Interação gênica pleiotropia etc

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Maristela Ruberti 
Genética e Citogenética Humana 
4º e 3º Semestre/ Biomedicina 
Instituto de Ciências da Saúde - UNIP 
Interação Gênica – Epistasia; 
 Pleitotropia – herança quantitativa; 
Penetrância e Expressividade; 
Antecipação Genética. 
Interação Gênica 
• Os genes se localizam nos mesmos núcleos 
das mesmas células, portanto, eles interagem 
uns com os outros! 
• A expressão de um alelo de um gene, as vezes, 
pode alterar a expressão de outros alelos em 
outros genes não relacionados (não-alélicos). 
Interação Gênica 
• Existem vários casos de interação gênica. 
 
 - Interações não-espistáticas e Epistasia 
 
Interação Gênica 
Um exemplo clássico de interações gênicas não epistáticas é o cruzamento entre 
galinhas com formatos de cristas diferentes. Esse cruzamento foi proposto pelos 
geneticistas William Bateson e seu colaborador R. C Punnet ( a quem o quadrado de 
Punnet deve o nome). 
 
As linhagens domésticas de galinhas têm cristas de vários formatos : 
 
As Wyandottes possuem um tipo de crista chamado “Rosa” 
As Brahmas possuem um tipo de crista chamado “ervilha” 
As leghorns possuem um tipo de crista chamado “simples” e as 
galinhas derivadas do cruzamento(F1) entre Wyandottes e Brahmas possuem “todas” 
um tipo de crista chamdo “noz”. 
• Quando as galinhas de crista noz F1 foram 
cruzadas entre si, e as grandes populações F2 
foram produzidas, uma proporção conhecida 
diíbrida foi observada 9:3:3:1. Mas, o fenótipo 
observado por duas das quatro classes era 
diferente daquele observado nos progenitores 
(P= parental). 
Interação Gênica 
• 9/16 das aves eram noz 
• 3/16 eram eram rosa 
• 3/16 eram eram ervilha e 
• 1/16 possuíam crista do tipo simples. 
 
Os tipos de cristas noz e simples não foram 
expressos na linhagem paterna, sendo explicados 
como sendo o produto da interação entre os 
genes. 
Interação Gênica 
Interação Gênica 
• O resultado da F2 mostrou que dois pares de 
alelos estavam envolvidos. 
• Um par foi introduzido pelo progenitor de 
crista rosa e o outro pelo progenitor de crista 
ervilha. 
• A interação entre esses alelos produziria a 
crista noz como se observou em 100% da F1. 
Interação Gênica 
• Assim a frequência fenotípica versus a 
genotípica seria: 
 
 
Genótipo Fenótipo (cristas) 
rree Simples 
rrEE ou 
rrEe 
Ervilha 
RRee ou 
Rree 
Rosa 
RREE, RrEE, 
RREe, RrEe 
Noz 
Interação Gênica 
• Embora a proporção usual diíbrida tenha sido 
obtida 9:3:3:1, o resultado foi incomum por 
dois motivos: 
1) A F1 era diferente de ambos os progenitores; 
 
2) Dois fenótipos (crista noz e crisa simples) não 
expressos nos progenitores originais 
apareceram na F2 
Interação Gênica 
• Os genes R e E eram alelos, mas cada um 
deles era dominante sobre o seu alelo, isto é, 
R sobre r e E sobre e. 
 
 Quando R e E estavam juntos, como na 
geração F1 (RrEe) os dois genes interagiam 
para produzir o fenótipo cristas noz. 
Interação Gênica 
Os dois genes não-alelos R e E agiam independentemente de maneiras distintas, de 
modo semelhante aos dos alelos codominantes. 
R r 
E e 
Epistasia 
• O fenômeno de Epistasia ocorre quando um 
gene inibe a ação do outro que não é seu 
alelo, e está localizado em um cromossomo 
não homólogo. 
A a 
B b 
Epistasia 
• O gene que inibe é chamado epistático e o 
que é inibido é chamado hipostático. 
• A epistasia não deve ser confundida com 
dominância. Epistasia é a interação entre 
diferentes genes (não-alélicos) já a 
dominância é a interação entre diferentes 
alelos do mesmo gene! 
Epistasia 
Em um organismo qualquer rota metabólica requer a 
atividade de uma enzima específica, cada enzima por sua vez 
é o produto de um gene específico! 
 
Precursor Produto 
Gene A1 
 
Enzima A1 
Enzima A2 
 
Gene A2 
Epistasia 
• Um exemplo de epistasia a dominante é encontrado 
na cor de cavalos. 
• O alelo W inibe a manifetação da cor e é dominante 
sobre seu alelo w que permite a manifestação da cor. O 
gene B determina pelos pretos e seu alelo b determina 
pelos marrons. 
• Quando W está presente no genótipo o fenótipo é 
pelos brancos, pois ele é dominante e inibe a ação dos 
alelos do outro par. 
• Nesse exemplo os alelos WW ou Ww são epistáticos 
sobre os alelos BB e bb, e estes são hipostáticos. 
Epistasia 
 WwBb x WwBb 
 Branco Branco 
 
 9W_B_: 3 W_bb: 3wwB_: 1wwbb 
 12 Brancos 3 pretos 1 marrom 
Epistasia 
• Um exemplo de epistasia recessiva é encontrado 
na cor de camundonos. 
• O gene P determina pelos Aguti e é dominante 
sobre o seu alelo p, que determina pelos pretos; 
o gene C permite a formação de pigmentos nos 
pelos e é dominante sobre seu alelo c, que inibe a 
formação de pigmentos nos pelos. 
• Quando o par cc está presente no genótipo ele 
exerce efeito epistático nos alelos P e p do genes 
para cor dos pelos e dando origem a pelos 
albinos. 
Epistasia 
 PpCc x PpCc 
 Aguti Aguti 
 
 9P_C_: 3 ppC_: 3P_cc: 1ppcc 
9 Aguti 3 pretos 4 albinos 
Epistasia 
• Existe ainda um outro tipo de herança por 
epistasia. A epistasia recessiva duplicada. Esta 
ocorre quando um par de alelos recessivos aa 
inibe a ação de genes de um outro par de 
cromossomos homólogos B e b e, ao mesmo 
tempo, o par de alelos bb inibe a ação dos alelos 
A e a. 
• Nesse caso quando ocorrem os pares aa e/ou bb 
os fenótipos serão iguais. 
• Quando os dois dominantes estão presentes 
A_B_ eles produzirão um outro fenótipo. 
Epistasia 
• É o que ocorre na surdez congênita da espécie 
humana. Essa anomalia é devida à 
homozigose dos genes recessivos d ou e. 
Portanto, são necessários dos alelos 
dominantes D e E para a audição normal. 
Epistasia 
 Mãe Normal x Pai Normal 
 DdEe DdEe 
 
 9D_E_: 3 D_ee: 3ddE_: 1ddee 
9 Indivíduos normais 7 indivíduos surdos 
Os cães da raça labrador podem ser pretos, chocolates ou 
dourados na cor. Embora cada cor possa ser de linhagem pura, são 
percebidos muitos resultados diferentes, quando são estudadas 
numerosas ninhadas de vários cruzamentos em que os 
progenitores não são, necessariamente, de raça pura. 
Epistasia 
Simbolismo: 
 
A_B_= preto 
A_bb= amarelo 
Aabb= amarelo 
aaB_= chocolate 
 
A combinação de bb é epistática sobre o locus A 
 
Os genótipos que conterão raças puras são: 
 
Pretos = AABB 
Amarelos = todos os genótipos que contenham bb 
Chocolates = aaBb 
Epistasia 
 
Herança quantitativa 
 
• Existem características fenotípicas que são 
resultado de vários genes que manifestam sua 
expressão de maneira contínua através de 
uma gradação na expressão de um 
determinado produto. 
• Essa herança é denominada de herança 
quantitativa ou poligênica 
Herança quantitativa 
 
• Os genes que participam da herança 
quantitativa são denominados de poligenes e 
cada um contribui com uma certa quantidade 
na expressão do fenótipo final. 
 
• Exemplo clássico – cor da pele em humanos. 
Herança quantitativa 
• Para a expressão da característica de cor da 
pele em humanos parecem estar envolvidos 
dois pares de genes, localizados em 
cromossomosnão homólogos. 
• Um par com os alelos N e n e outro B e b. 
• Os alelos N e B determinam grande 
quantidade de melanina na pele e os alelos n 
e b determinam a síntese de pouca melanina 
na pele. 
Herança quantitativa 
 
Genótipos Número de 
genes 
Fenótipos 
 
Proporção 
Fenotípica 
NNBB 4 negro 1:16 
NNBb, NnBB, 
NNbb, nnBB 
3 Mestiço 
(mulato) 
escuro 
4:16 
NnBb 2 Mulato médio 
 
6:16 
 
nnBb, Nnbb 1 Mulato Claro 4:16 
 
nnbb 0 branco 1:16 
Herança quantitativa 
• A cor dos olhos é uma característica cuja herança é poligênica, 
um tipo de variação contínua em que os alelos de vários 
genes influenciam na coloração final dos olhos. Isso ocorre 
por meio da produção de proteínas que dirigem a proporção 
de melanina depositada na íris. 
• Outros genes produzem manchas, raios, anéis e padrões de 
difusão dos pigmentos. 
 
• Número de classes fenotípicas em F2= 2n+1 
 n= número de pares de genes envolvidos 
Herança quantitativa 
A cor dos olhos é uma característica cuja herança é poligênica 
Herança quantitativa 
Normalmente, os 
fenótipos extremos 
são aqueles que se 
encontram em 
quantidades 
menores, enquanto 
os fenótipos 
intermediários são 
observados em 
freqüências maiores. 
A distribuição 
quantitativa desses 
fenótipos estabelece 
uma curva chamada 
normal (curva de 
Gauss). 
Pleitotropia 
• Ocorre quando um mesmo par de alelos, sob 
as mesmas condições ambientais é 
responsável por mais de uma característica. 
• Vários pares de genes podem interagir para 
determinar um único caracter. 
• Exemplo: cebolas vermelhas e brancas 
Pleitotropia 
• Exemplo: cebolas vermelhas e brancas. As 
vermelhas (roxas) são resistentes à infecção 
por fungos parasitas, enquanto as brancas são 
susceptíveis. 
• Um único gene é responsável por essas duas 
características, cor e produção de uma 
substância que confere resistência à planta. 
Caracterizando um exemplo de pleiotropia. 
 
Pleitotropia 
1 par de alelos vários caracteres 
Penetrância e Expressividade 
 Há herança genéticas cuja manifestação do gene (sua 
expressão) não determina fenótipos definidos, mas sim uma 
gradação de fenótipos. 
 
 A essa gradação da expressividade do gene, variando desde um 
fenótipo que mostra leve expressão da característica até sua 
expressão total, chamamos de norma de reação ou 
expressividade variável. 
Penetrância e Expressividade 
 Penetrância é a probabilidade de que um gene, venha, de 
fato, possuir uma expressão fenotípica. Quando aqueles que 
apresentam o genótipo falham em expressá-lo – diz-se que o 
gene possui uma penetrância reduzida. 
Penetrância e Expressividade 
 O conceito de penetrância está relacionado à expressividade do gene em um 
conjunto de indivíduos, sendo apresentado em termos percentuais. 
 Por exemplo, podemos falar que a penetrância para o gene para a doença 
de Huntington é de 100%, o que quer dizer que 100% dos portadores desse gene 
apresentam (expressam) o fenótipo correspondente. 
 
 Expressividade é a gravidade da expressão do fenótipo entre os indivíduos com o 
mesmo fenótipo causador da doença. Quando a gravidade da doença difere entre 
pessoas que possuem o mesmo genótipo, diz-se que o fenótipo possui uma 
expressividade variável. 
Penetrância e Expressividade 
Um exemplo de mal formação autossômica dominante com reduzida penetrância é a 
deformidade da mão fendida – hetrogeneidade de locus, penetrância reduzida de 70%. 
Antecipação Genética 
• Expansões repetidas instáveis. 
• Consistem de expansões do DNA dentro do 
gene afetado de sequências de três ou mais 
nucleotídeos. 
• Os mecanismos moleculares pelos quais tais 
expansões ocorrem ainda não são 
completamente compreendidos, mas 
provavelmente, se devem há algum tipo de 
erro na replicação do DNA. 
Antecipação Genética 
• No início da década de 1990 descobriu-se que a base biológica para o 
fenômeno de antecipação genética era a expansão de grupos de três 
nucleotídios repetidos. Estudos recentes relatam a presença do 
fenômeno de antecipação em famílias com múltiplos afetados pelo 
transtorno afetivo bipolar. Ao lado disso, investigações independentes 
utilizando o método RED (Repeat Expansion Detection) - uma estratégia 
que detecta expansões de repetições trinucleotídicas no DNA genômico 
sem identificar sua localização - têm mostrado associação entre este 
distúrbio do humor e longas repetições da seqüência nucleotídica CAG. 
Exercícios 
1) Um homem doador universal casa-se com uma mulher do grupo sangüíneo B, cuja mãe é do grupo 
sangüíneo O. Marque a alternativa correspondente aos prováveis grupos sangüíneos dos filhos do 
casal. 
 a) Grupo B ou AB 
b) Grupo B ou O 
c) Grupo AB ou O 
d) Apenas grupo B 
e) Apenas grupo O 
 
2) Com base no texto e em seus conhecimentos sobre a herança do sistema sangüíneo ABO, analise 
as seguintes afirmativas. I. Os alelos IA e IB apresentam co-dominância, pois ambos se expressam na 
condição heterozigótica e produzem, respectivamente, os aglutinogênios A e B. II. O alelo i determina 
a ausência de aglutinina no sangue, portanto o genótipo ii corresponde ao sangue tipo “O”, sem a 
aglutinina anti-A e anti-B. III. Um homem com sangue tipo “B” poderá ter filhos com o sangue tipo 
“A”, desde que seja heterozigoto, e somente com uma mulher com sangue do tipo “A” (homozigota 
ou heterozigota). IV. Um casal pode ter filhos com os quatro tipos sangüíneos, desde que um dos 
cônjuges tenha o sangue do tipo “A” e o outro do tipo “B” e que ambos sejam heterozigotos. Estão 
corretas apenas as afirmativas: 
a) II e III. 
b) I e IV. 
c) I e III. 
d) II e IV. 
e) III e IV. 
 
3) Uma herança é dita quantitativa quando: 
a) A soma das informações genéticas determinam o fenótipo do organismo. b) Apenas um único par 
de alelos condiciona o fenótipo do organismo. 
 c) Existe um gradiente de fenótipos possíveis determinados pela quantidade de alelos dominantes do 
genótipo. 
d) Dois pares de alelos condicionam o fenótipo do organismo. 
 
4) Os mecanismos da herança apresentam diferentes maneiras pelas quais os genes interagem entre si 
e com o ambiente para manifestarem seus efeitos no fenótipo dos seres vivos. Com relação aos 
princípios básicos da hereditariedade, assinale a alternativa CORRETA: 
a) Os genes codominantes têm menor influência no fenótipo do que os fatores ambientais. 
b) Na expressão gênica os efeitos do ambiente celular não são considerados. 
c) Os genes dominantes são independentes dos fatores ambientais para se expressarem. 
d) Pode ser muito difícil determinar se o fenótipo resulta mais do efeito gênico do que o ambiental. 
e) Na presença de genes recessivos, apenas o efeito ambiental prevalece no fenótipo. 
 
5) A herança do sistema ABO é do tipo: 
a) com dominância. 
b) quantitativa. 
c) polialelia. 
d) pleiotropia. 
e) poligênica. 
 
6) A afirmação que uma mulher Rh- não deve casar-se com um homem Rh+: 
a) é correta, pois todos os filhos desse casal serão abortados. 
b) é correta, pois todos os filhos desse casal terão uma doença grave fetal 
caracterizada por uma anemia profunda (Eritroblastose fetal). 
c) é incorreta, pois o primeiro filho em geral não tem a anemia, mesmo sendo Rh+, 
bem como todos os filhos Rh- não serão atingidos pela doença e esta só atinge uma 
pequena fração de casos em outras gestações de filhos Rh+. 
d) é incorreta, pois filhos Rh+, mesmo no caso de glóbulos vermelhos atingirem a 
circulação materna em sucessivas gestações, não serão atingidos pela Eritroblastose 
fetal. 
e) é incorreta, pois não existe influência do fator Rh positivo ou negativo nos casos deEritroblastose fetal. 
 
 
7) Na eritroblastose fetal ocorre destruição das hemácias, o que pode levar recém-
nascidos à morte. 
a) Explique como ocorre a eritroblastose fetal. 
b) Como evitar sua ocorrência? 
c) Qual o procedimento usual para salvar a vida do recém-nascido com eritroblastose 
fetal? 
8) A herança de cor de pêlos dos cães é depende da ação de dois pares de genes: o gene B 
determina a cor preta, o gene b a cor marrom. O gene epistático I inibe a manifestação da cor e 
seu alelo i permite a manifestação da cor. Considerando que dois cães brancos com genótipos 
BbIi e bbIi foram cruzados a proporção esperada de cães pretos será: 
a) 1/8 
b) ¼ 
c) 3/8 
d) ½ 
e) ¾ 
 
9) Em certa espécie vegetal, os alelos FVFV condicionam flores vermelhas e os alelos FBFB flores 
brancas. O indivíduo FVFB produz flores cor-de-rosa. Esse é um caso de: 
a)dominância completa 
b) dominância incompleta 
c)epistasia 
d) herança quantitativa 
e) herança ligada ao sexo 
 
10) No homem, a surdez congênita é devida à homozigose de apenas um dos genes recessivos d 
ou e. São necessários os dois genes dominantes D e E para audição normal. Fernando, que é 
surdo, casou-se com Lúcia, que também é surda. Tiveram 6 filhos de audição normal. Portanto, 
você pode concluir que o genótipo dos filhos é: 
(a) Ddee (b) ddEE (c) DdEe (d) DDEE (e) DDEe