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Genética 1 Genética Renata de Mattos Duarte 1ª e di çã o Genética 2 DIREÇÃO SUPERIOR Chanceler Joaquim de Oliveira Reitora Marlene Salgado de Oliveira Presidente da Mantenedora Wellington Salgado de Oliveira Pró-Reitor de Planejamento e Finanças Wellington Salgado de Oliveira Pró-Reitor de Organização e Desenvolvimento Jefferson Salgado de Oliveira Pró-Reitor Administrativo Wallace Salgado de Oliveira Pró-Reitora Acadêmica Jaina dos Santos Mello Ferreira Pró-Reitor de Extensão Manuel de Souza Esteves DEPARTAMENTO DE ENSINO A DISTÂNCIA Gerência Nacional do EAD Bruno Mello Ferreira Gestor Acadêmico Diogo Pereira da Silva FICHA TÉCNICA Texto: Renata de Mattos Duarte Revisão Ortográfica: Rafael Dias de Carvalho Moraes & Christina Corrêa da Fonseca Projeto Gráfico e Editoração: Antonia Machado, Eduardo Bordoni, Fabrício Ramos e Victor Narciso Supervisão de Materiais Instrucionais: Antonia Machado Ilustração: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos Capa: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos COORDENAÇÃO GERAL: Departamento de Ensino a Distância Rua Marechal Deodoro 217, Centro, Niterói, RJ, CEP 24020-420 www.universo.edu.br Ficha Catalográfica elaborada pela Biblioteca Rachel de Queiroz – UNIVERSO D812g Duarte, Renata de Matoos Genética / Renata de Mattos Duarte; revisão de Rafael Dias de Carvalho Moraes. 1.ed. - Niterói, RJ: EAD/UNIVERSO, 2015. 158p.:il. 1. Genética. 2. Mendel, Lei de 3. Hereditariedade 4. Mapeamento cromossômico. 5. Biotecnologia I. Duarte, Renata Mattos. II. Carvalho, Rafael Dias de Carvalho. III. Título. CDD 575.1 Informamos que é de única e exclusiva responsabilidade do autor a originalidade desta obra, não se r esponsabilizando a ASOEC pelo conteúdo do texto formulado. © Departamento de Ensi no a Dist ância - Universidade Salgado de Oliveira Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida, arquivada ou transmitida de nenhuma forma ou por nenhum meio sem permissão expressa e por escrito da Associação Salgado de Oliveira de Educação e Cultura, mantenedora da Univer sidade Salgado de Oliveira (UNIVERSO). Genética 3 Palavra da reitora Acompanhando as necessidades de um mundo cada vez mais complexo, exigente e necessitado de aprendizagem contínua, a Universidade Salgado de Oliveira (UNIVERSO) apresenta a UNIVERSOEAD, que reúne os diferentes segmentos do ensino a distância na universidade. Nosso programa foi desenvolvido segundo as diretrizes do MEC e baseado em experiências do gênero bem-sucedidas mundialmente. São inúmeras as vantagens de se estudar a distância e somente por meio dessa modalidade de ensino são sanadas as dificuldades de tempo e espaço presentes nos dias de hoje. O aluno tem a possibilidade de administrar seu próprio tempo e gerenciar seu estudo de acordo com sua disponibilidade, tornando-se responsável pela própria aprendizagem. O ensino a distância complementa os estudos presenciais à medida que permite que alunos e professores, fisicamente distanciados, possam estar a todo o momento, ligados por ferramentas de interação presentes na Internet através de nossa plataforma. Além disso, nosso material didático foi desenvolvido por professores especializados nessa modalidade de ensino, em que a clareza e objetividade são fundamentais para a perfeita compreensão dos conteúdos. A UNIVERSO tem uma história de sucesso no que diz respeito à educação a distância. Nossa experiência nos remete ao final da década de 80, com o bem- sucedido projeto Novo Saber. Hoje, oferece uma estrutura em constante processo de atualização, ampliando as possibilidades de acesso a cursos de atualização, graduação ou pós-graduação. Reafirmando seu compromisso com a excelência no ensino e compartilhando as novas tendências em educação, a UNIVERSO convida seu alunado a conhecer o programa e usufruir das vantagens que o estudar a distância proporciona. Seja bem-vindo à UNIVERSOEAD! Professora Marlene Salgado de Oliveira Reitora. Genética 4 Genética 5 Sumário Apresentação da disciplina ................................................................................................ 7 Plano da disciplina .............................................................................................................. 9 Unidade 1 Introdução à genética...................................................................................... 13 Unidade 2 Leis de Mendel.................................................................................................. 33 Unidade 3 Ação gênica....................................................................................................... 55 Unidade 4 Bases cromossômicas da hereditariedade.................................................... 73 Unidade 5 Linkage, crossing-over e mapeamento genético ........................................ 87 Unidade 6 Genética de populações e evolução. ............................................................ 105 Unidade 7 Biotecnologia. .................................................................................................. 129 Considerações finais ........................................................................................................... 145 Conhecendo a autora ......................................................................................................... 147 Referências ........................................................................................................................... 149 Anexos .................................................................................................................................. 151 Genética 6 Genética 7 Apresentação da disciplina Caro aluno, Seja bem-vindo a disciplina Genética. A reprodução é um dos fenômenos mais intrigantes da natureza. O fato de cada ser vivo originar-se de outro, do qual herda a forma, as características e a estrutura desperta interesse dos estudiosos a muito tempo. Genética é a área das ciências biológicas que estuda a transmissão dos caracteres morfológicos, estruturais, fisiológicos, bioquímicos e até de comportamento entre gerações de seres vivos de uma espécie. As aplicações dos dados gerados pelos estudos genéticos envolvem desde o melhoramento genético de muitas espécies de interesse comercial até a promoção do avanço na área da saúde, buscando a melhoria da qualidade de vida do homem. Portanto, o estudo da genética é fundamental para a formação de profissionais que atuam na área das ciências biológicas. Os estudos propostos por esta disciplina, fomentará o aluno a adquirir gradativamente os conhecimentos sobre genética. São muitos conceitos, alguns exclusivos para o estudo na área de genética. Por isso, é necessário se aprofundar aos poucos, em níveis sucessivos de conhecimento, adequando o aprendizado às necessidades da sua realidade acadêmica e profissional. Acredita-se que esta disciplina contribuirá para a sua constante construção acadêmica e profissional. Estaremos à disposição para colaborar, facilitando o processo ensino- aprendizagem, tornando-o cada vez mais dinâmico e prazeroso. Bons Estudos. Genética 8 Genética 9 Plano da disciplina Cada vez mais, as ciências da área biológica trazem informações que visam melhorar a qualidade de vida das pessoas. Este resultado decorre de vários conhecimentos, sobretudo acerca do aprimoramento das condições de saúde e também sobre os mecanismos que regem a vida. Genética é a área das ciências biológicas que estuda a transmissão dos caracteres morfológicos, estruturais, fisiológicos, bioquímicos e até de comportamento entre gerações de seres vivos de uma espécie. O objetivoda disciplina é conhecer os mecanismos de transmissão dos caracteres dos organismos vivos e seus efeitos no desenvolvimento das populações. A disciplina foi dividida em seis unidades, que se encontram subdividida em tópicos, a fim de facilitar a compreensão dos conteúdos. A seguir são apresentadas as unidades com os respectivos objetivos. Unidade 1 – Introdução à Genética Nessa primeira unidade, serão abordados a visão histórica e conceitos básicos acerca da genética. Objetivos da unidade: Conhecer os principais termos utilizados no estudo da genética; Compreender o surgimento deste ramo das ciências biológicas; Entender a evolução dos estudos genéticos; Contribuir para o desenvolvimento de novos conhecimentos acerca da genética. Genética 10 Unidade 2 – Leis de Mendel Nessa segunda unidade serão abordados os trabalhos realizados por Gregor Mendel, que resultaram em leis fundamentais para a Genética. Objetivos da unidade: Conhecer os trabalhos de Gregor Mendel; Identificar as Leis de Mendel; Aplicar os princípios de Mendel. Unidade 3 – Ação Gênica Na terceira unidade serão discutidas as relações genotípicas, fenotípicas e ambientais para os organismos. Objetivos da unidade: Compreender a relação entre genótipo, fenótipo e fatores ambientais; Identificar e conhecer as interações gênicas; Entender a pleiotropia; Analisar a herança quantitativa. Unidade 4 – Bases cromossômicas da hereditariedade Nessa unidade serão discutidos temas acerca da teoria cromossômica da herança genética e a herança ligada ao sexo. Objetivos da unidade: Compreender a ação dos genes na determinação do sexo; Identificar e conhecer os cromossomos sexuais; Genética 11 Entender a herança genética ligada ao sexo; Entender os sistemas de determinação do sexo que não envolve cromossomos sexuais. Unidade 5 – Linkage, Crossing-over e Mapeamento Genético Na unidade cinco serão discutidos temas acerca da ligação entre genes, a permutação gênica e o mapeamento genético. Objetivos da unidade: Compreender a ligação gênica ou Linkage; Entender crossing-over; Compreender o mapeamento genético. Unidade 6 – Genética de populações e Evolução Na unidade seis serão discutidos temas acerca da genética de populações e evolução. Objetivos da unidade: Compreender o Princípio de Hardy-Weinberg; Conhecer a teoria de frequências alélicas; Compreender seleção natural; Entender deriva genética aleatória; Conhecer as principais teorias evolucionistas; Entender os mecanismos de especiação; Conhecer as principais teorias sobre a evolução humana. Genética 12 Unidade 7 – Biotecnologia Nesta unidade serão discutidos temas acerca da genética molecular e suas aplicações. Objetivos da unidade: Compreender biotecnologia; Conhecer técnicas de genética molecular; Entender clonagem e suas aplicações. Bons estudos! Genética 13 Introdução à Genética 1 Genética 14 Caro aluno, Iniciam-se aqui os estudos de Genética, disciplina fundamental para a formação na área nas ciências biológicas. Ao término desta disciplina, espera-se que você tenha apreendido as informações de maneira a oportunizar a construção de novos conhecimentos a fim de desenvolver-se na área biológica. Nessa primeira unidade, serão abordados a visão histórica e conceitos básicos acerca da genética. Objetivos da unidade: Conhecer os principais termos utilizados no estudo da genética; Compreender o surgimento deste ramo das ciências biológicas; Entender a evolução dos estudos genéticos; Contribuir para o desenvolvimento de novos conhecimentos acerca da genética. Plano da unidade: Introdução ao estudo da Genética. Natureza química do material genético. Gene. Divisões celulares – mitose e meiose. Mutação. Genética clássica. Genética molecular. Genética de populações. Bons estudos! Genética 15 Introdução ao estudo de genética Genética é a área da biologia que emergiu para explicar as similaridades e diferenças entre os organismos. Esta ciência estuda a herança que promove as semelhanças entre os indivíduos e também estuda as variações que causam a diferenciação entre os indivíduos. Portanto, a Genética é a área da biologia que estuda a natureza química do material hereditário, o modo de ação deste material e o mecanismo de transmissão através das sucessivas gerações. Natureza química do material genético Os organismos iniciam seu ciclo vital como uma única célula. Entretanto, nos seres multicelulares, esta célula origina um complexo organismo com diversos tipos de células. A estrutura e os processos fisiológicos destes organismos são baseados, em sua maioria, em proteínas. A informação genética para a síntese destas proteínas encontra-se no DNA (ácido desoxirribonucleico). A molécula de DNA (Figura 1) é composta de dois filamentos enrolados em dupla hélice. Cada filamento é composto de cópias repetidas do açúcar desoxirribose e de fosfato. De cada grupo de açúcar-fosfato projeta-se uma base nucleotídica. Há quatro tipos diferentes de bases nos nucleotídeos do DNA: adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C). Na molécula em dupla hélice o arcabouço açúcar-fosfato de cada filamento localiza-se externamente e cada base nucleotídica projeta-se para dentro, fazendo par com o filamento oposto. Sendo que a adenina sempre pareia com a timina (A - T), enquanto que a guanina sempre faz par com a citosina (G – C). As bases que formam os pares são conhecidas como complementares. Genética 16 Figura 1 – Estrutura do DNA. Adaptada de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:DNA_simple2_(it).svg?uselang=es Acesso em 04/10/2014, às 15h40. Esta estrutura molecular propicia base para quatro propriedades que caracterizam a informação genética: diversidade de estrutura, habilidade de se replicar, mutabilidade e tradução em forma e função. O processo de replicação do DNA (Figura 2) é baseado na característica complementar dos seus filamentos. Estes filamentos permanecem unidos por pontes de hidrogênio situadas entre os pares de bases específicos. Quando estas ligações são quebradas, os filamentos separados servem de moldes para a síntese de novos filamentos complementares. Os novos filamentos são formados pela incorporação gradativa de nucleotídeos opostos a nucleotídeos nos filamentos moldes. No final do processo de replicação, cada filamento molde é pareado com um novo filamento complementar sintetizado. Assim surgem dois DNA idênticos. Genética 17 Figura 2 – Replicação do DNA. Retirada de http://www.sobiologia.com.br/ Acesso em 04/10/2014, às 15h38. Gene As moléculas de DNA contêm informações fundamentais para orientar as atividades celulares, o desenvolvimento, o funcionamento e o comportamento dos organismos. Estas informações são codificadas em sequências de nucleotídeos dentro das moléculas de DNA do genoma. No genoma, a informação contida no DNA é organizada nas unidades denominadas genes. Cada gene é um trecho de pares de nucleotídeos ao longo de uma molécula de DNA. Ele possui as instruções para a síntese de proteínas. Cada proteína consiste em um ou mais polipeptídeos (cadeias de aminoácidos). A sequência de aminoácidos em um polipeptídeo é especificada por um códon, unidade codificante elementar dentro de um gene composta por três nucleotídeos adjacentes. A formação de um polipeptídeo compreende duas etapas: transcrição e tradução. A primeira etapa consiste em copiar a informação contida no DNAde um gene em uma molécula de RNA (ácido ribonucleico). O RNA é montado gradativamente ao longo de um dos filamentos da dupla hélice do DNA,respeitando o pareamento com os nucleotídeos do filamento de DNA no gene. Este pareamento ocorre pela ação da enzima RNA-polimerase, sendo que o RNA possui a uracila (U) em vez da timina (T). O RNA transcrito se separa do DNA modelo originando o RNA mensageiro ou mRNA. Genética 18 Figura 3 – Transcrição do DNA. Retirado e adaptado de http://www.infoescola.com/biologia/rna/ Acesso em 04/10/2014, às 16h31. A segunda etapa é a tradução, cujo mRNA de um gene atua como molde para a síntese de um polipeptídeo. Cada um dos códons do gene presentes no mRNA especifica a incorporação de um determinado aminoácido na cadeia polipeptídica. Quando o polipeptídeo está pronto, se dissocia do mRNA e desempenha seu papel na célula. Genética 19 Divisões celulares As células eucarióticas contêm seu material hereditário dentro de estrutura delimitada por membrana chamada núcleo. Dentro do núcleo, o DNA encontra-se organizado em cromossomos. Entretanto, parte do DNA situa-se fora do núcleo, dentro de mitocôndrias e cloroplastos. Tomando como base o número de cromossomos, consideram-se dois tipos de células: diploides quando os cromossomos ocorrem em pares (2n) e haploides quando não há pares de cromossomos (n). No ser humano, por exemplo, as células somáticas são diploides e os gametas são haploides. Nas células diploides, os cromossomos de cada par apresentam a mesma sequência de genes, sendo chamados de cromossomos homólogos. O lugar que cada gene ocupa no cromossomo é chamado de lócus gênico. Portanto, os cromossomos homólogos possuem a mesma sequência de lócus gênico. Cada cromossomo pode apresentar dois bastonetes paralelos chamados de cromátides, unidos em um ponto comum chamado centrômero. Os cromossomos podem ser classificados em quatro tipos, de acordo com o comprimento de seus braços cromossômicos, que são as partes do cromossomo separadas pelo centrômero (Figura 4). São eles: a) Cromossomo metacêntrico possui o centrômero no centro, formando dois braços de mesmo tamanho; b) Cromossomo submetacêntrico apresenta o centrômero deslocado da região mediana, originando dois braços de tamanhos diferentes; c) Cromossomo acrocêntrico possui o centrômero próximo a uma das extremidades, formando um braço bem maior do que o outro; d) Cromossomo telocêntrico possui o centrômero em uma das extremidades, apresentando apenas um braço. Genética 20 Figura 4 – Tipos de cromossomos. Retirado e adaptado de http://www.sobiologia.com.br/ Acesso em 12/10/2014, às 11h07. Após a duplicação dos cromossomos da célula eucarionte mãe, as duplicatas devem ser distribuídas igualmente para as células filhas. Entretanto, as organelas como mitocôndria, retículo endoplasmático, complexo de Golgi etc., são repartidos aleatoriamente. Por isso, a cada divisão a célula passa por uma série de fases que constituem o ciclo celular. A progressão das fases é G1→S→G2→M, conforme ilustrado na Figura 5. Durante a fase G1 não há atividade relacionada ao processo de divisão, caracterizando um intervalo (gap) entre fases. A fase S representa o período do ciclo celular no qual o cromossomo é duplicado, ocorrendo síntese de DNA. A fase M é a ocasião em que a célula mãe se divide, compreendendo dois componentes: mitose, processo que distribui os cromossomos duplicados igualmente para as células filhas, e citocinese, processo que separa fisicamente as duas células filhas. Genética 21 Figura 5 – Ciclo celular. Retirado de http://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_celular Acesso em 13/10/2014 às 11h29. G0 é a fase em que a célula permanece na interfase, período entre uma divisão e outra. Mitose: Embora a mitose ocorra de forma contínua, pode ser dividida em quatro fases para melhor entendê-la (Figura 6). São elas: prófase, metáfase, anáfase e telófase. a) Prófase: nesta fase ocorre a formação do fuso e a condensação dos cromossomos duplicados. A formação do fuso é acompanhada pela fragmentação de muitas organelas intracelulares. Entretanto, mitocôndrias e cloroplastos permanecem intactos. Também ocorre o rompimento da membrana nuclear e os microtúbulos formados no citoplasma invadem o espaço nuclear. Genética 22 b) Metáfase: Alguns destes microtúbulos se associam ao cinetócoro, estrutura proteica ligada aos centrômeros dos cromossomos duplicados, caracterizando o início desta fase. Os cromossomos duplicados posicionam-se a meio caminho entre os polos do fuso, na região equatorial da célula, chamada de placa metafásica. c) Anáfase: Nesta fase as cromátides irmãs de cromossomos duplicados são separadas. Cada cromátide irmã de um cromossomo duplicado é ligada a um polo diferente por meio de microtúbulos ligados a seu cinetócoro. As cromátides irmãs separadas são denominadas cromossomos. d) Telófase: Nesta fase os cromossomos se descondensam, o cinetócoro e as fibras cromossômicas desaparecem. Também ocorre a reestruturação das organelas internas. Quando a mitose se completa, as duas células filhas separam-se pela formação de membranas entre elas, caracterizando a citocinese. Figura 6 – Fases da mitose. Retirado e adaptado de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mitose_3.jpg, Acesso em 13/10/2014, às 11h40. Genética 23 Meiose: Este processo reduz o estado diploide ao estado haploide da célula, ou seja, diminui a metade o número de cromossomos. A redução no número de cromossomos ocorre de maneira que cada célula haploide resultante recebe um membro de cada par cromossômico. As células haploides se tornam gametas ou se dividem para formar gametas. Portanto a meiose é fundamental para a reprodução entre eucariontes. O processo de meiose envolve duas divisões celulares (Figura 7). A duplicação cromossômica, ligada à síntese de DNA, ocorre antes da primeira divisão (duplicação cromossômica divisão I da meiose divisão II da meiose). Figura 7 – Fases da meiose. Retirado de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Meiose.svg Acesso em 13/10/2014 às 13h25. Genética 24 Meiose I: Esta etapa da meiose é reducional e ocorre nas fases: prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I. A prófase I é dividida em cinco subfases consecutivas: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese. Durante o leptóteno os cromossomos duplicados condensam-se na cromatina. À medida que a condensação cromossômica continua, a célula progride para o zigóteno. Nesta subfase da prófase I, os cromossomos homólogos duplicados emparelham-se resultando em cromossomos espessados, caracterizando o paquíteno. Durante o paquíteno identificam-se quatro cromátides,constituindo a tétrade. As cromátides homólogas podem sofrer ruptura e a troca de lugar destas partes, resultando na permutação ou crossing-over. Durante o diplóteno os cromossomos pareados se separam um pouco, mas permanecem em contato íntimo onde fizeram o crossing. Próximo ao final da prófase I, os cromossomos condensam-se ainda mais, a membrana nuclear fragmenta-se. Na metáfase I as fibras polares passam a ocupar a região correspondente ao núcleo. As fibras cromossômicas se associam aos cinetócoros e os cromossomos passam a ocupar a região equatorial da célula. A fase seguinte é a anáfase I, que se caracteriza pelo deslocamento dos cromossomos para os polos da célula, ocorrendo a disjunção cromossômica. Esta fase é continuada pela telófase I, etapa caracterizada pela formação das membranas que separam as células filhas e que reorganizam o núcleo e pela ocorrência da citocinese. Cada célula haploide formada pela meiose I sofre uma segunda divisão, a meiose II. Genética 25 Meiose II: Nesta divisão ocorre a separação das cromátides irmãs. Cada uma delas migra para um polo diferente e passa a ser denominado cromossomo irmão.A meiose II pode ser dividida em quatro fases: prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II. Durante a prófase II os cromossomos condensam-se e se unem a um novo fuso. Passam a se dirigir à região equatorial da célula na metáfase II. Os centrômeros separam-se, e cada cromátide irmã migra para polos opostos durante a anáfase II. Nos polos, durante a telófase II, as cromátides recebem o nome de cromossomos e formam-se os núcleos filhos ao seu redor, com o número haploide de cromossomos. Mutação: Durante a replicação do DNA pode ocorrer mudança em consequência à incorporação incorreta de nucleotídeos na cadeia. Estas alterações têm potencial de alterar ou perturbar a informação codificada nos genes e são denominadas de mutações. Os genes que são alterados pela ocorrência de mutações são chamados genes mutantes. Tais genes causam características diferentes nos organismos, que constituem a base da evolução biológica. Genética clássica: A genética clássica compreende o período antes da descoberta do DNA. Nesta época, os pesquisadores abordavam a genética analisando os resultados de cruzamentos entre linhagens diferentes de organismos. Neste tipo de estudo, os genes são identificados analisando a herança de diferenças de características, como Mendel fez em seu trabalho com as ervilhas. O estudo clássico de genes também pode ocorrer coordenado com estudos da estrutura e do comportamento dos cromossomos. Analisando os padrões de herança, os pesquisadores podem localizar genes em cromossomos específicos por meio do mapeamento cromossômico. Genética 26 Genética molecular: Esta fase é marcada pela descoberta da estrutura do DNA. A análise genética molecular baseia-se no estudo de sequências de DNA, o que permite ao pesquisador definir um gene quimicamente e manipulá-lo. As moléculas de DNA recombinantes podem ser replicadas em bactérias ou em tubos de ensaio. Genética de populações: Os indivíduos de uma população variam em sua constituição genética. O estudo da genética de populações procura documentar esta variabilidade e compreender seu significado, contribuindo para a análise da evolução biológica. Leitura Complementar: Aprofunde seus conhecimentos sobre os assuntos abordados nesta unidade lendo os capítulos do livro: BURNS, G. W. & BOTTINO, P. J. Introdução à Genética. In: Genética. 6ª Ed. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara Koogan, 2008. Cap 1, p.1 – 6. BURNS, G. W. & BOTTINO, P. J. Bases citológicas da herança. In: Genética. 6ª Ed. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara Koogan, 2008. Cap 4, p.35 – 58. Na próxima unidade serão estudadas as Leis de Mendel. É hora de se avaliar! Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-aprendizagem. Genética 27 Exercícios - unidade 1 1.Filmagens de divisões celulares realizadas por meio de microscópio revelam que a mitose é um processo continuo, com duração de aproximadamente uma hora. Indique a alternativa que mostra a sequência correta dos eventos do processo mitótico. a) Telófase, anáfase, metáfase e prófase. b) Prófase, anáfase, telófase e metáfase. c) Anáfase, prófase, metáfase e telófase. d) Anáfase, metáfase, telófase e prófase. e) Prófase, metáfase, anáfase e telófase. 2.Um pesquisador analisou quimicamente três amostras de moléculas inteiras de ácidos nucleicos, encontrando os seguintes resultados: Amostra 1 – revelou presença de ribose; Amostra 2 – revelou presença de dupla hélice; Amostra 3 – revelou presença de uracila. Estes resultados mostram que as moléculas analisadas foram, respectivamente: a) DNA, RNA e RNA. b) DNA, DNA e RNA. c) RNA, DNA e RNA. d) RNA, RNA e DNA e RNA. e) RNA, DNA e DNA ou RNA. Genética 28 3.O aminoácido histinina tem o código genético GTA no DNA. Sua transcrição no RNAm será: a) GAA. b) CAU. c) CAT. d) ACA. e) CUT. 4.A meiose é um processo de divisão celular em que o número de cromossomos é reduzido à metade nas células filhas. A divisão reducional ocorre na: a) Meiose I, porque há a separação dos cromossomos homólogos. b) Meiose II, porque a duplicação cromossômica apenas precede a meiose I. c) Meiose II, porque as células formadas são diploides. d) Meiose II, porque ocorre a separação das cromátides irmãs. e) Meiose I, porque cada cromossomo está formado por duas cromátides. 5. Durante a meiose, o pareamento dos cromossomos homólogos é importante porque garante _______. Assinale a opção que apresenta a afirmativa correta. a) A separação dos cromossomos não homólogos. b) A duplicação do dna, indispensável a esse processo. c) A formação de células-filhas geneticamente idênticas à célula-mãe. d) A possibilidade de permuta gênica. e) A menor variabilidade dos gametas. Genética 29 6.A meiose é um processo de divisão celular em que são formadas quatro células com o número de cromossomos reduzido à metade (n cromossomos). Esse processo é dividido em duas etapas (Meiose I e Meiose II), e cada etapa é subdividida em várias fases. Nessas fases, ocorrem vários eventos: I. Iclivagem (quebra) das cromátides homólogas e troca de trechos entre elas; II. deslocamento das cromátides irmãs para polos opostos da célula; III. ocorrência da citocinese e formação das duas células, as quais possuirão n cromossomos cada uma; IV. deslocamento dos cromossomos homólogos para polos opostos da célula; V. emparelhamento dos cromossomos homólogos na placa metafásica (equatorial) da célula. Os eventos I, II, III, IV e V correspondem, respectivamente, às seguintes fases: a) Interfase, Anáfase I, Telófase II, Anáfase II e Metáfase I. b) Prófase I, Anáfase II, Telófase I, Anáfase I e Metáfase I. c) Telófase I, Anáfase II, Citocinese I, Telófase II e Prófase I. d) Anáfase I, Telófase II, Intercinese, Prófase I e Intercinese. e) Intercinese, Telófase II, Anáfase I, Metáfase I e Anáfase II. Genética 30 7.(UFMG) Indique a proposição que completa, de forma CORRETA, a afirmativa abaixo: Por meiose, uma célula ______ com ______ cromossomos formará ______ células ______, com ______ cromossomos cada uma. a) 2n, 20, 02, 2n, 20. b) Diploide, 10, 04, haploides, 05. c) Diploide, 46, 04, haploides, 23. d) n, 10, 02, 2n, 05. e) Haploide, 05, 04, n, 20. 8.(MACK) Uma molécula de RNA mensageiro com 90 bases nitrogenadas apresenta: a) 90 códons e 90 nucleotídeos. b) 30 códons e 90 nucleotídeos. c) 30 códons e 30 nucleotídeos. d) 60 códons e 30 nucleotídeos. e) 30 códons e 60 nucleotídeos. Genética 31 9.Por que durante a meiose uma célula mãe diploide produz quatro células filhas haploides? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 10.Quais são as principais diferenças entre mitose e meiose? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Genética 32 Genética 33 ___________________________________________________________________ Leis de Mendel 2 Genética 34 Nessa segunda unidade, serão abordados os trabalhos realizados pelo monge Gregor Mendel. Tais trabalhos resultaram em leis fundamentais para a Genética, conhecidas como Leis de Mendel. Objetivos da unidade: Conhecer os trabalhos de Gregor Mendel; Identificar as Leis de Mendel; Aplicar os princípios de Mendel. Plano da unidade: Estudos de Mendel. Primeira lei de Mendel. Segunda lei de Mendel. Aplicações dos princípios de Mendel. Heredogramas. Variação alélica. Bons estudos! Genética 35 Estudos de Mendel No século XIX, o monge austríaco Gregor Mendel (1822-1884) realizou experimentações com diversas espécies de plantas cultivadas em seu jardim. Entretanto, o trabalho com as ervilhas foi o que obteve maior sucesso, sendo completado em 1864. No ano seguinte, Mendel apresentou seus resultados à comunidade científica. Sua publicação permaneceu despercebida até 1900, quando três pesquisadores, o holandês Hugo de Vries (1848 – 1935), o alemão Carl Correns (1864 – 1933) e o austríaco Erich Von Tschermack (1871 – 1962) a redescobriram. O sucesso do trabalho de Mendel se deve a escolha do material experimental, a ervilha de jardim, e ao método empregado na organização das experimentações associado à aplicação de tratamento estatístico dos dados coletados. As ervilhas são facilmente cultivadas. As pétalas de sua flor ficam bem fechadas, impedindo que os grãos de pólen saiam ou entrem. Esta característica induz a autofertilização da planta. Como resultado, as linhagens individuais de ervilhas apresentam pouco ou nenhuma variação genética de uma geração para outra, por isso são consideradas linhagens puras. Mendel obteve várias linhagens puras diferentes de ervilhas, cada uma com sua característica distinta. Ele focou seus estudos nas diferenças contrastantes entre as plantas que eram iguais em outras características, como a altura das plantas ou a cor de suas sementes por exemplo. Primeira lei de Mendel: Em um de seus experimentos, Mendel realizou a fertilização cruzada entre plantas altas e baixas para investigar como a altura era herdada. Estas plantas constituíram a geração parental (P). As sementes resultantes deste cruzamento foram semeadas no ano seguinte, produzindo híbridas uniformemente altas, independentemente da forma como foi feito o cruzamento (masculina alta e Genética 36 feminina baixa ou masculina baixa e feminina alta), caracterizando a geração de descendentes (F1). A seguir, Mendel deixou que houvesse autofecundação entre os indivíduos híbridos altos da F1. Analisando os descendentes (F2), Mendel constatou que dentre 1.064 descendentes, 787 eram plantas altas e 277 eram plantas baixas, uma proporção de 3:1. A partir destes resultados, Mendel deduziu que os descendentes híbridos da F1 possuíam um fator genético latente para originar plantas baixas, que denominou de recessivo. Entretanto, este fator foi mascarado pela expressão de outro fator para originar plantas altas, que chamou de dominante. Mendel realizou novos experimentos, similares ao descrito anteriormente, para estudar a herança de outras seis características. Para todas as características estudadas, Mendel obteve F2 com a proporção de 3 variedades dominantes para 1 recessiva. Estes resultados indicaram que cada característica estudada era controlada por um par de fatores hereditários, chamados na atualidade de genes. Suas formas dominante e recessiva são chamadas de alelos. Assim, Mendel propôs que cada uma das linhagens parentais utilizadas em seus experimentos levava duas cópias idênticas de um gene. Estas cópias são atualmente denominadas diploides e homozigotas. Também propôs que as duas cópias eram reduzidas a uma. Esta proposição pode ser explicada por meio do estudo da divisão celular. Tal estudo demonstra que após a meiose os gametas originados são haploides. Mendel ainda reconheceu que o número diploide de genes seria restaurado quando os gametas se unissem para formar o zigoto. Ele compreendeu que se os gametas originassem de plantas geneticamente diferentes, o zigoto híbrido herdaria dois alelos diferentes, um da mãe e outro do pai, resultando em uma prole heterozigota. Quando o indivíduo heterozigoto se reproduzir, cada um de seus alelos dominante ou recessivo teria a mesma chance de entrar em um gameta. Mendel utilizou símbolos para representar os fatores hereditários que ele postulou. O alelo recessivo foi representado pela letra minúscula (a) e o dominante pela letra maiúscula (A). Assim, as linhagens puras são representadas AA e aa. Considerou-se que a constituição alélica de cada linhagem é seu genótipo e que o aspecto físico de cada linhagem é seu fenótipo, conforme representado da Figura 8. Genética 37 Como a geração P é formada por linhagens puras com características distintas cada genitor contribui igualmente para a F1 que origina indivíduos heterozigotos com genótipo Aa. Entretanto, o fenótipo da F1 é o mesmo do genitor que contribuiu com o alelo dominante A. Durante a meiose, os indivíduos da geração F1 produzem dois tipos de gametas, A e a, em proporções iguais devido à segregação alélica. Na autofecundação, os dois tipos de gametas produzidos pelos heterozigotos podem produzir quatro tipos diferentes de zigotos AA, Aa, aA e aa. Contudo, três destes genótipos apresentam o mesmo fenótipo. Portanto, na geração F2, a característica estudada aparece na proporção de 3:1. Figura 8 – Representação gráfica da Primeira lei de Mendel. Retirada e adaptada de http://educacao.globo.com/biologia/assunto/hereditariedade/leis-de-mendel.html, Acesso em 24/10/2014, às 17h57. Genética 38 Importante! Com base em suas análises, Mendel descreveu dois princípios básicos: Princípio da Dominância: Em um heterozigoto, um alelo pode mascarar a presença do outro. Princípio da Segregação: Em um heterozigoto, dois alelos diferentes segregam-se um do outro durante a formação de gametas. Importante! PRIMEIRA LEI DE MENDEL (Monoibrismo): Cada caráter é determinado por um par de fatores que se separam na formação dos gametas. Segunda lei de Mendel: Mendel continuou seus estudos com plantas que diferiam em duas características ao mesmo tempo, como por exemplo a cor e a textura da semente (Figura 9). O objetivo deste experimento era observar se as duas características eram herdadas independentemente. As sementes de F1 eram todas amarelas e lisas, caracterizando alelos dominantes. Mendel cultivou e permitiu a autofecundação destas plantas. A seguir ele classificou as sementes e as contou pelo fenótipo, obtendo a proporção de: 9/16 sementes lisas e amarelas; 3/16 sementes lisas e verdes; 3/16 sementes rugosas e amarelas; 1/16 semente rugosa e verde. Genética 39 Figura 9 – Representação gráfica da Segunda Lei de Mendel. Retirada de http://www.brasilescola.com/biologia/segunda-lei-mendel.htm, Acesso em 24/10/2014, às 18h40. A análise deste resultado demonstra que a textura da semente não depende da cor que ela apresenta e vice-versa. Mendel realizou experimentos similares com outras combinações de características e em cada caso observou que os genes segregavam independentemente. Estes resultados o conduziramao terceiro princípio básico. Importante! Princípio da Distribuição Independente: Os alelos de genes diferentes segregam-se independentemente uns dos outros. Importante! SEGUNDA LEI DE MENDEL (Diibrismo): Na formação dos gametas, o par de fatores responsável por uma característica separa-se independentemente de outro par de fatores responsável por outra característica. Genética 40 Aplicações dos princípios de Mendel Método do quadrado de Punnett O método do quadrado de Punnett é denominado em homenagem ao geneticista britânico R. C. Punnett. Este método pode ser aplicado em situações que envolvem um ou dois genes usando o princípio da dominância para determinar os fenótipos associados. Conforme a Figura 9. Método da linha bifurcada: Este método é utilizado para prever o resultado de cruzamento envolvendo dois ou mais genes. Coloca-se a prole em um diagrama de linhas ramificadas. Como exemplo, considera-se o cruzamento de plantas heterozigotas para três genes, um para altura da planta (Dd), outro para cor da semente (Gg) e o terceiro para textura da semente (Ww). Este cruzamento triíbrido (Dd Gg Ww X Dd Gg Ww) pode ser dividido em três cruzamentos monoibridos (Dd X Dd, Gg X Gg e Ww X Ww), pois todos os genes se distribuem independentemente. Sabe-se que o fenótipo surgirá em proporção 3:1 para cada gene. Utilizando o método da linha bifurcada, podem-se combinar estas proporções separadas em proporção fenotípica geral para a prole do cruzamento. Como demonstra a Figura 10. Genética 41 Figura 10 – Representação gráfica do Método da linha bifurcada. Método da Probabilidade: Considerando-se a segregação mendeliana, quando um heterozigoto produz gametas, metade contém um alelo e a outra metade contém o outro alelo. Se houver o cruzamento Aa X Aa, a chance de que um zigoto seja AA é a probabilidade de que cada um dos gametas que se unem contenha A, ou 1/2 X 1/2= 1/4, pois os dois gametas são produzidos independentemente. O mesmo ocorre para o zigoto aa. Entretanto, a chance de um heterozigoto Aa é de 1/2 , pois existem duas maneiras de surgir resultado heterozigoto: quando A vir do ovócito e a do espermatozoide, ou vice-versa. Cada um desses eventos tem uma chance em quatro de ocorrer. Portanto, a probabilidade total de ocorrer prole heterozigota é 1/4 + 1/4 = 1/2. A distribuição de probabilidade dos genótipos do cruzamento Aa X Aa é de 1/4 AA, 1/2 Aa e 1/4 aa. Conclui-se que a prole terá 3/4 fenótipo dominante e 1/4 fenótipo recessivo. A utilização deste método apresenta enfoque mais prático para prever o resultado de cruzamentos. Como exemplo,considera-se o cruzamento entre Genética 42 indivíduos heterozigotos para quatro genes diferentes, cada um se distribuindo independentemente. Como saber que parte da prole será homozigota para todos os quatro alelos recessivos? Para obter a resposta desta pergunta, observa-se um gene de cada vez. Para o primeiro gene, a parte da prole que será homozigota recessiva é 1/4 . Isto se repetirá para os outros três genes. Assim, pelo princípio da distribuição independente, a parte da prole que será homozigota recessiva quádrupla é 1/4 X 1/4 X 1/4 X 1/4= 1/256. Continuando o raciocínio, como saber que fração da prole será homozigota para todos os quatro genes? Para responder a esta indagação, deve-se primeiro verificar quais genótipos satisfazem a questão. Para cada gene existem dois tipos de homozigotos, o dominante AA e o recessivo aa. Juntos constituem a metade da prole. Assim, a fração da prole que será homozigota para todos os quatro genes será 1/2 X 1/2 X 1/2 X 1/2 = 1/16. Agora se utiliza o cruzamento entre Aa Bb X Aa Bb para saber que parte da prole apresentará o fenótipo recessivo para pelo menos um gene. Neste cruzamento, três genótipos satisfariam a esta condição: A_ BB, aa B_ e aa bb. A probabilidade para A_ bb é 3/4 X 1/4 = 3/16, para aa B_ é de 1/4 X 3/4 = 3/16 e para aa bb é de 1/4 X 1/4 = 1/16. A soma das probabilidades correspondentes a cada genótipo é 7/16. Este resultado corresponde à parte da prole que apresenta fenótipo recessivo para ao menos um gene. Heredogramas Heredogramas são representações gráficas da herança de uma ou mais características genéticas em uma família. Para organizar o heredograma utilizam-se símbolos (Figura 11). Os homens são representados pelo quadrado e as mulheres pelo círculo. A linha horizontal que une o círculo e o quadrado representa a reprodução. A prole é colocada abaixo dos genitores, começando à esquerda pelo primeiro filho e continuando pela ordem do nascimento para a direita. Pessoas que apresentam uma determinada característica genética são indicadas por cor ou sombreamento. As gerações são indicadas em números romanos e cada indivíduo é representado por número arábico depois do número romano. Genética 43 Figura 11 – Símbolos utilizados em heredogramas. Retirado de http://www.infoescola.com/genetica/genealogia/, Acesso em 26/10/2014, às 17h21. Genética 44 Variação alélica Em experimentos realizados por outros pesquisadores verificou-se que as proporções fenotípicas propostas por Mendel nem sempre ocorriam. Apesar disto, as proporções genotípicas são as mesmas. Ausência de dominância, herança intermediária ou codominância: Quando não há relação de dominância ou recessividade entre os alelos de um gene, surge heterozigoto com fenótipo intermediário. Assim, a proporção genotípica é igual à fenotípica, pois cada genótipo manifesta um fenótipo diferente (Figura 12). Cruzamento AB X AB Proporção genotípica 1 AA 2 AB 1 BB Proporção fenotípica 1 A 2 AB 1 B Figura 12 – Proporções fenotípica e genotípica no cruzamento heterozigoto. As flores de Mirabilis jalapa são vermelhas e brancas. No cruzamento entre as plantas com flores vermelhas (VV) e as com flores brancas (BB) que são homozigóticas, surge na geração F1 o fenótipo intermediário róseo (VB), heterozogótica. Quando se cruzam os indivíduos com flores róseas (VB), originam- se na F2 indivíduos com flores vermelhas, com flores róseas e com flores brancas, na proporção de 1:2:1 respectivamente. Alelos múltiplos ou polialelia Polialelia ocorre quando há mais de dois alelos para cada lócus. Para exemplificar, apresenta-se o estudo sobre a herança da cor do pelo em coelhos. Existem quatro fenótipos para esse caráter: aguti (c+), chinchila (cch), himalaio (ch) e albino (c). Para cada um destes fenótipos há um alelo determinante, com a seguinte relação de dominância: c+ é dominante sobre todos os outros, cch é dominante sobre ch e c, ch é dominante sobre o alelo c que é recessivo em relação a todos os demais alelos. Assim, a ordem de dominância entre os alelos é c+ > cch > ch > c. Genética 45 Na Figura 13 observam-se as combinações possíveis entre os alelos para obtenção do genótipo e do fenótipo correspondente. Genótipo Fenótipo c+c+, c+cch, c+ch, c+c Aguti cchcch, cchch, cchc Chinchila chch, chc Himalaio cc Albino Figura 13 – Proporções fenotípica e genotípica para polialelia. No ser humano, existem diversos sistemas de classificação dos grupos sanguíneos. O sistema ABO é um caso de herança com polialelia. Os alelos envolvidos são IA, IB e i Dependendo da formação dos pares de alelos, são obtidos tipos diferentes de grupos sanguíneos: grupo A, grupo B, grupo AB e grupo O (Figura 14). O alelo i é recessivo em relação aos alelos IA e IB. Assim, o indivíduo homozigoto recessivo (ii) pertence ao grupo O. Quando os alelos IA e IB encontram- se no mesmo indivíduo, ambos se manifestam. Portanto, o genótipo IAIB resulta no fenótipo apresentado no grupo AB, caracterizando um caso de co-dominância. Os alelos IA e IB propiciam a síntese de antígenos denominados aglutinogênios, localizados na membranadas hemácias. O alelo IA codifica o aglutinogênio A e o IB codifica o aglutinogênio B. No plasma há anticorpos chamados aglutininas(anti-A e anti-B), que combatem os antígenos. Os indivíduos do grupo A possuem, no plasma, aglutinina anti-B e os do grupo B possuem aglutinina anti-A. Os indivíduos do grupo AB não possuem aglutininas, entretanto os do grupo O possuem as duas aglutininas (anti- A e anti-B). Genética 46 Grupo sanguíneo Genótipo Aglutinogênio Aglutinina A IAIA, IAi A Anti-B B IBIB, IBi B Anti-A AB IAIB AB Nenhuma O ii Nenhum Anti-A e Anti-B Figura 14 – Grupos sanguíneos. Nas hemácias humanas pode ocorrer outro antígeno chamado fator Rh. Os indivíduos que possuem o fator são considerados Rh positivo (Rh+) e os que não apresentam o fator são denominados Rh negativo (Rh-). O anticorpo anti-Rh só é produzido se o indivíduo Rh- receber o sangue de outro indivíduo Rh+. Alelos letais: Em 1905, Cuénot, pesquisador francês, realizou experimentos, com o objetivo de estudar a herança da cor do pelo de camundongos. Ele verificou que todos os camundongos amarelos eram heterozigotos e que os agutis eram homozigotos recessivos. Ao cruzar indivíduos amarelos entre si, Cuénot obteve sempre a proporção fenotípica de 2 amarelos para 1 agutis (2:1), diferentemente da proporção mendeliana esperada de 3:1. Assim, Cuénot propôs que o espermatozoide com gene dominante (A) não fecundava o óvulo com gene A. Posteriormente, outros estudiosos verificaram que o indivíduo AA chegava a se formar, mas morria antes do nascimento. Dessa maneira, propôs-se que o gene AA era letal. Portanto, mesmo esse gene sendo dominante para a cor do pelo, é recessivo para a letalidade, pois apenas a homozigose determina a morte do indivíduo. No ser humano, alguns alelos letais existem, como por exemplo; na doença de Tay-Sachs ou idiotia amaurótica infantil cujos indivíduos afetados apresentam paralisia, cegueira e morte por volta do segundo ano de vida. Nesse caso, o indivíduo afetado é homozigoto recessivo (ss) e os indivíduos normais são SS ou Ss. Outra patologia associada aos alelos letais é a acondroplasia, tipo de nanismo em que a cabeça e o tronco são normais, mas os membros superiores e inferiores são curtos. Os homozigotos AA apresentam a doença e morrem antes de nascer. Os Genética 47 indivíduos heterozigotos (Aa) apresentam a anomalia, mas nascem e conseguem sobreviver. Já os indivíduos homozigotos aa são normais. Há ainda o braquidactilismo, cujos indivíduos afetados apresentam os dedos das mãos curtos. Os indivíduos normais são bb e os afetados são BB, que morrem ao nascer, ou Bb que conseguem sobreviver apesar da anomalia. Leitura Complementar: Aprofunde seus conhecimentos sobre os assuntos abordados nesta unidade lendo o artigo: NEVES, D. R.; et al. Mapeamento do sistema de grupos sanguíneos ABO em Rondonópolis – MT. Biodiversidade - V.13, N.2, 2014 - p. 48- 55. Na próxima unidade serão abordados pleiotropia, interação gênica, epistasia e poligenia. É hora de se avaliar! Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-aprendizagem. Genética 48 Exercícios - unidade 2 1.Em determinada raça animal, a cor preta é determinada pelo alelo dominante M e a marrom pelo alelo m; o alelo B condiciona padrão uniforme e o b, presença de manchas brancas. Esses dois pares de alelos autossômicos segregam- se independentemente. A partir do cruzamento Mmbb X mmBb, a probabilidade de nascer um filhote marrom com manchas é: a)1/16. b) 3/16. c) 1/4. d) 1/2. e) 3/4. 2.A palavra fenótipo indica a manifestação no indivíduo de suas características: a) Ambientais. b) Funcionais apenas. c) Herdáveis e não herdáveis. d) Hereditárias, congênitas e adquiridas. e) Estruturais, funcionais e comportamentais. Genética 49 3.Algumas pessoas demonstram uma transpiração excessiva mesmo em condições ambientais normais. Esse caráter é determinado por um gene dominante S. Como será o genótipo de uma pessoa normal? a) ss. b) SS. c) Ss. d) S. e) s. 4.A primeira lei de Mendel refere-se à disjunção dos fatores hereditários que, atualmente, trata-se de genes, os quais segregam: a) Durante a meiose da gametogênese. b) Justificando as heterozigoses. c) Nas células diploides. d) Em função dos fenótipos. e) No ato da fecundação. Genética 50 5.Leia as afirmações abaixo relativas à transmissão dos caracteres na reprodução sexuada. I – Os caracteres são transmitidos dos pais para os filhos devido a informações contidas no sangue dos pais, que se concentram no esperma do homem e nas excreções vaginais da mulher; II – Os caracteres são transmitidos dos pais para os filhos devido a informações contidas no interior das células reprodutoras masculinas e femininas, chamadas gametas, que se unem na fecundação; III – Os cromossomos existem aos pares nas células e os genes ocupam um lugar definido no cromossomo, chamado locus gênico, assim, os genes também existem aos pares. Os pares de cromossomos semelhantes são chamados cromossomos homólogos, e os pares de genes que ocupam um mesmo locus nestes cromossomos são chamados genes alelos. Das afirmações acima está (estão) correta (s): a) I, apenas. b) II e III, apenas. c) III, apenas. d) II, apenas. e) I, II e III. Genética 51 6.De acordo com a primeira lei de Mendel confira as afirmações abaixo e marque a que apresentar informações incorretas. a. Em cada espécie de ser vivo o número de cromossomos é constante, e isso ocorre porque na formação dos gametas esse número é reduzido à metade e depois, na fecundação, restabelece-se o número inicial. b.Cada caráter é determinado por um par de fatores que se separam na formação dos gametas, indo um fator do par para cada gameta. c. Quando os alelos de um par são iguais, fala-se em condição heterozigótica (para a qual Mendel usava o termo puro), e quando os alelos são diferentes, fala-se em condição homozigótica (para a qual Mendel usava o termo hibrido). d.Um mesmo caráter pode apresentar duas ou mais variáveis, e a variável de cada caráter é denominada fenótipo. e. O termo genótipo pode ser aplicado tanto ao conjunto total de genes de um indivíduo como a cada gene em particular. 7. (FUC-MT) Cruzando-se ervilhas verdes vv com ervilhas amarelas Vv, os descendentes serão: a) 100% vv, verdes; b) 100% VV, amarelas; c) 50% Vv, amarelas; 50% vv, verdes; d) 25% Vv, amarelas; 50% vv, verdes; 25% VV, amarelas; e) 25% vv, verdes; 50% Vv, amarelas; 25% VV, verdes. Genética 52 8. Um gato da cor marrom foi cruzado com duas fêmeas. A primeira fêmea era da cor preta, e teve sete filhotes da cor preta e seis filhotes da cor marrom. Já a outra fêmea, também era da cor preta, e teve 14 filhotes, sendo todos eles da cor preta. A partir desses cruzamentos marque a opção que contém os genótipos do macho, da primeira e da segunda fêmea respectivamente. a) Aa, aa, aa. b) AA, aa, aa. c) aa, AA, aa. d) (aa, Aa, AA. e) Aa, AA, Aa. 9.Duas linhagens de camundongos, uma de pelagem preta e outra de pelagem cinza, foram cruzadas, e toda a prole tinha pelagem preta. Preveja o resultado do entrecruzamento da prole. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Genética 53 10.A característica que está segregando no heredograma seguinte é devida a um alelo dominante ou recessivo? Genética 54 Genética 55 Ação Gênica 3 Genética 56 Na terceira unidade serão discutidas as relações genotípicas, fenotípicas e ambientais para os organismos. Objetivos da unidade: Compreender a relação entre genótipo, fenótipo e fatores ambientais; Identificar e conhecer as interações gênicas; Entender a pleiotropia; Analisar a herança quantitativa. Plano da unidade: Influência do ambiente. Interações gênicas. Pleiotropia. Herança quantitativa ou poligenia: Bons estudos! Genética 57 Influência ambiental O estudo da genética, até o início do século XX, baseou-se em deduções que partiram da análise de fenótipos. Estas análises mostraram que os genes não atuam isoladamente, mas sim no contexto ambiental e também podem atuar associados a outros genes. Dessa maneira, conclui-se que um determinado gene pode influenciar várias características diferentes. O gene deve funcionar no contexto de ambientes biológicos e físicos. Na pesquisa de genética humana observam-se dois exemplos da influência do ambiente sobre o fenótipo. Fenilcetonúria (PKU) é um distúrbio recessivo do metabolismo de aminoácidos. Indivíduos homozigotos para o alelo mutante acumulam substâncias tóxicas no sistema nervoso central, o que pode prejudicar a capacidade mental. Quando estes indivíduos ingerem o aminoácido fenilalanina na sua dieta, ele é metabolizado em substâncias tóxicas, resultando na manifestação da doença. Entretanto, quando há uma dieta pobre em fenilalanina, os indivíduos que apresentam genótipo para a doença não a desenvolvem, e geralmente amadurecem sem graves distúrbios mentais. Neste exemplo, o fator ambiental dieta pode ser manipulado para modificar o fenótipo evitando transtorno maior. Outro fator que pode influenciar a expressão fenotípica de genes é o ambiente biológico. O padrão de calvície em humanos é um exemplo. Neste caso, o fator biológico relevante é o sexo. O padrão de calvície relaciona-se a um alelo que é expresso diferentemente nos dois sexos. Nos homens, tanto homozigotos quanto heterozigotos para este alelo desenvolvem calvície. Já nas mulheres, somente as homozigotas podem se tronar calvas. A expressão deste alelo é detonada pelo hormônio masculino chamado testosterona. Genética 58 Interações gênicas: As interações gênicas podem ser agrupadas em duas categorias: interações não epistáticas e interações epistáticas. Interações não epistáticas: A partir dos estudos com o cruzamento em galinhas, realizados por Bateson e Punnett, surgiram as primeiras evidências de que uma característica pode ser influenciada por mais de um gene. Estes pesquisadores utilizaram em seus experimentos tipos diferentes de galinhas domésticas (Figura 15) que apresentavam tipos diferentes de cristas. Havia galinhas com crista do tipo rosa, ervilha e simples. O cruzamento entre galinhas com cristas rosa e ervilha resultou no surgimento de galinhas com crista do tipo noz. Figura 15 – Retirado de http://vivendociencias.blogspot.com.br/2013/11/interacoes- genicas.html, acesso em 27/10/2014, às 11h39. Eles descobriram que o tipo de crista é determinado por dois genes que segregam independentemente, R e P, cada um com dois alelos. As galinhas com crista rosa possuem genótipo RRpp e as com crista ervilha tem genótipo rrPP. A F1 resultante apresenta genótipo RrPp e fenótipo com crista do tipo noz. Genética 59 Se houver o entrecruzamento com os indivíduos da F1, todos os quatro tipos de cristas surgiriam na proporção de: 9/16 noz (R-P-), 3/16 rosa (R-pp), 3/16 ervilha (rrP-) e 1/16 simples (rrpp).Conforme mostra a Figura 16. Geração P Rosa RRpp X Ervilha rrPP Gametas Rp rP Geração F1 Noz RrPp X Noz RrPp Geração F2 RP Rp rP rp RP Noz RRPP Noz RRPp Noz RrPP Noz RrPp Rp Noz RRPp Rosa RRpp Noz RrPp Rosa Rrpp rP Noz RrPP Noz RrPp Ervilha rrPP Ervilha rrPp rp Noz RrPp Rosa Rrpp Ervilha rrPp Simples rrpp Figura 16 – Representação gráfica do experimento de Bateson e Punnett. Este experimento com as galinhas demonstrou que dois genes que segregam independentemente podem afetar uma característica. Genética 60 Interações epistáticas: Quando dois ou mais genes influenciam uma característica, um alelo de uma delas pode ter um efeito predominante sobre o fenótipo. O alelo que apresenta a característica predominante é dito epistático em relação aos outros genes envolvidos. O termo epistasia origina-se da palavra grega para “sobrepujante”. Portanto, a epistasia é o fenômeno que ocorre quando há um gene que inibe a ação de outro que não é seu alelo e está situado em cromossomo não homólogo. Epistasia dominante: A epistasia dominante ocorre quando o alelo dominante de um par inibe a ação de alelos de outro par. O estudo sobre a herança da cor da pelagem em cavalos demonstra um exemplo de epistasia dominante. O alelo W inibe a manifestação da cor e é dominante sobre seu alelo w, que permite a manifestação da cor. O gene B determina pelos pretos e seu alelo b, pelos marrons. Quando o gene W encontra-se no genótipo, o fenótipo é pelos brancos, pois ele é dominante e inibe a ação de outro gene de outro par. O gene W é epistático, enquanto que os alelos B e b são hipostáticos. Quando há o cruzamento de cavalos heterozigotos para os dois pares de genes, obtêm-se a proporção fenotípica de 12:3:1, característica da epistasia dominante. Conforme mostra a Figura 17. Genética 61 Geração P Branco WwBb X Branco WwBb Geração F1 WB Wb wB wb WB Branco WWBB Branco WWBb Branco WwBB Branco WwBb Wb Branco WWBb Branco WWbb Branco WwBb Branco Wwbb wB Branco WwBB Branco WwBb Preto wwBB Preto wwBb wb Branco WwBb Branco Wwbb Preto wwBb Marrom wwbb Figura 17 – Representação gráfica da epistasia dominante. Epistasia recessiva duplicada: A epistasia recessiva duplicada ocorre quando o par de alelos recessivos (aa) de um lócus inibe a ação de genes de outro par de cromossomos homólogos (B e b) e, ao mesmo tempo, o par de alelos bb inibe a ação dos alelos A e a. Portanto, o par de alelos aa é epistático sobre B e b, e o par bb é epistático sobre A e a. Nos casos de epistasia recessiva duplicada, quando ocorre no genótipo os pares aa e bb, os fenótipos serão iguais. Quando os dois alelos dominantes estão presentes juntos (A_B_), eles se complementam, resultando em outro fenótipo. A herança da surdez congênita nos seres humanos é um exemplo de epistasia recessiva duplicada. Essa anomalia resulta da homozigose dos genes recessivos d ou e, que interagem na determinação desse caráter. São necessários dois alelos dominantes D e E para a audição normal. A proporção esperada do cruzamento de híbridos é 9:7 (Figura 18). Genética 62 Geração P Ouvinte DdEe X Ouvinte DdEe Geração F1 DE De dE de DE Ouvinte DDEE Ouvinte DDEe Ouvinte DdEE Ouvinte DdEe De Ouvinte DDEe Surdo DDee Ouvinte DdEe Surdo Ddee dE Ouvinte DdEE Ouvinte DdEe Surdo ddEE Surd ddEe de Ouvinte DdEe Surdo Ddee Surdo ddEe Surdo ddee Figura 18 – Representação gráfica da epistasia recessiva duplicada. Pleiotropia: Pleiotropia é caracterizada pela ação de um gene influenciando vários fenótipos. O gene parafenilcetonúria (PKU) em seres humanos é um exemplo. O efeito primário de mutações recessivas neste gene resulta na acumulação de substâncias tóxicas no cérebro. Contudo, essas mutações interferem também na síntese de melanina, clareando a cor dos cabelos. Dessa maneira, indivíduos com PKU frequentemente possuem cabelo castanho-claro ou louro. Herança quantitativa ou poligenia: A poligenia é um tipo especial de interação gênica em que os fenótipos são contínuos. Os genes que participam da herança quantitativa são denominados poligenes. Cada um contribui com uma parte no fenótipo. Cada par de poligenes situa-se em um par de cromossomos homólogos. A herança da cor da pele no ser humano é um exemplo. Neste caso envolvem- se dois pares de alelos localizados em cromossomos não homólogos (N e n; B e b). Genética 63 Os aleos N e B determinam a síntese de grande quantidade de melanina nas células da pele, enquanto que os alelos n e b determinam a síntese de pouca melanina. Assim, os indivíduos NNBB possuem muita melanina e são negros. Já os indivíduos nnbb possuem pouca melanina na pele e são brancos. Entre estes fenótipos existe uma gama de classes fenotípicas. No cruzamento entre indivíduos mulatos médios, ambos heterozigotos para os dois genes ocorre a seguinte distribuição (Figura 19): Geração P Mulato médio NnBb X Mulata média NnBb Geração F1 NB Nb nB nb NB Negro NNBB Mulato escuro NNBb Mulato escuro NnBB Mulato médio NnBb Nb Mulato escuro NNBb Mulato médio NNbb Mulato médio NnBb Mulato claro Nnbb nB Mulato escuro NnBB Mulato médio NnBb Mulato médio nnBB Mulato claro nnBb nb Mulato médio NnBb Mulato claro Nnbb Mulato claro nnBb Branco nnbb Figura 19 – Representação gráfica da polialelia. Este resultado indica a proporção de 1:16 negro, 4:16 mulatos escuros, 6:16 mulatos médios, 4:16 mulatos claros e 1:16 branco. Portanto, o fenótipo varia continuamente entre os extremos de negros e brancos, havendo o maior número de indivíduos com fenótipos intermediários. Genética 64 Nos casos de herança quantitativa, observou-se que existe um padrão de distribuição fenotípica na prole resultante do cruzamento entre heterozigotos que obedece ao desenvolvimento do binômio de Newton (p+q)n, sendo n o número de poligenes.Utilizando o binômio de Newton pode-se construir o triângulo de Pascal (Figura 20). Nºde poligenes Coeficientes binominais Total de combinações 0 1 1 1 1 1 2 2 1 2 1 4 3 1 3 3 1 8 4 1 4 6 4 1 16 5 1 5 10 10 5 1 32 6 1 6 15 20 15 6 1 64 7 1 7 21 35 35 21 7 1 128 8 1 8 28 56 70 56 28 8 1 256 Figura 20 – Representação gráfica do triângulo de Pascal. Genética 65 Quando se deseja saber a proporção fenotípica na prole de heterozigotos, por exemplo, para três pares de alelos (seis poligenes), utiliza-se a linha correspondente ao número 6 do triângulo de Pascal. Como destacado na Figura 20. Assim obtêm-se a proporção de 1:64, 6:64, 15:64, 20:64, 15:64, 6:64 e 1:64. Leitura Complementar: Aprofunde seus conhecimentos sobre os assuntos abordados nesta unidade lendo capítulo do livro: SNUSTAD, D. P.; SIMMONS, M. J. Extensões do mendelismo. In: Fundamentos de Genética. 4ª Ed. Rio de janeiro: Ed. Guanabara Koogan, 2010. Cap. 4., p. 67 – 87. Na próxima unidade será abordada teoria cromossômica da herança e herança ligada ao sexo. É hora de se avaliar! Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-aprendizagem. Genética 66 Exercícios - unidade 3 1.Em genética, o fenômeno da interação gênica consiste no fato de: a) Uma característica provocada pelo ambiente, como a surdez por infecção, imitar uma característica genética, como a surdez hereditária. b) Vários pares de genes não alelos influenciarem na determinação de uma mesma característica. c) Um único gene ter efeito simultâneo sobre várias características do organismo. d) Dois pares de genes estarem no mesmo par de cromossomos homólogos. e) Dois cromossomos se unirem para formar um gameta. 2.Em certas aves, a cor da plumagem depende de dois pares de alelos autossômicos com segregação independente. O alelo P condiciona a produção de pigmento e a plumagem é colorida; o alelo recessivo p não leva à produção de pigmentos e a plumagem é branca. O alelo C inibe a manifestação da cor e a plumagem é branca; o alelo recessivo c permite a manifestação da cor. A maior frequência de descendentes com plumagem branca é esperada a partir do cruzamento de: a) PPCC x ppcc. b) PPcc x ppcc. c) PPCc x Ppcc. d) PpCc x Ppcc. e) PpCc x ppcc. Genética 67 3.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) Genética 68 c) d) e) Genética 69 4.Nos seres humanos, há um tipo de surdez que tem determinação genética autossômica: dois genes não alelos dominantes D e E interagem de modo que, na falta de qualquer um dos dois, o indivíduo será surdo. Ocorrendo um casamento entre um homem ouvinte homozigoto para os dois loci, com uma mulher heterozigota também para os dois loci, é correto afirmar que se tiverem filhos e filhas: a) Todos os meninos e meninas serão ouvintes. b) Todos os meninos e meninas serão surdos. c) Somente os meninos serão surdos. d) Somente as meninas serão surdas. e) Metade dos filhos, independentemente do sexo, serão surdos. 5.Pares de genes, com segregação independente podem agir, conjuntamente, na determinação de uma mesma característica fenotípica. Este fenômeno e conhecido como ______. Marque a alternativa que completa CORRETAMENTE a lacuna. a) Interação gênica b) Epistasia c) Poligenia d) Dominância completa e) Pleiotropia Genética 70 6.(ACAFE-SC) Os fenótipos para a forma dos frutos da abobra podem ser: discoide, esférica ou alongada. A forma discoide dos frutos da abobra e condicionada pelo genótipo A_B_; a forma alongada por aabb. Do cruzamento de abobras discoide, ambas heterozigotas esperam que nasçam: a) somente abobras discoides. b) 50% AaBb e 50% aabb. c) abobras discoides, esféricas e alongadas. d) 75%A_B_ e 25% a_B_. e) somente abobras discoides heterozigotos. 7.(UNIFOR-CE) Na moranga, a cor dos frutos deve-se às seguintes combinações de genes: B_aa = amarelo B_A_ = branco bbA_ = branco bbaa = verde Estas informações permitem concluir que o gene. a) A e epistático sobre seu alelo. b) B é epistático sobre A e sobre a. c) a é hipostático em relação a A. d) b é hipostático em relação a B. e) A é epistático sobre B e sobre b. Genética 71 8.(CESGRANRIO-RJ) Suponha-se que a cor de pele humana seja condicionada por apenas dois pares de genes autossômicos (A e B) dominantes, qual a probabilidade de um casal de mulatos médios, ambos com genótipos AaBb, ter um filho branco. a) 1/16 b) 4/16 c) 5/16 d) 6/16 e) 8/16 9.Um pesquisador cruzou paineiras de flores pink com paineiras de flores brancas. Os descendentes (F1) foram cruzados entre si, produzindo sempre as seguintes frequências fenotípicas na geração F2: a) Qual o tipo de herança da cor da flor da paineira? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Genética72 b) Indique as possibilidades de se obterem em um cruzamento: I. apenas flores de cor branca; ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ II. apenas flores de cor rosa médio. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 10.Numa dada planta, o gene B condiciona fruto branco e o gene A condiciona fruto amarelo, mas o gene B inibe a ação do gene A. O duplo recessivo condiciona fruto verde. Considerando que tais genes apresentam segregação independentemente um do outro, responda: a) Como se chama esse tipo de interação? ___________________________________________________________________ b) Qual a proporção fenotípica correta entre os descendentes do cruzamento de plantas heterozigotas para esses dois pares de genes? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Genética 73 Bases Cromossômicas da Hereditariedade 4 Genética 74 Nesta unidade serão discutidos temas acerca da teoria cromossômica da herança genética e a herança ligada ao sexo. Objetivos da unidade: Compreender a ação dos genes na determinação do sexo; Identificar e conhecer os cromossomos sexuais; Entender a herança genética ligada ao sexo; Entender os sistemas de determinação do sexo que não envolve cromossomos sexuais. Plano da unidade: Cromossomos, genes e sexo. Teoria cromossômica da hereditariedade. Determinação genética do sexo. Outros mecanismos de herança ligados ao sexo. Bons estudos! Genética 75 Cromossomos, genes e sexo: Cada espécie apresenta um conjunto característico de cromossomos localizados no núcleo da célula. O número de cromossomos de uma espécie é quase sempre um múltiplo par de um número básico (n). Nos seres humanos n = 23 cromossomos, esse número de cromossomos é encontrado nos ovócitos e espermatozoides, formando o genoma haploide. A maioria das células somáticas é diploide (2n), pois possuem duas unidades de cada cromossomo desse conjunto. Em algumas espécies o número de cromossomos pode caracterizar o sexo do indivíduo. Em outras espécies, como o ser humano, ambos os sexos apresentam o mesmo número de cromossomos. Entretanto, o cromossomo Y que caracteriza o sexo masculino faz par com o cromossomo X durante a meiose. Portanto, os cromossomos X e Y são cromossomos sexuais e todos os outros cromossomos do genoma são autossomos. Teoria cromossômica da hereditariedade: Em 1909, o biólogo americano Thomas H. Morgan iniciou experimento com um tipo de mosca denominada Drosophila melanogaster. Este tipo de mosca se adequava as pesquisas de Morgan porque se reproduziam rapidamente e prolificamente, e também pelo baixo custo de criação. Além disso, possui apenas quatro pares de cromossomos, sendo um par de cromossomos sexuais. Morgan demonstrou com seu experimento que a mutação de cor de olho era herdada junto com o cromossomo X. Sua pesquisa iniciou-se com a descoberta de macho mutante que tinha olhos brancos, diferentemente de olhos vermelhos encontrados em moscas selvagens. Quando este macho era cruzado com fêmea selvagem, toda a prole apresentava olhos vermelhos. Quando essa prole foi entrecruzada, Morgan verificou um padrão especifico de segregação: todas as fêmeas e a metade dos machos tinham olhos vermelhos e a outra metade dos machos possuíam olhos brancos. Este resultado sugeriu que a herança da cor dos olhos era ligada ao cromossomo sexual. Conforme demonstra a Figura 21. Genética 76 P X X x X Y w+ w+ w Fêmea de olhos vermelhos Macho de olhos brancos F1 X X x X Y w+ w w+ Fêmea de olhos vermelhos Macho de olhos vermelhos F2 X X X X X Y X Y w+ w+ w+ w w+ w Fêmea de olhos vermelhos Fêmea de olhos vermelhos Macho de olhos vermelhos Macho de olhos brancos Figura 21 – Representação gráfica do experimento de Morgan. Determinação genética do sexo: Existem dois grupos de mecanismos de determinação do sexo nos animais. O grupo que envolve apenas os cromossomos sexuais e o grupo que não envolve os cromossomos sexuais. Sistema XY: Nos cariótipos de um homem e uma mulher normais o par de cromossomos 23 é diferente. Os cromossomos que diferem nos dois sexos denominam-se heterossomos ou cromossomos sexuais, e os cromossomos que são idênticos nos dois sexos chamam-se autossomos ou cromossomos autossômicos. Genética 77 No sistema de determinação do sexo conhecido como Sistema XY, o sexo feminino é definido pela presença de dois cromossomos sexuais iguais XX e o sexo masculino é definido pela presença de dois heterossomos diferentes XY. Neste sistema a fêmea é o sexo homogamético, pois produz apenas um tipo de gameta. O macho é heterogamético, pois produz dois tipos de gametas. Portanto, o sexo dos descendentes é determinado pelos gametas masculinos. Os cromossomos sexuais emparelham-se na meiose. Como os cromossomos X e Y diferem na forma e no tamanho, seu emparelhamento é parcial. Assim, há uma região homóloga, onde há emparelhamento entre o cromossomo X e o cromossomo Y e uma região não homóloga, onde não há emparelhamento entre os cromossomos sexuais. Os genes que se encontram na região não homóloga do cromossomo X apresentam uma herança ligada ao sexo ou herança ligada ao X. Neste caso, os machos possuem apenas um cromossomo X, não havendo alelos dos genes localizados na região não homóloga desse cromossomo, por isso são denominados hemizigóticos. As fêmeas podem ser homozigóticas ou heterozigóticas, pois apresentam dois cromossomos X que se emparelham completamente. Os genes recessivos situados na região não homóloga do cromossomo X expressam-se, na maioria das vezes, nos machos. Nas fêmeas os genes recessivos manifestam-se apenas em homozigose. A hemofilia A é uma doença caracterizada pela ausência de uma das proteínas que agem na coagulação do sangue e é determinada por um gene recessivo ligado ao X. Veja o exemplo na Figura 22 que representa o cruzamento entre uma mulher heterozigota para hemofilia (XHXh ) e um homem normal (XHY). Genética 78 XHXh Mulher normal (portadora do gene para hemofilia). x XHY Homem normal Gametas XH Y XH XHXH Mulher normal XHY Homem normal Xh XHXh Mulher normal (portadora do gene para hemofilia). XhY Homem hemofílico Figura 22 – Representação gráfica do cruzamento entre mulher heterozigota para hemofilia e homem normal. Esse cruzamento resulta em todas as mulheres normais, sendo metade delas heterozigotas para hemofilia. Já os homens poderão ser normais ou hemofílicos em proporções iguais. Os genes localizados na região não homóloga do cromossomo Y são denominados de gene holândricos e condicionam herança restrita ao sexo ou herança ligada ao Y, que ocorre exclusivamente nos machos. Genética 79 Sistema de determinação do sexo que não envolve cromossomos sexuais: Em alguns insetos, como as formigas, o sexo não é determinado pelos cromossomos sexuais, mas pelo número de conjuntos de cromossomos. As fêmeas são diploides, originam-se da fecundação de um óvulo por um espermatozoide. Os machos são haploides, originam-se de óvulos não fecundados que se dividem e formam o indivíduo. Nas abelhas, os óvulos fecundados podem originar as operárias que são estéreis ou a rainha que é fértil. Esta diferenciação dependerá da quantidade e da qualidade do alimento recebido pela larva durante seu desenvolvimento. Nos répteis o sexo pode ser determinado por meio de cromossomos sexuais ou pela ação do meio ambiente, cuja temperatura
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