Genética de Populações

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Genética de Populações
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Genética de populações
Estrutura genética de uma população
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Genética de populações
Estrutura genética de uma população
Grupo de indivíduos de uma mesma espécie que podem entrecruzar.
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Genética de populações
Estrutura genética de uma população
Grupo de indivíduos de uma mesma espécie que podem entrecruzar.
 Alelos
 Genótipos
Padrão das variações genéticas nas populações
Mudanças na estrutura gênica através do tempo
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Estrutura genética
 Freqüências genotípicas
 Freqüências alélicas
rr = branca
Rr = rosa
RR = vermelha
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Estrutura genética
 Freqüências genotípicas
 Freqüências alélicas
Total = 1000 flores
Freqüências
genotípicas
200/1000 = 0.2 rr
500/1000 = 0.5 Rr
300/1000 = 0.3 RR
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Estrutura genética
 Freqüências genotípicas
 Freqüências alélicas
Total = 2000 alelos
Freqüências
alélicas
900/2000 = 0.45 r
1100/2000 = 0.55 R
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100 GG
160 Gg
140 gg
Para uma população com genótipos:
Calcular:
Freqüência genotípica:
Freqüência fenotípica
Freqüência alélica
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100 GG
160 Gg
140 gg
Para uma população com genótipos:
Calcular:
100/400 = 0.25 GG
160/400 = 0.40 Gg
140/400 = 0.35 gg
260/400 = 0.65 verde
140/400 = 0.35 amarelo
360/800 = 0.45 G
440/800 = 0.55 g
Freqüência genotípica:
Freqüência fenotípica
Freqüência alélica
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A genética de populações estuda a origem da variação, a transmissão das variantes dos genitores para a prole na geração seguinte, e as mudanças temporais que ocorrem em uma população devido a forças evolutivas sistemáticas e aleatórias.
 Porque alelos da hemofilia são raros em todas as populações humanas enquanto o alelo que causa anemia falciforme é tão comum em algumas populações africanas?
 Que mudanças esperar na freqüência de anemia falciforme em uma população que recebe migrantes africanos?
 Que mudanças ocorrem em populações de insetos sujeitas à inseticida geração após geração?
RESPONDA:
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ERITROPOIESE 
HEMOCITOBLASTO
PROERITROBLASTO
ERITROBLASTO
I
ERITROBLASTO
II
NORMOBLASTO
RETICULÓCITO
ERITRÓCITO
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O que é Genética de populações?
Freqüência genotípica
Freqüência alélica
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Variação genética no espaço e tempo
Freqüência dos alelos Mdh-1 em colônias de caramujos
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Variação genética no espaço e tempo
Mudanças na freqüência do alelo F no locus Lap em populações de ratos da pradaria em 20 gerações
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Variação genética no espaço e tempo
Porquê a variação genética é importante?
Potencial para mudanças na estrutura genética
 Adaptação à mudanças ambientais
 Conservação ambiental
 Divergências entre populações
 Biodiversidade
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Porquê a variação genética é importante?
variação
não variação
EXTINÇÃO!!
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Porquê a variação genética é importante?
variação
não variação
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Porquê a variação genética é importante?
variação
não variação
divergência
NÃO DIVERGÊNCIA!!
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Como a estrutura genética muda?
Mudanças nas freqüências alélicas e/ou freqüências genotípicas através do tempo
 mutação
 migração
 seleção natural
 deriva genética
 Casamento preferncial
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Como a estrutura genética muda?
 mutação
 migração
 seleção natural
 deriva genética
 Casamento preferencial
Mudanças no DNA
 Cria novos alelos
 Fonte final de toda variação genética
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Como a estrutura genética muda?
 mutação
 migração
 seleção natural
 deriva genética
 Casamento preferencial
Movimento de indivíduos entre populações
 Introduz novos alelos
“Fluxo gênico”
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Como a estrutura genética muda?
 mutação
 migração
 seleção natural
 deriva genética
 Casamento preferencial
Certos genótipos deixam mais descendentes
 Diferenças na sobrevivência ou reprodução
 Leva à adaptação
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Seleção Natural
Resistência à sabão bactericida
1ª geração: 1,00 não resistente
0,00 resistente
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Seleção Natural
Resistência à sabão bactericida
1ª geração: 1,00 não resistente
0,00 resistente
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Seleção Natural
Resistência à sabão bactericida
mutação!
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Seleção Natural
Resistência à sabão bactericida
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Seleção Natural
Resistência à sabão bactericida
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Seleção Natural pode causar divergência em populações
divergência
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Seleção sobre os alelos da anemia falciforme
aa – ß hemoglobina anormal
 Anemia falciforme
Baixo
fitness
Médio
fitness
Alto
fitness
Aa – Ambas ß hemoglobinas
 resistente à malária
AA – ß hemoglobina normal
 Vulnerável à malária
A seleção favorece os heterozigotos (Aa)
Ambos alelos são mantidos na população (a em baixa freqüência)
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Como a estrutura genética muda?
 mutação
 migração
 seleção natural
 deriva genética
 Casamento preferencial
Mudança genética simplesmente ao acaso
 Erros de amostragem
 Sub-representação
 Populações pequenas
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Deriva Genética
8 RR
8 rr
2 RR
6 rr
Antes:
Depois:
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Como a estrutura genética muda?
 mutação
 migração
 seleção natural
 deriva genética
 Casamento preferencial
Causa mudanças nas freqüências alélicas
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Como a estrutura genética muda?
 mutação
 migração
 seleção natural
 deriva genética
 Casamento preferencial
Casamento combina os alelos dentro do genótipo
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Variação fenotípica
Contínua
Descontínua
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Freqüências alélicas
Cálculo da freqüência: incidência de cada alelo dentre todos os observados
Número total de alelos na amostra: 2 x 6129 = 12258
Freqüência do alelo LM: [(2 x 1787) + 3039] / 12258 = 0,5395
Freqüência do alelo LN: [(2 x 1303) + 3039] / 12258 = 0,4605
Se “p” representa a freqüência do alelo LM e “q” a do alelo LN, a população avaliada apresenta:
p = 0,5395			q = 0,4605
Como LM e LN são os únicos alelos desse gene:
p + q = 1
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Freqüências genotípicas: teorema de Hardy-Weinberg
Qual valor preditivo das freqüências alélicas?
ovócitos
espermatozóides
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Hardy Weinberg Equation
A freqüência do alelo “A”: em uma população é chamada “p”
Em uma população de gametas, a probabilidade que ambos, ovos e espermatozóides, contenham o alelo “A” é p x p = p2
A freqüência do alelo “a”: em uma população é chamada “q”
Em uma população de gametas, a probabilidade que ambos, ovos e espermatozóides, contenham o alelo “a” é q x q = q2
Em uma população de gametas, a probabilidade que ambos, ovos e espermatozóides, contenham alelos diferentes é:
(p x q) + (q x p) = 2 pq.
Fêmeas dão “A” e machos “a”
ou
Fêmeas dão “a” e machos “A”
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Hardy Weinberg Equation
p2 + 2pq + q2 = 1
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Aplicações do princípio de Hardy-Weinberg
A população observada está em equilíbrio de Hardy-Weiberg?
p = 0,5395			q = 0,4605
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