Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 Universidade Federal do Pará Programa Universidade Aberta Professor (a): Maksuel Jorge Aluno (a): Módulo: Biologia Assunto: Genética - Conceitos Básicos Data: __/08/2016 INTRODUÇÃO Todos os seres vivos surgem a partir de outros por processos de reprodução. Todavia, maravilhoso é outro fenômeno que ocorre junto com a reprodução, a hereditariedade. É ela que explica as profundas semelhanças entre pais e filhos, entre os indivíduos de uma linhagem, de um grupo étnico ou de uma espécie. E foram as aberrações desse extraordinário fenômeno, as mutações, que, associadas a fatores diversos do meio ambiente, permitiram a Evolução, desde os primórdios da vida da Terra até o surgimento do homem. O estudo da hereditariedade é o objetivo primeiro da Genética e seu progresso a cada ano vem trazendo surpreendentes descobertas que proporcionarão mais saúde e melhores condições de vida às futuras gerações. GENÉTICA É parte da Biologia que estuda os fenômenos associados com a Hereditariedade. A hereditariedade é, por sua vez, a propriedade que têm os seres vivos de transmitir aos descendentes as características mais particulares, íntimas, sejam elas estruturais, funcionais ou simplesmente de comportamento. Ela está presente até mesmo nos mais insignificantes organismos. Quando um bacilo da tuberculose se reproduz origina outros bacilos iguais, que se comportam como ele, nunca originando bacilos da lepra, do tétano ou da difteria. Cada um destes tem particularidades próprias, inclusive no comportamento pela escolha dos tecidos ou dos órgãos que ataca. Isso fica fácil de entender também através de uma pergunta simples: por que um gato, ao se reproduzir, gera outros gatos, e não cachorros? Simples, devido à hereditariedade do gato, suas informações genéticas são diferentes das caninas. Isso é válido para todo tipo de vida, sendo importante estudar a transmissão do material genético ao longo das gerações, a natureza química do material hereditário e seu modo de ação. Sabe-se que essas informações estão armazenadas em trechos de ácidos nucleicos, denominado Genes. Figura 01: representação de um casal de humanos com sua prole. Graças à hereditariedade é possível perceber as características semelhantes entre pais e filhos. Esse conjunto de informações ou caracteres passados de geração para geração é um dos objetivos da Genética CONCEITOS BÁSICOS Antes de aprofundar os estudos dentro da Genética, é de suma importância a compreensão de termos chave comumente utilizados nesse ramo, tais como os conceitos de DNA, gene, código genético, característica, cromossomos homólogos, locus gênico, genes alelos, dominância e genes dominantes, recessividade e genes recessivos, homozigose, heterozigose, genótipo, fenótipo, fenocópia, hibridação e mestiçagem, dominância completa, dominância incompleta e co-dominância. DNA Ácido desoxirribonucleico, é um ácido nucleico intimamente relacionado com o armazenamento de todas as informações genéticas de um indivíduo. Toda hereditariedade apresentada por uma espécie é passada de geração para geração através dessas moléculas. Quimicamente, é constituída por duas cadeias de nucleotídeos antiparalelas (um nucleotídeo = base nitrogenada + pentose, que no DNA é a desoxirribose + radical fosfato) ligadas entre si por pontes de hidrogênio, apresentando um formato em dupla-hélice. Figura 02: Representação de uma molécula de DNA. É possível visualizar as duas cadeias de nucleotídeos antiparalelas, ligadas por pontes de hidrogênio. Um nucleotídeo é formado três componentes: uma base nitrogenada (que no DNA pode ser a Adenina, Timina, Citosina e Guanina), uma pentose (desoxirribose) e radicais fosfato. As informações genéticas dos seres vivos estão presentes e sendo passadas de geração para geração por estas moléculas. O DNA se localiza no núcleo celular e se encontra associado a proteínas especiais, denominada histonas. Essa associação de uma molécula de DNA e histonas é chamada cromossomo. Hoje se sabe que cada cromossomo dos eucariontes é formado por várias regiões que codificam informação genética (genes), separadas entre si por extensas regiões do DNA que não são transcritas em moléculas de RNA. Essas sequências não-codificantes do DNA são reduzidas nos procariontes, em que praticamente todo o DNA é composto apenas de genes. Já nos eucariontes, a porção não- codificante dos cromossomos chega a corresponder a 97% de todo o DNA. Assim, apenas uma pequena parte do DNA dos cromossomos dos eucariontes (3% do DNA, aproximadamente) é formada por genes. O DNA não-codificante era, erroneamente, chamado DNA-lixo, pois, aparentemente não tinha função. Embora ainda não se saiba exatamente a função de alguns trechos desse DNA, recentemente descobriu-se que o DNA não-codificante: participa da estruturação dos cromossomos e forma o centrômero, estrutura fundamental na correta distribuição dos cromossomos na divisão celular. GENES São trechos ou segmentos de DNA que podem apresentar uma informação genética (informação de uma proteína). As proteínas são moléculas grandes formadas pela união de vários aminoácidos por meio de ligações peptídicas. Quando dois aminoácidos estão unidos é denominado peptídeo. Um conjunto de aminoácidos ligados em sequência é denominado de cadeia polipeptídica ou polipeptídeo. ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha 2 Figura 03: esquema das estruturas do material genético. Cromossomos → Nucleossomos (DNA + histonas) → DNA → Gene (Éxons e Íntrons). Atualmente, sabe-se que o gene não comanda diretamente a síntese de polipeptídeos no interior do núcleo, mas é transcrito em moléculas de outro ácido nucleico: o RNA mensageiro (RNA-m), processo denominado de transcrição gênica. Este RNA-m vai em direção aos ribossomos (livres no citoplasma ou associados ao retículo endoplasmático), onde a informação transcrita é traduzida (tradução) e, assim, sequências de aminoácidos são estabelecidas por um outro tipo de RNA, chamado RNA transportador (RNA-t) consolidando a síntese de proteínas. Nesse contexto, podemos observar que nem sempre um gene está relacionado ao processo de tradução. Como assim? Há genes que são transcritos em moléculas de RNA transportador e RNA ribossômico (RNA-r, ácido ribonucleico que forma os ribossomos) que não são traduzidas em polipeptídeos. Dessa forma, um gene também pode ser definido como: região do DNA que pode ser transcrita em moléculas de RNA. O gene a ser transcrito tem um início e um final definidos por certas sequências de bases nitrogenadas do DNA. A sequência que marca o início do gene recebe o nome de região promotora, e a que marca o final é chamada sequência de término da transcrição. Nesse processo de transcrição participa a enzima RNA polimerase, que se une ao DNA na região promotora do gene. Esta enzima abre a molécula de DNA e desloca-se sobre ela orientando o emparelhamento dos nucleotídeos do RNA de formacomplementar aos nucleotídeos do DNA. Quando a RNA polimerase chega até a sequência de término da transcrição, ela se solta do DNA, finalizando a transcrição e liberando o RNA (RNA-m ou RNA-t ou RNA-r). Vale lembrar que apenas uma das cadeias do DNA é transcrita. Nos eucariontes, o gene pode apresentar regiões que apresentam informações genéticas (codificantes) e regiões que não apresentam (não codificantes). As regiões codificantes de um gene são chamadas de éxons (expressão derivada do inglês expressed regions), e as regiões não codificantes do gene são chamadas de íntrons (expressão derivada do inglês intragenic regions). Após a transcrição do gene em moléculas de RNA, ocorre a maturação do RNA com a remoção dos íntrons, ficando o RNA formado apenas por éxons. Esse processo de retirada de íntrons e permanência dos éxons é denominado splicing (som: “isplaicim”). Todas as classes de genes, inclusive os que codificam RNA- m, RNA-t e RNA-r, podem conter íntrons. Nos procariontes, raramente encontramos íntrons nos seus genes. Figura 04: esquema de um cromossomo. À medida que os conhecimentos em Biologia molecular foram progredindo, verificou-se que um gene, apesar de transcrever um mesmo RNA, no processo de maturação desse RNA, alguns éxons podem ser removidos em alguns tipos celulares e não em outros. Com isso, formam-se moléculas maduras de RNA que são diferentes, apesar de serem produto de um só gene. Essa retirada de éxons alternativamente que permite a formação de diferentes RNAs e, consequentemente, uma pluralidade de opções de síntese proteica, é chamada de splicing alternativo. Isso explica, por exemplo, porque na espécie humana há tão poucos genes para tantas características. Pensava-se que o número de genes era muito maior que o verificado: temos apenas cerca de 35 mil genes que determinam todas as nossas características. Assim, um mesmo gene pode estar relacionado à produção de RNAs diferentes. Figura 05: No processamento do RNA-m nuclear resultante da transcrição de um gene, há remoção de íntrons, mas um mesmo RNA-m pode ser processado de maneiras diferentes, com remoção não só de íntrons como também de alguns éxons. Assim, a partir da transcrição de um só gene, forma-se um só tipo de RNA-m imaturo, mas este pode dar origem a moléculas de RNA-m maduros distintas, que vão para o citoplasma onde cada uma delas comandará a síntese de um tipo de polipeptídeo. Esse mecanismo é chamado de processamento alternativo do RNA-m ou “splicing” (significa quebra, divisão) alternativo. CÓDIGO GENÉTICO Cada polipeptídeo é formado por uma sequência específica de aminoácidos determinada pelo RNA-m maduro. Sabe-se que existem 20 tipos de aminoácidos e que cada RNA-m maduro é formado por uma sequência de bases nitrogenadas a partir do pareamento feito com uma das duas cadeias que constituem o DNA durante a transcrição. Como será que os quatro tipos de bases nitrogenadas conseguem codificar vinte tipos diferentes de aminoácido? Se considerarmos que cada base codifica um aminoácido, então só poderiam existir quatro aminoácidos, mas existem vinte, o que seria impossível. Propôs-se, então, que as bases nitrogenadas formariam uma linguagem em código e que cada código corresponderia a um aminoácido. Surgiu, assim, a expressão código genético. Inicialmente, supôs-se que cada código seria formado pela combinação de duas bases nitrogenadas. Entretanto, quando se faz o cálculo do número total de combinações possíveis entre as quatro bases nitrogenadas em grupos de dois, verifica-se que esse número é 16, menor do que o número total de aminoácidos. Desse modo, o código genético não poderia ser formado por pares de bases nitrogenadas. Após várias experimentações, chegou-se a conclusão de que os aminoácidos são codificados por trincas de bases nitrogenadas: é o código de trincas ou tríades. Cada trinca forma um códon. A combinação das quatro bases nitrogenadas em grupos de três dá um total de 64 códons. Esse número é muito maior do que o número total de aminoácidos. Entretanto, provou-se experimentalmente que um mesmo aminoácido pode ser codificado por mais de um tipo de trinca, havendo, assim, trincas sinônimas. Pelo fato de um aminoácido poder ser codificado por mais de uma trinca, o código genético é dito degenerado. Além disso, esse sistema de codificação é válido praticamente para todos os organismos vivos, daí o código genético ser chamado universal. Figura 06: o código genético consiste em 64 códons. Cada códon é escrito no sentido 5’→3’, a medida que aparecem no RNA-m. AUG é o códon iniciador; UAA, UAG e UGA são códons finalizadores. ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha 3 CARACTERÍSTICA ou CARÁTER É a designação de qualquer particularidade de um indivíduo (ex: a cor dos olhos, cor da flor, o tipo de cabelo e o grupo sanguíneo). Um mesmo caráter pode apresentar duas ou mais variedades (manifestações). Assim, por exemplo, para o caráter “grupo sanguíneo do sistema ABO” pode haver manifestações diferentes: tipo A, tipo B, Tipo AB e tipo O. Outro exemplo, para o caráter “tipo de cabelo” pode haver: liso, ondulado, cacheado e crespo. CROMOSSOMOS HOMÓLOGOS Sabemos que o ser humano apresenta 46 cromossomos, organizados em 23 pares. Essa organização aos pares é devido a características semelhantes entre dois cromossomos, ditos cromossomos homólogos. São considerados homólogos entre si os cromossomos que juntos formam um par. Esses pares só ocorrem em células somáticas, que são diploides. Num par, os dois homólogos possuem genes para os mesmos caracteres, isto é, são cromossomos que apresentam genes que trabalham as mesmas características. E esses genes têm localização idêntica nos dois cromossomos (locus). Por exemplo, a característica cor dos olhos. A cor dos olhos seria condicionada por genes presentes num par de homólogos (cromossomos homólogos). Se considerarmos a característica cor da pele, seria condicionada por genes presentes em um par diferente de cromossomos, sendo estes chamados de homólogos também, porém, mas não em relação ao par de cromossomos que condiciona a cor dos olhos. É importante destacar que do par de cromossomos homólogos, um cromossomo é proveniente do pai (origem paterna) e outro cromossomo é proveniente da mãe (origem materna) durante a fecundação. Figura 07: Acima, exemplificação de um par de cromossomos homólogos. Repare a representação de genes que trabalham as mesmas característicase em locais correspondentes (locus gênico). Nesse exemplo, esse par de homólogos trabalham com 4 características: cor dos olhos, tipo sanguíneo, cor dos cabelos e crescimento, sendo que essas características são trabalhadas por eles e não por outros. LOCUS ou LOCO GÊNICO É o local certo e invariável que cada gene ocupa no cromossomo. Como locus é um termo latino (significa “lugar”), o seu plural é loci (figura acima). O posicionamento de um gene fora do seu locus normal em determinado cromossomo implica, quase sempre, uma mutação. GENES ALELOS São aqueles que formam par e se situam em loci correspondentes nos cromossomos homólogos. Evidentemente, respondem pelo mesmo caráter, ainda que tenham expressões diversas para esta característica. Por exemplo, citemos o caráter cor dos olhos. Pode haver um gene alelo para a cor castanho e outro gene alelo para cor azul. Isso ocorre porque cada alelo de um gene contém diferenças em suas bases nitrogenadas, codificando RNAs diferentes, porém relacionados ao mesmo caráter determinado por aquele gene. Os pares de alelos são representados por letras (minúsculas e/ou maiúsculas). Por exemplo: AA, Aa, aa, BB, Bb, bb. DOMINÂNCIA e GENES DOMINATES Dominância é a capacidade que tem um gene de impedir a manifestação de seu alelo. O gene que assim se comporta é chamado de gene dominante. No geral, esses genes são representados por letras maiúsculas. Ex: a, b, c, d. RECESSIVIDADE e GENES RECESSIVOS Recessividade é a capacidade que tem um gene de não se manifestar em relação a seu alelo (dominante). O gene que não se manifesta em presença do seu alelo dominante é qualificado como gene recessivo. No geral, esses genes são representados por letras minúsculas. Ex: A, B, C, D. HOMOZIGOSE e HETEROZIGOSE Dizemos que há homozigose quando os dois genes de um mesmo par de alelos expressam o mesmo tipo de manifestação, ou seja, quando os alelos que compõem um par são idênticos entre si. Ex: AA, aa, BB, bb. O indivíduo que apresenta homozigose é denominado homozigótico ou homozigoto. Dizemos que há heterozigose quando os dois genes de um mesmo par de alelos apresentam expressões ou manifestações diferentes, ou seja, os alelos que compõem um par não são idênticos entre si. Ex: Aa, Bb, Cc, Dd. O indivíduo que apresenta heterozigose é denominado heterozigótico ou heterozigoto. Figura 08: acima, representação de três formas de manifestação de um par de genes alelos. Na primeira demonstração (à esquerda), A e A estão em homozigose. Na segunda (meio), A e a estão em heterozigose. Na terceira (à direita), a e a estão em homozigose. GENES DOMINANTES X GENES RECESSIVOS Quando um caráter (ex: cor dos olhos) é condicionado por um par de alelos, pode existir mais de uma manifestação para este caráter (ex: cor azul ou cor castanha para os olhos). Logo, haverá mais de um tipo de gene para este par de alelos. Sabe-se que o gene que manifesta a cor castanha se sobressai em relação ao gene que condiciona a cor azul, sendo, dessa forma dominante (e o recessivo para a cor azul). Se considerarmos, assim, o gene para a cor castanha a letra A e o gene para a cor azul pela letra a, o par de alelos pode estar da seguinte forma: AA, onde a manifestação para cor dos olhos seria a cor castanha. Repare que é ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha 4 um caso de homozigose, pois os genes alelos são iguais; Aa, onde a manifestação para a cor dos olhos ainda seria castanha, pois o gene A é dominante em relação ao a. Repare que é um caso de heterozigose, pois os genes alelos são distintos; aa, onde a manifestação para a cor dos olhos seria azul. Repare que é um caso de homozigose, pois os genes alelos são idênticos. A partir dessa análise, podemos diferenciar genes dominantes e recessivos: Gene dominante: é aquele que se manifesta tanto em homozigose quanto em heterozigose. Em outras palavras, basta que haja apenas um único gene dominante no par de alelos para ele manifestar sua informação para um determinado caráter. Gene recessivo: é aquele que só se expressa quando está em homozigose. Em outras palavras, para manifestar sua informação para determinado caráter, deve se apresentar aos pares (sem nenhum gene dominante junto). GENÓTIPO e FENÓTIPO Genótipo é a constituição genética de um indivíduo. Esse termo pode ser aplicado tanto ao conjunto total de genes desse indivíduo como a cada par de alelos em particular (ex: AA, Bb, cc). Ele não é visível, mas pode ser deduzido pela análise dos ascendentes e descendentes desse indivíduo. Já o Fenótipo é a expressão da atividade do genótipo, mostrando-se como a manifestação visível ou de alguma forma detectável do caráter considerado. Os filhos herdam dos pais um certo genótipo, que tem a potencialidade de expressar um fenótipo. Um mesmo genótipo pode expressar-se por diferentes fenótipos, dependendo da sua interação com o meio ambiente. O genótipo determina, portanto, uma escala de variação fenotípica para o indivíduo, sendo que o meio ambiente determina em que ponto dessa escala o indivíduo está. O meio não somente o ambiente externo ao corpo do indivíduo, mas é também tudo o que cerca os cromossomos: nucleoplasma, o citoplasma, o corpo do organismo. Por isso, dizemos que o fenótipo é a expressão do genótipo em interação com o meio ambiente. Os gatos siameses nos mostram um exemplo claro da atuação do meio ambiente no genótipo. As extremidades do corpo desses animais (focinho, orelhas, patas e cauda) têm pelos pretos e o resto do corpo tem pelos mais claros. A cor do pelo deve-se à presença de pigmento, cuja síntese é comandada pela ação de um gene que só se manifesta nas áreas do corpo com temperaturas mais baixas. Nas demais regiões do corpo o gene não atua. Nesse exemplo, o meio ambiente determina quando, como e se o gene vai se manifestar. Figura 09: foto de um gato siamês, onde é possível visualizar as manifestações de cores distintas dos pelos por todo o corpo. Repare na pelagem mais escura das orelhas, do focinho, das patas e da cauda em contraste com o restante do corpo. Em coelhos himalaios ocorre mecanismo semelhante. Nesses animais, é possível induzir experimentalmente a ação dos genes. Sabe-se que a cor de sua pelagem se manifesta semelhante aos gatos siameses. Se realizar uma raspagem dos pelos do dorso do animal (pelagem branca) e colocar uma bolsa com gelo sobre ela, a pelagem que surge no local é negra. Figura 10: esquema de experimento realizado com coelhos himalaios a fim de induzir a formação de pelagem negra. Outro exemplo é a pigmentação da pele humana. Se uma pessoa cujo genótipo é para pele clara se expor frequentemente ao sol, isso fará com que seja acionada no organismo a produção de melanina. Essa substância proteica tem a finalidade de proteger a pele humana dos raios solares e, com isso, a pele tenderá adquirir uma coloração mais pigmentada, escura. Valendo-se dessas informações, muitas pessoas modulam o tempo de exposição ao sol paraadquirir um tom de pele mais escuro de acordo com seu interesse, o chamado bronzeamento. Figura 11: fotografia de um homem com pigmentação distinta da pele devido à exposição ao sol. Repare os fenótipos distintos, partes da pele mais escuras (expostas ao sol) e outras mais claras (cobertas por roupas). O genótipo é o mesmo. FENOCÓPIA É a ocorrência de um caráter não-hereditário (caráter adquirido) que simula bastante a manifestação de um caráter comprovadamente hereditário. Em outras palavras, é uma cópia ou imitação de um fenótipo. Exemplo: o nanismo hipofisário (a pessoa é anão em consequência da produção deficiente do hormônio do crescimento da hipófise) simula bastante o nanismo acondroplásico, que é hereditário. Logo o primeiro é uma fenocópia do segundo. Quando um indivíduo pinta o cabelo, ele está simulando um fenótipo que não tem, ou seja, apresenta uma fenocópia. Uma pessoa que apresenta diabetes mellitus tipo I, tendo um defeito na produção do hormônio insulina pelo pâncreas (retira glicose do sangue para o fígado) e, como consequência, taxa elevada de glicose no sangue (glicemia), simula a condição normal (não diabético) através de aplicações de insulina artificial. A melhora do quadro diabético é uma fenocópia, pois, normalmente, não se produz essa insulina. Figura 12: representação de uma fenocópia referente à cor do cabelo de uma mulher. À esquerda, a cor do cabelo está loiro, o que não é sua cor determinada geneticamente, sendo assim uma fenocópia. À direita, a cor é castanho claro, fenótipo normal neste caso. HIBRIDAÇÃO e MESTIÇAGEM Inicialmente, o termo híbrido foi usado por Gregor Mendel para designar o indivíduo portador de dois genes alelos com manifestações diferentes. Hoje, chamamos isso heterozigose (ainda que muitos autores GENÓTIPO MEIO FENÓTIPO ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Linha ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce 5 insistam em usar o termo híbrido com esse sentido). Há muito tempo o termo híbrido passou a ser usado em Biologia para designar todo indivíduo resultante do cruzamento entre organismos de espécies diferentes. Para que isso ocorra é necessário que os cruzantes pertençam a espécies muito próximas entre si, integrantes do mesmo gênero. É o caso do burro e da mula, resultantes do cruzamento do cavalo (Equus cabalus) com jumenta (Equus asinus). O burro ou mulo e a mula são híbridos.Já o termo mestiçagem indica o resultado de cruzamentos entre indivíduos da mesma espécie, porém, de raças ou subespécies diferentes. O cruzamento entre cão galgo e cadela dálmata dá como resultante um mestiço. Entre cães, os mestiços são conhecidos como vira-latas. DOMINÂNCIA COMPLETA É quando há relação de dominância e recessividade bem estabelecida entre os alelos de um gene responsável por uma característica, isto é, há a clássica visão de gene dominante e outro recessivo. Assim, o gene dominante expressa sua informação para determinado fenótipo em detrimento a do gene recessivo. EX: Aa, o gene A é dominante em relação ao a. DOMINÂNCIA INCOMPLETA Quando não há relação de dominância e recessividade entre os alelos de um gene responsável por uma característica, surge no heterozigoto um fenótipo intermediário. Esses são os casos de dominância incompleta ou ausência de dominância ou herança intermediária. Assim, os dois genes alelos não inibem um ao outro (não há gene recessivo ou dominante), manifestando ambas suas informações quando juntos. Um exemplo é a herança da cor do fruto da berinjela condicionada por dois tipos de genes de um mesmo par de alelos: gene P e gene B. Observe os seguintes genótipos em homozigose: PP, condiciona como fenótipo a cor púrpura ao fruto; BB, condiciona como fenótipo a cor branca ao fruto; PB, condiciona um fenótipo intermediário, a cor violeta; CODOMINÂNCIA A codominância ocorre quando os alelos de um gene não têm relação de dominância e recessividade entre si e o heterozigoto apresenta simultaneamente os fenótipos dos homozigotos. Um exemplo é a herança do grupo sanguíneo humano do sistema MN, determinando em função da presença de certas proteínas nas hemácias do sangue. Essas proteínas foram identificadas como antígenos M e antígenos N, condicionadas, respectivamente, pelos genes M e N. Observe os genótipos a seguir: MM, condiciona o fenótipo somente com antígenos M; NN, condiciona o fenótipo somente com antígenos N; MN, condiciona os dois fenótipos, um com antígeno M e outro com o antígeno N. Nas hemácias dos indivíduos heterozigóticos há os antígenos M e N; não existe um antígeno intermediário entre M e N, como seria se este fosse um caso de dominância incompleta. EXERCÍCIOS 1) A Genética é responsável pelo estudo da hereditariedade. Considera-se que essa ciência tenha iniciado seu desenvolvimento após experimentos aplicados por um monge chamado: a) Darwin. b) Lamarck. c) Mendel. d) Morgan. e) Dawkins. 2) A composição genética de um indivíduo recebe a denominação de: a) fenótipo. b) genótipo. c) cariótipo. d) cromossomos. e) genes. 3) (Osec-SP) Um gene é: a) uma molécula de DNA. b) uma molécula de proteína. c) um segmento de DNA que codifica uma enzima. c) um segmento de DNA que codifica uma molécula protéica. d) uma seqüência de três bases nitrogenadas. 4) Analise as definições, relativas a algumas terminologias utilizadas em genética. I. Indivíduo que apresenta alelos iguais para um par de genes considerado. Exemplo CC ou cc. II. Conjunto de genes ou cada par de genes de um mesmo indivíduo. Marque as opções que contenham as terminologias correspondentes, respectivamente, às definições acima. a) Fenótipo e Homozigoto. b) Homozigoto e Genótipo. c) Locus Gênico e Genótipo. d) Heterozigoto e Fenótipo. e) Dominância e Fenocópia. 5) (F.C.Chagas-SP) “A mosca drosófila, de olho branco, apresenta a constituição genética XW Y e não possui gene para olho vermelho, que impede a manifestação do outro gene, para olho branco.” Na frase, os termos destacados correspondem aos conceitos abaixo na seguinte ordem: a) fenótipo, alelo, dominância, genótipo. c) genótipo, fenótipo, alelo, dominância. b) fenótipo, genótipo, dominância, alelo, e) genótipo, alelo, fenótipo, dominância. e) genótipo, fenótipo, dominância, alelo. 6) (Fesp-PE) Todas as características relacionadas ABAIXO constituem exemplos de fenótipos, exceto: a) estatura e formato do nariz. b) cor dos olhos. c) tipo de cabelo e cor da pele. d) constituição genética. e) cabelo crespo 7) (UFES) A talidomida, quando usada por gestantes no primeiro trimestre da gravidez pode determinar uma anomalia congênita denominada focomelia, que também é causada por mutação gênica autossômica recessiva. Trata-se de um exemplo de: a) expressividade variável. b) mimetismo. c) fenocópia. d) pleiotropia. e) genocópia 8) (U. F. Fluminense-RJ) A cor dos pelos em coelhos é definida geneticamente. No entanto, coelhos da variedade himalaia podem ter a cor dos seus pelos alterada em função da temperatura. Isso indica que o ambiente influencia: a) o fenótipo apenas na idade adulta. b) o genótipo da população. c) o genótipo e o fenótipo. d) o genótipo apenas para cor dos pêlos. e) o fenótipo dos indivíduos. 9) Os vários tipos de diabete são hereditários, embora o distúrbio possa aparecer em crianças cujos pais são normais. Em algumas dessas formas, os sintomas podem ser evitados por meio de injeçõesdiárias de insulina. A administração de insulina aos diabéticos evitará que eles tenham filhos com esse distúrbio? a) Não, pois o genótipo dos filhos não é alterado pela insulina. b) Não, pois tanto o genótipo como o fenótipo dos filhos são alterados pela insulina. c) Sim, pois a insulina é incorporada nas células e terá ação nos filhos. d) Sim, pois a insulina é incorporada no sangue fazendo com que os filhos não apresentem o distúrbio. e) Depende do tipo de diabete, pois nesses casos o genótipo pode ser alterado evitando a manifestação da doença nos filhos. ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce ingri_000 Realce 6 10) (U.F. Juiz de Fora-MG) As flores das hortênsias podem ser azuis, se plantadas em solo de teor ácido, ou róseas se plantadas em solo alcalino. Essa observação indica que: a) o fenótipo resulta da interação do genótipo com o meio ambiente. b) essa característica depende exclusivamente do genótipo do organismo. c) essa característica é recessiva. d) o ambiente anula a informação genética do individuo. e) a característica cor da flor da hortênsia independe do genótipo. 11) (Fuvest-SP) Dois grupos de mudas obtidas a partir de um mesmo clone de plantas verdes foram colocados em ambientes diferentes: um claro e outro escuro. Depois de alguns dias, as plantas que ficaram no escuro estavam estioladas, o que significa que os dois grupos apresentavam: a) o mesmo genótipo e fenótipos diferentes. b) o mesmo fenótipo e genótipos diferentes. e) genótipos e fenótipos iguais. d) genótipos e fenótipos diferentes. e) genótipos variados em cada grupo 12) (E. C. Chagas-SP) Devido ao fenômeno da dominância: a) dois genótipos diferentes podem apresentar o mesmo fenótipo. b) dois fenótipos diferentes podem corresponder ao mesmo genótipo. c) a correspondência entre fenótipos e genótipos é variável, d) cada fenótipo corresponde sempre a um único genótipo. e) dois genótipos diferentes correspondem sempre a dois fenótipos diferentes. 13) (U. Marília-SP) Leia atentamente as proposições e escolha a correta. a) Genes que ocupam o mesmo locus gênico recebem a denominação genérica de genoma. b) Genes que ocupam o mesmo locus gênico em cromossomos homólogos são sempre idênticos. c) Genes que ocupam o mesmo locus gênico em cromossomos homólogos denominam- se alelos. d) Uma célula haplóide tem dois genomas. e) Os cromossomos homólogos possuem sempre os mesmos genes. 14) Prof. Maksuel durante seu curso de Biologia na UFPa, em 2014, descobriu que nas moscas-das-frutas (Drosophila melanogaster), há um alelo recessivo (v) que determina a presença de asas vestigiais; O alelo dominante (V) condiciona a formação de asas normais. Em um de seus experimentos cruzou um macho de asas normais com uma fêmea também de asas normais e deste cruzamento surgiram descendentes de asas normais e vestigiais, sabendo disto podemos afirmar que: a) Vv é o genótipo que determina asas vestigiais. b) O genótipo para asas vestigiais é vv. c) A característica dominante é ter asas vestigiais d) O fenótipo recessivo é ter asas normais. e) Os indivíduos envolvidos no cruzamento são heterozigotos. 15) A genética é o ramo da biologia que estuda as leis da transmissão dos caracteres hereditários e as propriedades das partículas que asseguram esta transmissão. Analise as definições abaixo e assinale a(s) correta(s). (01) Gene é uma sequência de aminoácidos que codifica uma informação. (02) Genótipo é o conjunto das características morfológicas ou funcionais de um indivíduo. (04) Fenótipo é a constituição genética de um indivíduo. (32) Alelos são formas alternativas de um mesmo gene que ocorrem em um determinado lócus em um cromossomo. (64) Recessivo é o membro de um par alélico que perde a habilidade de se manifestar quando o alelo dominante está presente. a) 03 b)06 c) 36 d) 96 e) 100 16) Quando o heterozigoto apresenta um fenótipo intermediário entre os dois homozigotos, dizemos que houve: a) mutação reversa b) dominância incompleta c) recessividade d) dominância e) polialelia 17) Identifique entre as características mencionadas abaixo aquela que não é hereditária. a) cor dos cabelos. b) conformação dos olhos, nariz e boca. c) cor dos olhos. d) deformidade física acidental. e) hemofilia. 18) (MED. SANTO AMARO) Do primeiro cruzamento de um casal de ratos de cauda média nasceram dois ratinhos de cauda média e um ratinho de cauda longa. Foram então feitas várias suposições a respeito da transmissão da herança desse caráter. Assinale a que lhe parecer mais correta. a) Cauda média é dominante sobre cauda longa. b) Ambos os pais são homozigotos. c) Ambos os pais são heterozigotos. d) Cauda longa é dominante sobre cauda média. e) As suposições a e c são aceitáveis. 19) Podemos dizer que o fenótipo de um indivíduo é dado por suas características: a) unicamente morfológicas. b) morfológicas e fisiológicas apenas. c) estruturais, funcionais e comportamentais. d) herdáveis e não herdáveis. e) hereditárias 20) (ENEM/2009) Em um experimento, preparou-se um conjunto de plantas por técnica de clonagem a partir de uma planta original que apresentava folhas verdes. Esse conjunto foi dividido em dois grupos, que foram tratados de maneira idêntica, com exceção das condições de iluminação, sendo um grupo exposto a ciclos de iluminação solar natural e outro mantido no escuro. Após alguns dias, observou-se que o grupo exposto à luz apresentava folhas verdes como a planta original e o grupo cultivado no escuro apresentava folhas amareladas. Ao final do experimento, os dois grupos de plantas apresentaram A) Os genótipos e os fenótipos idênticos. B) Os genótipos idênticos e os fenótipos diferentes. C) Diferenças nos genótipos e fenótipos. D) O mesmo fenótipo e apenas dois genótipos diferentes. E) O mesmo fenótipo e grande variedade de genótipos. 21) (ENEM/2008) Durante muito tempo, os cientistas acreditaram que variações anatômicas entre os animais fossem consequência de diferenças significativas entre seus genomas. Porém, os projetos de sequenciamento de genoma revelaram o contrário. Hoje, sabe-se que 99% do genoma de um camundongo é igual ao do homem, apesar das notáveis diferenças entre eles. Sabe-se também que os genes ocupam apenas cerca de 1,5% do DNA e que menos de 10% dos genes codificam proteínas que atuam na construção e na definição das formas do corpo. O restante, possivelmente, constitui DNA não-codificante. Como explicar, então, as diferenças fenotípicas entre as diversas espécies animais? A 7 resposta pode estar na região não-codificante do DNA. A região não-codificante do DNA pode ser responsável pelas diferenças marcantes no fenótipo porque contém A) As sequências de DNA que codificam proteínas responsáveis pela definição das formas do corpo. B) Uma enzima que sintetiza proteínas a partir da sequência de aminoácidos que formam o gene. C) Centenas de aminoácidos que compõem a maioria de nossas proteínas. D) Informações que, apesar de não serem traduzidas em sequências de proteínas, interferem no fenótipo. E) Os genes associados à formação de estruturas similares às de outras espécies. 22) (PUC-MG) Quando, num indivíduo diplóide heterozigoto, o fenótipo determinado por apenas um dos alelos se manifesta, diz-se que esse alelo é dominante. Quando um caráter precisa que o alelo esteja em dose dupla (homozigose) para se manifestar, chama-se o alelo de recessivo. É INCORRETO afirmar: a) Um alelo ser dominante não significa que ele seja adaptativamente melhor do que o recessivo. b) Um caráter como a presença de cinco dedosnas mãos é dominante, pois a maioria da população o possui. c) Na espécie humana, existem genes que são dominantes e causam doenças graves na população. d) Um alelo dominante pode ser raro em uma população, enquanto seu recessivo pode ser abundante. 23) Sabemos que o código genético nada mais é do que a relação entre as trincas de bases encontradas no RNA mensageiro e os aminoácidos sintetizados. Existem 64 trincas diferentes (códons), que sintetizam apenas 20 aminoácidos. Sendo assim, um aminoácido é codificado por diferentes códons. Graças a essa particularidade, dizemos que o código genético é: a) Genérico b) Específico c) Universal d) Individual e) Do Conde 24) Com relação ao código genético, é incorreto afirmar que: a) cada aminoácido, na proteína sintetizada, é codificado por uma trinca de bases de uma cadeia de DNA. b) cada RNA transportador possui, em determinada região de sua molécula, uma trinca de bases denominada códon. c) o suporte para a síntese de proteínas é dado pelos ribossomos, que são constituídos por RNA ribossômico e proteínas. d) o DNA não participa diretamente da síntese de proteínas, sendo o RNA mensageiro a molécula que contém as informações. e) o RNA transportador, unido a um aminoácido específico, acopla-se aos ribossomos de acordo com as trincas de RNA mensageiro. 25) Há uma impressionante continuidade entre os seres vivos (…). Talvez o exemplo mais marcante seja o da conservação do código genético (…) em praticamente todos os seres vivos. Um código genético de tal maneira “universal” é evidência de que todos os seres vivos são aparentados e herdaram os mecanismos de leitura do RNA de um ancestral comum. (Morgante & Meyer, Darwin e a Biologia, O Biólogo 10:12–20, 2009.) O termo “código genético” refere-se: a) ao conjunto de trincas de bases nitrogenadas, cada trinca correspondendo a um determinado aminoácido. b) ao conjunto de todos os genes dos cromossomos de uma célula, capazes de sintetizar diferentes proteínas. c) ao conjunto de proteínas sintetizadas a partir de uma sequência específica de RNA d) a todo o genoma de um organismo, formado pelo DNA de suas células somáticas e reprodutivas. e) à síntese de RNA a partir de uma das cadeias do DNA, que serve de modelo. 27) (UFRS 2005) O cientista britânico Francis Crick, um dos descobridores da estrutura da molécula de DNA, morto em julho de 2004, será lembrado como um dos mais influentes cientistas de todos os tempos. Em 1958, publicou um manifesto sobre a síntese de proteínas, apresentando suas hipóteses sobre a estrutura teórica da biologia molecular, lançando, assim, as bases para a descoberta do código genético. Entre as hipóteses apresentadas naquele texto, destaca-se o dogma central da Biologia. Segundo esse dogma, a) o código genético é degenerado, pois um aminoácido pode ser codificado por mais de uma trinca. b) a transferência de informações genéticas ocorre do DNA para o RNA, e deste para a proteína. c) cada polipeptídeo tem uma seqüência específica de nucleotídeos determinada pelo gene. d) cada molécula de DNA é formada pela reunião de nucleotídeos, que podem ser de quatro tipos diferentes. e) uma molécula de DNA difere de outra pela seqüência de seus nucleotídeos. 28) (Fuvest 2000) Em um organismo, células musculares e células nervosas diferem principalmente por: a) possuírem genes diferentes. b) possuírem ribossomos diferentes. c) possuírem cromossomos diferentes. d) expressarem genes diferentes. e) utilizarem código genético diferente. 29) (PUC-SP) Em 1987, foi oficialmente fundado o Projeto Genoma, que visa decifrar e mapear o código genético humano. Indique a alternativa ERRADA relativa ao código genético e à síntese de proteínas: a) Os genes são formados por ácido desoxirribonucleico e controlam a produção de proteínas da célula, determinando as características de um ser vivo. b) Todas as células do corpo têm a mesma coleção de genes, mas, apesar disto, encontramos células com formas e funções diferentes. c) A mutação é uma alteração do código genético de um organismo e pode ser provocada por radiações ou substâncias químicas. d) As mudanças na programação genética de um organismo não alteram a produção de proteínas, nem as suas características. e) A Engenharia Genética, que é uma técnica de manipulação dos genes, pode corrigir defeitos no código genético de um organismo. 29) (Fatec 2006) O metabolismo celular depende de uma série de reações químicas controladas por enzimas, isto é, proteínas que atuam como catalisadores e que podem sofrer mutações genéticas sendo modificadas ou eliminadas. Assinale a alternativa correta, levando em conta os ácidos nucleicos a ocorrência de mutações e as consequentes mudanças do ciclo de vida da célula. a) O DNA é constituído por códons, que determinam a sequência de bases do RNA mensageiro, necessária à formação dos anticódons, responsáveis pela produção das proteínas. b) No caso de uma mutação acarretar a transformação de um códon em outro relacionado ao mesmo aminoácido, não haverá alteração na molécula proteica formada, nem no metabolismo celular. c) A mutação altera a sequência de aminoácidos do DNA, acarretando alterações na sequência de bases do RNA mensageiro e, consequentemente, na produção das proteínas. 8 d) As mutações atuam diretamente sobre as proteínas, provocando a desnaturação dessas moléculas e, consequentemente, a inativação delas. e) Quando algumas proteínas são alteradas por mutações, suas funções no metabolismo celular passam a ser realizadas pelos aminoácidos. 30) (UNIFAL-MG) A molécula de RNA recém sintetizada passa por uma série de modificações, como a remoção dos íntrons, até ser transformada em RNAm, quando, então, participará da síntese proteica. Considerando a informação acima, assinale a afirmativa correta: a) O processo de corte e emenda ocorre no citoplasma antes da interação do RNAm com os ribossomos livres. b) O processo denominado splicing ocorre assim que o transcrito primário é transferido para o citoplasma através dos poros do envoltório nuclear. c) O processo de corte e emenda é denominado splicing e ocorre no núcleo das células eucarióticas. d) A etapa denominada de splicing ocorre inicialmente durante a transcrição e termina no citoplasma das células eucarióticas. 31) (UPE) O esquema abaixo representa as fases para a expressão de um gene eucarioto, que codifica um polipeptídeo. Com base no esquema e nos seus conhecimentos, analise as afirmativas abaixo. I. Na etapa 1, a enzima RNA polimerase se liga à região promotora do gene, dando início ao processo de transcrição. II. O pré-RNAm sofre alterações (etapa 2), incluindo o processo de retirada das regiões não codificantes (íntrons). III. A etapa 3 é realizada no citoplasma, onde o RNAm será traduzido em polipeptídeo. IV. A diminuição do tamanho do RNAm ocorre na fase 2, em decorrência da retirada dos éxons e da associação com o RNAr. Somente está correto o que se afirma em: a) I e II. b) III e IV. c) I e IV. d) I, II e III. e) II, III e IV. GABARITO 1-C; 2-B; 3-D; 4-B; 5-C; 6-D; 7-C; 8-E; 9-A; 10- A; 11-A; 12-A; 13-C; 14-B; 15-D; 16-B; 17-D; 18-E; 19-C; 20-B; 21-D; 22-B; 23-C; 24-B; 25-A;26-B; 27-D; 28-D; 29-B; 30-C; 31-D
Compartilhar