 Princípios básicos de probabilidade Probabilidade é a chance de um determinado evento ocorrer, entre dois ou mais eventos possíveis. Por exemplo, a chance de uma moeda cair com a face “cara” voltada para cima representa um entre dois eventos possíveis, “cara” ou “coroa”. Nesse exemplo, dizemos que a probabilidade de sair “cara” é 1/2 (uma chance em duas possíveis) ou 50%, pois espera-se que em metade dos lançamentos de uma moeda seja obtida a face “cara”. Esta probabilidade é baseada no fato de a obtenção de “cara” no lançamento de uma moeda ser um evento aleatório e independente, ou seja, obter “cara” ao lançar uma moeda não aumenta nem diminui a chance de sair “cara” em um novo lançamento da moeda. Atenção: lembrar que o numerador da fração de uma probabilidade é o número de eventos desejados e o denominador é o número possível daquele evento ocorrer. Exemplo: Analise o seguinte heredograma. Pergunta: Qual a probabilidade de II.2 ser heterozigoto? Resposta: De acordo com o heredograma conclui-se que os pais são heterozigotos, II.1 é homozigoto recessivo e II.2 ou é homozigoto dominante ou heterozigoto. Ou seja, não é possível dizer o genótipo de II.2, mas há uma certeza, II.2 não é homozigoto recessivo, afi nal está representado por um símbolo vazio (não está colorido). Cruzando os pais Aa X Aa se obtém: AA, Aa, Aa ou aa. Assim a probabilidade de II.2 ser heterozigoto é de duas chances em três possíveis, afi nal aa é um genótipo impossível para II.2. 5.2 A regra do “e” A teoria das probabilidades diz que a probabilidade de dois ou mais eventos independentes ocorrerem conjuntamente é igual ao produto das probabilidades de eles ocorrerem separadamente. Esse princípio é conhecido popularmente como regra do “e”, pois corresponde à pergunta: qual é a probabilidade de ocorrer determinado evento e também um outro? Por exemplo, se jogarmos uma moeda duas vezes, qual é a probabilidade de obtermos duas vezes a face “cara”, isto é, de sair face “cara” no primeiro lançamento e face “cara” no segundo? A chance de sair “cara” na primeira jogada é 1/2, e a chance de sair “cara” na segunda jogada também é 1/2. Assim, a probabilidade conjunta desses dois eventos ocorrerem é 1/2 x 1/2 = 1/4. A segregação dos alelos de um gene é um evento casual comparável à obtenção de “cara” ou “coroa” no lançamento de uma moeda. Suponha que o lançamento de uma moeda dourada represente a formação do gameta feminino, que o lançamento de uma moeda prateada represente a formação do gameta masculino, e que “cara” e “coroa” sejam os dois alelos de um gene, A e a. O resultado da fecundação é comparável à combinação das faces obtidas no lançamento simultâneo das duas moedas (fi gura 7). Figura 7 Vejamos outro exemplo. Qual é a probabilidade de um casal ter dois fi lhos do sexo masculino? Uma vez que a probabilidade de nascer homem é 1/2, a probabilidade de o casal ter dois meninos, isto é, de o primeiro fi lho ser homem e o segundo também ser homem, é 1/2 x 1/2, ou seja, 1/4. 5.3 A regra do “ou” Outro princípio da teoria das probabilidades diz que a ocorrência de dois eventos mutuamente exclusivos é igual à soma das probabilidades de ocorrer cada um dos eventos isoladamente. Eventos mutuamente exclusivos são aqueles em que, ocorrendoum, o outro não ocorre. Esse princípio é conhecido popularmente como regra do “ou”, pois corresponde à pergunta: qual é a probabilidade de ocorrer um determinado evento ou outro (eventos mutuamente exclusivos)? Por exemplo, a probabilidade de se obter” cara” ou “coroa” no Salinha Bioquímica5 lançamento de uma moeda é igual a 1, ou seja, é a probabilidade de sair “cara” somada à probabilidade de sair “coroa” (1/2 + 1/2 = 1). Da mesma forma, a probabilidade de obter-se “face 1” ou “face 6” no lançamento de um dado é 1/6 + 1/6 = 1/3. Considere agora a seguinte questão: qual é a probabilidade de se obter “cara” e “coroa” no lançamento de duas moedas? Para responder a essa questão devem-se levar em conta as duas maneiras de se obter “cara” e “coroa”, quando se lançam duas moedas: pode sair “cara” na primeira e “coroa” na segunda ou “coroa” na primeira moeda e “cara” na segunda. Como já vimos, a probabilidade de sair “cara” e “coroa” é 1/4 (1/2 x 1/2); da mesma forma, a probabilidade de sair “coroa” e “cara” é 1/4. Como esses dois eventos são mutuamente exclusivos, devemos somar suas probabilidades, obtendo a probabilidade fi nal de 2/4 ou 1/2 (1/4 para “cara” e “coroa” + 1/4 para “coroa” e “cara”). O mesmo raciocínio é válido para a Genética. Por exemplo, um casal quer ter dois filhos; qual é a probabilidade de um ser menina e o outro menino? Há duas maneiras de um casal ter um menino e uma menina; a primeira criança pode ser menino e, a segunda, menina (1/2 x 1/2 = 1/4), ou a primeira pode ser menina e, a segunda, menino (1/2 x 1/2 = 1/4). Portanto, a probabilidade de o casal ter uma menina e um menino é 1/4 + 1/4 = 1/2. Como exercício, tente calcular a chance de um casal ter duas crianças do sexo masculino e uma do sexo feminino. Pense na ordem em que as três crianças podem nascer e faça os cálculos. Agora considere duas características para ervilhas: cor (amarela – VV ou Vv – ou verde – vv) e textura (liso – RR ou Rr – ou rugoso – rr). Sabendo que o cruzamento é entre ervilhas VvRr x VvRr, qual a probabilidade de nascer ervilhas amarelas e lisas? Para resolver esse problema, aconselha-se fazer a análise da cor separadamente do da textura, exemplo: • com relação à cor, as ervilhas cruzadas são Vv X Vv, e os descendentes possíveis são VV, Vv, Vv e vv. Logo, a chance de nascer ervilhas amarelas é de 3/4 (três chances em quatro possíveis). • com relação à textura, as ervilhas cruzadas são Rr X Rr, e os descendentes possíveis são RR, Rr, Rr e rr. Logo, a chance de nascer ervilhas lisas é de 3/4 (três chances em quatro possíveis). • a chance de nascer uma ervilha amarela e lisa é um exemplo de regra do “e”, de modo que, 3/4 x 3/4 = 9/16, ou seja, nove chances em dezesseis possíveis. O exercício analisado é uma maneira muito comum de se resolver questões de segunda lei de Mendel, que será mais detalhado a seguir. 6. Segunda lei de Mendel Na primeira lei de Mendel, foi analisado uma única característica da ervilha por vez. No entanto, outro fator analisado por Mendel foi a transmissão simultânea de duas características, como a cor e a textura dos grãos de ervilha, ou a cor e o tipo de implantação das fl ores. Ele observou que a distribuição dos fenótipos, em F2 ocorria sempre nas mesmas proporções, isto é, para cada 16 ervilhas apareciam sempre quatro fenótipos diferentes, na proporção de 9 : 3 : 3 : 1. (fi gura 8) Esquema do cruzamento de ervilhas amarelas e lisas com ervilhas verdes e rugosas e de amarelas e lisas entre si. Figura 8 Os gametas formam-se combinando os alelos ao acaso, pois os dois pares de alelos são independentes. O número de gametas diferentes formados por um genótipo com vários pares de alelos pode ser obtido por meio da fórmula 2n, em que n é o número de pares de alelos heterozigotos e 2 é o número de gametas no monoibridismo. Assim, um indivíduo duplo-heterozigoto VvRr, por exemplo, pode produzir 2n = 4 tipos de gametas. Veja, a seguir, as possibilidades de formação desses tipos de gametas. Formação de gametas em indivíduo duplo-heterozigoto VvRr Alelos R r V VR Vr v vR vr Em cruzamento entre dois indivíduos duplo-heterozigotos VvRr, os diferentes tipos de gametas formados combinam-se ao acaso, resultando na geração F2. Veja nos quadros a seguir (fi gura 9) as possibilidades de combinações dos gametas nesse tipo de cruzamento, com os respectivos genótipos e fenótipos resultantes. Possibilidades de combinações dos gametas no cruzamento entre dois indivíduos duplo-heterozigotos VvRr e os genótipos possíveis em F2. Salinha Bioquímica 6 Figura 9 Observando que os fatores para as diferentes características apresentavam um comportamento independente e se recombinavam ao acaso, Mendel propôs a sua segunda lei ou Lei da segregação independente dos fatores. Os casos que analisam a transmissão de dois pares de alelos constituem exemplos de diibridismo. Vimos que a proporção fenotípica da F2 da segunda lei de Mendel é 9:3:3:1. Ou seja, para cada 9 ervilhas amarelas lisas que nascem, surgem 3 amarelas rugosas, 3 verdes lisas e 1 verde rugosa proveniente do cruzamento de ervilhas duplas heterozigotas (cruzamento entre F1). Essa mesma proporção poderia ser alcançada por meio de cálculos de probabilidade já estudados anteriormente, observe o raciocínio a seguir. Do cruzamento entre indivíduos da F1 (ou seja, duplos heterozigotos – VvRr X VvRr) qual a chance de nascer ervilhas: • Amarelas lisas? O cruzamento dos pais, com relação à cor é Vv X Vv. Logo, a chance de nascer uma ervilha amarela é de ¾. O cruzamento dos pais, com relação à textura é Rr X Rr. Logo, a chance de nascer uma ervilha lisa é de ¾. De acordo com a “regra do e”, a chance de nascer ervilhas amarelas e lisas é ¾ x ¾ que é igual a 9/16. • Amarelas rugosas? O cruzamento dos pais, com relação à cor é Vv X Vv. Logo, a chance de nascer uma ervilha amarela é de ¾. O cruzamento dos pais, com relação à textura é Rr X Rr. Logo, a chance de nascer uma ervilha rugosa é de ¼ . De acordo com a “regra do e”, a chance de nascer ervilhas amarelas e rugosas é ¾ x ¼ que é igual a 3/16. • Verdes lisas? O cruzamento dos pais, com relação à cor é Vv X Vv. Logo, a chance de nascer uma ervilha verde é de ¼ . O cruzamento dos pais, com relação à textura é Rr X Rr. Logo, a chance de nascer uma ervilha lisa é de ¾. De acordo com a “regra do e”, a chance de nascer ervilhas verdes e lisas é ¾ x ¾ que é igual a 3/16. • Verdes rugosas? O cruzamento dos pais, com relação à cor é Vv X Vv. Logo, a chance de nascer uma ervilha verde é de ¼ . O cruzamento dos pais, com relação à textura é Rr X Rr. Logo, a chance de nascer uma ervilha rugosa é de ¼ . De acordo com a “regra do e”, a chance de nascer ervilhas verdes e rugosas é ¼ x ¼ que é igual a 1/16. Repare, portanto que as probabilidades encontradas foram: 9/16, 3/16, 3/16 e 1/16. Já que os denominadores são os mesmos, eliminando-os tem-se a proporção 9:3:3:1, exatamente a mesma encontrada por meio do quadro de Punnet. Vários genes determinando uma mesma característica, exemplo: Epistasia. Um caso de interação gênica é a epistasia, que consiste no bloqueio da expressão do par de alelos de um gene pelo par de alelos de outro gene. O alelo que encobre a manifestação de outro é denominado epistático, e o que tem sua expressão mascarada, hipostático. O alelo inibidor ou epistático pode ser dominante ou recessivo, havendo dois tipos principais de interações epistáticas: epistasia dominante e epistasia recessiva. A epistasia dominante ocorre quando o alelo dominante de um par inibe a ação de aleIos de outro par. Um exemplo clássico desse tipo de epistasia é o da cor das penas de galinhas (fi gura 10). Aves da raça Leghorn têm dois pares de aleIos, um cujo aleIo dominante condiciona penas coloridas (C) e outro cujo aleIo dominante bloqueia a manifestação de cor (I). Isso signifi ca que o aleIo I é epistático em relação ao aleIo C. Por outro lado, a raça Wyandottetem plumagem branca condicionada por dois pares de aleIos recessivos. Figura 10 Cruzando-se galos Leghorn homozigotos com galinhas Wyandotte brancas, obtêm-se em F1 somente aves brancas. As aves de F1 cruzadas entre si produzem galinhas brancas e galinhas coloridas na proporção 13 : 3. A figura 11 é um esquema do cruzamento entre galo homozigoto branco e galinha homozigota branca e de cruzamento entre aves de F1, com penas brancas. Esquema do cruzamento entre galo homozigoto branco e galinha homozigota branca e de cruzamento entre aves de F1, com penas brancas. Figura 11 Salinha Bioquímica7 Nos casos de epistasia recessiva, o alelo recessivo de um gene, quando em homozigose, inibe o efeito do par de alelos de outro gene, com o qual interage. Um exemplo de epistasia recessiva é a cor da pelagem nos ratos. O alelo A de um par interage com o alelo C do outro par, originando a pelagem castanho-acinzentado, denominada aguti. O alelo c é epistático em relação ao alelo A, mas o alelo recessivo a não produz coloração aguti. Por sua vez, o alelo C determina a cor preta, desde que sem o alelo A, e o caráter albino é obtido pelo alelo c em dose dupla. Ao cruzarmos um rato albino ccAA com uma fêmea preta CCaa, teremos uma F1 100% aguti, com genótipo CcAa. Como mostrado da fi gura 12. Pa ul o N ils on Esquema do cruzamento entre rato albino e fêmea preta. Figura 12 Autocruzando F1 obteremos a seguinte proporção fenotípica: 9 aguti, 3 pretos e 4 albinos. 7. Ausência de dominância A ausência de dominância é um caso que envolve um único par de alelos, mas com proporções que fogem das regras mendelianas. Ocorre quando não existe dominância absoluta de um gene em relação ao seu alelo. Nesse caso, em heterozigose, os dois genes se interagem, surgindo um terceiro tipo de fenótipo. Essa herança pode ser subdividida em dois tipos: dominância incompleta (ou herança intermediária) e codominância, esta última analisada mais detalhadamente. A tabela seguinte resume a relação de dominância entre alelos de um gene. 7.1 Codominância A codominância ocorre quando os dois alelos do heterozigoto são ativos. Na dominância incompleta, o híbrido representa um terceiro fenótipo, enquanto na codominância os dois fenótipos apresentam-se no heterozigoto. Por exemplo, no gado da raça Shorthorn, quando cruzamos um animal de pelos avermelhados com um animal de pelos brancos, nasce um animal ruão, isto é, malhado, com parte da pelagem vermelha e parte da pelagem branca (fi gura 13). Figura 13 Outro exemplo de codominância é o que ocorre no sistema sanguíneo MN, que apresenta três fenótipos, que correspondem aos tipos sanguíneos M, MN e N. Os tipos sanguíneos humanos são determinados pela presença de antígenos nas hemácias. A presença apenas do antígeno M nas hemácias é determinada pelo genótipo LMLM e caracteriza o tipo sanguíneo M; a presença apenas do antígeno N nas hemácias, por sua vez é determinada pelo genótipo LNLN e caracteriza o tipo sanguíneo N; por fi m, a presença de ambos os antígenos (M e N) nas hemácias é determinada pelo genótipo LMLN e caracteriza o tipo sanguíneo MN. 7.2 Alelos múltiplos ou Polialelia Polialelia é também uma herança que passa para as extensões da genética mendeliana. Décadas depois do trabalho de Mendel, outros descobriram que as em muitos casos, os alelos não demonstram uma relação simples entre dominância e recessividade. Em outros, um único alelo pode apresentar múltiplos efeitos fenotípicos quando é expresso. Os alelos existentes podem formar novos alelos por mutação, podendo haver muitos alelos para um único caractere. Devido às mutações aleatórias, um grupo de indivíduos pode ter mais de dois alelos para certo gene. (Qualquer indivíduo possui somente dois alelos, é claro - um proveniente de sua mãe e o outro de seu pai.) De fato, existem muitos exemplos desses alelos múltiplos. A cor da pelagem em coelhos é determinada por um gene com quatro alelos. Existe uma dominância hierárquica nas combinações do gene: C > cch > ch > c Qualquer coelho com o alelo C ( junto com qualquer um dos quatro) é cinza, e um coelho que é cc é albino. As cores intermediárias resultam das diferentes combinações alélicas encontradas na fi gura 14. A le lo s e Su as In te ra çõ es Salinha Bioquímica 8 Figura 14 8. Sistema ABO: um caso de alelos múltiplos codominantes Como o sistema ABO envolve três alelos: IA, IB e i, se diz que é um exemplo de polialelia (alelos múltiplos). Com relação à dominância de cada um destes alelos pode-se resumir em: IA = IB > i Ou seja, IA e IB são alelos ativos no heterozigoto, dando origem ao sangue de fenótipo AB. Isso é um caso de codominância. Por isso se diz que o sistema ABO é um exemplo clássico de alelos múltiplos codominantes. A classifi cação do tipo sanguíneo nesse sistema baseia-se na presença de um antígeno A ou B, que se localiza na superfície das hemácias. Assim, o tipo sanguíneo A apresenta o antígeno A; o tipo sanguíneo B, o antígeno B; o tipo sanguíneo AB, os antígenos A e B; e o tipo sanguíneo O não apresenta antígenos. Genótipos Fenótipos IAIA e IAi Sangue tipo A IBIB e IBi Sangue tipo B IAIB Sangue tipo AB ii Sangue tipo O Fonte de pesquisa: SNUSTAD, D. P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos da Genética. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. p. 70. Antígenos estranhos introduzidos no organismo determinam uma resposta imunológica, com formação de anticorpos específi cos. A função desses anticorpos é inativar os antígenos. Contra os antígenos A e B formam-se no plasma sanguíneo anticorpos anti-A e anti-B, que promovem aglutinação das hemácias portadoras dos antígenos correspondentes. Os antígenos do sangue são denominados aglutinogênios, e os anticorpos, aglutininas. Como os antígenos e os anticorpos correspondentes não podem coexistir num mesmo organismo, os grupos sanguíneos do sistema ABO apresentam os seguintes fenótipos: Grupo sanguíneo Aglutinogênios (na superfície das hemáciais) Aglutininas (no plasma sanguíneo) A A anti-B B B anti-A AB A e B nenhuma O nenhum anti-A e anti-B Fonte de pesquisa: MADER, S. S. Inquiry into life. 9 ed. New York: McGraw-Hill Higher Education, 2001. p. 278. Para que não haja aglutinação no organismo de um receptor, as doações de sangue devem ser específi cas, seguindo o esquema da fi gura 15. AB A O B Figura 15 Lembre que além do sistema ABO, existem outros sistemas sanguíneos, entre eles o mais importante é o sistema Rh, que já foi estudado anteriormente, como um caso de monoibridismo. Envolvendo do sistema ABO e o sistema Rh pode-se dizer que o individuo O- é o verdadeiro “doador universal” enquanto o AB+ é o verdadeiro “receptor universal”. A propriedade da aglutinação permite a determinação do tipo de sangue por meio de um teste simples: sobre uma lâmina de vidro, colocam-se duas gotas de soro, uma de anti-A e outra de anti-B. A cada uma delas mistura-se uma gota de sangue. Pode ocorrer aglutinação em uma das gotas, em ambas ou em nenhuma, o que permite a identifi cação do tipo sanguíneo. A fi gura 16 mostra um esquema de tipagem sanguínea para o sistema ABO de acordo com observações de aglutinação. Pa ul o N ils on Figura 16 8.1 Herança ligada ao X Todos os tipos de herança que vimos até agora são classificados como herança autossômica , porque os seus respectivos genes se localizam nos cromossomos autossomos, que são comuns aos dois sexos, masculino e feminino. Portanto, manifestam-se indistintamente em ambos os sexos. Mas existem também os chamados cromossomos sexuais ou alossomos responsáveis pela determinação genética do sexo em vários animais. Nos mamíferos são denominados X e Y. A herança condicionada por genes localizados nestes cromossomos sexuais é chamada, genericamente, de herança relacionada ao sexo. Na herança relacionada ao sexo, interessa-nos aquela condicionada por genes localizados na região não homóloga dos cromossomos X e Y. Quandoos genes se localizam na região não homóloga do cromossomo X, ocorre a herança ligada ao sexo ou ginefórica. Na espécie humana já se conhecem vários genes localizados nessa região, muitos deles, infelizmente, causadores de doenças como o daltonismo, a hemofi lia e a distrofi a muscular Duchenne (com atrofi a e degeneração dos músculos esqueléticos). Todas essas anomalias são condicionadas por genes recessivos localizados na região não homóloga do cromossomo X. Mas também existem doenças condicionadas por genes dominantes localizados nessa região do cromossomo X, como o gene que causa o raquitismo hipofosfatêmico (um tipo de nanismo com cabeça e tronco de tamanho normal, mas com os membros muito curtos, deformados e com limitação de movimentos). Salinha Bioquímica9 A herança ligada ao sexo é também chamada de herança ginefórica porque é transmitida da mãe para o filho do sexo masculino. Vamos usar o daltonismo como exemplo padrões desse tipo de herança. O daltonismo é uma anomalia genética na qual o indivíduo não distingue cores como verde, vermelho e azul. No tipo mais comum, a pessoa não distingue o verde do vermelho, sendo ambas as cores percebidas como marrom. É causado por gene recessivo ligado ao cromossomo X. Vamos representá-lo pela letra d e seu alelo dominante, que condiciona a visão normal, por D. Para a mulher manifestar o daltonismo, é necessário que ela seja homozigota recessiva. Já o homem pode manifestar com apenas um alelo d, porque ele não existe no cromossomo Y. Veja os genótipos e fenótipos. Quando você for fazer o exame médico para tirar sua carteira de motorista, o médico vai lhe mostrar uma série de círculos com bolinhas coloridas, pedindo-lhe que diga qual o número que você enxerga em cada uma delas. Observe a fi gura 18, que representa um teste de discromatopsia (cegueira para cores), e observando os círculos A, B, C e D e diga o que você enxergou. Figura 17 Se você não tem nenhuma discromatopsia, verá, no círculo A, o número 29; no B, o número 45; no C, nenhum número; no D, o número 26. Se sofrer discromatopsia em relação ao vermelho verá, no círculo D, o número 6. Se a discromatopsia for em relação ao verde, verá apenas o número 2 no círculo D. Se tiver cegueira para as cores verde e vermelho (daltonismo clássico), vai enxergar, no círculo A, o número 70, nada nos círculos B e D e o número 5, no círculo C. Quem tem discromatopsia total (cegueira total para cores) não distingue nada nos quatro círculos. Os cruzamentos são representados como em monoibridismo. Veja um exemplo de um cruzamento de um homem normal com uma mulher normal portadora na fi gura 18. Figura 18 9. Outros tipos de herança relacionada ao sexo • Herança restrita ao sexo ou ligada ao cromossomo Y: refere-se aos genes holândricos, ou seja, genes localizados no segmento do cromossomo Y que não apresenta homologia com o cromossomo X. No ser humano, são conhecidos alguns genes holândricos, dentre os quais os responsáveis pelo desenvolvimento e funcionalidade das gônadas masculinas. • Herança infl uenciada pelo sexo: os genes localizam-se na parte homóloga do par de cromossomos sexuais X e Y, mas têm manifestação diferente em machos e fêmeas; um exemplo é a calvície, que tem expressão dominante nos homens e recessiva nas mulheres. 9.1 Genes ligados Quando duas características são controladas por genes localizados no mesmo cromossomo, dizemos que estes estão ligados e a denominação que se dá a este fenômeno é linkage ou ligação gênica. O diíbrido que apresenta dois genes dominantes ligados no mesmo cromossomo e dois genes recessivos ligados no cromossomo homólogo forma a posição cis, já o diíbrido que apresenta um gene dominante e um gene recessivo ligados ao mesmo cromossomo e outro dominante ligado ao outro recessivo no cromossomo homólogo, forma a posição trans. Quando dois pares de alelos encontram-se em cromossomos diferentes a segregação durante a meiose (formação de gametas ou esporos) é independente como determinado por Mendel (fi gura 19). Figura 19 Figura 20 Genes ligados tendem a ir para o mesmo polo durante a meiose (ligação completa) (figura 20) e, para confirmar uma hipótese como esta, é necessário realizar um cruzamento-teste. Salinha Bioquímica 10 10. Como identifi car um linkage Ao cruzarmos um indivíduo heterozigoto diíbrido para características situadas em cromossomos diferentes com um diíbrido homozigoto, a combinação entre os gametas geraria quatro tipos de fenótipos possíveis para os fi lhos desse cruzamento (fi gura 21). Porém, ao cruzarmos um indivíduo heterozigoto diíbrido com genes em linkage com um homozigoto recessivo, teoricamente teríamos como resultado apenas dois tipos de fenótipos possíveis, uma vez que os alelos estão ligados e não podem se recombinar (fi gura 22). Figura 21 Figura 22 11. Permutação ou crossing-over Teoricamente, os genes presentes em um mesmo cromossomo deveriam permanecer ligados uns aos outros, mesmo após a meiose. Porém, nem sempre isto ocorre. Muitas vezes é possível que os cromossomos troquem partes entre si durante a prófase da primeira fase da meiose. Esse processo chamado de crossing-over ou permuta, ocorre quando os cromossomos homólogos formam pares resultando em um conjunto de quatro cromátides (tétrade). As cromátides mais próximas podem então “trocar” partes entre si. Sendo assim, os alelos antes ligados em uma cromátide, estarão separados, estando ligados aos genes de outra cromátide. Isto, em termos práticos, aumenta bastante a variabilidade genética. O caso é que, você provavelmente lembra que os cromossomos que formam o par de homólogos tiveram origem em cada um dos dois genitores. Sendo assim, durante a permuta, uma das cromátides do cromossomo que veio do pai se “mistura” com a que teve origem na mãe e assim formam uma nova combinação gênica aleatória. O crossing-over nem sempre acontece, sendo a formação de gametas parentais (iguais aos dos genitores) muito mais comuns. Para entender melhor este processo, veja a fi gura 23: Figura 23 Vale lembrar mais um detalhe: Quando dois pares de genes alelos estão situados muito próximos uns aos outros em um par de homólogos, é muito difícil que ocorra permutação entre eles. Diz- se, então, que há linkage total entre eles. Caso os pares de genes analisados estão no mesmo cromossomo, porém mais distantes um do outro, há mais chance de que haja permutação, sendo assim, o linkage é parcial. Quanto mais distantes os genes ligados estiverem, maior a possibilidade de permutação. A distância entre eles pode ser calculada pela soma dos gametas de recombinação, denominada taxa de crossing (ou taxa de recombinação). Assim, o primeiro passo é identificar os indivíduos de recombinação (gametas obtidos por permutação, diferentes dos parentais) e, depois, somam-se seus valores, transformando-os em porcentagem. A unidade de medida é UR (unidade de recombinação) ou cM (centimorgans). Exercícios Questão 1 PUC MEDICINA 2013 Determinada enzima de restrição reconhece e corta, em locais específi cos, a fi ta de DNA, como mostrado pelas setas na fi gura I. Uma mutação em um único nucleotídeo pode não apenas determinar anomalias genéticas, mas também impedir o reconhecimento de um sítio de corte de uma das enzimas de restrição. Fragmentos de restrição podem ser separados por eletroforese de acordo com seu tamanho (1000 pares de base = 1 kb), e uma sonda (veja na fi gura I), ao se ligar em uma sequência específi ca de DNA, possibilita a identifi cação do fragmento de interesse. A anemia falciforme é uma herança autossômica ocasionada por uma única mutação no gene da hemoglobina que transforma a hemoglobina, normal Hb A em hemoglobina Hb S capaz de alterar a forma da hemácia, de globosa para falciforme. Indivíduos com dois alelos HbS/HbS são afetados, indivíduos com genótipo HbA/HbA são normais, enquanto os heterozigotos HbA/HbS apresentam o que se denomina “traço falcêmico”.A fi gura II mostra os resultados da eletroforese dos fragmentos de restrição do DNA que carregam os genes da hemoglobina de seis membros de uma família, um casal e seus quatro fi lhos. Salinha Bioquímica11 Com base nas informações e em seus conhecimentos sobre o assunto, é INCORRETO afi rmar que, caso sejam os pais da família representada, os indivíduos: A) III e IV podem ter como descendentes os outros quatro membros da família. B) I e II podem ter como descendentes os outros quatro indivíduos da eletroforese. C) III e IV podem ter tanto fi lhos normais quanto afetados pela anemia falciforme. D) heterozigotos têm 50% de chance de ter descendentes com genótipo igual ao seu. Questão 2 PUC MEDICINA 2013 A cor da pelagem de cães labradores é determinada pela interação de dois pares de genes autossômicos com segregação independente. A fi gura mostra três cães da raça labrador com cor de pelagem diferente (marrom, dourada e preta), embora sejam gêmeos fi lhos do mesmo pai. A tabela apresenta a correlação entre genótipos e fenótipos para esse caráter. Analisando-se as informações, é INCORRETO afi rmar: A) Se a mãe for dourada, o pai pode ser marrom ou preto. B) O pai e a mãe dos três cães representados podem ser pretos. C) Nenhum dos fi lhotes pode ser homozigoto recessivo para os dois pares de alelos. D) Nenhum dos pais pode ser homozigoto dominante para qualquer dos pares de alelos. Questão 3 PUC MEDICINA 2014 As f iguras mostram os resultados dos testes de hemoaglutinação realizados para uma mãe e seu fi lho hoje adulto, mas que nasceu com a doença hemolítica do recém-nascido (eritroblastose fetal). Observe que, para o indivíduo I, só houve aglutinação com o soro anti-A, enquanto que para o indivíduo II só houve aglutinação com o soro anti-D (anti-Rh). Com base nos resultados, é INCORRETO afi rmar: A) O indivíduo I não pode doar sangue para o indivíduo II. B) O indivíduo II não deve doar sangue para o indivíduo I. C) O pai do indivíduo I possui sangue do tipo Rh-negativo. D) O pai do indivíduo II possui sangue do tipo Rh-positivo. Questão 4 PUC MEDICINA 2014 FIBROSE CÍSTICA é um distúrbio genético que se desenvolve somente quando o indivíduo apresenta dois alelos mutados do gene CFTR, causando principalmente doença pulmonar crônica e progressiva e a insufi ciência pancreática. Dois por cento da população mundial são portadores assintomáticos da mutação no gene associado à fi brose cística. O heredograma foi montado para se estudar a ocorrência desse distúrbio em uma determinada família, na qual o casal 5 x 6 está esperando um fi lho. Analisando-se as informações acima, é INCORRETO afi rmar: A) Trata-se de uma herança autossômica recessiva. B) A chance de o indivíduo 7 vir a ser afetado é de 1/8. C) A chance de o indivíduo 3 ser portador assintomático da mutação é de 2/3. D) A chance de o casal 1 x 2 ter outra criança afetada é a mesma de ter uma normal homozigota. Questão 5 FCMMG 2008 “Pesquisador cria sangue ‘tipo o’ a partir de outros” “Um grupo de cientistas anunciou ter criado uma técnica para transformar todas as variedades de sangue humano em tipo O, que pode ser doado para qualquer pessoa. O método já foi aprovado em laboratório e, se aprovado em testes clínicos, deve ser liberado para uso hospitalar.” (...) Nature Biotechnoloy (www.nature.com/nbt) (Folha de São Paulo, 03 abril 2007) Baseado em conhecimentos que desencadeiam as reações de incompatibilidade imunológica entre os diferentes grupos sanguíneos, podemos afi rmar que essa técnica é possível quando: A) Modifi ca-se a estrutura da molécula de hemoglobina. B) Isolam-se anti-corpos presentes no plasma sanguíneo. C) Eliminam-se substâncias glicoproteicas das membranas das hemácias. D) Altera-se o DNA responsável pela formação de células sanguíneas. Salinha Bioquímica 12 Questão 6 FCMMG 2008 A Distrofia Muscular do Tipo Duchene é uma miopatia hereditária progressiva letal com manifestações clínicas exclusivas no homem, pois o gene responsável por essa doença encontra-se no cromossoma X e se manifesta antes da puberdade. Especulando-se sobre a possibilidade de uma mulher apresentar essa doença, poderíamos citar as seguintes situações em que o casal poderia ter uma fi lha afetada, EXCETO em: A) Um jovem afetado, com manifestação tardia da doença, casado precocemente com uma prima. B) Um homem afetado, porém que tivesse dois cromossomas X, casado com uma mulher portadora. C) Uma mulher normal, porém portadora, casada com um homem normal que possui uma mutação nova. D) Uma mulher normal que possui um irmão com a doença, tem uma criança com síndrome de Turner. Questão 7 FCMMG 2008 (...) “ Lembrou-se dos sete fi lhos que tivera, todos mortos. Alguns viveram por um dia. Ela não sabia bem por que eles haviam morrido. Os cinco primeiros ela tivera em casa com a parteira Maria da Luz. A mulher chorava com ela a perda dos bebês, tão sacudidinhos, mas que não vingavam nunca. Os dois últimos ela tivera no hospital. Os médicos disseram que eles morriam por causa de complicações do sangue. Depois dos sete ela nunca mais engravidou.” (...) Ponciá Vicêncio – Conceição Evaristo – Mazza Ed. Ltda. 2003 p. 53 Levando-se em conta o perfi l do casal, podemos sugerir adequadamente que a “complicação do sangue”, responsável pelas mortes dos fi lhos, era decorrente de: E) Incompatibilidade de Rh F) Anemia Falciforme G) Talassemia H) Hemofi lia Questão 8 FCMMG 2012 “O casal normal representado no heredograma, nunca teve parentes ascendentes ou colaterais com nanismo. No entanto, um de seus 12 fi lhos era anão...”. Sobre o heredograma e o propósito anão, referido no texto, podemos afi rmar, EXCETO: A) II.5 teve duas mulheres normais e um total de 28 fi lhos. B) o propósito, fi lho de pais normais, é resultante de uma mutação nova. C) todos os afetados (com nanismo) são fi lhos, netos ou bisnetos do propósito. D) trata-se de uma característica determinada por um gene autossômico dominante. Questão 9 FCMMG 2014 GENES ANTIINCESTO: Pesquisadores pediram a um grupo de rapazes que dormissem duas noites com a mesma camiseta. Depois, solicitaram que moças voluntárias, não conhecidas dos rapazes, indicassem qual camiseta usadas tinha cheiro mais sexualmente excitante. Comparando os genes dos antígenos de histocompatibilidade de linfócitos (sistema HLA), que fornecem boa medida da diferença genética entre as pessoas, verifi cou-se que as moças tinham escolhido, em geral, a camisa do rapaz que divergia dela geneticamente mais do que a média dos outros. Experimento parecido mostrou que camundongos também escolhem, pelo cheiro, as fêmeas que mais diferem deles. Esses experimentos sugerem a existência de fatores genéticos que infl uenciariam a escolha sexual. Consequentemente, tais genes predisporiam contra a atração sexual entre irmão e parentes próximos, evitando o aumento da taxa de A) malformações congênita. B) aberrações cromossômicas. C) homozigose de genes deletérios. D) doença hemolítica do recém-nascido. Questão 10 PUC SP 2011 Uma determinada doença humana segue o padrão de herança autossômica, com os seguintes genótipos e fenótipos: AA — determina indivíduos normais. AA1 — determina uma forma branda da doença. A1A1 — determina uma forma grave da doença. Sabendo-se que os indivíduos com genótipo A1A1 morrem durante a embriogênese, qual a probabilidade do nascimento de uma criança de fenótipo normal a partir de um casal heterozigótico para a doença? A) 1/2 B) 1/3 C) 1/4 D) 2/3 E) 3/4 Questão 11 UFPE 2005 A frequência de recombinação entre os locos A e B é de 10%. Em que percentual serão esperados descendentes de genótipo AB // ab, a partir de progenitores com os genótipos mostrados na fi gura? A) 5% B) 90% C) 45% D) 10% E) 20% Questão 12 ENEM cancelado 2009 Mendel cruzou plantas puras de ervilha com fl ores vermelhas e plantas puras com fl ores brancas, e observou que todos os descendentestinham flores vermelhas. Nesse caso, Mendel chamou a cor vermelha de dominante e a cor branca de recessiva. A explicação oferecida por ele para esses resultados era a de que as plantas de fl ores vermelhas da geração inicial (P) possuíam dois fatores dominantes iguais para essa característica (VV), e as plantas de fl ores brancas possuíam dois fatores recessivos iguais (vv). Todos os descendentes desse cruzamento, a primeira geração de fi lhos (F1), tinham um fator de cada progenitor e eram Vv, combinação que assegura a cor vermelha nas fl ores. Tomando-se um grupo de plantas cujas fl ores são vermelhas, como distinguir aquelas que são VV das que são Vv? A) Cruzando-as entre si, é possível identifi car as plantas que têm o fator v na sua composição pela análise de características exteriores dos gametas masculinos, os grãos de pólen. B) Cruzando-as com plantas recessivas, de flores brancas. As plantas VV produzirão apenas descendentes de fl ores vermelhas, enquanto as plantas Vv podem produzir descendentes de fl ores brancas. C) Cruzando-as com plantas de fl ores vermelhas da geração P. Os cruzamentos com plantas Vv produzirão descendentes de fl ores brancas. D) Cruzando-as entre si, é possível que surjam plantas de fl ores brancas. As plantas Vv cruzadas com outras Vv produzirão apenas descendentes vermelhas, portanto as demais serão VV. E) Cruzando-as com plantas recessivas e analisando as características do ambiente onde se dão os cruzamentos, é possível identifi car aquelas que possuem apenas fatores V. Salinha Bioquímica13 Questão 13 UERJ 2004 Em determinado tipo de camundongo, a pelagem branca é condicionada pela presença do gene “A”, letal em homozigose. Seu alelo recessivo “a” condiciona pelagem preta. Para os filhotes vivos de um cruzamento de um casal de heterozigotos, esperam-se as seguintes proporções de camundongos de pelagem branca e preta, respectivamente: A) 1/2 e 1/2 B) 1/4 e 3/4 C) 2/3 e 1/3 D) 3/4 e 1/4 E) 1/2 e 1/4 Questão 14 UFLA 2010 Oitenta células de um animal com a constituição apresentada na fi gura sofrem meiose. O número de espermatozoides diferentes produzidos por esse animal e o número de espermatozoides com a constituição AbGm será, respectivamente: A) 16 e 40 B) 8 e 20 C) 16 e 20 D) 8 e 40 Questão 15 FUVEST 2010 Numa espécie de planta, a cor das fl ores é determinada por um par de alelos. Plantas de fl ores vermelhas cruzadas com plantas de fl ores brancas produzem plantas de fl ores cor-de-rosa. Do cruzamento entre plantas de fl ores cor-de-rosa, resultam plantas com fl ores A) das três cores, em igual proporção. B) das três cores, prevalecendo as cor-de-rosa. C) das três cores, prevalecendo as vermelhas. D) somente cor-de-rosa. E) somente vermelhas e brancas, em igual proporção. Questão 16 UFMG 2010 Analise este heredograma de uma família que apresenta xeroderma pigmentoso, uma doença genética rara: Os indivíduos com essa doença caracterizam-se por extrema sensibilidade à luz solar e, também, por um risco mil vezes maior de desenvolver tumores de pele que uma pessoa normal. Considerando as informações contidas nesse heredograma e outros conhecimentos sobre o assunto, A) CITE o provável padrão de herança do xeroderma pigmentoso. B) CALCULE a probabilidade de o indivíduo V.1 vir a ter xeroderma pigmentoso. (Deixe explicitado seu raciocínio.) Questão 17 UFMG MEDICINA 2011 O colágeno também se relaciona a algumas doenças graves dos seres humanos. Um exemplo é a osteogênese imperfeita, doença genética causada por defeitos no colágeno tipo I - uma proteína que consiste em três cadeias peptídicas: duas de colágeno alfa 1 e uma de colágeno alfa 2. Os genes envolvidos na síntese do colágeno tipo I estão localizados nos cromossomos 7 e 17. Nas populações humanas, no entanto, os alelos mutantes são encontrados em frequências muito baixas. Analise estes dois heredogramas, ambos de famílias que apresentam osteogênese imperfeita: A) CITE o tipo de herança da osteogênese imperfeita em cada uma dessas famílias. • Família X: • Família Y: B) O indivíduo IV.1 da Família X casou-se com o indivíduo III.2 da Família Y. Com base nessa informação e nos dados contidos nos dois heredogramas, CALCULE a probabilidade de esse casal ter uma criança normal - isto é, não portadora da doença. (Deixe explicitado seu raciocínio.) Questão 18 PUC MEDICINA 2012 A Hipofosfatemia é um caráter genético dominante ligado ao sexo (cromossomo X), que resulta de um transporte defeituoso de fosfato, especialmente nas células dos rins que excretam grandes quantidades de fosfato, resultando em níveis baixos de fosfato no sangue e deposição reduzida de minerais nos ossos. As pessoas com esse caráter apresentam características que se assemelham às produzidas pelo raquitismo, embora esse distúrbio seja resistente ao tratamento com vitamina D, sendo por isso também denominado de Raquitismo Resistente à Vitamina D. O heredograma a seguir foi montado para se estudar a ocorrência desse caráter em uma família com muitos indivíduos afetados, na qual o indivíduo III -5 teve uma filha com pai desconhecido. Salinha Bioquímica 14 Analisando as informações, assinale a alternativa INCORRETA. A) Pelo menos cinco das seis mulheres afetadas representadas são heterozigotas para o par de alelos determinantes da hipofosfatemia. B) A chance de o casal III-1 x III-2 ter fi lhos ou fi lhas afetados pelo caráter ou normais é a mesma. C) O pai de IV-3 pode ser afetado desde que seja heterozigoto para o par de alelos determinantes do caráter em estudo. D) Na prole do casal I-3 x I-4, é esperado que todos os fi lhos sejam normais e que todas as fi lhas sejam afetadas por esse caráter. Questão 19 UECE 2005 Sabendo-se que a altura humana é determinada por genes aditivos e supondo-se que 3(três) pares de alelos efetivos determinam o fenótipo alto de 1,95m; que as classes de altura variam de 5 em 5cm; que o fenótipo baixo é determinado pelos mesmos 3(três) pares de alelos não efetivos, realizando-se o cruzamento entre tri-híbridos espera-se encontrar, na classe de 1,85m uma proporção fenotípica de: A) 3/32; B) 15/64; C) 5/16; D) 1/64. Questão 20 FUVEST 2012 Em tomates, a característica planta alta é dominante em relação à característica planta anã e a cor vermelha do fruto é dominante em relação à cor amarela. Um agricultor cruzou duas linhagens puras: planta alta/fruto vermelho x planta anã/ fruto amarelo. Interessado em obter uma linhagem de plantas anãs com frutos vermelhos, deixou que os descendentes dessas plantas cruzassem entre si, obtendo 320 novas plantas. O número esperado de plantas com o fenótipo desejado pelo agricultor e as plantas que ele deve utilizar nos próximos cruzamentos, para que os descendentes apresentem sempre as características desejadas (plantas anãs com frutos vermelhos), estão corretamente indicados em: A) 16; plantas homozigóticas em relação às duas características. B) 48; plantas homozigóticas em relação às duas características. C) 48; plantas heterozigóticas em relação às duas características. D) 60; plantas heterozigóticas em relação às duas características. E) 60; plantas homozigóticas em relação às duas características. Questão 21 UNIFENAS 2012-2 Estudos em genética avançada têm em muito auxiliado a medicina. Descobertas na área de doenças hereditárias têm permitido aos médicos formular diagnósticos precisos sobre doenças até então inexplicáveis. A Doença de Fabry é uma delas. Essa doença se estabelece porque as células são incapazes de produzir uma enzima lisossômica denominada alfa-galactosidase (alfa-galactosidase ou alfa-GAL) em quantidade ou estrutura adequada para realizar a sua função. Sem essa enzima, a gordura chamada globotriaosilceramida ou GL-3 permanece nas células. Com o passar do tempo, o GL-3 vai se acumulando nas paredes dos vasos sangüíneos e em outros tecidos. Como o processo se dá nos vasos sanguíneos do corpo inteiro, osprincipais sistemas e órgãos, como o coração, o rim e o cérebro deixam de funcionar devidamente. Os sintomas provocados no organismo dos indivíduos afetados são: dor, fadiga, erupções cutâneas, problemas gastrointestinais, renais, cardíacos até AVC (acidente vascular cerebral), podendo levar o indivíduo à morte. Essa doença é provocada por um gene recessivo ligado ao cromossomo sexual X. Analise o heredograma abaixo, que representa uma família em que a Doença de Fabry ocorreu: Fêmea normal Legenda: Macho normal Macho afetadoFêmea afetada Assinale a opção que apresenta a probabilidade do membro da família apontado pela seta, ser portador do gene causador da Doença de Fabry: A) 25% B) 0% C) 100% D) 50% E) 75% Questão 22 UNIFENAS 2012-1 Sobre eventos genéticos, são apresentadas as seguintes afi rmativas. ( ) Baseado no princípio de Hardy-Weinberg, em uma população panmítica, onde a frequência de indivíduos homozigotos recessivos é de 4%, a frequência de indivíduos heterozigotos será de 32%. ( ) Um homem hemofílico, casado com uma mulher normal, cujo pai era hemofílico, terá uma probabilidade de ter um primeiro fi lho menino e hemofílico com uma frequência de 3/4. ( ) Sendo a cor da pele humana condicionada por dois pares de genes autossômicos, um casal de mulatos-médios duplo heterozigoto terá uma chance de ter um fi lho mulato claro de 1/4. ( ) Uma mulher do grupo sanguíneo AB teve uma filha também do grupo sanguíneo AB. Podemos afi rmar que o grupo sanguíneo do pai será A, AB ou B. Avalie as afi rmativas como sendo (V) verdadeiras ou (F) falsas e assinale a opção que apresenta a sequência correta: A) V – F – V – V B) F – V – V – F C) V – V – F – V D) F – F – V – F E) V – F – F – V Questão 23 UNIFENAS 2012-1 Em uma população humana em equilíbrio, com 100000 indivíduos, existe uma frequência de indivíduos do grupo sanguíneo (O) igual a 9% e indivíduos homozigotos do grupo sanguíneo (A) igual a 16%. Qual o número esperado de indivíduos do grupo sanguíneo AB e do grupo B heterozigoto, respectivamente, nesta população? A) 32 000 e 44 000 indivíduos. B) 18 000 e 32 000 indivíduos. C) 24 000 e 18 000 indivíduos. D) 44 000 e 36 000 indivíduos. E) 36 000 e 24 000 indivíduos. Questão 24 FAMINAS 2002-2 Analise o heredograma em que os indivíduos 4, 9 e 10 apresentam defi ciência enzimática causada por um gene recessivo. Salinha Bioquímica15 Acerca do heredograma, NÃO é possível identifi car o genótipo dos indivíduos A) 2 e 7. B) 4 e 5. C) 3 e 8. D) 5 e 6. Questão 25 FAMINAS 2002-2 Um terceiro sistema de grupos sanguíneos foi descoberto a partir de experimentos realizados em 1940, com sangue de macaco do gênero Rhesus, atualmente classifi cado como Macaca mullata. O fator Rh (devido ao gênero Rhesus) é responsável por provocar a eritroblastose fetal, também conhecida como doença hemolítica do recém-nascido (DHRN). Em relação a essa doença, assinale a alternativa correta. A) Só ocorre quando mulheres Rh– já sensibilizadas anteriormente, por transfusão de sangue Rh+ ou gestação anterior de um fi lho Rh+, possuem fi lho Rh+. B) Atualmente, a eritroblastose fetal é prevenida injetando- se na mãe Rh+ um soro contendo anti-Rh logo após o nascimento do primeiro fi lho Rh–. C) Se uma mulher Rh– tiver um filho com um homem Rh+ e heterozigoto, todos os seus filhos apresentarão incompatibilidade em relação à mãe. D) Uma criança com DHRN, ao nascer, apresenta anemia e icterícia, que se dá pelo acúmulo de bilirrubina produzida no útero da mãe, devido à destruição das hemácias. Questão 26 FASEH 2013-2 alterada Marcela e João tiveram três fi lhos. Marcela nunca recebeu transfusão sanguínea. O primeiro e o terceiro filhos não apresentaram problemas ao nascer. Entretanto, o segundo fi lho apresentou, logo após o nascimento, eritroblastose fetal. Considerando-se o sistema Rh, quais os genótipos dos três fi lhos na ordem do mais velho para o mais novo? A) Rr, Rr e rr. B) rr, rr, e rr. C) rr, RR e Rr. D) rr, Rr e RR. Questão 27 FAME 2011A respeito do sistema ABO e do fator Rh, assinale a alternativa CORRETA. A) Ocorrendo sensibilização, indivíduos com tipo sanguíneo AB- não são capazes de produzir aglutininas do sistema ABO e do fator Rh. B) Em transfusões de sangue é importante verificar a compatibilidade entre os indivíduos para ocorrer a isoaglutinação. C) A doença hemolítica do recém-nascido acomete somente em criança homozigota para o fator Rh. D) Indivíduos que possuem tipos sanguíneos AB e O são, respectivamente, receptores e doadores universais devido à ausência de aglutininas (sangue AB) e de aglutinogênios (sangue O). Questão 28 UNIMONTES 2012 Uma jovem procura um serviço de aconselhamento genético e deseja saber qual é o risco de vir a ter filhos afetados com displasia ectodermal (herança recessiva ligada ao sexo) por ter um irmão e um tio materno afetados pela doença. Na família do futuro pai da criança, não são conhecidos casos dessa doença. As afi rmativas abaixo poderiam ser ditas durante o aconselhamento genético, EXCETO A) O gene do seu irmão doente foi herdado da mãe. B) Existe uma probabilidade de 50% de a jovem apresentar o gene da doença. C) A probabilidade de o casal ter fi lhos do sexo masculino com a doença é de 50%. D) Caso não ocorram novas mutações, a chance de ela ter fi lhas doentes é nula. Questão 29 UNIMONTES As doenças fi brose cística e albinismo são consideradas doenças genéticas autossômicas recessivas. O alelo recessivo para a fi brose cística será representado por f e, o dominante, por F, sendo o alelo recessivo para o albinismo representado por a e, o dominante, por A. Considere um casal com o seguinte genótipo: FfAA x ffAa As afi rmativas abaixo se referem aos fi lhos desse casal. Analise-as e assinale a alternativa incorreta. A) Todos produzirão gametas contendo o alelo F. B) Todos apresentarão células somáticas contendo o alelo A. C) Todos apresentarão fenótipo normal pelo menos para uma das características. D) A probabilidade de um dos indivíduos ter o genótipo ffAa é igual a 1/4. Questão 30 UNI-BH 2013 Em cães, o gene R determina pelo preto e r, pelo marrom; o gene B inibe a manifestação da cor e origina pelos brancos e b permite a manifestação da cor. Do cruzamento de um casal de cães (macho diíbrido e fêmea duplo recessivo), a porcentagem de cães brancos esperada entre os descendentes é de A) 12,5% B) 25% C) 50% D) 75% Questão 31 PUC MEDICINA 2012 O esquema apresenta a composição em carboidratos (Gli Glicose; Gal Galactose; GliNAc N-Acetil Glicosamina; Fuc Fucose e Gana N-Acetil Galactosamina) que, presentes no glicocálice de eritrócitos humanos, determinam os diferentes grupos sanguíneos do sistema ABO. Os alelos dominantes (H, IA e IB) codifi cam para a produção de enzimas responsáveis pela adição de carboidratos específi cos, enquanto os alelos recessivos não produzem enzimas funcionais. Os genótipos e respectivos grupos determinados por teste de hemoaglutinação in vitro (com aglutininas anti-A e anti-B) também estão indicados. De acordo com as informações dadas e seus conhecimentos sobre o assunto, assinale a afi rmação INCORRETA. Salinha Bioquímica 16 A) Ambos os pais do grupo AB e heterozigotos para o par de alelos Hh podem gerar 25% de descendentes do falso grupo O. B) Indivíduos com o genótipo hh IAIB não devem receber transfusões de sangue com antígenos A ou com antígenos B. C) Indivíduos com o genótipo hh ii podem receber transfusões sanguíneas de indivíduos com genótipo Hh ii. D) Indivíduos com o genótipo hh IAIB podem doar sangue para outros indivíduos com qualquer dos grupos sanguíneos do sistema ABO. Questão 32 UNIMONTES Um mapa genético fornece a ordem dos genes em um cromossomo e as distâncias aproximadas entre os genes, com base na frequência de recombinação. Nos mapas genéticos, 1% de recombinação é igual a 1 unidade de mapa (u.m.). A fi gura abaixo representa o mapagenético para os genes A, B, C e D. Analise-o. Considerando a fi gura e o assunto relacionado com ela, analise as afi rmativas abaixo e assinale a alternativa incorreta. A) Os genes A e B estão distantes a 5 u.m. B) A recombinação ocorre mais facilmente entre os genes mais distantes. C) Os genes apresentados estão ligados, pois estão em um mesmo cromossomo. D) A maior taxa de crossing over é observada entre os genes D e B. 1) C 2) C 3) C 4) B 5) C 6) B 7) A 8) A 9) C 10) B 11) C 12) B 13) C 14) C 15) B 16) a) Autossômica recessiva. b) 2/3 x 2/3 x ¼ = 1/9. A chance de dominantes Aa é 2\3, chance de nascer aa de casal Aa é de 1\4. c) Sim, pois há maior possibilidade de genes recessivos se encontrarem em indivíduos de uma mesma família. Logo em casamento consanguíneos. 17) a) família X: herança autossômica recessiva. família Y: herança autossômica dominante. b) Alelos para síntese do colágeno defeituoso na família X: C – normal c – afetado Alelos para síntese do colágeno defeituoso na família y: I – normal i – afetado Genótipos: IV.1 = ccii III.2 = ccIi Chance de a criança ser normal: Cc X CC = CC, CC, Cc, Cc – a chance da criança ser normal para esse locus gênico é 100%. ii X Ii = Ii, ii, Ii, ii – a chance da criança ser normal para esse locus gênico é 50%. Cálculo da probabilidade: (chance de ser normal para um locus) x (chance de ser normal para o outro locus) = 1 x 0,5 = 50% 18) C 19) B 20) E 21) D 22) E 23) C 24) C 25) A 26) A 27) D 28) C 29) A 30) D 31) C 32) D