Prova de genética II

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Genética II – BIO0722
3ª Avaliação - 2015/1
1) Observe atentamente a figura abaixo. Cada linha representa uma população diferente e independente das outras. Utilizando todas as informações disponíveis, responda:
a) O que pode estar ocorrendo (quais forças evolutivas)?
Seleção contra os heterozigotos (SCH), favorecendo indivíduos homozigotos (AA e aa). A persistência da seleção total contra os heterozigotos pode levar à fixação ou à eliminação de alelos.
b) Por que ou como estas forças evolutivas geram o padrão do gráfico?
As frequências tendem a “fugir” da faixa central do gráfico devido ao tipo de seleção, favorecendo os indivíduos AA ou aa por efeito da aleatoriedade (deriva). Se a frequência do alelo A é maior, a tendência é o aumento da frequência de AA; se a frequência do alelo A é menor, a tendência é o aumento da frequência de aa.
2) Em uma população de morcegos, indivíduos que possuem um anticorpo codificado pelo alelo dominante P são imunes a um parasita muito comum. Por outro lado, quando em hospedeiros pp, o parasita inibe o desenvolvimento normal do indivíduo, tornando-o inapto à reprodução. 
a) Que seleção é esta e como ela afeta as frequências alélicas?
Seleção contra os recessivos (SCR). A frequência do alelo a diminui ao longo das gerações, sendo que os indivíduos recessivos são mantidos na população por meio dos heterozigotos, uma vez que os homozigotos são inaptos à reprodução. A frequência do alelo A tende a aumentar. 
b) Compare o tipo de seleção acima com outro em que não haja parasitas, e os indivíduos pp sejam mais atraentes às fêmeas, tendo assim maior sucesso reprodutivo do que os demais.
Seleção contra os dominantes (seja AA, seja Aa), uma vez que favorece o fenótipo recessivo na população. A tendência seria o aumento da frequência do alelo a, favorecido pela seleção, a qual é mais eficiente do que a SCR, pois afeta não apenas os dominantes homozigotos, como também os heterozigotos da população. Se a seleção fosse total, o fenótipo dominante só poderia surgir a partir de eventos de mutação. 
3) Escolha a alternativa que completa corretamente o texto abaixo:
“Na seleção _____, as frequências alélicas tendem a atingir um equilíbrio _____. Este equilíbrio é _____ dos coeficientes seletivos e _____ das frequências alélicas iniciais. Já na seleção _____, o equilíbrio é _____, sendo _____ pela ____.
a) contra heterozigotos – instável – dependente – independente – favorável a heterozigotos – estável – mantido – seleção.
b) favorável a heterozigotos – estável – independente – dependente – contra heterozigotos – instável – impossibilitado – deriva.
c) favorável a heterozigotos – instável – independente – dependente – contra heterozigotos – estável – mantido – seleção.
d) contra heterozigotos – instável – independente – dependente – favorável a heterozigotos – estável – influenciado – deriva.
e) favorável a heterozigotos – estável – dependente – independente – contra heterozigotos – instável – impossibilitado – deriva.
4) O que esta figura (abaixo) representa e quais as suas consequências para a biodiversidade e estruturação populacional?
Esta figura representa o processo de fragmentação de uma população ao longo do tempo, conduzindo ao isolamento as subpopulações da população subdividida e, consequentemente à diferenciação genética entre elas e à formação de populações estruturadas devido à diminuição ou ausência de fluxo gênico. A variabilidade genética baixa pode deixar uma população mais suscetível a ser impactada por fatores externos (patógenos, ação antrópica, etc), sendo uma grande preocupação em termos de conservação da biodiversidade. É importante ressaltar que os efeitos genéticos do isolamento dependem do tamanho dos isolados, podendo haver aumento na frequência de homozigotos de acordo com o valor das variâncias das frequências gênicas. O risco de extinção é maior em populações pequenas (ver figura à direita).
Para melhor entender a figura acima: 1) hábitat intacto; 2 e 3) hábitat em processo de fragmentação, sendo a porção clara representativa da matriz entre os fragmentos remanescentes (preto). 
5) A partir da matriz de dados abaixo, referente a três locos de microssatélites analisados em oito indivíduos, responda:
a) Calcule o número médio de alelos por loco (A).
A = número total de alelos/número total de locos = 7/2 = 3,5.
b) Calcule a heterozigosidade observada (Ho) por loco.
H = número de heterozigotos do loco/número total de indivíduos analisados no loco.
Loco A: 4/8 = 0,5. Loco B: 5/8 = 0,625. 
6) Considere a tabela abaixo com os resultados de diversidade genética de uma espécie de bromélia, obtidos por Goetze et al (in prep.), uma das nossas palestrantes, e responda:
Tabela 1. Caracterização da variabilidade genética em cinco populações de Aechmeacalyculata. A: número de alelos; PA: número de alelos privados; Rs: riqueza alélica; Ho: heterozigose observada; Hg: heterozigosidade esperada; Fis: coeficiente de endocruzamento.
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
	Microssatélite
	População
	A
	PA
	Rs
	Ho
	He
	Fis
	DE
	66
	5
	3,88
	0,562
	0,62
	0,095
	CO
	61
	3
	3,73
	0,439
	0,533
	0,134 a
	PU
	42
	0
	3,25
	0,389
	0,504
	0,181 a
	SF
	63
	2
	3,84
	0,497
	0,602
	0,152 a
	MA
	80
	14
	4,23
	0,638
	0,623
	-0,039
a) Observando a tabela apresentada, e também considerando que o Fst foi 0,231, comente sobre os índices de variabilidade observados, qual a população mais diversa, qual a menos diversa, elas estão estruturadas, existem populações em equilíbrio, quais?
Fst estima a perda de heterozigosidade devido à subdivisão, ou seja, avalia se há ou não fluxo gênico entre as populações. Varia de 0 (fluxo gênico alto) a 1 (fluxo gênico baixo), sendo que quanto maior é o Fst, maior a estruturação e mais distintas entre si são as populações.Fst = 0,231 é considerado um valor alto, indicando a organização em populações estruturadas, com baixo fluxo gênico entre elas. 
MA é a população mais diversa, contando com os maiores valores na tabela, exceto em se tratando de endocruzamento (Fis) que é extremamente baixo. PU é a população menos diversa, contando com os menores valores, exceto em se tratando de endocruzamento (Fis) que é o mais alto da tabela. Lembrando que Fis varia de 0 (endocruzamento baixo) a 1 (endocruzamento máximo).
7) A figura abaixo ilustra a diversidade genética de uma dada população de aves considerando o formato do bico. Explique a força evolutiva aqui representada e seus efeitos sobre a população ao longo do tempo.
Seleção favorecendo apenas um fenótipo (bico grande e curvado). Com o passar do tempo, sendo apenas este fenótipo favorecido, os demais são eliminados da população, refletindo em uma baixa diversidade e em uma baixa variabilidade genética. Situação hipotética: o fenótipo bico grande e curvado seria de extrema importância para o tipo de alimentação da ave X, sendo mais eficiente quando comparados aos demais formatos de bico, que ficariam em desvantagem no momento do forrageio. 
8) Na ilha X de um dado arquipélago, há uma população com cerca de 160 indivíduos de certa espécie de aves cujas penas podem ter coloração azul (característica recessiva) ou branca (dominante), sendo as frequências alélicas para esta característica em condições de Eq. De HW p=q=0,5. Uma leva migratória vinda da ilha Y introduziu 40 indivíduos (30 brancos e 10 azuis) na ilha X. Considerando que os indivíduos vindos de Y sejam representativos da população original de Y e que esta esteja em Eq. De HW, determine as frequências gênicas e as possíveis frequências genotípicas após o evento migratório. Quais as consequências da migração sobre esta população?
q=m.qm+(1-m)q0 m=número de imigrantes/total m=40/160+40 m=40/200
q=0,2.qm+(1-0,2)0,5
40 imigrantes: 30 são brancos (A_) e 10 são azuis (aa); Para medir a freqüência genotípica de aa: 10/40 0,25
Para medir a freqüência genotípica de A_: 30/40
qm=0,25+0,75/2
qm=0,625 pm=1-qm pm=0,375q=0,2.0,625+(1-0,2)0,5
q=0,525
p=1-q p=0,475
Aa: 2.0,525.0,475 = 0,499
AA: 0,475^2 = 0,276
aa:0,525^2 = 0,226
9) A população da ilha Z sofreu uma queda brusca em seu tamanho devido à ação de caçadores que capturam estas aves para vender suas penas. Sabendo-se que as frequências alélicas iniciais para coloração eram p=0,5 q=0,5 e que a população original foi reduzida a apenas 5 machos e 10 fêmeas, calcule o possível intervalo para a frequência deste alelo na geração seguinte.
Ne (tamanho efetivo da população) = 4.5.10/5+10 = 200/15 = 13,333
Desvio Padrão = 0,5.0,5/2.13,33 = 0,25/26,66 = 0,0968364 ~0,097
Intervalo de frequência:
p + 2DP = 0,5 + 2.0,0968364 = 0,1936728 ~ 0,19
p – 2DP = 0,5 – 2.0,0968364 = 0,3063272 ~ 0,31
*2DP equivalem a 95% de uma curva normal, sendo 5% da área de significância (conteúdo de bioestatística). 
10)Centenas de lobos foram mortos na última metade do século 19 na península Escandinávia. Depois de um dramático declínio, a população de lobos da península foi considerada extinta a partir de 1960. 
Em 1983, foi descoberta, ao sul da Escandinávia, uma nova população de lobos com um pouco menos de 10 indivíduos e baixa variabilidade genética. Verificou-se que a população fora fundada por apenas um casal de indivíduos, tendo ocorrido necessariamente o acasalamento entre parentes próximos. Em um dado momento, é verificado na população um aumento da heterozigosidade, o surgimento e uma rápida distribuição de alelos novos, bem como o crescimento exponencial no tamanho da população.
Tendo em vista os conhecimentos transmitidos na disciplina, discuta os fatores envolvidos na dinâmica dessa população e seus reflexos na variabilidade genética.
A população descoberta em 1983 possuia baixa variabilidade genética devido à alta taxa de endogamia, reflexos do efeito fundador e do isolamento ao sul, após a matança em larga escala no passado. O efeito fundador ocorre quando uma população se estabelece a partir de poucos fundadores (neste caso, um casal de lobos), assim, o pool genético é restrito, e, estando a população em isolamento, ocorrem cruzamentos dentro da população já limitada em número de indivíduos.
O aumento da heterozigosidade, o surgimento e a rápida distribuição de alelos novos, e o crescimento populacional possivelmente são frutos da migração de indivíduos para esta população, ocasionando o fluxo gênico, antes interrompido, e renovando o pool genético da população antes isolada. A migração atua homogeneizando as frequências alélicas.