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Interações gênicas 07 Aula 4E Biologia 1 Denomina-se interação gênica quando dois ou mais pares de genes não alelos atuam em conjunto na de- terminação de um único fenótipo. Pelo fato de os genes em questão estarem situados em pares de cromossomos homólogos diferentes, a interação gênica segue os prin- cípios da segregação independente (2a. Lei de Mendel). aA B b Nas interações gênicas, genes não alelos situados em cromos- somos homólogos diferentes, podem interferir na expressão do fenótipo um do outro. Tipos de interação gênica São conhecidos três tipos de interação gênica: 1) Genes complementares ou não epistáticos Neste caso, os genes, situados em pares de cromosso- mos homólogos diferentes, agem em conjunto na determi- nação de um único fenótipo. Um exemplo dos genes complementares em huma- nos é o da surdez hereditária, anomalia decorrente da ação conjunta de dois pares de genes: o alelo D, que determina o desenvolvimento embrionário da cóclea, uma das regiões da orelha interna, responsável pela au- dição, e o alelo E, que leva à formação do nervo auditivo. Sendo o indivíduo homozigoto recessivo para qualquer um desses genes (dd ou ee), será surdo por agenesia (não formação) da cóclea ou do nervo auditivo. Se for recessivo para ambas, não terá a cóclea nem o nervo auditivo. Consequentemente, para que o indivíduo seja nor- mal, ele deverá apresentar os dois alelos dominantes D e E, não importando se em homozigose (DD EE) ou em heterozigose. (Dd Ee). Dessa forma, pode-se dizer resumidamente que: * pessoa normal = D _ E_ * surdez = D_ ee ou dd E_ ou dd ee No cruzamento entre dois indivíduos com audição normal, porém duplos heterozigotos para os genes D e E, obtêm-se: DdEeDdEe DE De dE de DE DDEE DDEe DdEE DdEe De DDEe DDee * DdEe Ddee * dE DdEE DdEe ddEE * ddEe * de DdEe Ddee * ddEe * ddee * Proporção fenotípica encontrada: 9:7 Normal: D_E_ = 9/16 Surdos(*): D_ee / ddE_ / ddee = 7/16 2) Interações gênicas epistáticas A epistasia é uma forma de interação gênica que se caracteriza pela presença de um gene, denominado epistático, capaz de inibir completamente a ação de um outro gene, denominado hipostático, ambos localizados em pares de cromossomos homólogos diferentes. A epistasia pode ser feita por um alelo dominante (epistasia dominante) ou por um par de alelos recessivos (epistasia recessiva). 2 Semiextensivo Epistasia dominante Na epistasia dominante, basta um alelo dominante do gene epistático para que não ocorra o fenótipo de- terminado pelo gene hipostático. Na epistasia dominante, apenas um alelo “V” é suficiente para inibir qualquer genótipo do gene “A”: AA, Aa e aa. InibeV v A a Em moscas drosófilas, por exemplo, a formação das asas é determinada por um único gene, sendo o alelo A determinante de asas longas e o alelo a de asas curtas. Em um outro par de cromossomos homólogos, existe outro gene que é epistático sobre os alelos A e a: é o alelo V. Porém, apenas o alelo V é epistático sobre A e a, determinando asas vestigiais. O alelo v, que não é epistático, permite a formação das asas, de acordo com o genótipo para o gene A: AA ou Aa – asas longas; aa – asas curtas. alelo V = epistático alelos A e a = hipostáticos Supondo o cruzamento entre duas drosófilas di- -híbridas para os genes considerados, a proporção fenotípica esperada entre os descendentes será de 12 : 3 : 1. Observe que, mesmo os dois genes apresen- tando segregação independente, a epistasia modifica a proporção fenotípica clássica de 9 : 3 : 3 : 1 (da segunda Lei de Mendel). AaVvAaVv AV Av aV av AV AAVV ° AAVv ° AaVV ° AaVv ° Av AAVv ° AAvv • AaVv ° Aavv • aV AaVV ° AaVv ° aaVV ° aaVv ° av AaVv ° Aavv • aaVv ° aavv * Proporção fenotípica observada para as asas: 9: A_V_ vestigiais 3: A_vv longas 3: aaV_ vestigiais 1: aavv curtas 12 vestigiais 3 longas 1 curtas Epistasia recessiva Na epistasia recessiva, para que o gene epistático recessivo consiga inibir a ação do gene hipostático, ele deve estar em homozigose. Na epistasia recessiva, o alelo epistático (a) deve estar em homozigose (aa), para inibir outro gene. Inibea a B b Suponha que, em araras, a coloração das penas seja determinada por um par de alelos, sendo o alelo B deter- minante de penas vermelhas e o alelo b de penas amare- las. Em outro par de cromossomos homólogos, existe um gene epistático que inibe a manifestação dos alelos B e b: é o alelo a. O alelo a é epistático (em homozigose - aa), inibindo a coloração das penas, que acabam sendo bran- cas, e o alelo A permite a coloração, na dependência do alelo B (vermelhas) e/ou b (amarelas). alelo a = epistático alelos B e b = hipostáticos Supondo o cruzamento entre duas aves di-híbridas para os genes considerados, a proporção fenotípica esperada entre os descendentes será de 9:4:3. AaBbAaBb AB Ab aB ab AB AABB ° AABb ° AaBB ° AaBb ° Ab AABb ° AAbb • AaBb ° Aabb • aB AaBB ° AaBb ° aaBB* aaBb* ab AaBb ° Aabb • aaBb* aabb* Proporção fenotípica observada: 9 vermelhas 3 amarelas 4 brancas 9 A_B_ penas vermelhas 3 A_bb penas amarelas 3 aaB_ penas brancas 1 aabb penas brancas Aula 07 3Biologia 4E 3) Poligenia, polimeria ou herança quantitativa Nesse terceiro tipo de interação gênica, verifica-se a ação aditiva de vários genes (combinada à ação do am- biente) para a determinação de um único fenótipo. Ape- sar de a ação desses vários genes determinar apenas um fenótipo, há uma variação contínua desses fenótipos. Exemplos: a cor da pele, o peso, a altura e a inteligência no ser humano, a quantidade de sementes em um fruto, a quantidade de leite produzida por um animal. Muito baixos Altura média Muito altos N o . d e in d iv íd u o s Gráfico mostrando a variação contínua da al- tura de seres humanos – uma característica poligênica Genes aditivos e não aditivos Os genes que agem neste tipo de herança apresentam efeito aditivo sobre o fenótipo, cada um deles contri- buindo com uma igual parcela para a determinação da característica, representados por letras maiúsculas. São denominados genes aditivos ou efetivos. Os genes que não contribuem para a determinação do fenótipo são não aditivos ou não efetivos e repre- sentados por letras minúsculas. Os genes que participam da herança poligênica seguem os princípios da lei da segregação independente. Cor da pele humana Um exemplo de característica que segue o padrão de herança poligênica é a cor da pele humana, que parece ser determinada por dois pares de genes (A/a e B/b) loca- lizados em pares de cromossomos homólogos diferentes. O indivíduo branco é aquele que apresenta o genótipo birrecessivo (aabb). A cada gene alelo efetivo (ou aditivo) acrescentado ao genótipo (pode ser um A ou um B), o tom de pele torna-se mais escuro devido a uma maior produção do pigmento melanina pelos melanócitos encontrados na pele (o número de melanócitos na pele é igual em todos os seres humanos). Com isso, podemos ter: Fenótipos No. de Alelos efetivos Genótipos Negro 4 AABB Mulato escuro 3 AABb AaBB Mulato médio 2 AAbb aaBB AaBb Mulato claro 1 Aabb aaBb Branco 0 aabb Expressão mínima e expressão máxima do fenótipo Diz-se que os indivíduos brancos, com genótipo aabb, apresentam a expressão mínima do fenótipo, e os indivíduos negros, que são genotipicamente AABB, apresentam a expressão máxima. Supondo o cruzamento entre dois indivíduos di- -híbridos (AaBb) para os genes da coloração da pele, que se segregam independentemente, sendo A ou B de efeito aditivo e a ou b de efeito não aditivo, a proporção fenotípica encontrada será uma modificação do 9:3:3:1 clássico encontrado na 2a. Lei de Mendel: AaBbAaBb AB Ab aB ab AB AABB negro AABb mulato escuro AaBB mulato escuro AaBb mulato médio Ab AABb mulato escuro AAbb mulato médio AaBb mulato médio Aabb mulato claro aB AaBB mulato escuro AaBb mulato médio aaBB mulato médioaaBb mulato claro ab AaBb mulato médio Aabb mulato claro aaBb mulato claro aabb branco Proporções fenotípicas encontradas: Negro = 1/16 Mulato escuro = 4/16 Mulato médio = 6/16 Mulato claro = 4/16 Branco = 1/16 4 Semiextensivo Cor dos olhos humanos A cor dos olhos também é determinada pela herança poligênica, por meio da produção de melanina pelas células da íris. Olhos mais claros apresentam menos melanina na íris, ao contrário dos olhos mais escuros, que apresentam mais pigmentação. A herança da cor dos olhos ainda não foi totalmente esclarecida, pois o número de classes fenotípicas depende de técnicas de observação, dificultando o cálculo do número de pares de genes envolvidos. Teoricamente, aceita-se a presença de quatro pares de genes envolvidos, determinando os seguintes fenótipos: Fenótipos No. alelos aditivos castanho-escuro 8 (AABBCCDD) castanho-médio 7 castanho-claro 6 avelã 5 verde-escuro 4 verde-claro 3 azul-escuro 2 azul-médio 1 azul-claro 0 (aabbccdd) Testes Assimilação 07.01. Quando uma característica depende de pelo menos dois genes diferentes, situados em cromossomos diferentes, para aparecer num indivíduo, tal como na audição, em que se depende de um gene para orientar a formação da cóclea da orelha interna e outro para a formação do nervo auditivo, temos caso de: a) herança complementar; b) epistasia; c) polimeria; d) herança quantitativa; e) polialelia. 07.02. Em abóboras o fruto pode ser de formato discoide, alongado ou esférico, dependendo de dois genes situados em cromossomos diferentes e que mostram interação gênica complementar, como mostrado a seguir: * discoide = A_ B_ * alongado = aa bb * esférico = A_ bb ou aa B_ Do cruzamento de uma planta que dá frutos discoides com genótipo AaBb, com uma que dá frutos alongados, qual a probabilidade de surgirem descendentes que produzam frutos discoides? a) 1/2 d) 2/3 b) 1/4 e) 2/5 c) 1/8 07.03. Na formação dos pelos em camundongos existe um gene que é capaz de inibir a formação de cor desses pelos, normalmente determinada por outro gene não alelo. Nesses casos, temos uma relação gênica denominada: a) genes complementares; b) codominância; c) dominância incompleta; d) epistasia; e) polialelia. 07.04. Considere os seguintes dados sobre a formação da pelagem em cobaias: • A_ B_ = preta • A_ bb = marrom • aa B_ = branca • aa bb = branca Analisando os dados citados, pode-se concluir que se trata de: a) epistasia dominante do gene A; b) epistasia recessiva do gene A; c) pleiotropia do gene A; d) codominância do gene B; e) poligenia dos genes A e B. 07.05. Quando uma determinada característica genética apresenta o fenótipo com uma variação contínua, determina- da pela interação gênica em que ocorre a somatória de vários genes situados em cromossomos diferentes, trata-se de: a) polialelia; c) poligenia; e) codominância b) pleiotropia; d) semidominância; . Aperfeiçoamento 07.06. (UFU – MG) – No homem, a surdez congênita é causada por homozigose de um dos dois genes recessivos d ou e. São necessários os dois genes dominantes D e E para a audição normal. Fernando que é surdo, casou-se com Lúcia, que também é surda. Tiveram seis filhos, todos de audição normal. Portanto, você pode concluir que o genótipo dos filhos é: a) DDee b) ddEE c) DdEe d) DDEe e) DDEE 07.07. (UEM – PR) – Sabendo que o tipo de crista em certas variedades de galinhas é condicionado por dois pares de alelos, R/r e E/e que se segregram independentemente, mas que interagem entre si na produção da forma de crista. A interação entre os alelos dominantes R e E resulta em crista-noz; entre o alelo dominante R e o recessivo e, resulta em crista-rosa; entre Aula 07 5Biologia 4E o alelo recessivo r e o dominante E, resulta em crista-ervilha; e entre os alelos recessivos r e e, resulta em crista simples. O cruzamento de uma galinha de crista-rosa com um galo de crista-ervilha resultou descendentes com crista simples. Com base nessas informações e em seus conhecimentos de genética, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01) A galinha tem o genótipo Rree. 02) A probabilidade de que esse cruzamento origine uma ave de crista-noz é de 25%. 04) A probabilidade de que esse cruzamento origine uma ave com genótipo rrEe é de 50%. 08) O cruzamento entre os descendentes com crista-noz resultará em 1/16 de aves com crista simples. 16) Quando dois ou mais pares de alelos interagem para ex- pressão de uma característica, pode-se dizer que ocorre epistasia. 07.08. (UFMG) – Os indivíduos albinos não possuem mela- nina – pigmento responsável pela cor e proteção da pele – e, por isso, são muito sensíveis à luz solar. Neste esquema, está representada parte da via biossintética para a produção desse pigmento: Gene A Gene B Enzima 1 Enzima 2 TIROSINA DOPA MELANINA Com base nesse esquema e em outros conhecimentos sobre o assunto, é incorreto afirmar que: a) a ausência da enzima 1 resulta em um aumento da con- centração de tirosina. b) casamentos entre indivíduos albinos podem gerar des- cendentes com melanina. c) diferentes genótipos podem dar origem ao albinismo. d) indivíduos AABB formam gametas do tipo AA e BB. 07.09. Em uma dada espécie de planta, a interação de dois pares de genes condiciona a variação fenotípica dos frutos. Frutos na forma discoide são resultantes da presença de dois genes dominantes. A forma esférica deve-se à presença de apenas um dos dois genes dominantes. Já a forma alongada é determinada pela interação dos dois genes recessivos. De acordo com as informações, o cruzamento entre uma planta que dá frutos esféricos duplo-homozigotos com uma que dá frutos alongados resulta, na linhagem F1, em uma proporção fenotípica de: a) 6/16 frutos alongados c) 9/16 frutos discoides e) 16/16 frutos esféricos b) 8/16 frutos esféricos d) 16/16 frutos alongados 07.10. (UFU – MG) – Em uma determinada raça de cão há três possibilidades de cores de pelo: preta, amarela e marrom. O alelo M é responsável pela cor preta, e seu alelo recessivo, pela cor marrom. O gene E, não alélico de M, condiciona o depósito de pigmento preto ou marrom no pelo. Já o alelo re- cessivo (e) impede esse depósito, originando o pelo amarelo. No cruzamento entre dois cães dessa raça, um de pelo preto heterozigoto para os dois pares de genes e outro marrom descendente de uma mãe amarela, espera-se na descendên- cia uma proporção fenotípica de: a) 6 pretos: 2 amarelos. b) 3 pretos: 3 marrons: 2 amarelos. c) 3 pretos: 5 marrons. d) 4 pretos: 3 marrons: 1 amarelo. 07.11. A massa de um determinado tipo de fruto depende da ação de dois genes A e B, não alelos, independentes e de ação cumulativa (polimeria). Esses genes contribuem com valores idênticos para o acrésci- mo de massa. Os alelos a e b, alelos de A e B respectivamente, não contribuem para o acréscimo de massa. O fruto de uma planta de genótipo AABB tem 40 gramas de massa enquanto o de uma planta de genótipo aabb tem 20 gramas. Determine a massa do fruto de uma planta de genótipo AABb. a) 15 g b) 25 g c) 30 g d) 35g 07.12. O gráfico a seguir representa um tipo de herança em que os caracteres variam de forma gradativa. Assinale a única opção a seguir em que não ocorre esse tipo de herança quantitativa. a) Estatura. b) Inteligência. c) Obesidade. d) Fator Rh. e) Cor da pele. Aprofundamento 07.13. (UFMG) – Observe a figura Amarelado Amarelado 9 vermelhos 6 amarelados 1 branco Todos vermelhos Gametas Ab aB P F1 F2 Todas as alternativas contêm genótipos possíveis para os porquinhos vermelhos de F2, exceto: a) AABB d) AaBb b) AaBB e) AABb c) Aabb Classes fenotípicas Proporção 1 4 6 6 Semiextensivo 07.14. Em camundongos, o tipo selvagem, encontrado comumente na natureza, apresenta pelagem de coloração acinzentada (aguti). Duas outras colorações são também observadas: preta e albina. Observeos dois pares de genes envolvidos e os fenótipos relativos aos tipos de coloração dos camundongos. A _ B _ = Aguti A _ bb = Preto aaB _ e aabb = Albinos Do cruzamento entre camundongos preto e albino obtive- ram-se 100% de camundongos aguti. Quais os genótipos dos camundongos preto e albino envolvidos no cruzamento (respectivamente)? a) aabb e AABB c) AAbb e aaBB b) AABB e aabb d) AaBb e AaBb 07.15. (PUCMG) – Em cães da raça labrador retriever, a cor da pelagem é controlada por dois pares de gene alelos com segregação independente. O alelo B controla a cor do pig- mento melanina: B é preto; b é marrom. O alelo E é necessário para a deposição dos pigmentos na pele e no pelo. O alelo e é epistático sobre o alelo B, inibindo a deposição total do pigmento melanina produzido na haste do pelo, embora isso não afete a deposição na pele. A figura apresenta os possíveis genótipos e fenótipos. Se o cruzamento de um cão marrom com uma fêmea dourada produziu descendentes de pelagem amarelada, é INCORRETO afirmar que, em futuros cruzamentos desse casal, a chance de gerar: a) outro descendente amarelado é de 1/4. b) uma fêmea de pelagem preta é de 1/8. c) um casal de pelagem dourada é de 1/8. d) qualquer dos quatro fenótipos é a mesma. 07.16. A altura de uma planta depende de dois pares de genes, A e B. O gráfico adiante mostra a variação da altura dos descendentes de dois indivíduos di-híbridos. 0 1 2 3 4 5 6 120 130 140 150 160 altura (cm) n ú m e ro d e d e sc e n d e n te s Com relação ao gráfico, julgue os itens que se seguem. a) Os efeitos quantitativos dos alelos A e B são, respectiva- mente, 40 e 30 cm. b) A frequência de descendentes heterozigotos, para os dois genes, é de 50%. c) Estão ilustrados cinco genótipos. d) A herança apresentada é poligênica. 07.17. Atualmente se sabe que a cor dos olhos humanos é determinada por quatro genes com seus respectivos alelos (A, a / B, b / C, c / D, d). Uma pessoa AABBCCDD tem olhos castanho-escuros e uma pessoa com genótipo aabbccdd tem olhos azul-claros. Isso significa que quanto maior o número de alelos dominantes (ou aditivos), mais escuros são os olhos, devido à maior produção da proteína melanina nas células das íris dos olhos. Esse fenômeno é explicado na genética como poligenia ou herança quantitativa. Como se caracterizam esses casos de poligenia? a) Pela observação de uma variação contínua do fenótipo em questão. b) Pela presença de muitos alelos que interferem no mesmo fenótipo (polialelismo). c) Pela ausência de dominância entre os alelos. d) Por situações de superdominância. e) Pela observação de que um par de genes interfere em vários fenótipos simultaneamente. 07.18. (UFRN) – A cor da pele humana é consequência do efeito cumulativo de mais de um gene, de modo que cada gene contribui igualmente para o fenótipo. O gráfico que representa a proporção fenotípica nesse tipo de herança é: a) b) c) d) F re q u ê n ci a fe n o tí p ic a Concentração de Melanina baixa alta F re q u ê n ci a fe n o tí p ic a Concentração de Melanina baixa alta F re q u ê n ci a fe n o tí p ic a Concentração de Melanina baixa alta F re q u ê n ci a fe n o tí p ic a Concentração de Melanina baixa alta Aula 07 7Biologia 4E Discursivos 07.19. A audição normal depende da presença de pelo menos um dominante de dois pares de genes, D e E que se segregam independentemente. A presença de genótipos com dd e/ou ee determina surdez. Caso você examine a prole de um grande número de casamentos em que ambos os cônjuges são duplo-heterozigotos para esses dois pares de genes, que proporção fenotípica você espera encontrar? 07.20. (UERJ) – Em certa espécie de ratos, o alelo dominante B determina que a cor do pelo seja cinza, enquanto o genó- tipo recessivo bb determina uma pelagem preta. Em outro cromossomo, um lócus afeta uma etapa inicial na formação de qualquer dos pigmentos do pelo. Nesse lócus, o alelo dominante A possibilita um desenvolvimento normal da cor, mas o genótipo recessivo aa bloqueia toda a produção de pigmento. Assim, ratos aa são todos albinos, independentemente do seu genótipo no lócus B. Do cruzamento de um rato macho de pelagem cinza com uma fêmea albina, cujo genótipo é aabb, 50% da prole foi albina, 25% preta e 25% cinza. Determine o genótipo do rato macho, justificando sua resposta. Gabarito 07.01. a 07.02. b 07.03. d 07.04. b 07.05. c 07.06. c 07.07. 11 (01, 02, 08) 07.08. d 07.09. e 07.10. b 07.11. d 07.12. d 07.13. c 07.14. c 07.15. c 07.16. d 07.17. a 07.18. b 07.19. Pais: DdEe X DdEe Normais = D_ E_ = 3/4 x 3/4 = 9/16 Os outros 7/16 deverão ser surdos. 07.20. AaBb. Para que o macho seja cinza, deve apresentar, pelo menos um alelo A e um B. Como foi cruzado com uma fêmea albina (aabb) e existem tanto descen- dentes de pelagem preta (bb), quanto albinos (aa), o macho deve possuir os alelos a e b. 8 Semiextensivo 3 a. Lei = Lei de Morgan, Linkage ou ligação fatorial Aula 08 4E Biologia Esta é a 3a. Lei da Genética criada por Thomas Morgan no início do século XX e compreende o estudo de carac- terísticas diferentes determinadas por genes localizados no mesmo par de cromossomos homólogos. B b A a Um par de genes situados no mesmo par de cromossomos ho- mólogos. Pode ser representado da seguinte maneira: AB/ab, (AB) (ab) ou AB ab . O diferencial dessa Lei é que quando dois ou mais pares de genes estão localizados no mesmo par de cromossomos homólogos, eles tendem a permanecer juntos na formação dos gametas, a não ser que entre eles ocorra um “crossing-over” (permuta ou recombina- ção entre as cromátides homólogas). B A b a b B A a Bb A a Cromossomos homólogos fazendo “crossing-over” entre dois genes: A e B Observe que “Linkage” é o fato de dois ou mais genes diferentes estarem no mesmo par de cromossomos e que podem existir centenas de genes em “Linkage” ou, seja, ligados. Todavia, pode ser que entre eles não ocorra o “crossing-over”. Morgan verificou que, nas situações de “Linkage” (genes diferentes juntos no mesmo par de cromos- somos), a frequência ou taxa de permuta ou taxa de recombinação é diretamente proporcional à distância entre dois pares de genes considerados. Dessa forma, quanto maior a distância entre eles, maior a taxa de permuta. Assim, tem-se o enunciado da Lei de Morgan: “Genes situados no mesmo cromossomo ten- dem a se manter unidos de uma geração para a seguinte, apenas se separando pelo processo de permuta, cuja frequência reflete as distâncias rela- tivas entre os referidos genes.” A partir disso, convencionou que, se entre os dois pares de genes existir uma taxa de permuta (ou de recombinação) de 1%, a distância entre os genes será de 1 unidade, a qual foi denominada morganídeo ou uni- dade de recombinação (UR), unidade Morgan (UM), unidade de Mapa (UM) ou centimorgan (CM). TP ou TR = 1% d = 1 UM Dependendo então da distância entre dois genes pode ocorrer ou não o “crossing-over”. Se a distância entre os dois genes for muito pequena ou mesmo igual a zero, não ocorrerá o “crossisng-over” entre eles. Ligação completa: se não ocorrer o “crossing-over” A ligação completa ou absoluta ocorre, por exemplo, ana- lisando um indivíduo di-híbrido, com o genótipo AB/ab, du- rante a gametogênese. Não havendo o “crossing-over”, ele formará apenas dois tipos de gametas (AB e ab) em igual proporção, ou seja, 50% de cada gameta. Por isso, fala-se em ligação completa ou absoluta entre os genes, pois eles sempre passarão unidos para o mesmo gameta. Aqui, os gametas formados serão chamados de parentais (P). Formação dos gametas parentais quando há ligação completa entre os genes. A B b A B a b a Indivíduo AB/ab Gametas 50% 50% (P) (P) Aula 08 9Biologia 4E Ligação incompleta: quando ocorrer o “crossing-over” Quando é possível a recombinação (crossing-over)entre os dois genes, formam-se quatro tipos de gametas: AB, Ab, aB e ab. Nesse caso é importante analisar a quantidade de cada gameta, pois dependerá da quantidade de células que realizarem a recombinação entre os dois pares de ge- nes durante a gametogênese e é denominada frequência ou taxa de recombinação (TR) (ou de permuta - TP). Observe que aqui também serão formados os dois tipos de gametas parentais e sempre estarão presentes em maior quantidade, enquanto os gametas originados pelo “crossing-over” são denominados recombinantes (ou não parentais) e sempre estarão em menor quantidade, pois é muito mais difícil realizar a gametogênese a partir de uma célula que fez a recombinação. Essa menor quantidade será igual à taxa de recombinação entre os pares de genes, e que depende da distância entre esses pares de genes. Por exemplo, analisando um indivíduo com genótipo AB/ab, que formou quatro tipos de gametas. Ao serem contados os gametas, observaram-se as seguintes por- centagens: AB = 40% ab = 40% Ab = 10% aB = 10% Evidencia-se primeiramente que não se trata de 2a. Lei de Mendel pois os gametas foram formados em porcen- tagens diferentes (na 2a. Lei seriam sempre formados em quantidades iguais). Em segundo lugar, que sempre os dois tipos de gametas em menor quantidade são formados a partir da ocorrência de “crossing-over” (ou recombinação). Assim, nesse caso, o total da Taxa de Recombinação será de 20%, e a distância entre os genes é de 20 U.M. Veja o esquema a seguir: B b A B A B B B A B A A A a b b b a b a a a Duplicação cromossômica Recombinação entre as duas cromátides centrais 40% 40%10% 10% Gametas parentais Gametas parentais b A B a b a Gametas recombinantes = 20% Gametas de indivíduo com genótipo AB/ab e com taxa de per- muta de 20% Posição dos alelos nos heterozigotos Uma variação que pode ocorrer nos indivíduos hete- rozigotos é a posição dos genes no par de homólogos, em que um dos pares de alelos pode estar invertido, como mostrado na figura a seguir: B b A a b B A a Indivíduo AB/ab = Cis Indivíduo Ab/aB = trans Observe a inversão dos alelos B e b Heterozigoto em cis ou acoplamento Nesses indivíduos, os alelos A e B estão juntos no mesmo cromossomo e os alelos a e b estarão juntos no outro cromossomo do par de homólogos. Heterozigoto em trans ou repulsão Um indivíduo é heterozigoto TRANS quando um alelo dominante de um par de alelos (A) e o alelo recessivo de outro gene (b) estão ligados num mesmo cromossomo, enquanto seus respectivos alelos (a e B) estão ligados no cromossomo homólogo. Tanto o indivíduo CIS quanto o TRANS são fe- notipicamente iguais e formarão os mesmos tipos de gametas durante a gametogênese, porém em proporções invertidas entre os gametas parentais e os recombinantes. Efetuando cruzamentos Supondo-se um cruzamento entre um indivíduo duplo-heterozigoto em cis com um indivíduo duplo- -recessivo, qual a proporção genotípica esperada entre os descendentes, sabendo-se que a distância entre os genes é de 30 unidades Morgan? Resolução: 1o.) Encontrar os gametas do di-híbrido: ele formará 4 tipos de gametas, dois parentais (AB e ab) e dois recombinantes: (Ab e aB), sendo 15% de cada um destes dois (taxa de permuta total = 30%). Os outros 70% restantes serão divididos entre os dois gametas parentais: 35% de gametas AB e 35% de gametas ab. 10 Semiextensivo 2o.) Encontrar os gametas do segundo indivíduo (duplo-recessivo): este formará gametas parentais e recombinantes iguais, ou seja, 100% dos seus gametas serão ab. 3o.) Efetuar o cruzamento: B b A a P) G) F 1 ) 35% P PR R 15% 15% 35% 100% = 1 B A b a B A b a B a b A b A b a B a b a b a b a 35% 15% 15% 35% P = gametas parentais, normalmente em maioria. R = gametas recombinantes, normalmente em minoria e cuja soma é igual à taxa de recombinação total. b a b a b a Testes Assimilação 08.01. Um indivíduo apresenta três pares de genes diferen- tes situados no mesmo cromossomo. Observou-se que este indivíduo está produzindo apenas dois tipos de gametas em relação a esses três pares de genes por não ter ocorrido permuta. Pode-se então concluir que os referidos genes: a) segregam-se independentemente; b) estão se recombinando na proporção de 1:1; c) situam-se a distância iguais entre si, de 30 unidades Morgan; d) estão em ligação incompleta; e) estão em ligação completa. 08.02. Um indivíduo com genótipo AB/ab, em que a distân- cia entre os genes A e B é de 20UM, irá produzir os seguintes gametas com respectivas porcentagens: a) AB = 40%; ab = 40%; Ab = 10%; aB = 10% b) AB = 10%; ab = 10%; Ab = 40%; aB = 40% c) AB = 40%; ab = 10%; Ab = 10%; aB = 40% d) AB = 10%; ab = 40%; Ab = 40%; aB = 10% 08.03. O cruzamento entre dois indivíduos, um com genóti- po AaBb e outro com genótipo aabb resultou numa F1 com as seguintes proporções: AaBb = 45% aabb = 45% Aabb = 5% aaBb = 5% Com esses resultados, pode-se concluir que os genes alelos “A” e “B”: a) estão em um mesmo cromossomo. b) seguem as leis do diibridismo. c) constituem um caso de interação gênica. d) são epistáticos. e) são codominantes. 08.04. A frequência de recombinação entre os locos A e B é de 20%. Qual percentual esperado de descendentes de genótipo AB/ab, a partir de progenitores com os genótipos mostrados na figura? a b x A B a ba b a) 10% b) 20% c) 30% d) 40% e) 50% 08.05. Os locos gênicos A e B se localizam em um mesmo cromossomo, havendo 18 unidades Morgan de distância entre eles. Supondo o cruzamento de um indivíduo macho duplo heterozigoto em posição trans com uma fêmea birecessiva, qual será a porcentagem de indivíduos Ab/ab? a) 4,5% b) 9% c) 18% d) 24% e) 41% Aula 08 11Biologia 4E Aperfeiçoamento 08.06. Considere dois genes localizados no mesmo par de cromossomos a uma distância de zero Unidades Morgan. Um indivíduo AaBb em posição Cis deverá formar os seguintes gametas: a) AB, ab, Ab e aB b) AB e Ab c) somente AB d) somente ab e) somente AB e ab 08.07. Foram realizados cruzamentos entre uma linhagem homozigota de plantas com flores púrpuras e grãos de pólen longos e outra linhagem homozigota, com flores vermelhas e grãos de pólen redondos. Todas as plantas produzidas na descendência eram heterozigotas e tinham flores púrpuras e grãos de pólen longos. Cruzando-se essas plantas hetero- zigóticas com plantas da linhagem pura de flores vermelhas e grãos de pólen redondos, foram obtidas 200 plantas: 80 com flores púrpuras e grãos de pólen longos, 80 com flores vermelhas e grãos de pólen redondos, 20 com flores púrpuras e grãos de pólen redondos, 20 com flores vermelhas e grãos de pólen longos. Essas frequências fenotípicas obtidas não estão de acordo com o esperado, considerando-se a Segunda Lei de Mendel (Lei da Segregação Independente). De acordo com a Segunda Lei de Mendel, quais seriam as frequências esperadas para os fenótipos citados? a) 10% de cada b) 25% de cada c) 35% de cada d) 45% de cada 08.08. (UEG – GO) – O processo de divisão celular é extre- mamente importante nos processos biológicos. Durante a prófase da primeira divisão da meiose, os cromossomos homólogos podem passar por permutações entre si (re- combinação ou crossing over), gerando gametas com uma combinação de alelos diferentes das combinações existentes nos cromossomos dos pais. A soma desses recombinantes é chamada de taxa ou frequência de recombinação. A figura a seguir exemplifica um caso de três genes (A, B e C) situados em um par de cromossomos homólogos. GEWANDSZNAJDER, F.; LINHARES, S. Biologia hoje. São Paulo: Ática, vol.3, 2014, p. 73. Sobre as taxas de recombinação entre esses loci, verifica-se que a taxa de recombinação entre a) A, B e C é randomizada e inespecífica. b) A e C é maior que entre A e B. c) A e B é equivalente à taxa entre B e C. d) A e B é menor que entre B e C. 08.09.(ACAFE – SC) – Um cruzamento entre uma fêmea duplo-heterozigota (AaBb) com um macho duplo-recessivo revelou a seguinte proporção genotípica entre os descen- dentes: 40% AaBb, 40% aabb, 10% Aabb, 10% aaBb. Assim, assinale a alternativa correta. a) Não há evidência que tenha ocorrido permutação na formação dos gametas. b) A segregação observada dos genes está de acordo com a Segunda Lei de Mendel. c) Os resultados indicam que os genes estão em ligação, a uma distância de 20 UR. d) O arranjo dos genes alelos na fêmea é trans (AB/ab). 08.10. (UNICAMP – SP) – Considere um indivíduo heterozi- goto para dois locos gênicos que estão em linkage, ou seja, não apresentam segregação independente. A representação esquemática dos cromossomos presentes em uma de suas células somáticas em divisão mitótica é: a) b) c) d) 08.11. O esquema a seguir refere-se a uma célula diploide que, durante a meiose, sofrerá permutação entre os genes B e C, por estarem mais distantes do que entre A e B onde não ocorreu a permutação. a b C A B C e e 12 Semiextensivo Assinale a alternativa que apresenta todos os tipos de ga- metas normais que podem ser formados por essa célula. a) AbCe; abCe; aBCe; ABCe b) AbCe; aBCe c) abCe; ABCe d) AbCe; aBCe e) AabCe; AaBCe; AbCe; aBCe 08.12. Na “2a. Lei de Mendel” ou “Lei da Segregação Indepen- dente”, analisa-se a transmissão de dois ou mais caracteres ao mesmo tempo, e os resultados mostram a conclusão de que: “fatores para dois ou mais caracteres são transmitidos para os gametas de modo totalmente independente”. Esta análise não é válida para os genes que estão em ligação gênica ou “linkage”, isto é, genes que estão localizados nos mesmos pares de cromossomos. Nesta disposição de “genes ligados”, dependendo da distância entre eles, pode ocorrer ou não a recombinação gênica, fazendo variar o número de tipos de gametas diferentes produzidos. Observando as seguintes proporções de gametas produzidos por um indivíduo di- -híbrido AaBb em três situações distintas: I. AB (25%); Ab (25%); aB (25%); ab (25%), II. AB (50%); ab (50%), III. AB (40%); Ab (10%); aB (10%); ab (40%), pode-se afirmar que: a) I e II são situações nas quais os genes segregam-se inde- pendentemente. b) II e III são situações nas quais ocorre segregação inde- pendente e ligação gênica sem “crossing-over”, respec- tivamente. c) I e III são situações nas quais ocorre segregação inde- pendente e ligação gênica com “crossing-over”, respec- tivamente. d) II é uma situação na qual ocorre ligação gênica com “crossing-over”. e) III é uma situação na qual ocorre ligação gênica sem “crossing-over”. Aprofundamento 08.13. Confira os seguintes conceitos genéticos: I. Os genes em um mesmo cromossomo tendem a ser herdados juntos e são denominados “genes ligados”. II. Quando uma característica particular de um organismo é governada por muitos pares de genes, que possuem efeitos similares e aditivos, nós dizemos que esta carac- terística é uma característica poligênica. III. Quando três ou mais alelos, para um dado lócus, estão presentes na população, dizemos que este lócus possui alelos múltiplos. IV. Um organismo com dois alelos idênticos para um lócus em particular é considerado homozigoto para este lócus, en- quanto um organismo com dois alelos diferentes para um mesmo lócus é considerado heterozigoto para este lócus. V. A aparência de um indivíduo com respeito a uma dada característica herdada é chamada de fenótipo. Quais afirmativas o professor diria que estão corretas? a) Apenas II, III e IV b) Apenas I, II, III e IV c) Apenas I, II, III e V d) Apenas II, III, IV e V e) I, II, III, IV e V 08.14. Os locos gênicos A e B se localizam em um mesmo cromossomo, havendo 10 unidades de recombinação (morganídeos) entre eles. Supondo o cruzamento AB/ab com ab/ab, qual será a porcentagem de indivíduos AaBb na descendência? a) 5% b) 10% c) 15% d) 45% e) 50% 08.15. Considere um indivíduo heterozigoto para três genes. Os alelos dominantes A e B estão no mesmo cromossomo a uma distância de 8 UM. O gene C tem segregação inde- pendente dos outros dois genes. Se houver crossing-over entre os genes A e B durante a meiose, a frequência espe- rada de gametas com genótipo abc produzidos por esse indivíduo é de: a) 2% b) 4% c) 46% d) 23% 08.16. Considere que os genes autossômicos, mostrados nos cromossomos (I e II), correspondam a aptidões para aprender Biologia (B), Matemática (M) e Geografia (G). Em um dado loco, um indivíduo com genótipo recessivo não apresenta aptidão; um indivíduo heterozigoto apresenta aptidão mediana; e um indivíduo homozigoto dominante apresenta maior aptidão. B G M III Considere que não ocorre “crossing-over” entre os genes B e G. Um casal (P), formado por um indivíduo triplo homozigoto dominante e outro triplo homozigoto recessivo, tem um filho (F1). Se um descendente desse casal (F1) se casar com um indivíduo sem aptidão para as três habilidades, qual a probabilidade desse casal ter uma criança com aptidão mediana para matemática? a) 0% b) 12% c) 25% d) 50% Aula 08 13Biologia 4E 08.17. Em relação ao teste anterior, qual será a probabilidade de nascer uma criança com pouca habilidade para Biologia? a) 0% b) 12% c) 25% d) 50% 08.18. No cultivo de uma determinada planta de in- teresse comercial, as características de frutos de cor verde brilhante e textura rugosa são expressas por alelos dominantes em relação a frutos de cor verde fosco e textura lisa. Os genes são autossômicos e ligados com uma distância de 30 UM. (Unidades Morgan). Considerando o cruzamento entre as plantas duplo-hetero- zigotas em arranjo cis para esses genes com plantas duplo- -homozigotas de cor verde fosca e textura lisa, as proporções de descendentes esperadas destes cruzamentos serão: I. 15% dos frutos serão de cor verde fosco e textura rugosa. II. 25% dos frutos serão de cor verde fosco e textura lisa. III. 25% dos frutos de cor verde brilhante e textura lisa. IV. 35% dos frutos serão de cor verde brilhante e textura rugosa. Assinale a alternativa CORRETA. a) Somente as afirmativas I e IV são corretas. b) Somente as afirmativas II e III são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. Discursivos 08.19. (FUVEST – SP) – Uma espécie de lombriga de cavalo possui apenas um par de cromossomos no zigoto (2n = 2). Um macho dessa espécie, heterozigótico quanto a dois pares de alelos (Aa Bb) formou, ao final da gametogênese, quatro tipos de espermatozoides normais com diferentes genótipos quanto a esses genes. a) Qual é o número de cromossomos e o número de moléculas de DNA no núcleo de cada espermatozoide? b) Quais são os genótipos dos espermatozoides formados? c) Por que, a partir das informações fornecidas, não é possível estimar a proporção em que cada um dos quatro tipos de espermatozoides aparece? Explique. 14 Semiextensivo 08.20. (FUVEST – SP) – O esquema a seguir representa, numa célula em divisão meiótica, dois pares de cromossomos com três genes em heterozigose: A/a, B/b e D/d. Nesses cromossomos, ocorreram as permutas indicadas pelas setas 1 e 2. a) Quanto aos pares de alelos mencionados, que tipos de gameta esta célula poderá formar? b) Que pares de alelos têm segregação independente? Gabarito 08.01. e 08.02. a 08.03. a 08.04. d 08.05. e 08.06. e 08.07. b 08.08. b 08.09. c 08.10. a 08.11. c 08.12. c 08.13. e 08.14. d 08.15. d 08.16. d 08.17. d 08.18. a 08.19. a) No núcleo dos espermatozoides pro- duzidos pelo verme seriam obser- vados um cromossomo e, portanto, uma molécula de DNA. b) AB, Ab, aB e ab. c) Os genes estão em ligação fatorial e, não dispondo da frequência de per- mutação ou da distância entre os cita- dos genes, torna-se impossível prever a proporção de cada tipode gameta formado pelo animal. 08.20. a) Tipos de gametas: 1 – Ab D 2 – Ab d 3 – aB D 4 – aB d b) Pares de alelos com segregação inde- pendente: Aa com Dd e Bb com Dd.
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