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Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética” /DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado. “Herança relacionada com o sexo”. 1 HERANÇA RELACIONADA COM O SEXO São considerados caracteres cujos padrões de herança são diferentes nos dois sexos, ou seja, a freqüência ou probabilidade associada a um fenótipo é diferente nos dois sexos. 1. GENES LOCALIZADOS NOS CRS SEXUAIS Gene ligado ao sexo (ou ligado ao X) Gene parcialmente ligado ao sexo (ou ligado ao X e Y) Gene holândrico (ou ligado ao Y) Os genes em regiões diferenciais são ditos hemizigotos no sexo heterogamético. 1.1. Caráter ligado ao sexo É um caráter determinado por genes localizados na região não homóloga de X. EVIDÊNCIAS de ligação ao sexo: cruzamentos recíprocos não produzem resultados similares e a PF entre as fêmeas é diferente da PF entre os machos. EXEMPLOS: a) Caráter cor de asas em mariposa (Abraxas): asas claras e asas escuras. L. Doncaster e G.H. Raynor, 1906: F a. claras X M a. escuras → 100% asas escuras F a.escuras X M a.claras → 50% F claras e 50% M escuros b) Padrão de penas em galinhas: barrado e não barrado. William Bateson: F ñ barrada X M barrado→ 100% barrado CR X: CR Y: = região homóloga de X e Y = região não homóloga ou diferencial de X = região não homóloga ou diferencial de Y Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética” /DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado. “Herança relacionada com o sexo”. 2 F barrada X M ñ barrado→ 50% F ñ barradas e 50% M barrados c) A explicação para os resultados anteriores (“a” e “b”) veio do laboratório de Thomas Hunt Morgan que, em 1909, começou a estudar a herança na mosca das frutas. Caráter cor de olhos em Drosophila: vermelho escuro (selvagem) e branco (mutante) Cruzamento: P) Machos de olhos brancos X fêmeas de olhos vermelhos F1) 100% olhos vermelhos F2) Fenótipo VERMELHO BRANCO Total Observado 3470 782 4252 Observado 0,8161 0,1839 1 Observado 3,2643 0,7357 4 PF Teórica* 3 1 4 Sexo 2/3 fêmeas e 1/3 macho 100% machos *Proporção fenotípica sem considerar a variável sexo. Proporção fenotípica em F2 considerando-se a variável sexo: PF entre as fêmeas: 100 % olhos vermelhos PF entre os machos: 1/2 olhos vermelhos 1/2 olhos brancos ou 2/4 Fêmeas vermelhos 1/4 Machos vermelhos 1/4 Machos brancos Representação: Sexo Ambos Fêmeas Machos Alelo/ genótipo B b BB Bb Bb B b Efeito fenotípico/ fenótipo Verm. branco Verm. branco Verm. Verm. Branco P) Gametas P) F1) Gametas F1) X X B X B X b Y X b Y X B ½ X b ½ Y 1 X B ½ X B X b ½ X B Y X B Y Vermelhos e X B X b Vermelhos ½ X B ½ Y ½ X B ¼ X B X B ¼ X B Y ½ X b ¼ X B X b ¼ X b Y X B Y X B X b Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética” /DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado. “Herança relacionada com o sexo”. 3 F2) 1/4 X B X B 1/2 fêmeas de olhos vermelhos 1/4 X B X b 1/4 X B Y 1/4 machos de olhos vermelhos 1/4 X b Y 1/4 machos de olhos brancos PG PF PF entre as fêmeas= 100 % com olhos vermelhos PF entre os machos= 1/2 com olhos vermelhos: 1/2 com olhos brancos Cruzamento recíproco com resultado diferente: P) Machos de olhos vermelhos X fêmeas de olhos brancos F1) 1/2 X B X b = fêmeas de olhos vermelhos: 1/2 X b Y= machos de olhos brancos F2) PF entre as fêmeas: ½ vermelhos : ½ brancos; PF entre os machos: ½ vermelhos : ½ brancos Ou F2) ¼ fêmeas vermelhos: ¼ fêmeas brancos: ¼ machos vermelhos: ¼ fêmeas brancos Richard Goldschmidt reconheceu que os resultados obtidos em mariposas e galinhas (“a” e “b”) podem ser explicados com uma hipótese similar, fazendo a simples suposição que os machos têm pares de CRS idênticos (XX ou ZZ), enquanto as fêmeas têm o par heteromórfico (XY ou ZW). EXEMPLOS de distúrbios recessivos ligados ao sexo (ou ligados ao X). Na espécie humana, existem pelo menos 100 características determinadas por genes ligados ao sexo. d) Daltonismo verde-vermelho (tipo deutan; transparência). As pessoas com essa condição são incapazes de distinguir o vermelho do verde e os enxergam do mesmo modo. Sexo Ambos Fêmeas Machos Alelo/ genótipo D d DD Dd dd D d Alelo/ genótipo X D X d X D X D X D X d X d X d X D Y X d Y Efeito fenotípico/ fenótipo Norm. Dalt. Normal Normal Dalt. Normal Dalt. Freqüências aproximadas 0,92 0,08 0,8464 0,1472 0,0064 0,92 0,08 Totais 1 1 1 Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética” /DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado. “Herança relacionada com o sexo”. 4 Freqüência de indivíduos daltônicos= 2 1 x 0,0064 + 2 1 x 0,08 = 100 35,4 = 0,0432 5,12 0064,0 08,0 DaltônicAs DaltônicOs P(criança daltônica ser sexo masculino) = 93,0 %64,8 %8 P(criança daltônica ser sexo feminino) = 07,0 %64,8 %64,0 e)Hemofilia (transparência). Falha na coagulação do sangue, ocasionada pela ausência ou mau funcionamento do Fator VIII, uma das várias proteínas que devem interagir para fazer o coágulo sanguíneo. Sexo Ambos Fêmeas Machos Alelo/ genótipo H h HH Hh hh H h Alelo/ genótipo X H X h X H X H X H X h X h X h X H Y X h Y Efeito fenotípico/ fenótipo Normal Hemof. Normal Normal Hemof. Normal Hemof. Freqüências aproximadas 10000 9999 10000 1 10000 9998 10000 2 2 000.10 1 ? 10000 9999 10000 1 Totais 1 1 1 f) Letal recessivo ligado ao sexo EXEMPLO- Distrofia Muscular de Duchenne (DMD), que consiste em perda e atrofia dos músculos, descrita pela primeira vez em 1868, pelo neurologista francês Guillaume Duchenne. Em geral o início da doença é antes dos seis anos de idade, com o confinamento a uma cadeira de rodas aos 12 anos, e morte aos 20 anos. Há dezenas de distrofias catalogadas na literatura médica, sendo essa a mais comum. O homem com DMD não pode se reproduzir e transmitir esse alelo e, por isso as mulheres não apresentarem essa doença, pois precisariam receber um alelo recessivo do pai e outro da mãe. Sexo Ambos Fêmeas Machos Alelo/ genótipo A a AA Aa aa A a Alelo/ genótipo X A X a X A X A X A X a X a X a X A Y X a Y Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética” /DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado. “Herança relacionada com o sexo”. 5 Efeito fenotípico/ fenótipo Normal DMD Normal Normal Não ocorre Normal DMD Frequencias aproximadas 3500 3499 3500 1 3500 3498 3500 2 0 3500 3499 3500 1 Totais 1 1 1 e) Síndrome da “feminilização testicular” ou “síndrome da insensibilidade androgênica (SIA)”. As pessoas afetadas por essa síndrome são cromossomicamente homens (AAXY), mas se desenvolvem como mulheres. Elas têm genitália externa feminina, uma vagina em fundo de saco, e sem útero. Os testículos podem estar presentes nos grandes lábios ou no abdome. O hormônio masculino não tem efeito sobre os órgãos alvo que contribuem para a masculinidade, em razão do mau funcionamentodos receptores de andrógeno, determinado pelo alelo recessivo de um gene ligado ao X. Freqüência: 1 em 65.000 nascimentos masculinos. Sexo Ambos Fêmeas Machos Alelo/ genótipo A a AA Aa aa A a Alelo/ genótipo X A X a X A X A X A X a X a X a X A Y X a Y Efeito fenotípico/ fenótipo Normal SIA Normal Normal Não ocorre Normal SIA Frequencias aproximadas 000.65 999.64 000.65 1 000.65 998.64 000.65 2 0 000.65 999.64 000.65 1 Totais 1 1 1 f) EXERCÍCIO- Em galinha, o caráter velocidade de crescimento inicial das penas é controlado por um único gene ligado ao sexo (crescimento normal é dominante e crescimento lento é recessivo) e tem sido usado para identificar o sexo dos pintos. Uma fêmea de crescimento normal das penas é cruzada com um macho de crescimento lento, produzindo um descendente de crescimento lento das penas: qual é o seu sexo? [Feminino] g) EXEMPLO de distúrbio dominante ligado ao sexo (ou ligado ao X): “hipoplasia hereditária do esmalte do dente” ou “amelogênesis imperfeita hipoplástica”. O esmalte do dente é anormalmente ralo, de modo que os dentes parecem pequenos e gastam-se lentamente até a gengiva é devida a um alelo dominante ligado ao sexo (transparência). Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética” /DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado. “Herança relacionada com o sexo”. 6 1.2. Caráter parcialmente ligado ao sexo É um caráter determinado por genes localizados na região homóloga de X e Y. Suponha uma doença causada por um alelo recessivo. Há três genótipos possíveis no sexo homogamético e quatro no heterogamético. Sexo Homogamético Heterogamético Genótipo X A X A X A X a X a X a X A Y A X A Y a X a Y A X a Y a Fenótipo Normal Normal Doença Normal Normal Normal Doença No sexo heterogamético há dois genótipos heterozigotos diferentes, que produzem PF diferentes entre os descendentes. EXERCÍCIO- Apresente a proporção fenotípica e a genotípica na progênie resultante dos seguintes cruzamentos: a) X D X d x X D Y d → PF? PG? b) X D X d x X d Y D → PF? PG? 1.3. Genes holândricos São genes localizados na região não homóloga de Y. Eles ocorrem apenas no sexo heterogamético. EXEMPLOS- Fertilidade do macho em Drosophila, TDF e hipertricose auricular na espécie humana (bordas cabeludas das orelhas) Sexo Homogamético Heterogamético Genótipo - - - A1 A2 Genótipo/ CR XX XX XX XY A1 XY A2 Fenótipo Normal Normal Normal Normal Hipertricose Fenótipo - - - Macho fértil Macho estéril Padrão de herança: o homem passa a característica (XY A2 ) a todos os seus filhos homens. XY A2 XX x XY A1 XX XX, XY A2 x x XX, XY A2 XX, XY A1 Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética” /DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado. “Herança relacionada com o sexo”. 7 EXERCÍCIO- Uma condição conhecida como ictiose hystric gravior apareceu em um cidadão inglês de nome Edward Lambert, nascido em 1717. Sua pele ficou muito espessa e formava espinhas soltas que descamavam a intervalos, e os pêlos de seu corpo eram semelhantes aos dos ouriços. Quando cresceu, este "homem porco- espinho" casou-se e teve seis filhos, todos com a sua condição, e várias filhas, todas normais. Por quatro gerações, esta condição foi passada de pai para filho. Desta evidência, o que você pode postular sobre a localização dos genes? 2. CARÁTER INFLUENCIADO PELO SEXO. É um caráter determinado por genes autossomais cuja relação de dominância entre os alelos depende do sexo do indivíduo: um alelo é dominante num sexo e recessivo no outro. EXEMPLO- Calvície padrão nos humanos Alelo/ genótipo A1 A2 A1A1 A2A2 A1A2 Efeito fenotípico/ fenótipo entre as mulheres Normal Calvície Normal Calvície Normal Efeito fenotípico/ fenótipo entre os homens Normal Calvície Normal Calvície Calvície EXERCÍCIO- Em carneiros, a presença de chifres é um caráter influenciado pelo sexo, dominante nos machos. Quais são as proporções fenotípicas esperadas nas gerações F1 e F2, resultantes do cruzamento entre uma raça com chifres e outra sem chifres? a) considerando-se o sexo b) excluindo-se o sexo? Genótipos Machos Fêmeas A1A1 A1A2 A2A2 Com Com Sem Com Sem Sem P) Raça 1 (Sem) x Raça 2 (Com) F1) PF? a) Considerando o sexo; b) Desconsiderando o sexo F2) PF? a) Considerando o sexo; b) Desconsiderando o sexo Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética” /DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado. “Herança relacionada com o sexo”. 8 3. CARÁTER LIMITADO PELO SEXO É um caráter determinado por genes autossômicos que se expressam em apenas um dos sexos. EXEMPLOS- Produção de leite em bovinos, produção de ovos em aves e TIPO DE PENA EM GALINHA (determinado por um par de alelos). Gene A/a (pena-de-galinha/ pena-de-galo) Genótipos Machos Fêmeas AA Pena-de-galinha Pena-de-galinha Aa “ “ aa Pena-de-galo “ EXERCÍCIO- O tipo de pena em galinha é uma característica limitada pelo sexo, controlada por um único gene. Os machos apresentam pena-de-galo (recessivo) ou pena-de-galinha (dominante). Todas as fêmeas apresentam pena-de-galinha, independentemente do seu genótipo. Qual é a PF esperada na geração F1 do cruzamento entre duas aves heterozigotas: a) considerando-se o sexo; b) excluindo- se o sexo? P) Aa X Aa → Filhos: PF? a) Considerando-se o sexo; b) desconsiderando-se o sexo Resposta: a) 1/2 fêmea, pena-de-galinha; 3/8 macho, pena-de-galinha; 1/8 macho, pena-de- galo. b) 7/8 pena-de-galinha; 1/8 pena-de-galo. EXEMPLO- Cor das asas em borboletas (gênero colias) Gene A/a (asas brancas/ asas amarelas amarela) Genótipos Fêmeas Machos AA Aa Aa Branca “ Amarela Amarela “ “ 4. EXERCÍCIOS Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética” /DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado. “Herança relacionada com o sexo”. 9 EXERCÍCIO- Nos seres humanos, a calvície é um caráter influenciado pelo sexo, dominante no homem. Um homem não-calvo, de visão normal, casa-se com uma mulher não-calva, de visão normal, cujo pai era "daltônico" e a mãe calva. Que tipos de descendentes poderão ter, e em que proporções? Genótipos C1C1 C1C2 C2C2 X D X D X D X d X d X d X D Y X d Y Mulheres calva normal normal normal normal dalton. - - Homens calvo calvo normal - - - normal dalton. Genótipo do casal: homem normal (C2C2 X D Y) X mulher normal (C1C2 X D X d ) Espermatozóides: 1/2 C2X D : 1/2 C2Y Óvulos: 1/4 C1X D : 1/4 C1X d : 1/4 C2X D : 1/4 C2X d Genótipos dos descendentes: M / F ¼ C1X D ¼ C1X d ¼ C2X D ¼ C2X d ½ C2X D C1C2 X D X D C1C2 X D X d C2C2 X D X D C2C2 X D X d F ½ C2Y C1C2 X D Y C1C2 X d Y C2C2 X D Y C2C2 X d Y M PF entre os descendentes: 4/8 M Não-calva; visão normal PF M: 100% Não-calva; visão normal 1/8 H calvo; “ “ 1/8 H “ ; daltônico ou PF H: ¼ calvo; “ “ 1/8 H não calvo; visão normal ¼ “ ; daltônico 1/8 H “ “; daltônico ¼ não calvo; visão normal ¼ “ “ ; daltônicoEXERCÍCIO- Em galinha, o gene autossomal C produz ave de pernas curtas no estado heterozigoto, porém é letal quando em homozigose. B é dominante ligado ao sexo, para plumagem barrada: b é o alelo recessivo, não-barrado. São acasaladas duas aves que produzem: 1/6 fêmeas; pernas normais; não-barradas 1/6 machos; “ “ ; barrados 2/6 fêmeas; “ curtas; não-barradas 2/6 machos; “ “ ; barrados Quais são os genótipos e fenótipos dos pais? Genótipos CC Cc cc X B X B X B X b X b X b X B Y X b Y Fêmeas letal curtas norm. - - - barrad. não b. Machos letal curtas norm. barrado barrad. não b. - - Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética” /DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado. “Herança relacionada com o sexo”. 10 C/c Cc x Cc 1/3 = 2/6 normais 2/3 = 4/6 curtas B/b X B Y x X b X b M 100% barrados X B X b F 100% uniforme X b Y Resposta: Galo= Cc X b X b Galinha= Cc X B Y
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