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GENÉTICA GERAL Prof.ª.: Raquel Brandão Genética Mendeliana e Padrões de Herança Monogênica Problema: A prole nem sempre é uma mistura intermediária das características de seus genitores. Espermatozóide e o óvulo continham uma amostra de essências de várias partes do corpo dos seus genitores. Na concepção, estas essências de algum modo se misturariam para formar o padrão do novo indivíduo. Herança por mistura Na metade do século XIX As características são determinadas por unidades discretas, herdadas intactas através das gerações Através de pesquisas com ervilhas (Pisum sativum) Herança particulada Gregor Mendel Durante seus estudos, Mendel conheceu grandes questões a serem respondidas pela Biologia, entre as quais se destacava a hereditariedade. Mendel concluiu que uma das maneiras de investigar o problema da hereditariedade seria por meio de cruzamentos entre variedades que diferissem quanto à características hereditárias. Entre 1856 e 1865 realizou cruzamentos com ervilha (Pisum sativum). As idéias de Mendel foram tão avançadas para a sua época que só foram redescobertas 35 anos mais tarde, por Correns, De Vries e Tschemark. Mendel é considerado o pai da genética A escolha da ervilha (Pisum sativum) Facilidade de cultivo. Existência de variedades facilmente identificáveis por características marcadamente distintas. Ciclo de vida curto, o que permite obter várias gerações em pouco tempo. Obtenção de descendência fértil no cruzamento de variedades diferentes Facilidade com que se pode realizar a polinização artificial Cruzamentos com plantas que diferem em uma característica Mendel selecionou 34 variedades diferentes de ervilhas Concentrou-se no estudo de sete características, cada uma delas com duas formas ou traços bem contrastantes Antes de iniciar cada cruzamento, Mendel certificava-se de estar lidando com plantas de linhagens puras. Linhagens que por autofecundação davam origem somente a plantas iguais a si. Mendel realizou cruzamentos entre plantas puras que diferiam quanto a cada uma das sete características que ele havia escolhido. Geração Parental (P) Primeira geração híbrida (F1) Segunda geração híbrida (F2) Autocruzamento 1º lei de MENDEL: CADA CARATER É DETERMINADO POR UM PAR DE FATORES QUE SE SEPARAM NA FORMAÇÃO DOS GAMETAS QUE SÃO PUROS. Mendel observou que os indivíduos híbridos da geração F1 eram sempre iguais a um dos pais. A autofecundação das plantas híbridas, no entanto, produzia uma descendência contendo plantas com as duas características. Mendel observou que um dos traço de um dos pais ficava em “recesso”, isso é encoberto, reaparecendo novamente na F2. O traço que desaparecia na F1= RECESSIVO. O traço que se manifestava na F1= DOMINANTE. O fato das proporções entre os traços dominantes e recessivos serem tão parecidas em todas as características levou Mendel a pensar na existência de uma lei geral, responsável pela herança das características nas ervilhas. P amarela x verde F1 todas amarelas F2 ¾ amarelas, ¼ verde ¼ amarelas puras 2/4 amarelas impuras Todas puras Cada característica hereditária é determinada por fatores, herdados em igual quantidade da mãe e do pai. Os fatores de cada par separam-se quando os indivíduos produzem os gametas. As deduções de Mendel: indivíduo puro para uma característica todos os seus gametas terão o mesmo fator para aquela característica. indivíduo híbrido para uma característica Produzirá dois tipos de gametas na mesma proporção: metade com o fator para um dos traços e metade com o fator para o outro F1 todas amarelas Vv P amarela x verde Apenas gametas com o fator dominante V Apenas gameta com o fator recessivo v V v F2 ¾ amarelas : ¼ verdes ½ V V v v V V v v ½ ½ ½ V V amarela V v amarela V v amarela v v verde F1 todas amarelas Vv P amarela x verde Apenas gametas com o fator dominante V Apenas gameta com o fator recessivo v V v ½ V V v v V V v v ½ ½ ½ V V amarela V v amarela V v amarela v v verde ¼ amarelas puras (VV) 2/4 amarelas impuras (Vv) ¼ Verdes puras (vv) “Os fatores que condicionam uma característica segregam-se na formação dos gametas; estes portanto são puros em relação a cada fator” Primeira Lei de Mendel – Lei da segregação dos fatores Herança do tipo de folha em Coleus blumei Exemplos de herança monogênica ou monoibridismo O quadrado de Punnet Herança do tipo de asa em Drosophila Modificações nas proporções Mendelianas I • Ausência de dominância HERANÇA INTERMEDIÁRIA/DOMINÂNCIA INCOMPLETA • CODOMINÂNCIA Um alelo não é dominante em relação ao outro, só que os dois alelos se expressam ao mesmo tempo. P = F1 = F2 = V B VB VV VB VB BB • Sistema MN AM AM = grupo MM AN AN = grupo NN AMAN = grupo MN M N • Alelos Letais • Alelos Múltiplos ou Polialelia C Pelagem castanho acinzentada (selvagem ou aguti) Cch Pelagem cinzento prateada (chinchila) Ch Pelagem branca com extremidades escuras (himalaia) c Pelagem branca (albina) C > Ch > Cch > c 2º lei de Mendel Cruzamentos com plantas que diferem em duas características Além de estudar isoladamente diversas características fenotípicas da ervilha, Mendel estudou também a transmissão combinada de duas ou mais características. Cor e textura da semente de ervilha Cor= Amarela ou verde Textura= Lisa ou rugosa Todas as sementes eram amarelas e lisas F1 Cruzamentos com plantas que diferem em duas características A geração F2, obtida pela autofecundação das plantas da F1, era composta de 4 tipos de sementes: Amarelas lisas, Amarelas rugosas, verdes lisas e verdes rugosas Mendel contou e observou que: 9/16 eram amarelas lisas 3/16 eram amarelas rugosas 3/16 eram verdes lisas 1/16 eram verdes rugosas Proporção fenotípica : 9:3:3:1 2º Lei de Mendel: O PAR DE FATORES RESPONSAVEL POR UMA CARACTERISTICA SEGREGA-SE INDEPENDENTEMENTE DO PAR DE FATORES RESPONSAVEL POR UMA OUTRA CARACTERISTICA. “Na formação dos gametas os fatores que condicionam diferentes características segregam-se de modo independente” Segunda Lei de Mendel Forma da asa (longa e vestigial) Cor do olho (selvagem e sépia) Exemplo da segunda lei de Mendel em Drosophila Bases celulares da segregação independente Sistema ABO FATOR RH RH + RH - + Conceitos gerais • Gene • Cromossomo • Cromossomos Homólogos • Cromossomos Autossômicos • Cromossomos Sexuais • Genótipo • Fenótipo Conceitos gerais Gene • Genética clássica: unidade fundamental física e funcional da hereditariedade, que leva informações de uma geração para a outra. • Genética molecular: segmento de molécula de DNA que contém uma instrução gênica para um produto com algum tipo de função. Cromossomos • Molécula de DNA que apresenta vários genes. • O número de cromossomos varia de espécie para espécie. – Ervilha 14 cromossomos – Homem 46 cromossomos – Cachorro 76 cromossomos – Drosófila 8 cromossomos – Arroz 24 cromossomos Cromossomos homólogos • Um enviado pela mãe e outro pelo pai. • Apresentam os mesmos genes nos mesmo loci gênicos. • Encontrado em indivíduos 2n (diplóides). Genótipo • Conjunto de genes que um indivíduo possui. • Não pode ser observado. • Representado por letras. – BB, aa, Dd, etc.... Fenótipo • Características manifestadas por uma indivíduo. • Determinado pela genótipo • Muitas vezes o fenótipo resulta da interação entre genótipo e ambiente. – Ex.: pessoa branca + sol = pessoa morena Símbolos usados na análise de um heredograma humano Herança autossômica e herança ligada ao sexo Herança Autossômica dominante A característica tende a aparecer em todas as geraçõesAmbos os sexos são igualmente afetados Pais não afetados produzem filhos não afetados Dois pais afetados podem produzir filhos não afetados Em média, metade dos filhos de um pai afetado serão afetados Exemplos incluem a Doença de Huntington e Nanismo (Acondroplasia) Herança Autossômica Recessiva A característica tende a pular gerações Ambos os sexos são igualmente afetados Pais não afetados podem produzir filhos afetados Dois pais afetados tem todos os filhos afetados Quando um pai é afetado e outro não, os filhos são todos não afetados Exemplos incluem o albinismo e a fibrose cística Herança Ligada ao X Tem um padrão de herança diferente já que os homens tem só um X Pelo padrão da meiose o cromossomo X do homem vem da mãe e as mulheres herdam um X do pai e outros da mãe Existem dois tipos de herança ligada ao X Dominante Recessiva Herança Ligada ao X dominante Homens afetados tem filhos não afetados. Homens afetados tem todas filhas afetadas Pai afetado passa o gene para as filhas nunca para os filhos Em média, metade dos filhos e das filhas de mulher heterozigota serão afetados Exemplo de doença: Raquitismo hipofosfatémico, também chamado de raquitismo resistente a vitamina D Herança Ligada ao X recessivo Homens são mais afetados que as mulheres. Pai afetado passa o gene para as filhas nunca para os filhos Em média, metade dos filhos de mulher filha de um pai afetado são afetados. Para uma mulher ser afetada,o pai deve ser afetado e sua mãe deve possuir um gene. Exemplos incluem a distrofia muscular e o daltonismo. Daltonismo Genótipo Fenótipo Detalhes XD | XD Mulher com visão normal Homozigota não portadora do gene anômalo (DD, normal) XD | Xd Mulher com visão normal Heterozigota portadora do gene anômalo (Dd, normal) Xd | Xd Mulher daltônica Homozigota recessiva (dd, daltônica) XD | Y Homem com visão normal Hemizigoto dominante (D, normal) Xd | Y Homem daltônico Hemizigoto recessivo (d, daltônico) Também denominada HOLÂNDRICA São genes localizados no Y e portanto todos os homens de uma família vão apresentar a característica em questão No cromossomo Y existem genes próximos ao centrômero no braço curto que são responsáveis pela diferenciação gonadal dando origem aos testículos exemplo: Hipertricose auricular Herança ligada ao Y Herança Influenciada pelo sexo: calvície Genótipos Homem Mulher Fenótipos CC Cc Calvo Calva Calvo Não calva cc Não calvaNão calvo Herança materna (mitocondrial) As mitocôndrias contêm genes importantes na respiração celular. Todas as mitocôndrias vem de mãe para filhos e filhas, mas a do pai não são herdadas, assim todos os filhos de uma mulher afetada são afetados e todos os filhos de um homem afetado não são afetados. ENEM 2014 Introdução à Genética Molecular SOU DNA, EU SOU (3X) NO INICIO DA PARADA NINGUÉM CONSEGUIA ENTENDER VEIO O MONGE MENDEL, E ELE EXPLICA PRA VOCÊ COM SUAS ERVILHAS É UMA MARAVILHA FICA BEM MAIS DE APRENDER. PARA A DESCOBERTA, GARROD FOI FUNDAMENTAL MIESCHER E A NUCLEINA CONTRIBUIRAM BEM LEGAL FRANKLIN, WATSON E CRICK MONTARAM A ESTRUTURA ELA É TRIDIMENSIONAL MAS ENTÃO O QUE É O TAL DNA? FORMATO DE DUPLA HÉLICE TEM A MOLÉCULA CITOSINA E GUANINA TEM QUE SABER COM TIMINA E ADENINA VAI FAZER O FATO É, QUE O DNA FAZ PARTE DE VOCÊ O FATO É, QUE O DNA FAZ PARTE DE VOCÊ VARIAÇÕES NO GENOTIPO PODEM ACONTECER MAIS É O FENOTIPO QUE A GENTE VÊ.