GENÉTICA DE POPULAÇÕES E INTERAÇÕES ENTRE ESPÉCIES (1)

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GENÉTICA DE POPULAÇÕES E INTERAÇÕES ENTRE ESPÉCIES
Genética populacional
As populações apresentam variações genéticas que podem ou não influenciar variações fenotípicas.
Técnicas de eletroforese de proteínas mostram há tempo que existem diferenças nos aminoácidos entre as proteínas.
Eletroforese de proteínas = técnica que separa proteínas com diferentes cargas elétricas.
A FONTE ÚLTIMA DE VARIAÇÃO GENÉTICA É A MUTAÇÃO
Sequências de DNA sujeitas a erros durante a replicação.
Substituições – deleções – adições – rearranjos, etc.
Transpósons = segmentos de DNA que podem se replicar e inserirem cópias em novas porções do DNA de seu hospedeiro.
A SUBSTITUÇÃO DE UM NUCLEOTÍDEO DO CÓDON DO DNA PODE MUDAR O AMINOÁCIDO QUE ELE CODIFICA
DNA
GAA
TGG
CGA
GAA
ATA
GGG
Aminoácido
Leucina
Serina
Alanina
Leucina
Tirosina
Prolina
DNA
GAA
TGG
CTA
GAA
ATA
GGG
Aminoácido
Leucina
Serina
Aspartina
Leucina
Tirosina
Prolina
Essas mutações são chamadas mutações pontuais
Diversos códons podem codificar o mesmo aminoácido: GAA e GAG = Leucina.
Por isso algumas mutações deixam o aminoácido imutável = mutações silenciosas.
Outros termos = Mutações neutras, mutações sinônimas.
Quando uma mutação altera o aminoácido, a nova proteína produzida mutante pode apresentar diferentes propriedades.
Geralmente são danosas – raramente benéficas.
Mutação em um nucleotídeo do gene que codifica a beta-hemoglobina
Alelos
Formas alternativas do mesmo gene.
Por exemplo, o gene B que determina a característica presença de chifres em bovinos, esse gene possui dois alelos: B e b. O alelo B leva ausência de chifres (mocho) e o alelo b leva a presença de chifres.
Tipos de sangue em seres humanos: A, AB, B e O.
MARCADORES GENÉTICOS PODEM SER USADOS PARA ESTUDAR OS PROCESSOS POPULACIONAIS
Apenas uma pequena porção do DNA codifica proteínas.
Outras servem como locais para o anexo de moléculas – regulação.
Sem propósito claro – muito desse DNA contêm sequências repetidas de nucleotídeos – microssatélites.
Através da análise da variação genética em microssatélites (e outras porções do DNA – marcadores genéticos) é possível inferir sobre aspectos populacionais.
Sequenciamento direto do DNA permite a comparação de sequências de nucleotídeos de diferentes indivíduos numa população e identificar polimorfismos.
Seleção natural = não produz mudança evolutiva sem variação genética.
No entanto tende a eliminar indivíduos menos ajustados e os alelos que eles portam.
Como é a variação genética mantida numa população sobre essas circunstâncias?
Taxa de mutação = extremamente baixa.
1 em 100 milhões no DNA mitocondrial de aves e de 1 em 10 bilhões no nuclear.
No entanto, essas baixas taxas multiplicadas por centenas ou milhares de nucleotídeos por genes e multiplicado por 1 trilhão ou mais de nucleotídeos em organismos complexos resulta em que provavelmente cada indivíduo de uma população apresenta uma ou mais mutações em determinado segmento de seu DNA
A VARIAÇÃO GENÉTICA É MANTIDA POR MUTAÇÃO, MIGRAÇÃO E VARIAÇÃO AMBIENTAL
Migração
A migração de indivíduos entre populações pode afetar a diversidade genética de duas formas:
Altas taxas de migração integram populações, que tendem a reter a variação genética por causa do seu tamanho.
Movimento de indivíduos entre habitats com diferentes condições ambientais que eles selecionaram sobre aquelas condições diferentes e aumentar a variação da população como um todo
A variação ambiental e a seleção dependente da frequência
Quando diferentes alelos são favorecidos em tempos diferentes por conta da variação ambiental, os heterozigotos podem ter um melhor ajustamento do que os homozigotos.
Ex. Anemia falciforme e malária na África.
Quando homozigoto o gene S produz anemia.
Em alguns lugares da África esse gene compreende 20% do pool genético.
No estado heterozigoto (AS) o alelo falciforme confere proteção contra a malária.
Quando a malária é prevalente e virulenta, o ajustamento dos indivíduos heterozigotos pode ser 25% maior do que o ajustamento dos indivíduos homozigotos normais (AA).
Seleção dependente da frequência: ajustamento de cada alelo depende de sua frequência na população.
A LEI DE HARDY-WEINBERG DESCREVE AS FREQUÊNCIAS DOS ALELOS E DOS GENÓTIPOS EM POPULAÇÕES IDEAIS
Proporção dos genes de uma população = pistas para os processos que formam a variedade genética nas populações.
Lei de Hardy-Weinberg = ferramenta para descrever as frequências de alelo e genótipo esperadas para uma população ideal.
Importante porque comparando as populações ideais com as reais, os pesquisadores podem descobrir evidências dos processos que estão aumentando ou diminuindo a variação genética da população.
Já vimos que alguns processos aumentam a variabilidade genética: mutação, migração e as vezes seleção natural.
Outros reduzem – seleção natural, endocruzamento e processos estocásticos – Lei de Hardy-Weinberg.
Estrutura genética
 Freqüências genotípicas
 Freqüências alélicas
rr = branca
Rr = rosa
RR = vermelha
Total = 1000 flores
 Freqüências genotípicas
200 = branca
500 = rosa
300 = vermelha
Total = 1000 flores
Freqüências
genotípicas
200/1000 = 0.2 rr
500/1000 = 0.5 Rr
300/1000 = 0.3 RR
Freqüências alélicas
200 rr = 400 r
500 Rr = 500 R
	 500 r
300 RR = 600 R
Total = 2000 alelos
Freqüências
alélicas
900/2000 = 0.45 r
1100/2000 = 0.55 R
100 GG
160 Gg
140 gg
Calcular:
Freqüência genotípica:
Freqüência fenotípica
Freqüência alélica
100 GG
160 Gg
140 gg
Calcular:
100/400 = 0.25 GG
160/400 = 0.40 Gg
140/400 = 0.35 gg
260/400 = 0.65 verde
140/400 = 0.35 amarelo
360/800 = 0.45 G
440/800 = 0.55 g
0.65
260
Freqüência genotípica:
Freqüência fenotípica
Freqüência alélica
O EQUILÍBRIO DE HARDY-WIENBERG
A lei estabelece que as frequências dos alelos e genótipos de uma população permanecerão constantes de geração para geração numa população se:
(1): o número de indivíduos for grande;
(2): acasalamento aleatório;
(3): nenhuma seleção natural;
(4): nenhuma mutação;
(5): nenhuma migração entre as populações.
O que isso significa?
Que somente a reprodução sexual não é capaz de gerar mudança evolutiva;
As frequências dos alelos e dos genótipos de uma população permanecem as mesmas;
Mudanças na frequência dos alelos e genótipos podem ocorrer apenas da ações adicionais sobre o pool genético da população. 
Em uma população ideal em equilíbrio de Hardy-Weinberg as proporções de homozigotos e heterozigotos assumem valores de equilíbrio, que podemos calcular das frequências de cada alelo de uma população
A = dois alelos = A e a em proporções p e q;
p + q = 1
Os três genótipos que podem resultar ocorrerão nas seguintes proporções;
AA = p²
Aa = 2pq
aa = q²
p² + 2pq + q² = 1
De onde se originam essas proporções?
Estas proporções vem da probabilidade de cada tipo de zigoto se formar da combinação aleatória de quaisquer dois gametas.
A probabilidade de se formar AA ou aa ao acaso é a probabilidade de tirar um ao acaso multiplicado pela mesma chance de tirar o mesmo a segunda vez p x p = p² ou q x q = q².
A proporção de heterozigotos é 2pq por que um heterozigoto Aa resultará de um óvulo A e um esperma a (p x q) ou de um óvulo a e um espermatozóide A (q x p)
Uma população de pingüins com 1000 indivíduos apresenta proporção de 0,7 de A e 0,3 de a. O alelo A confere alta quantidade de óleos nas penas e boa impermeabilidade para o nado. O recessivo a confere uma menor quantidade de óleo e problemas de permeabilidade. Sabendo que A é dominante sobre a, responda.
A frequência dos genótipos dessa população.
O número de indivíduos com e sem problema de permeabilidade nas penas.
Quem acertar.....ACERTOU!!
Dependendo de sua constituição gênica, um indivíduo pode apresentar maior ou menor adaptação
ao meio, maior ou menor chance de sobreviver e de se reproduzir. Um exemplo disso foi o melanismo industrial na Inglaterra. Mariposas portadoras do genótipo para cor clara (aa) eram mais intensamente caçadas pelos pássaros do que mariposas escuras (genótipos AA ou Aa), em áreas poluídas. O diagrama a seguir mostra, ao longo de três gerações, o número de genótipos encontrados em cada geração. 
Com base no diagrama, assinale o que for correto:
01) As freqüências dos alelos A e a, na geração 1, são, 
respectivamente, 0,80 e 0,20. 
02) As freqüências dos alelos A e a, na geração 2, são, 
respectivamente, 0,50 e 0,50. 
04) As freqüências dos alelos A e a, na geração 3, são, 
respectivamente, 0,25 e 0,75. 
08) A freqüência de mariposas escuras aumenta com o 
passar das gerações. 
16) A freqüência do alelo que condiciona a cor escura 
aumenta com o passar das gerações. 
32) Em qualquer geração, a freqüência do alelo A somada 
à freqüência do alelo a é sempre igual. 
Dê, como resposta, a soma das alternativas corretas. 
500 AA
3400Aa
6100aa
______
10000 ind.
3000AA
4000Aa
3000aa
_________
10000 ind.
6000AA
3900Aa
100aa
_________
10000 ind.
O endocruzamento reduz a frequência de heterozigotos em uma população