Aula do dia 07.08.2013 - Sistemas de Acasalamento

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Sistemas de acasalamento
Dentro de uma fazenda normalmente nós temos um sistema de acasalamento. Podendo ser classificados em três sistemas: não endogâmico e não exogâmico; endogamia e exogamia.
- O acasalamento não endogâmico e não exogâmico: ou seja, nem você está fazendo endogamia, nem exogamia, mas também não é uma pamexia (cada indivíduo ter a mesma probabilidade de acasalar com qualquer outro individuo do outro sexo). Este seria um tipo de acasalamento, um tipo de sistema, em que nós verificamos com muita frequência.
Gamia é referente a acasalamento ou relações sexuais! Por exemplo, os casais de periquitos são monogâmicos, eles formam um par e até o final da vida. Se o companheiro (a) morrer ele (a) pode adquirir outro par. Mas eles são monogâmicos. A maioria dos animais são poligâmicos.
- Endogamia: podemos estudar a endogamia inclusive do ponto de vista histórico. A endogamia é o acasalamento entre indivíduos parentes próximos, por exemplo filho e sobrinha, primos entre si, irmãos, pai e filha, mãe com filho. Então, esse tipo de acasalamento, quando dois indivíduos que são parentes próximos se acasalam, este sistema de acasalamento é uma endogamia. Endo = dentro. Então seria uma acasalamento dentro da família. Então a endogamia é um acasalamento entre indivíduos da mesma família.
José Fábio falou sobre parentesco e mostrou como se calcula o coeficiente de parentesco. O cálculo de grau de parentesco RAB = ∑ (1/2)n * 1 + FA.
O que os indivíduos parentes têm em comum (vamos considerar dois irmãos)? Genes recebidos de ancestrais comuns. Por exemplo, se cada um de vocês ou seus irmãos tem genes recebidos do mesmo pai ou da mesma mãe ou do mesmo pai e da mesma mãe se forem irmãos germanos (filhos do mesmo pai e da mesma mãe). Então o que os parentes têm em comum são genes idênticos por descendência, ou seja, genes provenientes do (s) ancestral (is) comum (ns). 
Esquema do caderno:
Os indivíduos C e D são irmãos germanos, pois são filhos do mesmo pai e da mesma mãe. Na língua inglesa isso é chamado de full sibs, que na tradução ao pé da letra seria irmãos completos. Só que na língua portuguesa, irmãos completos são irmãos que nascem “perfeitos”, não perderam dedo, nem orelha... Podemos encontrar em alguns livros irmãos completos como sinônimo de irmãos germanos, mas na realidade para a língua portuguesa, não é correto.
Então, o indivíduo A passa 50% dos seus genes para descendente, passa 50% que não são os mesmos genes logicamente, porque cada gameta conduz uma amostra diferenciada e quem garante esta diferença de genes em cada gameta são dois fenômenos. O fenômeno da combinação ou recombinação gênica; ou recombinação cromossômica, que alguns livros trazem como crossing over; e o outro fenômeno é a segregação independente dos cromossomos. Só que, o fato desses dois gametas, o que deu origem ao C e o que deu origem ao D serem de diferentes genes não quer dizer que ocorra probabilidade de que alguns genes que vieram para C também vieram para D, não tem uma probabilidade de 50%. Então tem alguns genes de A que estão em C, e tem genes de A que estão também em D. A mesma coisa acontece com B, essa fêmea, os gametas que dão origem ao indivíduo C tem genes em comum com genes que estão nos gametas que dão origem ao indivíduo D. Então se esses dois indivíduos se acasalarem, este acasalamento será considerado uma endogamia, e o indivíduo X originado da endogamia vai se dizer que é um indivíduo endogâmico. 
Então, o que esse individuo endogâmico tem de diferente dos indivíduos não endogâmicos?
Considerando indivíduo endogâmico comparado com não endogâmico o que o endogâmico tem em maior dose é o número de genes em homozigose. Então, o individuo endogâmico apresenta uma probabilidade acima da média da população de ter genes em homozigose. Porque eu to colocando acima da média da população? Porque toda população, todos nós, temos alguns genes em homozigose. Por exemplo, o fato de nós sermos humanos é porque alguns genes foram fixados, então, naturalmente existem genes em homozigose; agora quando tem um indivíduo endogâmico, este apresenta uma probabilidade acima da média da população de ter genes em homozigose em função de eles terem genes idênticos por descendência. Então, qual é o fato de que os indivíduos endogâmicos terem uma probabilidade de terem homozigose acima do que existe na população? É o fato de eles terem genes idênticos por descendência. Então, os indivíduos endogâmicos, em função de possuírem genes idênticos por descendência, tem uma probabilidade maior de apresentarem locos em homozigose.
Então, se a gente perguntar: Por que os indivíduos endogâmicos tem uma probabilidade maior de apresentarem locos em homozigose? Em função de terem genes idênticos por descendência.
Esse indivíduo C recebeu alguns genes do A, e o D por ser filho do A também recebeu alguns genes idênticos, e essa probabilidade desses genes se encontrarem no descendente vai ser maior do que se eles não fossem parentes. Então o fato de dois parentes de acasalarem tem como consequência genética o aumento da homozigose do descendente. Essa é a consequência genética do acasalamento endogâmico.
Consequência genética da endogamia aumento no nível de homozigose nos indivíduos endogâmicos (ou na descendência).
Podemos pensar um pouco aqui e conversar um pouco sobre a história da civilização. A endogamia hoje é considerada uma coisa errada? O acasalamento entre irmãos, do ponto de vista religioso, é considerado pecado? Sim. E do ponto de vista da sociedade? Sempre foi assim? O que aconteceu ao longo da história, tanto do ponto de vista moral ou principalmente religioso, por que tem muita coisa que o moral vem a partir do religioso, por que depois endogamia ficou sendo considerada um pecado? Quando as coisas não saem bem e não se tem uma explicação numa sociedade mística se atribui ao espírito maligno. Então, quando o homem começou a observar que os filhos de parentes tinham uma propensão de nascer com “defeitos”, então começaram a dizer que não estava certo. Então, de qualquer forma uma coisa errada e a sociedade passou a designar o acasalamento entre parentes como algo ligado ao mal, pecado, imoral, etc. Mas isso só foi observado em função dos “defeitos” hereditários.
Então, em todas as populações existem genes ligados a defeitos, só que o que a seleção natural faz com os defeitos? Diminui a frequência, porque os indivíduos defeituosos tem menor chance de deixar descendentes. Então a cada geração vai havendo menos descendentes e, consequentemente, a frequência vai diminuindo. Só que, se o gene for dominante, ele desaparece logo. Um gene dominante ligado a um defeito ele desaparece logo. Mas, os genes ligados a defeitos que são recessivos eles não vão desaparecer nunca! Porque eles vão está sempre escondidos, se eles são recessivos eles não se expressam, então eles vão está escondidos na heterozigose. 
Então, foi acabado de informar que os genes recessivos deletérios ficam escondidos na heterozigose. Então, numa condição de heterozigose, o que acontece com os genes recessivos? Eles não se manifestam, quem vai se manifestar é o dominante. Agora quando você tem endogamia, o que acontece com a descendência? A heterozigose diminui, pois na descendência aumenta a homozigose! E quando aumenta a homozigose vai a favorecer a expressão dos genes recessivos, incluindo os recessivos ligados a defeitos. Então, foi a partir disso que a endogamia passou a ser considerada uma coisa errada, do mal. Por conta da evidência de defeitos que não eram tão expressados nos indivíduos não endogâmicos.
A endogamia possibilita a expressão de genes recessivos, incluindo aqueles que são responsáveis por defeitos, e nós sabemos que, os defeitos permanecem na população por conta de serem recessivos, porque na seleção natural, genes dominantes ligados a defeitos são automaticamente “eliminados”.
Então, com isso, vocês já estão a par de uma das consequências fenotípicas (a consequência genética é só uma aumento no nível de homozigose na descendência),só que as consequências fenotípicas são mais de uma.
Consequências Fenotípicas da Endogamia: 
-Expressão de defeitos ligados a genes recessivos;
- Depressão endogâmica: redução da capacidade reprodutiva, redução na produção, aumento da susceptibilidade a doenças.
Por que o individuo com homozigose acentuada vai ter redução da capacidade reprodutiva, redução na produção, vai ser um individuo mais susceptível (redução na resistência)? Por que esse organismo seria mais fraco? Cada gene, quando vocês estudaram síntese de proteína, ao ser transcrito, e quando RNAm já maduro vai apara os ribossomos, acontece a síntese de proteína. Na verdade a proteína tem várias classificações: hormônios, enzimas, proteínas estruturais... Pensando nisso, se eu tenho individuo mais heterozigoto, ele tem um numero maior de variantes alélicas, consequentemente, o organismo tem maior riqueza de hormônio. E quanto mais homozigoto, mais pobre bioquimicamente. Se o individuo é mais pobre bioquimicamente, ele vai ser muito mais “engessado” do ponto de vista do seu metabolismo. Então ele só vai responder adequadamente a uma determinada condição, mudou aquela condição ele não tem uma riqueza enzimática que favoreça. Em outras palavras, ele não tem jogo de cintura metabólico ou bioquímico. 
Então, a depressão endogâmica é explicada pela “pobreza enzimática” dos indivíduos com maior grau de homozigose.
O fato que um gene ser recessivo não quer dizer que ele não vai ser transcrito, a questão é que diante da rota metabólica onde ele está envolvido ele não vai conseguir ter sua expressão verificada, mas ele existe e ele é transcrito. Então comparando esse genótipo com esse genótipo, onde é que tem maior riqueza bioquímica?
AAbbccDDee mais pobre!
AaBbCcDdEe mais rico!
Então a explicação é bioquímica, está La na síntese de proteína, onde indivíduos de maior variância tem maior riqueza.
Vamos comparar dois irmãos e vamos comparar outra situação, onde os indivíduos D e E são meio irmãos (irmãos apenas por parte de pai):
Comparando esses dois indivíduos (X1 e X2), eles são endogâmicos, filhos de irmãos, só que X1 é filho de irmãos germanos e X2 de meio irmãos. Qual desses dois indivíduos tem maior numero de locos em homozigose? X1, ou seja, quanto mais próximos forem os parentes, maior é a probabilidade de homozigose nos descendentes.
Então, quanto mais próximo for o parentesco entre os progenitores, maior a probabilidade (chance) de locos em homozigose na descendência.
Existe uma forma de a gente estimar essa probabilidade. A probabilidade de um individuo ter homozigose além do que existe na população pode ser calculada pelo Coeficiente de endogamia.
Coeficiente de Endogamia: estima a probabilidade que o indivíduo endogâmico tem de apresentar uma homozigose acima da média da população.
Representação: Fx
Fx = ½ RAB
Fx = ∑ (1/2) n+1 (1 + FA)
n= número de ligações entre os pais passando pelo ancestral comum
FA= coeficiente de endogamia do ancestral comum
∑= o somatório se aplica quando existe mais de um ancestral comum.
Obs: Quando não se informa o coeficiente de endogamia de um indivíduo, admite-se como valor zero.
No caso do indivíduo X2, tem quantos ancestrais comuns? Apenas um, então, nesse caso, não tem somatório. Quais são os pais? D e E. Quantos caminhos ligam D e E passando pelo ancestral comum? Duas. Então esses dois indivíduos para se ligarem, pasando pelo ancestral comum tem dois caminhos, então n=2. 
Então, FX2 = (1/2) 2+1 (1+ FA) FA é o coeficiente de endogamia do ancestral comum, quando não se informa, se admite que é igual a zero.
FX2 = (1/2) 2+1 (1 + 0) FX2 = (1/2) 3 FX2 = 1/8 ou 0,125 FX2 = 12,5% a mais de chance de ter locos em homozigose.
No caso do indivíduo X1, como tem dois ancestrais comum e ambos não tem informação sobre seu passado, nós consideramos também que o coeficiente de endogamia do ancestral comum é zero. Então só vai ter a primeira parte, que vai ser igual, C D passando por A tem dois, C D passando por B também tem dois, então, considerando o ancestral A vai ter (1/2) ³ e considerando o ancestral B também (1/2) ³, então fica assim:
O A é ancestral comum, porque é pai de C e D, mas B também é ancestral comum porque é mãe de C e D. então, faz para um e depois para o outro. E depois soma. Considerando o A, você ligando os pais (C e D), passando por A você tem dois caminhos. E por B também.
FX1 = (1/2) ³ + (1/2) ³ (1 + 0)
FX1 = 1/8 + 1/8
FX1 = 1/4 = 0,25 = 25%. Então, têm-se uma probabilidade de 25% a mais do que a média da população de ter locos em homozigose, em indivíduos filhos de irmãos germanos. 
Do ponto de vista de processo de seleção, vinculado com endogamia, normalmente em populações submetidas a seleção, endogamia até 6% se existe seleção, não há depressão endogâmica. Se não existir seleção, a partir de qualquer nível de endogamia tem depressão. No processo de seleção, ela consegue manter a população produzindo sem problema se não passar de 6% de endogamia, passou de 6%, mesmo quando fizer seleção vai ter perda.
Então, essa é a probabilidade de o indivíduo ter locos a mais do que a média da população. Por que eu sempre falo a mais? Porque não é o fato de os indivíduos serem não endogâmicos que eles vão ter todos os locos em heterozigose. Porque primeiro quando se acasalam os indivíduos eles são da mesma espécie, já tem alguns genes fixados; as vezes você está dentro da população com animais da mesma raça, tem mais ainda semelhança genética; e eles também foram selecionados, por exemplo, você está lidando com bovino nelore para a produção de carne, já foram selecionados; são da mesma espécie ou subespécie, são da mesma raça, foram selecionados, então já tem vários locos em homozigose. Agora, se forem endogâmicos vão ter homozigose acima do que aquela população já tem. Então essa homozigose é uma homozigose acima, a probabilidade de ter locos em homozigose acima do que aquela população já apresenta, porque cada população tem um nível de homozigose próprio. Se tem populações mais homozigóticas e populações menos homozigóticas. O que é que a endogamia faz? Aumentar o nível de homozigose além do que a população já apresenta.
Tudo que vimos para endogamia, pensar o contrario para exogamia. Exogamia a consequência genética vai ser aumento da heterozigose; a heterozigose vai produzir animais mais ricos, etc.
Frutos de acasalamentos exogâmicos, que são entre indivíduos geneticamente distantes, por exemplo entre raças (porque entre espécies normalmente dá problema de fertilidade), então para trabalharmos comercialmente de forma mais intensiva é com acasalamento entre indivíduos de raças distintas, que vão produzir então descendentes com maior vigor híbrido, maior resistência, maior capacidade reprodutiva e maior produção vinda dessa heterozigose aumentada.