resumo Extensões das Análises Mendelianas

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Extensões das Análises Mendelianas – Genética I 
 
 
@bomdialaura 
Extensões das Análises 
Mendelianas 
• Podem ser classificadas em duas categorias: 
1- Interações dos alelelos de um locus, falando 
amplamente, variações de dominância. 
➢ Nos cruzamentos de Mendel, lidamos com a 
dominância total e a recessividade total, mas 
existem outros tipos de dominância. 
2- Interações de dois ou mais loci. 
• Na dominância completa, o alelo totalmente dominante é 
expresso no fenótipo quando apenas uma cópia estiver 
presente, como nas heterozigotas. Ex: cruzamentos de 
Mendel; 
• Na dominância completa, o homozigoto dominante não 
pode ser distinguido do heterozigoto, ou seja, no nível 
fenotípico, A/A = Aa; 
• Relações de dominância a nível celular; 
 
֍ No heterozigoto, a cópia do tipo selvagem gera 
proteína funcional suficiente para produzir o fenótipo 
tipo selvagem; 
 
• Ocorrência do fenótipo intermediário; 
• Cruzamento entre linhagens puras tipo selvagem (pételas 
vermelhas) x pétalas brancas: 
 
֍ F1: pétalas cor-de-rosa; 
֍ Autofecundação da F1, na F2 as plantas serão: 
➢ ¼ pétalas vermelhas 
➢ .½ pétalas cor-de-rosa; 
➢ .1/4 pétalas brancas; 
• Pela proporção de 1:2:1, podemos deduzir que o padrão 
de herança é baseado em dois alelos de um único gene; 
• Entretanto, os heterozigotos (da F1 e da metade da F2) 
apresentam um fenótipo intermediário; 
• A ocorrência do fenótipo intermediário sugere uma 
dominância incompleta; 
• O fenótipo de um heterozigoto intermediário ao de dois 
homozigotos, em alguma escala quantitativa de medida; 
• Explicação ao nível molecular: 
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֍ Cada alelo selvagem produz uma dose estabelecida de 
seu produto proteico; 
֍ O número de doses de um alelo tipo selvagem 
determina a concentração da proteína, tal como um 
pigmento; 
• Expressão de ambos os alelos de um heterozigoto. Ex: 
grupos sanguíneos ABO em humanos; 
 
֍ Determinados por três alelos de um locos ( i, IA, e 
IB), que interagem para produzir os quatro tipos de 
sistema sanguíneo ABO; 
֍ Codominância entre os alelos IA e IB; 
• Ex: doença autossômica recessiva (anemia falciforme) 
 
 
 
 
 
֍ Gene HBB: defeito na hemoglobina que afeta a 
função das hemácias; 
֍ Mutação de ponto (CAG → GTG) do gene da 
beta-globina; 
֍ Alelos HbA e HbS e três genótipos tem fenótipos 
diferentes 
֍ Com relação à presença ou ausência de anemia, 
o alelo HbA é dominante: 
➢ Heterozigoto: um único alelo HbA produz 
hemoglobina funcional suficiente para impedir a 
anemia; 
֍ Com relação à forma da hemácia, entretanto, há 
dominância incompleta: 
➢ Heterozigoto, algumas células são levemente 
falciformes; 
֍ Com relação à hemoglobina em si, há codominância: 
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➢ Os alelos HbA e HbS codificam formas 
diferentes de hemoglobina e ambas são 
produzidas pelo heterozigoto; 
֍ Codominância dos HbA e HbS a nível molecular; 
 
 
֍ A anemia falciforme ilustra a arbitrariedade na 
classificação de dominância: 
➢ Nível sistêmico (doença), o alelo HbA é 
dominante; 
➢ Nível celular, entretanto, há dominância 
incompleta; 
➢ Nível molecular, ocorre a codominância; 
 
 
Hb A /Hb A: normal, os eritrócitos nunca se tornam 
falciformes; 
Hb S /Hb S: anemia grave, com frequência fatal; a 
hemoglobina anormal faz com que os eritrócitos 
apresentem um formato falciforme; 
Hb A /Hb S: nenhuma anemia; os eritrócitos se 
tornam falciformes apenas sob baixas concentrações 
de oxigênio. 
 
• Capaz de causar a morte de um organismo; 
• Cruzamento: camundongo yellow x homozigoto tipo 
selvagem: 
֍ Proporção de 1:1; 
• Cruzamento entre dois camundongos yellow: 
֍ 2/3 yellow, 1/3 selvagem; 
• Cruzamentos entre dois camundongos heterozigotos 
para o alelo dominante de cor de pelagem yellow (bege). 
O alelo é letal em dose dupla; 
• Proporção de 2:1; 
 
 
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• Relações de Dominância na F1: 
֍ Alelo Y (amarelo) em reação ao alelo y (verde); 
֍ Alelo R (lisa) em relação ao alelo r (rugosa); 
֍ Não eram afetadas pela condição do outro par de 
genes no diíbrido; 
֍ Autocruzamento da F1 diíbrida produziu uma F2 na 
proporção de 9:3:3:1; 
• Na F2, Mendel observou que as ervilhas podiam ser 
agrupadas em quatro classes (características 
descontinuas); 
• Se Mendel havia proposto que as partículas hereditárias 
existiam, elas não podiam ter desaparecido ou se 
misturado; 
• As proporções estão “embutidas” nas novas proporções 
observadas; 
 
1- Existência de partículas hereditárias (genes); 
2- Os genes estão aos pares nas células; 
֍ Cada membro do par é representado por um 
“alelo” – forma alternativa; 
֍ Os alelos mantem uma relação de dominância e 
recessividade; 
3- Cada gameta carrega consigo metade do par do 
gene (meiose); 
4- Cada gameta tem a chance receber um ou outro 
membro do par – segregação igual; 
5- Cada gameta, com seu membro par, tem chance 
igual de se fundir com um gameta que carrega 
consigo o mesmo membro do par ou outro – 
fertilização aleatória; 
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• Via metabólica da fenilalanina em humanos, incluindo 
doenças associadas a bloqueios enzimáticos; 
• Fenilcetonúria: mau funcionamento da enzima fenilalanina 
hidroxilase (mutações gene PKU). O acúmulo de 
fenilalanina resulta em aumento de ácido penilpirúvico, 
que interfere no desenvolvimento do sistema nervoso; 
• Alcatonúria (AKU): ácido homogenístico em altas 
concentrações é secretado na urina em pacientes com 
AKU; 
• Interações epistáticas surgem quando duas (ou mais 
proteínas diferentes participam da mesma via. 
• Exemplo: mesma via enzimática para cor da pétala: 
 
Epistasia Recessiva 
 
 
• Alelos do tipo selvagem de dois genes (w+ e m+) 
codificam enzimas que catalisam etapas sucessivas na 
síntese de um pigmento das pétalas de Collinsia parviflora; 
֍ m+/-: intermediário (magenta) > pigmento (azul); 
֍ w+/-: percursor (branca) > intermediário (magenta); 
֍ w/w: percursor (branca) X; 
֍ Homizigotas m/m: flores magenta; 
֍ Homozigotas w/w: flores branca; 
֍ Mutante duplo w/w; m/m: flores brancas, indicando 
que o branco é epistático em relação ao magenta; 
• Quando um alelo mutante de um gene mascara a 
expressão de um alelo mutante de outro gene e 
expressa seu próprio fenótipo; 
• Mutação que “predomina sobre” é epistática; 
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• Mutação que “fica sob” é hipostática; 
• Situação na qual o mutante duplo demonstra o fenótipo 
de uma mutação, mas não de outra; 
• Mutação epistática é carreada por um gene que está mais 
upstream (inicialmente na via) do que o gene da mutação 
hipostática; 
• O fenótipo mutante do gene upstream predomina, não 
importa o que esteja ocorrendo posteriormente na via; 
• Cor amarela da pelagem em cães labradores: 
 
֍ Alelos B e b: produzem melanina preta e marrom, 
respectivamente; 
֍ Alelo e de outro gene é epistático em relação aos 
alelos B e b; 
֍ Alelos E e e: permitem, ou não, a deposição do 
pigmento nos pelos; 
֍ ee impede a deposição > fenótipo dourado; 
• A epistasia é deduzida quando um alelo mutante de gene 
mascara a expressão de um alelo mutante de outro gene 
e expressa seu próprio fenótipo; 
Epistasia Dominante 
• Em dedaleiras (Digitalis purpúrea), dois genes interagem 
na via que determina a coloração das pétalas; 
 
 
֍ D e d causam pigmentos escuros e claros, 
respectivamente; 
֍ W epistático restringe o pigmento às manchas na 
garganta; 
֍ Em dedaleiras, um gene afeta a intensidade do 
pigmento vermelho na pétala: 
➢ Alelo d resulta na cor vermelho-clara; 
➢ Alelo D é um alelo mutante que produz a cor 
vermelho-escura; 
֍ Outro gene determina em quais células o pigmento 
é sintetizado: 
➢ Alelo w possibilita asíntese do pigmento por 
todas as pétalas assim como no tipo selvagem; 
➢ Alelo mutante W confina a síntese do 
pigmento às pequenas manchas na garganta; 
֍ Se fecundarmos um diíbrido D/d; W/w, a proporção 
F2 será: 
➢ A proporção nos informa que o alelo 
dominante W é epistático, produzindo a 
proporção 12:3:1; 
֍ O componente 12/16 da proporção inclui 
obrigatoriamente a classe mutante dupla (9/16), que 
é claramente de fenótipo branco, estabelecendo a 
epistasia do alelo dominante W. 
 
• Na análise da herança monogênica: tendencia de escolher 
mutantes que produzem proporções mendelianas claras; 
- O fenótipo permite distinguir os genótipos mutantes 
e do tipo selvagem com quase 100% de certeza. 
Nesses casos, dizemos que a mutação é 100% 
penetrante no fenótipo; 
• Mas muitas mutações demonstram penetrância 
incompleta: nem todos os indivíduos com o genótipo 
expressam o fenótipo correspondente; 
• Penetrância: porcentagem de indivíduos com um 
determinado alelo que exibem o fenótipo associado 
àquele alelo; 
• Por exemplo, uma determinada doença autossômica 
dominante tem penetrancia de 80%. Quer dizer que um 
indivíduo com o genótipo em questão tem 80% de 
chance de vir a desenvolver a doença; 
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• No caso da análise de uma suposta prole nascer afetada, 
calculamos a probabilidade de o individuo receber o alelo 
e multiplicamos pelo valor da penetrancia; 
• Por que um organismo apresentaria um determinado 
genótipo e ainda assim não expressaria o fenótipo 
correspondente? 
1- Influência do ambiente → indivíduos com o 
mesmo genótipo podem demonstrar uma 
diversidade de fenótipos, dependendo do 
ambiente. O fenótipo de um indivíduo mutante 
que cresceu em um conjunto de circunstância 
pode corresponder (podem não ser distinguidos) 
ao fenótipo de um individuo do tipo selvagem que 
cresceu em circunstâncias diferentes; 
2- A influência de interação com outros genes → 
modificadores não caracterizados, genes 
epistáticos ou supressores no restante do 
genoma atuam para prevenir a expressão do 
fenótipo típico; 
3- A sutileza do fenótipo mutante → os efeitos sutis 
ocasionados pela ausência de uma função gênica 
podem ser de difícil mensuração em uma 
situação de laboratório; 
• Exemplo com penetrância incompleta demonstrado no 
heredograma: fenótipo herdado normalmente de modo 
dominante desaparecendo na segunda geração, apenas 
para reaparecer na próxima. 
 
- Alelo dominante que não é totalmente penetrante: 
a pessoa Q não demonstra o fenótipo, mas transmitiu 
o alelo dominante para no mínimo dois descendentes. 
Tendo em vista que o alelo não é totalmente 
penentrante, o restante da progênie (por exemplo R), 
pode ter herdado o alelo dominante ou não. 
 
• Mede o grau no qual um determinado alelo é expresso 
no nível fenotípico, ou seja, a expressividade mede a 
intensidade do fenótipo; 
- Em relação à penetrância, a expressividade variável 
pode ocorrer em virtude da variação na constituição 
alélica do restante do genoma ou de fatores 
ambientais; 
• Expressividade variável em cães: 
 
- Dez gradações de padrões de manchas não 
pigmentadas em beagles. Cada um desses cães 
apresenta o alelo SP, responsável pelas machas não 
pigmentadas nos cães. A variação é causada pela 
variação em outros loci. 
 
• Todos os indivíduos possuem o mesmo alelo de um 
pigmento (P) e o mesmo potencial de produzir pigmento. 
Os efeitos do restante do genoma e do ambiente podem 
suprimir ou modificar a produção do pigmento em 
qualquer indivíduo.