Interação Gênica

Prévia do material em texto

Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado 
“Interação gênica” 
 
INTERAÇÃO GÊNICA 
 
O aluno de BIO 240 deverá ser capaz de: 1- Conceituar “interação gênica”, 
“interação gênica epistática” e “interação gênica não-epistática. 2- Dada a proporção 
fenotípica na geração F2, determinar o número de genes que determinam o caráter e 
atribuir genótipos aos tipos fenotípicos. 3- Dado o modelo de via metabólica, 
determinar a proporção fenotípica esperada na descendência de um cruzamento. 
 
 
 
1. EXEMPLO E CONCEITO 
 
EXEMPLO- O caráter “tipo de crista em galinha” apresenta quatro fenótipos: 
crista ROSA, ERVILHA, SIMPLES e NOZ. Com o objetivo de se determinar 
quantos genes determinam o caráter e quais são os genótipos associados a cada 
fenótipo, realizaram-se cruzamentos entre genitores puros (homozigotos) e os 
resultados observados (proporções fenotípicas) apresentam-se nos próximos quadros. 
 
 
 
UM GENE- A seguir, está mostrado que não é possível atribuir genótipos aos 
indivíduos das gerações de Pais, F1 e F2 de todos os cruzamentos considerando um 
único gene. Portanto, os resultados indicam que o caráter é determinado por mais de 
um gene (os genótipos atribuídos abaixo não estão corretos). 
 
P) 
 
F1) 
 
F2) 
NOZ x ROSA 
 
NOZ 
 
3/4 NOZ 
1/4 ROSA 
P) 
 
F1) 
 
F2) 
NOZ x ERVILHA 
 
NOZ 
 
3/4 NOZ 
1/4 ERVILHA 
 
P) 
 
F1) 
 
F2) 
ROSA x SIMPLES 
 
ROSA 
 
3/4 ROSA 
1/4 SIMPLES 
 
P) 
 
F1) 
 
F2) 
ERVILHA x SIMPLES 
 
ERVILHA 
 
3/4 ERVILHA 
1/4 SIMPLES 
 
P) 
 
Raça 1 (ROSA) x Raça 2 (ERVILHA) 
 
A1A1, A1A3 
A1A3 
 
A3A3 
 
A1A1 
 
A2A2 
A1A1, A1A2 
 
A2A2 A1A1 
A1A2 
A3A3 
A4A4 
A3A3, A3A4 
 
A3A4 
A3A3 A4A4 
A2A2 
A2A2, A2A4 
A2A4 
 
A4A4 
 
A2A2 
 
A2A2 
 
A3A3 
 
 
Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado 
“Interação gênica” 
 
F1) 
 
F2) 
 
 
 
100% NOZ A2A3 
 
 
 
 
 
DOIS GENES- Nos quadros apresentados a seguir foram atribuídos genótipos 
considerando que o caráter é determinado por dois genes independentes. Nesse caso 
os resultados observados em todos os cruzamentos ajustam-se perfeitamente a essa 
hipótese. Então, o caráter “tipo de crista em galinha” é um exemplo de “interação 
gênica”, conforme conceito apresentado adiante. 
 
P) 
 
F1) 
 
F2) 
 
 
 
 
Raça 1 (ROSA) x Raça 2 (ERVILHA) 
 
100% NOZ AaBb 
 
 
 
 
P) 
 
F1) 
 
F2) 
NOZ x ROSA 
 
NOZ 
 
3/4 NOZ 
1/4 ROSA 
P) 
 
F1) 
 
F2) 
NOZ x ERVILHA 
 
NOZ 
 
3/4 NOZ 
1/4 ERVILHA 
 
P) 
 
F1) 
 
F2) 
ROSA x SIMPLES 
 
ROSA 
 
3/4 ROSA 
1/4 SIMPLES 
 
P) 
 
F1) 
 
F2) 
ERVILHA x SIMPLES 
 
ERVILHA 
 
3/4 ERVILHA 
1/4 SIMPLES 
 
 
 PF PG 
NOZ  9/16  A2A3 
ROSA  3/16  A2A2 
ERVILHA  3/16  A3A3 
SIMPLES  1/16  ? 
 PF PG 
NOZ  9/16  A_ B_ 
ROSA  3/16  A_ bb 
ERVILHA  3/16  aa B_ 
SIMPLES  1/16  aa bb 
AAbb 
 
aaBB 
 
AABB e AaBB 
AaBB 
 
aaBB 
 
AABB 
 
AAbb 
AABB e AABb 
 
AAbb AABB 
AABb 
aaBB 
aabb 
aaBB e aaBb 
 
aaBb 
aaBB aabb 
aabb 
AAbb e Aabb 
Aabb 
 
aabb 
 
AAbb 
 
 
Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado 
“Interação gênica” 
 
CONCEITO: Interação gênica ocorre quando dois ou mais genes determinam um 
mesmo caráter. 
 
Serão considerados casos de interação gênica em que DOIS genes independentes 
determinam um caráter, sendo dominância completa o tipo de interação entre os 
alelos de cada um dos dois genes. Nesse caso, a proporção genotípica continua sendo 
9:3:3:1: 
 
AaBb X AaBb → 9 A_B_ : 3 A_bb : 3 aaB_ : 1 aabb 
 
A proporção fenotípica pode ser 9:3:3:1 (interação gênica não-epistática) ou outra 
PF que seja combinação da 9:3:3:1 (interação gênica epistática): 
 
9 : 3 : 4  Epistasia recessiva 
12 : 3 : 1 Epistasia dominante 
9 : 6 : 1  Genes dominantes com efeito cumulativo 
15 : 1  Genes dominantes duplicados 
9 : 7  Epistasia recessiva dupla 
13 : 3  Epistasia dominante e recessiva 
 
A PF 9:3:3:1 ocorre com “interação gênica não-epistática”; as demais PF ocorrem 
com “interação gênica epistática”. 
 
 
 
2. INTERAÇÃO GÊNICA EPISTÁTICA 
 
Tipo de interação gênica em que dois ou mais genes produzem enzimas que 
catalisam diferentes etapas de uma mesma via metabólica. 
 
 
2.1. Epistasia recessiva ( 9 : 3 : 4 ) 
 
EXERCÍCIO 1- Os bulbos de cebola podem ser de cor ROXA, AMARELA ou 
BRANCA. O cruzamento branco X amarelo, produziu uma F1 toda de bulbos roxos. 
Na F2 ocorreram: 1078 ROXOS, 361 AMARELOS e 482 BRANCOS. 
a) Qual é a PF teórica na F2? (9:3:4) 
b) Quantos genes controlam esse caráter? 
c) Usando a primeira letra do alfabeto, quantas mais em seqüência forem necessárias, 
atribua genótipos: c1) aos pais; c2) a F1 e c3) a F2 roxa, amarela e branca. 
 
Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado 
“Interação gênica” 
 
d) Qual é a PF esperada na descendência do retrocruzamento da F1 com o progenitor 
de cor amarela? (1/2 roxa, 1/2 amarela) 
 
Um gene?- O quadro abaixo mostra a comparação dos resultados observados na F2 
com os esperados com a hipótese de que o caráter é determinado por um único gene 
(H0). A discrepância entre resultados observados e esperados leva à rejeição dessa 
hipótese. 
 
 Genótipos sob 
H0 
Números de indivíduos na F2 
Fenótipos Observados Esperados sob H0 
Roxa A1A2 1078 960,5 
Amarela A1A1 361 480,25 
Branca A2A2 482 480,25 
Total 1921 1921 
2
Cal
X
 = 44,12; 
2
TabX
 = 5,99; 
2
CalX
> 
2
TabX
 Rejeita-se H0 
 
 
Dois genes (solução): 
 
P) 
 
F1) 
 
 
F2) Frequências PF 
Teórica 
 
 Fenótipos Observado Observado Observado Genótipos 
 Roxa 1078 0,5612 8,98 9 A_B_ 
 Amarela 361 0,1879 3,01 3 A_bb 
 Branca 482 0,2509 4,01 4 aaBB e aabb 
 Total 1921 1 16 16 
 
 
Via Metabólica (modelo): 
 
 
      
 
 
 
 
 
100 % ROXO 
AaBb 
P. FINAL 
(ROXA) 
PRECURSOR 
(AMARELA) 
PRECURSOR 
(BRANCA) 
Enzima “A” 
Alelo A (AA, Aa) 
Enzima “B” 
Alelo B (BB, Bb) 
 AMARELA 
AAbb 
 BRANCA 
aaBB 
 X 
 
Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado 
“Interação gênica” 
 
 
 
EXERCÍCIO 2- considerando que o caráter cor de bulbos, em cebola, seja 
controlado por 2 genes, conforme exercício 1), atribua genótipos aos pais, a F1 e a F2 
dos cruzamentos abaixo. 
 
a) P) Branco x Amar. F1) 100% Amar. F2) 298 Amar. : 103 Brancos 
 aabb x AAbb Aabb AAbb; Aabb : aabb 
 
b) P) Roxa X Amar F1) 100% Roxa F2) 3/4 roxa : 1/4 Amarelo 
 AABB x AAbb AABb AABB; AABb: AAbb 
 
 
 
2.2. Epistasia recessiva dupla ( 9:7 ) 
 
EXERCÍCIO 3- A cor da flor do feijão pode ser BRANCA ou VIOLETA. O 
cruzamento de uma planta de flor branca com outra, também de flor branca, produziu 
uma F1 100% de flores violetas. Na F2 ocorreram 1340 plantas de flores violetas e 
1061 de flores brancas. 
a) Qual é a PF teórica na F2? 
b) Usando quantas letras do alfabeto sejam necessárias, atribua genótipos aos pais, a 
F1 e a F2. (associar os genótipos aos fenótipos) 
 
 
P) 
 
 
F1) 
 
 
 
F2) Frequências PF 
Teórica 
 
 Fenótipos Observado Observado Observado Genótipos 
 Branca 1061 0,4419 7,0704 7 A_bb, aaB_; aabb 
 Violeta 1340 0,5581 8,9296 9 A_B_ 
 Total 2401 1 16 16 
 
 
 
Via Metabólica (modelo): 
 
CULTIVAR 2 
FLOR BRANCA 
aaBB 
 
CULTIVAR 1 
FLOR BRANCA 
AAbb 
X 
FLOR 
VIOLETA 
AaBb 
 
Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado 
“Interação gênica” 
 
 
      
 
 
 
 
 
 
 
2.3. Epistasia dominante (12:3:1) 
 
EXERCÍCIO 4- Em abóbora, os frutos podem ser BRANCOS, AMARELOS ou 
VERDES. Em um caso, o cruzamento de amarela x branca produziu uma F1 toda de 
plantas com frutos brancos que, quando autofecundada, deu uma F2 segregando 12 
brancas: 3 amarelas:1 verde. 
a) Sugira genótipos para os fenótipos branco, amarelo e verde. (A___; aaB_; aabb) 
b) Dê os genótipos de P, F1 e F2 desse cruzamento. Use símbolos de genótipos 
começando com a primeira letra do alfabeto. (P= AAbb X aaBB; F1= AaBb; B= 9 
A_B_, 3 A_bb; A= 3 aaB_; V= 1 aabb) 
 
P) 
 
 
 
 
F2) 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.4. Epistasia dominante e recessiva (13:3) 
 
Caráter: Coloração em galinhas 
Fenótipos: Branca A_ B_, A_ bb, e aa bb 
 Colorida aa B_ 
 
 A / a A_ Inibe 
aa não inibe 
 B / b B_ Colorida 
bb Branca 
F1) BRANCA 
AaBb 
VERDE 
aabb 
BRANCA 
AABB 
 X 
BRANCO - 1496  12/16  A_ B_ 
 A_ bb 
AMARELO - 378  3/16  aa B_ 
 
VERDE - 126  1/16  aa bb 
 2000 
P. FINAL 
(VIOLETA) 
PRECURSOR 
(BRANCA2) 
PRECURSOR 
(BRANCA1) 
Enzima “A” 
Alelo A (AA, Aa) 
Enzima “B” 
Alelo B (BB, Bb) 
 
Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado 
“Interação gênica” 
 
 
 
 
2.5. Genes dominantes duplicados (15:1) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A_ B_, A_ bb e aa B_ = Verde 
 aa bb = Azul 
 
 
EXEMPLO- Caráter: cor do grão de trigo 
 Fenótipos: Vermelho e Branco 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.6. Genes dominantes duplicados com efeito cumulativo 
 
EXERCÍCIO- Nos porcos Duroc Jersey, interagem dois genes, R (de red, vermelho) 
e S (de Sandy, areia). O cruzamento vermelho X vermelho às vezes produz uma PF 
de 9 vermelhos: 6 areia: 1 branco; qual é o genótipo de cada um desses fenótipos de 
F1? (V= R_S_; A= R_ss ,rrS- ; B= rrss) 
 
Caráter: cor da pelagem em suínos 
Fenótipos: Amarela, Branca e Vermelha 
 
9 : 6 : 1  A_ B_  Vermelha 
 A_ bb 
aa B_ 
 Amarela 
 aa bb  Branca 
AaBb X AaBb 
9 A_ B_ 
3 A_ bb 15 Vermelhas 
3 aa B_ 
1 aa bb 1 Branca 
PRODUTO 
Verde 
PRECURSOR 
Azul 
Alelo A (AA, Aa) Enzima “A” 
Enzima “B” Alelo B (BB, Bb) 
Via metabólica: 
 
Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado 
“Interação gênica” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. INTERAÇÃO NÃO-EPISTÁTICA (9:3:3:1) 
 
Tipo de interação gênica em que dois ou mais genes atuam em vias metabólicas 
diferentes e os produtos delas se combinam para determinar o fenótipo de uma 
característica. 
 
Vias metabólicas (modelo): 
 
 
A / a  S1 S2 
 
B / b  S3 S4 
 
 
 
 
 B_  S4 bb  S3 
 
A_  S2 
A_ B_  S2 + S4 
 Fenótipo 1 
Exemplo= Crista Noz 
A_bb  S2 + S3 
 Fenótipo 2 
Exemplo= Crista Rosa 
 
aa  S1 
aa B_  S1 + S4 
 Fenótipo 3 
Exemplo= Crista Ervilha 
aa bb  S1 + S3 
 Fenótipo 4 
Exemplo= Crista Simples 
 
 
EXEMPLO- Caráter: Cor dos Olhos em “Drosophila”. Fenótipos: SELVAGEM 
(vermelho escuro, sem brilho), MARROM, ESCARLATE e BRANCO. 
 
Enzima “B” Alelo B (BB, Bb) 
Enzima “A” Alelo A (AA, Aa) 
PRODUTO 
Amarelo / Vermelho 
PRECURSOR 
Branco 
Alelo A (AA, Aa) Enzima “A” 
Enzima “B” 
(A_ bb e 
aa B_) (aabb) (A_ B_) 
Alelo B (BB, Bb) 
Via metabólica: 
 
Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado 
“Interação gênica” 
 
A cor dos olhos depende de dois genes independentes, A/a e B/b, localizados nos 
cromossomos 2 e 3, cujos efeitos fenotípicos estão indicados no quadro abaixo. 
 
Alelo A a B b 
Efeito 
fenotípico 
Pigmento 
escarlate 
Não produz 
pigmento 
Pigmento 
marrom 
Não produz 
pigmento 
 
 
P) 
 
 
 
 
 
 
F2) Esp. Fenótipos Genótipos Produtos 
 3/16 ESCARLATE A_ bb S2 + S3 (só escarlate) 
 9/16 SELVAGEM A_ B_ S2 + S4 (2 pigmentos) 
 3/16 MARROM aa B_ S1 + S4 (só marrom) 
 1/16 BRANCA aa bb S1 + S3 (nenhum pigmento) 
 
 
 
Puro 
MARROM 
aaBB 
Puro 
ESCARLATE 
AAbb 
X 
F1) SELVAGEM 
AaBb