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AULA 12: GENÉTICA DE POPULAÇÕES DISCIPLINA: GENÉTICA HUMANA PROFª: AGDA MARYON S. P. DE FARIAS MKT-MDL-05 Versão 00 Genética de Populações É a parte da genética que estuda as frequências alélicas, genotípicas e fenotípicas de uma população, bem como a distribuição dos alelos nas populações e os fatores que mantêm ou mudam a frequência desses alelos e genótipos de geração a geração. MKT-MDL-05 Versão 00 Conceitos essenciais • POPULAÇÃO: É qualquer grupo de indivíduos que pode se entrecruzar. • CONJUNTO GÊNICO ou POOL GÊNICO: É constituído por todos os alelos contidos na totalidade dos indivíduos que se cruzam de uma população, em um dado momento. MKT-MDL-05 Versão 00 Conceitos essenciais • FREQUÊNCIA ALÉLICA OU GÊNICA: Refere-se à porcentagem que um determinado alelo representa entre todos os alelos de um gene, em particular na população. • FREQUÊNCIA GENOTÍPICA: Refere-se à porcentagem com que cada um dos genótipos possíveis de um determinado alelo se encontra em uma dada população. • FREQUÊNCIA FENOTÍPICA: Corresponde à porcentagem com que um determinado fenótipo se manifesta em uma dada população. MKT-MDL-05 Versão 00 Exemplo Objetivos Pelo estudo da genética das populações humanas, pode–se compreender melhor a maneira como: as doenças hereditárias se mantêm nas populações; avaliar os possíveis efeitos que poderá prejudicar o patrimônio genético das gerações futuras de uma espécie, através das radiações e dos produtos químicos (agentes mutagênicos); avaliar os efeitos da medicina e do controle da natalidade na frequência de moléstias hereditárias. Exemplos A característica dominante nem sempre é a mais frequente em uma população, ela depende da frequência do alelo que a determina. Por exemplo, a doença de Huntington é autossômica dominante, enquanto o fenótipo normal recessivo. O que é mais frequente: indivíduos afetados ou normais? Normais, porque a frequência do alelo para a doença é muito menor. Exemplos Albinismo, distúrbio de herança autossômica recessiva (aa). O que é mais frequente? Aqui, o caráter dominante (normal), pois o alelo para normalidade é mais frequente. Assim, a frequência de uma característica em uma determinada população (frequência fenotípica) depende da frequência do respectivo alelo (frequência alélica). Lei de Hardy-Weinberg A base da genética de populações é a Lei ou princípio de Hardy-Weinberg. Essa lei foi demonstrada independentemente pelo matemático inglês G. H. Hardy e pelo fisiologista alemão W. Weinberg, em 1908. Seu enunciado é o seguinte: “Para qualquer lócus gênico, as frequências relativas dos genótipos, e populações de cruzamentos ao acaso (panmíticas), permanecem constantes, de geração a geração, a menos que certos fatores perturbem esse equilíbrio.” MKT-MDL-05 Versão 00 Lei de Hardy-Weinberg MKT-MDL-05 Versão 00 Lei de Hardy-Weinberg MKT-MDL-05 Versão 00 • As condições necessárias para que uma população se mantenha em equilíbrio gênico, segundo Hardy e Weinberg, são as seguintes: • A população deve ser muito grande (teoricamente, quanto maior, melhor), de modo que possam ocorrer todos os tipos de cruzamento possíveis , de acordo com as leis de probabilidades. • A população deve ser panmítica (do grego pan, todos, e do latim miscere, misturar), isto é, os cruzamentos entre indivíduos de diferentes genótipos devem ocorrer ao acaso, sem qualquer preferência. • Uma população que possua essas características, e na qual não ocorra nenhum fator evolutivo, tais como mutação, seleção ou migração, permanecerá em equilíbrio gênico, ou seja, as frequências dos alelos não sofrem alteração ao longo das gerações. Fatores que alteram as frequências alélicas nas populações - MUTAÇÃO • MUTAÇÃO é a alteração hereditária no material genético e é o primeiro fator que altera as frequências dos alelos. • Por exemplo, se, para um determinado lócus, existir apenas o alelo A e surgir por mutação, o alelo a, a frequência de A diminuirá, enquanto de a aumentará até que sua frequência entre em equilíbrio. • Geralmente, a mutação, acarreta alteração ou perda funcional do gene. MKT-MDL-05 Versão 00 Fatores que alteram as frequências alélicas nas populações - MUTAÇÃO MKT-MDL-05 Versão 00 • Muitas mutações são letais, causando a morte dos indivíduos portadores antes da idade produtiva. Além dessas, as mutações que levam a esterilidade, impedindo a reprodução, são também letais. • Enquanto outras podem ser semiletais, isto é, mutações que causam a morte de 50% dos indivíduos (porém menos de 100%) antes da idade reprodutiva. • Existem, ainda, genes subvitais, que provocam a morte de menos de 50% das pessoas antes dessa idade. MKT-MDL-05 Versão 00 Fatores que alteram as frequências alélicas nas populações - MUTAÇÃO Fatores que alteram as frequências alélicas nas populações - SELEÇÃO • SELEÇÃO NATURAL representa a ação dos fatores ambientais sobre um fenótipo particular, portanto também sobre seus genótipos. MKT-MDL-05 Versão 00 Geração 1 Geração 2 Fatores que alteram as frequências alélicas nas populações - MIGRAÇÃO • MIGRAÇÃO ocasiona movimentos nas populações naturais, trocando indivíduos entre si, o que resulta em fluxo gênico, ou seja, a entrada e saída de alelos que vão acarretar a alteração da constituição genética dessas populações. É um fator evolutivo cujos efeitos são notados em populações grandes. MKT-MDL-05 Versão 00 Fatores que alteram as frequências alélicas nas populações - MIGRAÇÃO MKT-MDL-05 Versão 00 100% AA Aa AA AA AA AA Aa Aa Aa AA AA AA Aa Aa Aa Geração 1 Geração 2 Exemplo: Foi pela migração de portugueses, africanos, alemães e italianos, entre outros, que a população brasileira sofreu profunda modificação em sua constituição genética original. Imigrantes Fatores que alteram as frequências alélicas nas populações – DERIVA GENÉTICA • DERIVA GENÉTICA refere-se à flutuação nas frequências dos alelos, seja por introdução ou por eliminação casual dos mesmos; seu efeito é detectado principalmente em populações de tamanho pequeno ou isoladas por motivos geográficos, religiosos ou sociais. • Quando o tamanho da população é grande, essas variações casuais nas frequências alélicas têm efeitos pouco significativos, mas, quando a população é pequena, esse tipo de variação pode ter efeito intenso. MKT-MDL-05 Versão 00 Fatores que alteram as frequências alélicas nas populações – DERIVA GENÉTICA MKT-MDL-05 Versão 00 Aa Aa Aa aa aa Geração 1 Aa aa Aa AA Desastre ambiental aa aa Aa aa AA Aa Geração 1 Geração 2 aa aa aa Aa AA aa aa Aa Aa Aplicações A genética de populações tem numerosas aplicações na medicina e em outras ciências da saúde, na agricultura, na zoologia e na pesquisa, com implicações na ética e nas políticas sociais. Aplicações A seguir, constam algumas dessas aplicações: A determinação das frequências alélicas tem importantes aplicações práticas para o aconselhamento genético de genitores e outros parentes de pacientes com doenças hereditárias e para o planejamento de programasde rastreamento populacional de doenças genéticas, certas características ou doenças hereditárias sendo mais comum em alguns grupos populacionais do que em outros. Aplicações O risco de ocorrência de uma determinada doença hereditária em um indivíduo, quando não há história familiar da doença, pode ser previsto por intermédio das frequências alélicas aplicadas à população a que pertencem os genitores desse indivíduo. Aplicações Na aplicação dos testes de DNA e a interpretação estatística do significado dos seus resultados, como, por exemplo, quando os tipos de DNA encontrados em um suspeito e em uma amostra de sangue da cena de um crime são correspondentes. Na área de agricultura e de zoologia, é utilizada na melhoria do desempenho de plantas cultivadas e animais domésticos, organização de programas de cruzamento para a conservação de espécies ameaçadas em zoológicos e refúgios silvestres. Referências Bibliográficas • BORGES-OSÓRIO, M. R.; ROBINSON, W. M. Genética Humana. 3 ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. • SÓ BIOLOGIA: Disponível em: <http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Evolucao/evolucao21. php> • LEI DE HARDY-WEINBERG (vídeo): Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=aoMOdXBMRY0> MKT-MDL-05 Versão 00
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