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LEI DE MENDEL 1 LEI DE MENDEL GENÉTICA CLÁSSICA https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home LEI DE MENDEL 2 LEI DE MENDEL CONTEÚDO: BEATRIZ FAVARELLI CURADORIA: FABRÍCIO MONTALVÃO https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home LEI DE MENDEL 3 SUMÁRIO INTRODUÇÃO E DEFINIÇÃO ........................................................................ 4 CARACTERÍSTICAS DA PRIMEIRA LEI DE MENDEL ............................... 5 PROBABILIDADE ............................................................................................ 5 EXERCÍCIOS PRATICADOS (VÍDEO-AULA NA PLATAFORMA) .......... 6 CONCEITOS BÁSICOS ................................................................................... 9 REFERÊNCIAS ............................................................................................... 10 https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home LEI DE MENDEL 4 INTRODUÇÃO E DEFINIÇÃO Na história pré-mendeliana, existiam alguns conceitos básicos para se explicar a hereditariedade. Um desses conceitos principais era a presença do homúnculo genético, que equivalia a um ser pequenininho completamente formado que se encontrava dentro do espermatozóide - após a fecundação, com o encontro dos gametas, esse indivíduo apenas se desenvolvia. Fig 1. Homúnculo Outra teoria em vigor na época era a teoria da mistura. Podemos explicá-la com os seguintes exemplos: se um gato preto cruzar com um gato branco, os filhotes serão cinza; se um homem alto se reproduzir com uma mulher baixa, os filhos terão estatura mediana. Assim, a teoria da mistura estabelece que o indivíduo é uma média de seus pais. Mendel foi o primeiro a ter curiosidade para estudar de forma mais avançada a hereditariedade. Ele era um monge responsável pela contabilidade do mosteiro, por isso, compreendia bem os conceitos matemáticos. Mendel tinha uma plantação de ervilhas que foram ferramentas fundamentais para o desenvolvimento de suas leis. Elas eram pequenas e cresciam bem em pequenos canteiros e, com isso, ele podia fazer cruzamentos e observar o que acontecia sucessivamente nas gerações. O primeiro experimento de Mendel contou com duas ervilhas de linhagens puras, ou homozigotas, com ervilhas verdes e amarelas. Ao cruzá-las, na sua primeira geração, ele obteve 100% de ervilhas amarelas. A conclusão desse experimento é de que existe uma característica dominante sobre as outras. Em genética, as gerações são denominadas pela letra F seguida da sua ordem. Assim, com F1, que equivale à primeira geração, totalmente amarela, Mendel permitiu com que as ervilhas de F1 cruzassem entre si, formando uma F2 de 3/4 amarelas e 1/4 verde - uma proporção bem fixa, o que evidenciou o seu reaparecimento. https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home LEI DE MENDEL 5 Vale ressaltar que Mendel não sabia o que era o gene, pois a estrutura do DNA só foi elucidada no século XX. Então Mendel resolveu esquematizar esses cruzamentos e representá-los por letras. Em um primeiro momento, ele estabeleceu com base em suas conclusões a existência de uma característica dominante (amarela) e de uma característica recessiva (verde). Depois, estabeleceu as características de cada ervilha com letras: VV - homozigoto dominante, Vv - heterozigoto e vv - homozigoto recessivo. Ele dizia que existia um par de fatores que era responsável pela característica recessiva. Nos indivíduos heterozigotos, como a característica amarela é dominante, seu cruzamento com outros indivíduos heterozigotos permite a formação de uma geração com a proporção de 3 indivíduos (VV, Vv e Vv) com as características dominantes e 1 recessivo (vv). Mendel dizia que na formação dos gametas ocorre a separação dos genes que codificam a característica da cor. Assim, em um indivíduo heterozigoto, 50% dos gametas carregarão V e os outros 50%, v. Quando os gametas se encontram, os genes separados também se encontram aleatoriamente, podendo formar indivíduos heterozigotos ou homozigotos. Hoje sabe-se que o par de genes que codifica uma característica é chamado de par de genes alelos, que se separam na formação dos gametas e voltam a se unir na formação do zigoto, após a fecundação. O diagrama de Punnett foi uma ferramenta criada por Reginald Punnet que nos ajuda a observar as combinações fenotípicas (característica ‘observáveis’, como cor dos olhos ou desenvolvimento de uma doença) de genotípicas (genes) advindas das combinações dos gametas. CARACTERÍSTICAS DA PRIMEIRA LEI DE MENDEL - Um par de genes é responsável por um traço característico de um indivíduo; - Os genes são hereditários, ou seja, são advindos do pai e da mãe Um par de gene da geração de descendentes herda um gene do pai e outro da mãe. PROBABILIDADE Quando falamos nas leis de Mendel, a probabilidade é essencial para a solução dos problemas em genética. A probabilidade é definida como uma razão https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home LEI DE MENDEL 6 entre o número de eventos favoráveis e o número total de eventos possíveis, segundo formula acima. Existem algumas regras que precisamos utilizar na primeira lei de Mendel: • Regra da adição ou Regra do “ou”: diz respeito a eventos que são mutuamente exclusivos. Ou seja, a ocorrência de um evento invalida a ocorrência de um segundo evento. Todas as vezes que temos a aplicação dessa regra, colocamos um sinal de adição (+) no problema para fazer a soma das probabilidades dos acontecimentos isolados (exemplo caixa laranja abaixo). Regra da multiplicação ou Regra do “e”: diz respeito a eventos independentes que ocorrem simultaneamente, ou seja, não são exclusivos. Para se obter o resultado final é feita a multiplicação (colocamos um sinal ‘x’) das probabilidades dos acontecimentos isolados (exemplo caixa azul abaixo). EXERCÍCIOS PRATICADOS (VÍDEO-AULA NA PLATAFORMA) Na espécie humana, a habilidade de dobrar a língua em formato de “U"é um traço herdável. Os "dobradores de língua" sempre têm um dos pais também dobrador. Mas os “não-cobradores”podem ocorrer em famílias onde um ou ambos os pais são cobradores. Use C e c para simbolizar este traço. Qual é o genótipo de um “não-dobrador”? Observações: Os dobradores de língua sempre têm um dois pais também dobrador. Os “não-dobradores”podem ocorrer em famílias onde um ou ambos os pais são dobradores. Pode-se concluir que os dois indivíduos dobradores não poderiam ser cc, pois o herdeiro seria, necessariamente cc e, portanto, ao possuir a mesma combinação genética que os pais, seria dobrador - o que não é o caso. Outra possibilidade seria que dois indivíduos homozigotos dominantes (CC) dessem origem a um https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home LEI DE MENDEL 7 herdeiro homozigoto recessivo (cc), pois esse seria obrigatoriamente CC. Entretanto, se o cruzamento fosse feito entre dois indivíduosheterozigotos (Cc x Cc), permitiria o nascimento de outro indivíduo homozigoto recessivo (cc). Assim, temos que: Dobrador é homozigoto dominante (CC) ou heterozigoto (Cc); Não-dobrador é homozigoto recessivo (cc). Uma mulher heterozigota para polidactilia, uma característica dominante, casa-se com um homem sem polidactilia. Observações: Polidactilia é uma condição onde os indivíduos tem mais de cinco dedos nas mãos ou nos pés. Como é uma característica dominante, o indivíduo possui genótipo AA ou Aa. O indivíduo normal, sem polidactilia é recessivo (aa). A) Qual a probabilidade da primeira criança gerada por esse casal ter polidactilia? A mulher é heterozigota (Aa) e o homem homozigoto recessivo (aa) sem polidactilia. O primeiro passo é estabelecer os genótipos e os fenótipos. O segundo é segregar os gametas - no caso da mulher, seus gametas serão "A" ou "a"; no homem, todos os gametas serão "a". Com o auxílio do diagrama de Punnett, resolve-se a questão dos cruzamentos. Com isso, será possível concluir que o cruzamento resultante será de 50% de indivíduos Aa e 50% de aa. Resposta: A probabilidade da primeira criança gerada por esse casal ter polidactilia equivale a 50%. Qual a probabilidade do segundo filho deste casal ter polidactilia e ser uma menina? Com o resultado da letra A, já sabemos que a probabilidade da criança nascer com polidactilia é de 50%. O fato de ser o segundo filho não influencia nessa caso. O evento “nascer menina” ocorre de maneira independente e equivale à 50% das chances, já que 50% dos gametas masculinos são X e os outros 50% são Y. Assim, para obtermos o resultado da questão devemos assumir que a probabilidade total equivale à multiplicação entre a probabilidade da criança ter polidactilia e a probabilidade de ser do sexo feminino: https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home LEI DE MENDEL 8 P(total) = P (polidactilia) x P (menina) P(total) = 1/2 x 1/2 P(total) = 1/4 = 25% Resposta: 25% de chance do segundo filho do casal ter polidactilia e ser uma menina. O albinismo, a total falta de pigmentação, é devido a um gene recessivo. Uma mulher e um homem desejam se casar e saber a probabilidade de terem uma criança albina. Quais são as probabilidades se: Observações: O albinismo decorre da não produção de melanina na pele. O genótipo para a pigmentação normal é dominante e pode ser homozigoto (AA) ou heterozigoto (Aa). O genótipo para o albinismo é homozigoto recessivo (aa). Ambos têm uma pigmentação normal, mas possuem um dos pais albino. Como os indivíduos possuem pigmentação normal e possuem um dos pais albinos, o genótipo dos dois será equivalente à Aa. A tabela abaixo representa seu cruzamento: Resposta: A probabilidade de terem uma criança albina sendo que ambos têm uma pigmentação normal e pais albinos é de 25%. O homem é albino, a mulher é normal, mas seu pai é albino. Como o homem é albino, seu genótipo é “aa. Já o genótipo da mulher normal com o pai albino é “Aa". Seu cruzamento está indicado na tabela abaixo: Resposta: A probabilidade de terem uma criança albina nessas condições equivale à 50%. O homem é albino e a família da mulher não possui nenhum albino por pelo menos três gerações. Como o homem é albino, seu genótipo é “aa”. Entretanto, o genótipo da mulher é “AA" por não possuir nenhum albino em sua família dentro das últimas três gerações. Seu cruzamento está representado na seguinte tabela: A a A AA Aa a Aa aa A a A Aa aa a Aa aa https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home LEI DE MENDEL 9 Resposta: Como no cruzamento não ocorre a formação de um indivíduo com genótipo “aa”, pode-se afirmar que não há probabilidade do casal ter uma criança albina. Portanto, a probabilidade é 0 (zero). CONCEITOS BÁSICOS Gene: É uma sequência de DNA que codifica e determina as características dos organismos; uma definição simplificada de gene e que ajuda no estudo da genética básica, é que genes são sequências de DNA que são capazes de codificar proteínas. Cromossomo: Sequência de DNA na forma condensada, observada durante a fase M da divisão celular; Cromossomos homólogos: Sequências de DNA na forma condensada, que carregam os genes e estão aos pares em organismos diploides. Apresentam forma e tamanho similares e também, a mesma posição do centrômero. Alelo: Forma alternativa de um mesmo gene; pequenas variações na sequência de bases do DNA do gene, mas que codificam para a mesma característica. Homozigoto: É o indivíduo que apresenta o mesmo alelo em um mesmo lócus em ambos os representantes de um par de homólogos; Heterozigoto: É o indivíduo que apresenta dois apelos distintos em um mesmo lócus gênico nos cromossomos homólogos; Recessividade: Ocorre quando o gene que só se expressa em homozigose (homozigoto recessivo); Dominância: ocorre quando o gene se expressa em dose simples, estando em heterozigose ou homozigose (homoozigoto dominante); Fenótipo: É o conjunto de características bioquímicas, fisiológicas e morfológicas observáveis em um indivíduo. Corresponde ao genótipo somado às ações do meio ambiente; Genótipo: É a constituição genética de um indivíduo A A a Aa Aa a Aa Aa https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home LEI DE MENDEL 10 @jalekoacademicos Jaleko Acadêmicos @grupoJaleko REFERÊNCIAS Genética clássica – Primeira lei de Mendel – Introdução (Professor Fabricio Montalvão). Jaleko Acadêmicos. Disponível em: . Genética clássica – Primeira lei de Mendel – Probabilidade (Professor Fabricio Montalvão). Jaleko Acadêmicos. Disponível em: . Genética clássica – Primeira lei de Mendel – Exercícios (Professor Fabricio Montalvão). Jaleko Acadêmicos. Disponível em: . Nussbaum, Robert L.; McInnes, Roderick R.; Willard, Huntington F. (2008) Thompson & Thompson – Genética Médica. Sétima Edição. Editora Guanabara Koogan S.A., Rio de Janeiro, RJ, 525 pp. VISITE NOSSAS REDES SOCIAIS https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://www.jaleko.com.br/home https://jaleko.com.br/sala-de-aula/genetica/genetica-classica/primeira-lei-de-mendel/1-genetica-basica-genetica-classica-primeira-lei-de-mendel https://jaleko.com.br/sala-de-aula/genetica/genetica-classica/primeira-lei-de-mendel/1-genetica-basica-genetica-classica-primeira-lei-de-mendel https://jaleko.com.br/sala-de-aula/genetica/genetica-classica/primeira-lei-de-mendel/1-genetica-basica-genetica-classica-primeira-lei-de-mendel https://jaleko.com.br/sala-de-aula/genetica/genetica-classica/primeira-lei-de-mendel/2-genetica-basica-genetica-classica-primeira-lei-de-mendel-probabilidade https://jaleko.com.br/sala-de-aula/genetica/genetica-classica/primeira-lei-de-mendel/2-genetica-basica-genetica-classica-primeira-lei-de-mendel-probabilidade https://jaleko.com.br/sala-de-aula/genetica/genetica-classica/primeira-lei-de-mendel/2-genetica-basica-genetica-classica-primeira-lei-de-mendel-probabilidadehttps://jaleko.com.br/sala-de-aula/genetica/genetica-classica/primeira-lei-de-mendel/3-genetica-basica-genetica-classica-primeira-lei-de-mendel-exercicios https://jaleko.com.br/sala-de-aula/genetica/genetica-classica/primeira-lei-de-mendel/3-genetica-basica-genetica-classica-primeira-lei-de-mendel-exercicios https://jaleko.com.br/sala-de-aula/genetica/genetica-classica/primeira-lei-de-mendel/3-genetica-basica-genetica-classica-primeira-lei-de-mendel-exercicios https://www.jaleko.com.br/home https://www.instagram.com/jalekoacademicos/?hl=pt-br https://www.jaleko.com.br/home https://www.youtube.com/channel/UCoGDzJkGOb2YfM-VQ9rJyMg https://www.jaleko.com.br/home https://www.facebook.com/grupoJaleko/ INTRODUÇÃO E DEFINIÇÃO Referências EXERCÍCIOS PRATICADOS (Vídeo-aula na plataforma) CONCEITOS BÁSICOS Referências