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14 05 EQUILÍBRIO EM RELAÇÃO A ALELOS MÚLTIPLOS E A GENES LIGADOS AO SEXO 1. Alelos Múltiplos Mesmo quando mais de dois alelos são considerados em um loco (ale- los múltiplos), o equilíbrio é estabelecido após uma única geração de acasalamento ao acaso. Também nesse caso, a relação genotípica da geração em equilíbrio é dada pelo quadrado da frequência dos alelos da geração original. Assim, considerando k alelos [sendo k = 1, 2, ..., s; e Ak com frequência f(Ak)], tem-se no equilíbrio a seguinte propriedade: Relação genotípica no equilíbrio = [f(A1) + f(A2) +...+ f(As)]2 Será considerada, a título de exemplo, uma série constituída por apenas três alelos: A1, A2 e A3, com frequência p, q e r, respectivamente. Os possíveis genótipos e as respectivas frequências genotípicas são dados na Tabela 4. Tabela 4 - Frequência genotípica numa população, considerando um loco gênico com três alelos (A1, A2 e A3) Genótipo Nº de indivíduos Frequência Genotípica A1A1 N11 P11 = N11 / N A1A2 N12 P12 = N12 / N A1A3 N13 P13 = N13 / N A2A2 N22 P22 = N22/ N A2A3 N23 P23 = N23 / N A3A3 N33 P33 = N33/ N TOTAL N 1,0 As frequências alélicas podem ser obtidas por meio destas expressões: ! 11 12 13 12 13 1 11 2N N N (P P )f(A ) p P 2N 2 + + + = = = + 15 Após uma geração de acasalamento ao acaso, têm-se as frequências genotípicas descritas na Tabela 5. Tabela 5 - Frequência genotípica numa população em equilíbrio de Hardy-Weinberg, considerando um loco gênico com três alelos (A1, A2 e A3) Genótipo Nº de indivíduos A1A1 p2 A1A2 2pq A1A3 2pr A2A2 q2 A2A3 2qr A3A3 r2 TOTAL 1,0 pi2: para homozigotos : AiAi 2pipj:para heterozigotos: AiAj 2. Equilíbrio com relação a genes ligados ao sexo Quando se consideram genes ligados ao sexo, constata-se que o equilíbrio é alcançado na população quando as frequências dos alelos nos diferentes sexos são iguais, o que não é atingido, normalmente, em uma única geração de acasalamento ao acaso. Como ilustração, será admitida uma população na geração G0, numa espécie em que o macho é heterogamético (XY) e a fêmea é homogamética (XX). Se o gene A/a é ligado ao sexo, então são observados os seguintes genótipos: Fêmeas Obs. Freq. Exemplo Machos Obs. Freq. Exemplo XAXA NAA D=NAA/N 277 D=0,819 XAY nA nA/N 311 0,881 XAXa NAa H=NAa/N 54 H=0,160 XaY na na/N 42 0,119 XaXa Naa R=Naa/N 7 R=0,021 TOTAL 1 338 353 Assim, tem-se: a) Nas fêmeas f(A) = pf = D + ½ H = 0,819 + ½ 0,160 = 0,899 f(a) = qf = R + ½ H = 0,021 + ½ 0,160 = 0,101 b) Nos machos f(A) = pm = nA/N = 0,881 f(a) = qm = na/N = 0,119 22 12 23 12 23 2 22 2N N N (P P )f(A ) q P 2N 2 + + + = = = + 33 13 23 13 23 3 33 2N N N (P P )f(A ) r P 2N 2 + + + = = = + 16 Considerando a população como um todo, têm-se as frequências médias dadas por: A diferença de frequência alélica obtida entre os machos e entre as fêmeas é dada por: d0 = pf - pm que, para o exemplo em consideração, é d0 = 0,899 - 0,881 = 0,018. A população, na geração G1, resultante do acasalamento ao acaso será formada a partir dos encontros gaméticos ilustrados a seguir: Machos XA(pf) XA(qf) XA(pm) XAXA XAXa Xa (qm) XAXa XaXa Y XAY XaY De forma que se tenha: Fêmeas Frequência XAXA D = pmpf XAXa H = pmqf + pfqm XaXa R = qmqf Agora as frequências alélicas serão dadas por: a) Nas fêmeas f(A) = = D + ½ H = f(a) = = R + ½ H = b) Nos machos f(A) = pm = pf = 0,899 f(a) = qm = qf = 0,101 Novamente, considerando a população como um todo, têm-se as frequências médias dadas por: 893,0p 3 2p 3 1p)A(f fm =+== 107,0q 3 2q 3 1q)a(f fm =+== Fêmeas Machos Frequência XAY pf XaY qf 890,0 2 881,0899,0 2 pp fm =+=+ 110,0 2 119,0101,0 2 qq fm =+=+ 893,0p 3 2p 3 1p)A(f 'f ' m =+== m f ' '1 2f(a) q q q 0,107 3 3 = = + = 17 Constata-se que, na geração G1, a diferença entre as frequências alélicas nos machos e nas fêmeas é reduzida, sendo dada por: ou seja: d1 = 0,890 – 0,899 = -0,009 Nas gerações seguintes, haverá maior aproximação para a condição de equilíbrio, de forma que o valor de d na n-ésima geração tenderá para zero e as frequências pm e pf tornar-se-ão iguais, verificando-se as relações genotípicas descritas na Tabela 3.11. Tabela 6 - Frequência genotípica numa população em equilíbrio de Hardy-Weinberg para um gene ligado ao sexo Machos Frequência XAY p XaY q Fêmeas Frequência XAXA p2 XAXa 2pq XaXa q2 Como ilustração, será considerada uma população em que a frequência do alelo a, entre as fêmeas, dada por qf, é igual a 1, e entre os machos, dada por qm, é igual a zero. Assim, verificam-se as seguintes mudanças nas freqüências alélicas após sucessivas gerações de acasalamento ao acaso: Geração qm qf d = pf - pm = qm - qf 0 1 2 3 4 5 6 0 1 0,5 0,75 0,625 0,6875 0,65625 1 0,5 0,75 0,625 0,6875 0,65625 0,671875 -1 0.5 -0,25 0,125 -0,625 0,03125 -0,0015625 0,667 0,667 0,667 0,667 0,667 0,667 0,667 Considerando um gene deletério dominante ligado ao sexo (A), em que f(A) é igual a p, espera-se observar maior frequência de defeito entre as fêmeas (p2 + 2pq > p). Já para o caso de um gene deletério recessivo (b) ligado ao sexo, espera-se maior frequência de defeitos entre os machos (q > q2). 0 mf m fm' m ' f1 d2 1 2 ppp 2 ppppd −=−−=−+=−=
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