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Herança dos Genes – Parte 2

Padrões de Herança

Gregor Mendel (1822-1884) - Pai da Genética

• 1865– Experimentos com ervilhas no

mosteiro de Brunn (Áustria)

– Alelos se separam na formação dos gametas

• A idéia do gene!

– Características são herdadas independentemente uma das outras

– Gênio com sorte• Características escolhidas são

monogênicas e de caráter dominante

• Espécie escolhida é diplóide e não poliplóide

Definições Importantes

pai

mãe

1ª Lei de Mendel• Primeira Lei de Mendel (Lei da Segregação dos Fatores -

“genes”)– A lei da segregação postula que os genes de cada par de alelos são

separados durante a formação dos gametas. Cada gameta iráreceber o alelo paterno ou o materno

– Um par de características dominantes e um par de recessivas segregam na geração F2 na proporção de 3:1

– Características dos genes • Dominante

• Recessiva

Dois fenótipos

V V

P

F1

F2

V V, V v v v

3 : 1

v v

V v

2ª Lei de Mendel• Segunda Lei de Mendel (Lei de Segregação Independente dos Genes

Não-Alelos)

– Com base nos resultados encontrados Mendel postulou sua segunda lei, segundo a qual os genes localizados em cromossomos diferentes, segregam independentemente

V V R R v v r r

P

F1

F2

Fenótipos

V _ R _ v v R _ V _ r r v v r r

V v R r

9 : 3 : 3 : 1

Genótipos

Proporção fenotípica

2ª Lei de Mendel

• Explicação da Lei da Segregação Independente – VvRv X VvRv (9:3:3:1)

31

2

v v R R

v v R r

Verde, lisa

1

1

2

1

2

2

4

Frequênciagenotípica

1v v r r Verde, rugosa

3V V r r

V v r r

Amarela, rugosa

9V V R R

V v R R

V V R r

V v R r

Amarela, lisa

Proporçãofenotípica

GenótiposFenótipos

2

Cruzamento-Teste e Retrocruzamento• Determinar o genótipo de uma mariposa amarela (A_) e listrada (B_)

sabendo que o resultado do seu cruzamento-teste foi de 50% de mariposas amarelas e listradas e 50% brancas (aa), sem listras (bb).

– Fazer os cruzamentos possíveis:

• AABB X aabb

• AaBb X aabb

• AABb x aabb

• AaBb X aabb

• Qual a diferença entre cruzamento-teste e retrocruzamento?

– No cruzamento-teste utiliza-se o genótipo duplo recessivo.

– O retrocruzamento envolve um indivíduo da geração F1 com um de seus progenitores.

Herança Autossômica

Extensões das Leis de Mendel1. Codominância

2. Semidominância (dominância incompleta)

3. Genes Letais

4. Interação gênica

5. Epistasia

1. Codominância

• Ambos os alelos de um par de cromossomos se expressam em um

heterozigoto

– Exemplo: tipo sangüíneo (A, B, AB, O)

– Exercício: Quais os fenótipos e genótipos esperados nos filhos

(F1) de um casal cuja mãe tenha sangue tipo A e o pai sangue

tipo B. Observação, os pais são heterozigotos para as

características em questão.

ii

IBi

i

IAii

IAIBIB

IA

2. Semidominância• Todo genótipo possui um fenótipo distinguível, na ausência de

dominância completa

• Podem produzir o mesmo produto, mas em quantidades menores, quando comparados com o alelo dominante

• O heterozigoto apresenta uma característica intermediária entre o dominante e o recessivo

3. Genes Letais • Os genes podem afetar a viabilidade tanto quanto as características

visíveis de um organismo

• Ocorrem disfunções físicas e bioquímicas

• Efeitos mais graves provocam a morte do organismo

4. Interação Gênica• O primeiro professor de genética do mundo (Universidade de

Cambridge, 1910)

• Em 1905, Reginald Punnett escreveu o primeiro livro texto de genética (Mendelismo)

noz

rosa

ervilhasimples

Tipos de cristas em diferentes linhagens de galinhas

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4. Interação Gênica• Até este momento foram considerados genes que agem independentemente

uns dos outros

• Neste tipo de interação o fenótipo da prole não é encontrado nos progenitores

• Exemplo: crista de galinhas em linhagens domésticas

P RRpp (rosa) X rrPP (ervilha)

F1 RrPp (noz)

F2 9 (noz) : 3 (rosa) : 3 (ervilha) : 1 (simples)

R_P_ R_pp rrP_ rrpp

noz

rosa

ervilhasimples

• A geração F2 apresentou dois fenótipos não expressos nos parentais

5. Epistasia

• Interação funcional entre diferentes genes não-alélicos

• Qualquer gene que mascare a expressão de outro gene não-alélico

• * IMPORTANTE* Não confundir com dominância

– Dominância é a interação entre alelos do mesmo gene

5. EpistasiaEx.: cruzamento de duas variedades

de ervilhas-de-cheiro com flores brancas

9 (roxas) : 7 (brancas)

F1

P ccPP(branca)

CcPc(roxa)

XCCpp(branca)

cp

cP

Cp

CP

F2

brancabrancaroxaroxa

branca

roxa

roxa

cP

brancabrancaroxa

brancabrancaroxa

roxaroxaroxa

cpCpCP

Precursor

Intermediário

Produto (pigmento antocianina)

cc ���� bloqueia etapa IEnzima C

Enzima P pp ���� bloqueia etapa II

Herança Mendeliana

• Autossômica ou Ligada ao X

• Dominante ou Recessiva

SimbologiaHeredograma

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Herança Autossômica Recessiva

• Tipicamente presente em um único membro da família. Quando

em mais membros, geralmente afeta irmãos do probando e não

pais ou filhos

• Homens e mulheres igualmente afetados

• Pais são portadores assintomáticos. Em alguns casos, parentes de

sangue, especialmente quando a freqüência alélica do mutante é

muito baixa na população

• Risco de recorrência em irmãos é de 25%

• Ex. 1: fenilcetonúria (PKU) – fenótipo p

• Ex. 2: albinismo – fenótipo a

Herança Autossômica Dominante

• Fenótipo usualmente aparece em cada geração, e os afetados

apresentam pai ou mãe afetado. Exceções: mutações novas,

efeito pleiotrópico

• Risco de recorrência na prole: 50%

• Indivíduos não-afetados não transmitem o fenótipo para a prole.

• Transmissão de pai para filho e pai pode ter filha não-afetada

• Exemplos:

– Acondroplastia (tipo de nanismo)

– Capacidade de sentir gosto feniltiocarbamida (PTC)

Herança Autossômica Dominante Herança Autossômica Dominante

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Outros Exemplos de Herança AD

• Hipercolesterolemia Familiar

• Distrofia Miotônica

• Doença de Huntington

• Neurofibromatose

• Doença Policística dos Rins

Neurofibromatose

Herança Ligada ao X - Recessiva• Incidência muito maior em homens do que mulheres

• Mulheres heterozigotas geralmente não são afetadas, mas

podem apresentar o fenótipo com expressividade variável

• Homens afetados transmitem o gene para todas as filhas

(portadoras), mas para nenhum filho

• Uma proporção significante dos homens afetados é devida

a mutações novas

• Exemplos:

– Hemofilia

– Distrofia muscular de Duchenne (doença fatal)

Herança Ligada ao X - Dominante

• Homens afetados não tem filhos afetados e todas as filhas são

afetadas

• Mulheres afetadas tem 50% de prole afetada (mesmo

pedigree da AD)

• As mulheres afetadas são 2X mais freqüentes que os homens,

mas as mulheres geralmente tem fenótipo mais ameno

• Pode ser letal em homens

• Exemplos

– incontinencia pigmenti tipo 2. Nestes casos a inativação

do X é desbalanceada

– Hipofosfatemia (tipo de raquitismo resistente à vit. D)

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Expressão dos Genes Ligados ao X

• Inativação do X

• Hipótese de Lyon (Mary Lyon)

– Em células somáticas de mamíferos do sexo feminino,

somente um Crom.X está transcricionalmente ativo, o

segundo X é heterocromático, inativo e aparece em células

interfásicas como cromatina sexual ou Corpúsculo de Barr

– A inativação ocorre precocemente na vida embrionária,

começando logo após a fertilização, mas não se completa até

o final da 1a semana de desenvolvimento (~100 células)

– Em qualquer célula somática o X inativo pode ser o paterno

ou o materno (evento randômico), porém após um X se

tornar inativo, este padrão é mantido em todas as células

descendentes