Extensões do Mendelismo.

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Os genes funcionam produzindo 
polipeptídeos
• Os produtos dos genes são polipeptídeos (Geoarge Beadle e
Edward Tatum)
• Polipeptídeos são macromoléculas constituídas de uma cadeia
linear de aminoácidos
• Os polipeptídeos são os constituintes fundamentais de proteínas
– Algumas proteínas, chamadas enzimas funcionam como catalisadores em
reações bioquímicas
– Outras formam componentes estruturais das células
– Outras são responsáveis por transportar substâncias dentro das células e
entre elas.
Interações Gênicas e Protéicas
• Definição:
Alelos independentes (i.e., “genes localizados em
cromossomos não homólogos”) codificando moléculas relacionadas
a uma mesma característica que podem ou não participar de uma
mesma via bioquímica.
VIAS BIOQUÍMICAS
A B
CARACTERÍSTICA
Interações gênicas e protéicas
Interações gênicas: galinhas domésticas com 
formas diferentes de cristas
Interações gênicas: galinhas domésticas com 
formas diferentes de cristas
...Uma andorinha não faz verão; assim como um único gene 
também não é o único responsável por uma característica; 
por exemplo, no caso da cor das pétalas dos pés de ervilha 
de Mendel...
• Genes pleiotrópicos
• Alelos múltiplos
Dominância incompleta
• Os indivíduos heterozigotos apresentam fenótipo
intermediário entre os dois homozigotos
• Ex.: a base genética da cor da flor maravilha (four-o’clock)
Dominância incompleta
• O alelo W é incompletamente dominante em relação a w.
• As diferenças entre os fenótipos podem dever-se a diferenças 
na quantidade do produto especificado pelo alelo W
A cor vermelha é WW tem 2x a quantidade do
produto gênico, a cor rosa é Ww tendo a metade,
e a cor branca é ww tendo zero (de quantidade do
produto gênico )
Vermelha WW
2X
Rosa Ww
X
Branca ww
0
Co-dominância
• Co-dominância significa que há uma independência de função
dos alelos, nenhum dos alelos é dominante, ou mesmo,
parcialmente dominante em relação ao outro
• Quando dois alelos parecem contribuir independentemente
para o fenótipo dos heterozigotos
• Ex: tipos sanguíneos humanos com relação a detecção dos
antígenos M e N, tem dois alelos: LM LN
Co-dominância
• Antígenos encontrados na superfície das hemácias humanas,
denominados M e N.
Os genes que condicionam a produção desses
antígenos são apenas dois: L M e L N (a letra L é
a inicial do descobridor, Landsteiner). Trata-se
de uma caso de herança mendeliana simples.
O genótipo LM LM, condiciona a produção do
antígeno M, e LN LN, a do antígeno N. Entre LM
e LN há co-dominância, de modo que pessoas
com genótipo LM LN produzem os dois tipos de
antígenos.
A produção de anticorpos anti-M ou anti-N ocorre somente após sensibilização (no sistema RH).
Assim, não haverá reação de incompatibilidade se uma pessoa que pertence ao grupo M, por
exemplo, receber o sangue tipo N, a não ser que ela esteja sensibilizada por transfusões
anteriores
Alelos múltiplos
• As correlações funcionais entre membros de uma série de
alelos múltiplos podem ser estudadas fazendo-se
combinações heterozigotas por meio de cruzamentos entre
homozigotos
• Genes que tem 3, 4 ou mais alelos.
Alelos múltiplos
• Ex: gene que controla a cor da pelagem em coelhos
Os 4 alelos C da cor de coelhos, o alelo selvagem
neste caso é totalmente dominante em relação aos
outros alelos, o alelo chinchilla é parcialmente
domintante em relação ao himalaio e albino, o alelo
himalaio é completamente dominante em relação
ao albino c+ >cch >ch >c
Alelos múltiplos
• A explicação plausível é que o gene C controla uma etapa da formação de
pigmento preto na pelagem.
– O alelo tipo selvagem é totalmente funcional neste processo, produzindo pêlos coloridos
distribuídos pelo corpo.
• Os alelos chinchilla e himalaio são apenas parcialmente funcionais (ditos
hipomorfos – com menos forma, eles são recessivos em relação aos alelos
que são mais funcionais, incluindo (geralmente) o alelo tipo selvagem,
produzindo alguns pêlos coloridos
• Alelo albino é não funcional (ditos nulos ou amorfos – sem forma, sendo
quase sempre totalmente recessivos).
Alelos múltiplos
• Ex: No sistema ABO existem quatro tipos de sangues: A, B, AB e O.
– São caracterizados pela presença ou não de aglutinogênios na membrana das
hemácias, e pela presença ou ausência de aglutininas, no plasma sanguíneo.
• Existem dois tipos de aglutinogênio, A e B, e dois tipos de
aglutinina, anti-A e anti-B.
– Pessoas do grupo A possuem aglutinogênio A, nas hemácias e aglutinina anti-
B no plasma;
– Pessoas do grupo B têm aglutinogênio B nas hemácias e aglutinina anti-A no
plasma;
– Pessoas do grupo AB têm aglutinogênios A e B nas hemácias e nenhuma
aglutinina no plasma;
– Pessoas do gripo O não tem aglutinogênios na hemácias, mas possuem as
duas aglutininas, anti-A e anti-B, no plasma.
Alelos múltiplos
• Ex: Tipos sanguíneos A,B,AB e O tem
três alelos IA, IB e i. O IA e IB são co-
dominantes, pois cada um é expresso
igualmente nos heterozigotos, e o i é
recessivo em relação ao alelo IA
quanto ao alelo IB
Sistema RH
Aglutinina Fator Rh
presente Rh +
ausente Rh -
Landsteiner, 1940, injetaram hemácea de um grupo de macacos
da espécie Macaca rhesus em coelhos e com isso obtiveram
um anticorpo chamando anti-Rh.
O sistema Rh não possui aglutininas anti-Rh (anticorpos anti-
Rh). Para uma pessoa produzir esses anticorpos, ela precisa ser
sensibilizada, ou seja, receber hemácias Rh + em sua circulação
sangüínea.
Alelo Função
R
Codifica a produção 
do antígeno
r
Não codifica 
produção de 
antígeno
Genótipo Fenótipo
RR e Rr Rh +
rr Rh -
Alelos letais
Em humanos:
• Distrofia muscular de Duchenne (infância)
– É um distúrbio genético de caráter recessivo, ligado ao 
cromossomo X, ocasionado pela deleção do gene que 
codifica a proteína distrofina
• Fibrose cística (infância)
– Em homozigose e sem tatamento pode ser letal, autossômica recessiva
• Fenilcetonúria (infância)
– Em homozigose e sem tatamento pode ser letal, autossômica 
recessiva (aa fenalanina)
• Doença de Huntington (tardiamente)
– Trata-se de doença autossômica dominante
Genes que interagem: pigmentação de pele 
na cobra do milharal
Variação entre efeitos de mutações
• Mutações visíveis: que alteram algum aspecto da morfologia
• Mutações de esterilidade: que limitam a reprodução
• Mutações letais: que interferem em funções vitais necessárias.
– Letais dominantes que atuam cedo na vida são perdidos uma geração
após ocorrerem porque indivíduos que as levam morrem, entretanto,
letais dominantes que atuam mais tarde na vida, após a reprodução,
podem ser transmitidos para a geração seguinte.
– Letais recessivos podem permanecer um longo tempo em uma
população porque podem ser escondidos na condição heterozigota
por um alelo tipo selvagem, elas são detectadas observando-se
proporções incomuns de segregação na prole de portadores
heterozigotos Ex: mutação amarelo-letal AY em camundongo.
Por que algumas mutações são 
dominantes e outras recessivas
• Mutações recessivas envolvem perda de função
• Mutações dominantes:
– Com perda de função: pode levar a um fenótipo mutante na
condição heterozigota com um alelo selvagem (reduz o produto
gênico)
– Dominantes negativas: interferem na função do alelo tipo
selvagem especificando polipeptídio tipo selvagem
– Com ganho de função: causam um fenótipo mutante na
condição heterozigoto com um alelo tipo selvagem, porque
acentuam a função do produto gênico
Ação gênica: do genótipo ao fenótipo
• Influência do ambiente
F= G + A
Ex: Mutação de Drosophila – shibire
– 25º C  viável e férteis, mas extremamente sensíveis a choque 
súbito
– 29º C  todas as moscas caem e morrem
O fenótipo shibire ésensível a temperatura!!!
Ação gênica: do genótipo ao fenótipo
• Efeitos ambientais na expressão de genes humanos
– A fenilcetonúria é (PKU) – distúrbio recessivo do metabolismo
de aminoácidos (aa), Crianças homozigotas acumulam
substâncias tóxicas em seus cérebros.
– O aa felilananina, quando ingerido pode ser metabolizado e se
tornar substância tóxica, uma dieta pobre em felilananina evita
os danos mentais
A dieta manipulada modifica o fenótipo!!!
Ação gênica: do genótipo ao fenótipo
• Penetrância
– É definida como a porcentagem de indivíduos com um
determinado alelo que exibe o fenótipo associado a esse alelo
– “TUDO ou NADA: Ou o indivíduo a tem ou não tem.
Portanto se refere à expressão de fato,visível da informação
contida numa sequência gênica”
Ação gênica: do genótipo ao fenótipo
• Penetrância completa: todos indivíduos com alelos para a
doença/fenótipo apresentam a doença/fenótipo
– Ex:. para certa doença, todos os indivíduos que herdam o gene mutante
têm a apresentação clínica. A penetrância, nesse caso, é 100% - completa.
– Ex.: Doença de huntington
• Penetrância incompleta: O indivíduo apresenta o genótipo para a
doença, mas não manifesta
– Determinada mais facilmente em herança dominante
– Alguns portadores não expressam o seu produto. No entanto, a
transmissão desse gene para a prole não se altera, e os portadores
podem passar o gene da doença para a próxima geração. A
transmissão parece “ pular uma geração”, na verdade, é uma pessoa
heterozigota, em quem o gene não teve penetrância.
• Penetrância incompleta:
– Ex.: A distrofia miotônica de Steinert apresenta 
herança autossômica dominante com penetrância 
incompleta.
Ação gênica: do genótipo ao fenótipo
• Expressividade: mede o grau pelo qual um determinado alelo
é expresso ao nível fenotípico, isto é, a expressividade mede a
intensidade do fenótipo
• Ex.: braquidactilia
Ação gênica: do genótipo ao fenótipo
• Epistasia (vem do grego sobrepujar)
– Gene epistático: aquele que inibe a expressão de outro gene
– Gene hipostático: aquele cuja expressão foi inibida
• Quando 2 ou mais genes influenciam uma característica, um
alelo pode ter um efeito predominante sobre o fenótipo. Ex:
flores brancas e púrpuras de ervilhas
• Em outros casos de epistasia, o produto de um gene pode
inibir a expressão de outro gene.
Epistasia
• Os exemplos indicam que um determinado fenótipo em geral
é resultado de um processo controlado por mais de um gene.
Cada gene controla uma etapa na via que é parte do processo.
Quando um gene sofre mutação para um estado não
funcional ou parcialmente não funcional, o processo pode ser
perturbado, levando a um fenótipo mutante. A epistasia
indica a interação de genes em alguma sequência bioquímica
ou desenvolvimental
Ação gênica: do genótipo ao fenótipo
• Gene Pleiotrópico
– Quando um gene pode influenciar muitos fenótipos
• Ex: gene para fenilcetonúria: o efeito primário de mutações
recessivas neste gene é fazer com que substâncias tóxicas se
acumulem no cérebro (prejuízo mental), mas também
interfere na síntese do pigmento melanina (clareando a cor
dos cabelos) e depositam substâncias raras ou ausentes no
sangue e na urina, que não são encontradas em pessoas
normais
Ação gênica: do genótipo ao fenótipo
• Gene supressor
– É um alelo mutante de um gene que reverte o efeito de uma mutação 
de outro gene, resultando em um fenótipo tipo selvagem ou quase 
selvagem
Boa noite!!!
Probabilidades binomiais
• 2 classes distintas
– Onde P é uma prole (classe) e Q outra prole.
– A probabilidade de ser P é p
– A probabilidade de ser Q é q
– Logo q= 1-p
• O número total da prole é “n”
• Probabilidade binomal de “x” cair em uma 
classe P e “y” na classe Q
n!
x! y!
px q y
Uma família com seis filhos. Qual a 
probabilidade de que pelo menos 4 sejam 
meninas?
• 4 meninas e 2 meninos
• 5 meninas e 1 menino
• 6 meninas e 0 menino
A resposta vai ser a somatória dos 3 termos, 
para esta distribuição!!!!