Hereditariedade

COMO as características são

passadas para as gerações

seguintes

2

Qual o elo físico entre as

gerações?

3

Como o DNA está organizado no

interior do núcleo das células

eucariontes?

http://psychology.wikia.com/wiki/Chromatin4

Como é a estrutura macroscópica

dos cromossomos?

Locus X

Cromossomo duplicado

Cromátide

Locus X

Alelo A

Alelo A 5

Existe relação entre o comportamento dos

cromossomos e a hereditariedade?

Teoria cromossômica

da herança (1902 e

1903)

Genes individuais (fatores)

são encontrados em

localizações específicas nos

cromossomos

O comportamento dos

cromossomos durante a

meiose explica porque as

características são herdadas

de acordo com as Leis de

Mendel

_Modified from "Chromosomal theory of inheritance: Figure 1," by OpenStax College, Biology (CC BY 3.0) and from "Thomas Hunt Morgan," (public

domain)._

6

Ciclo celular

7

Que “comportamentos cromossômicos” são

importantes na transmissão hereditária?

Replicação dos

cromossomos

Resultado da

duplicação do DNA

Assegura a

manutenção

da quantidade

inicial de DNA

no final das

divisões

celulares

8

Prófase Telófase/

CitocineseIntérfase

1 cromossomo

Antes da divisão celular

1 cromossomo

Iniciando a divisão

celular

1 cromossomo

Após a divisão celular

Que “comportamentos cromossômicos” são

importantes na transmissão hereditária?

9

Pa

r d

e c

rom

osso

mo

s

ho

mó

logos

10

Exercício 1:

a) Quantas moléculas de DNA existem em um

cromossomo interfásico (G1)?

b) Quantas fitas de DNA existem em um cromossomo

interfásico (G1)?

c) Quantas moléculas de DNA existem em um

cromossomo metafásico?

d) Quantas fitas de DNA existem em um cromossomo

metafásico?

11

1 cromossomo interfásico=

1 molécula de DNA

(1 cromátide)

2 fitas de DNA

1 par de

cromossomos

homólogos

2 cromátides

1 cromossomo

metafásico=

2 moléculas de DNA

(2 cromátides)

4 fitas de DNA

1 par de cromossomos

homólogos

4 cromátides

12

Separação das

cromátides irmãs

Reestabelece a

quantidade de

DNA inicial nas

células filhas

Mitose –

anáfase/telófase

Meiose II –

anáfase/telófase

Assegura a

dosagem gênica

adequada após

a combinação

dos gametas

Que “comportamentos cromossômicos” são

importantes na transmissão hereditária?

13

14

Separação dos

cromossomos

homólogos

Essencial para manter

o tamanho do genoma

em cada geração –

reprodução sexuada

Meiose I –

anáfase/telófase

A a

Meiose I

Que “comportamentos cromossômicos” são

importantes na transmissão hereditária?

15

Pareamento

aleatório dos

cromossomos

homólogos

Segregação independente

entre os alelos de genes

localizados em

cromossomos diferentes –

combinações alélicas

igualmente frequentes na

formação dos gametas

Meiose I –

Metáfase

Que “comportamentos cromossômicos” são

importantes na transmissão hereditária?

16

http://www.uel.br/pessoal/rogerio/genetica/respostas/pratica_06.html

Meiose I –

Metáfase

17

Exercício 2:

a)Sendo Aa, Bb e Cc três pares de alelos com segregação

independente, quantos tipos de gametas poderão ser

formados por um indivíduo AA Bb Cc?

b)Quantas orientações diferentes são encontradas na

meiose I?

23-1= 4

2n

Sendo n o número de loci heterozigoto, fornece

a quantidade de gametas diferentes

produzidos a partir dos parentais

ABC

ABc

AbC

Abc

2n-1

n=número haploide de cromossomos

a)

b)

18

Como os cromossomos são transmitidos entre

as gerações?

Assexuada

Gera indivíduos

idênticos a um

parental

Bactérias

Protozoários

Fungos

Planária

Gerações de

células somáticas

SexuadaGera indivíduos

diferentes dos

dois parentais

Mais comum na

maioria dos seres

vivos

Mitose

Produzidos a partir da Meiose

Encontro

de

gametas

19

Gera indivíduos idênticos ao parental

Como os cromossomos são transmitidos entre

as gerações?

Mitose20

Mitose

ALINHAMENTO dos

homólogos

Separação das

CROMÁTIDES irmãs

Equacional

21

Mitose

Centrossoma - centríolos

Fusos

Microtúbulos dos fusos

22

Mitose

23

Mitose

24

Mitose

25

Eucariotos que se reproduzem sexualmente

possuem dois tipos de células:

Mitose Meiose

26

Meiose

PAREAMENTO

dos homólogos

Separação dos

CROMOSSOMOS

HOMÓLOGOS

ALINHAMENTO

dos cromossomos

Separação das

CROMÁTIDES irmãs

Reducional

27

28

29

Prófase I – Paquíteno

Homólogos totalmente

pareados, crossing

over pode ocorrer

Cromossomos

pareados

Gera variabilidade

genética em algumas

cromátides, que ao

final serão

cromossomos

recombinantes

Troca de segmentos

entre cromátides de

cromossomos

homólogos

30

31

Metafase I

Pareamento

ALEATÓRIO dos

homólogos no plano

equatorial da célula

Gera todas as

combinações

cromossômicas

possíveis nos gametas

que serão formados

32

33

34

Outro

pareamento

igualmente

frequente

Metáfase

OU

35

OU

36

37

38

Exercício 3

a) Complete o quadro comparativo entre mitose e

meiose com relação as características indicadas

Mitose Meiose

Número de divisões celulares

Quantidade de células resultantes

Separação dos cromossomos

homólogos

Disjunção das cromátides irmãs

Ocorrência de pareamento e

permuta

Variabilidade genética

39

Mitose Meiose

Número de divisões celulares 1 2

Quantidade de células resultantes 2 4

Separação dos cromossomos

homólogos

Não Sim (anáfase I)

Disjunção das cromátides irmãs Sim (anáfase) Sim (anáfase II)

Ocorrência de pareamento e

permuta

Não Sim (prófase I)

Variabilidade genética Não Sim

Exercício 3

a) Complete o quadro comparativo entre mitose e

meiose com relação as características indicadas

40

Prófase Metáfase Anáfase Telófase

MITOSE

MEIOSE I

MEIOSE II

Exercício 4

b) Complete o quadro comparativo entre mitose e meiose quanto a

quantidade de DNA e número de CROMOSSOMOS em cada uma das

fases

Considerando na Prófase 2n=4 e 4C (4 picogramas de DNA)

41

Exercício 4

b) Complete o quadro comparativo entre mitose e meiose quanto a

quantidade de DNA e número de CROMOSSOMOS em cada uma das

fases

Considerando na Prófase 2n=4 e 4C (4 picogramas de DNA)

Prófase Metáfase Anáfase Telófase

MITOSE2n=4

4C

2n=4

4C

2n=8

4C

(separação das

cromátides)

2n=4

2C

(Reestabelecimento da

quantidade de DNA

antes da duplicação)

MEIOSE I2n=4

4C

2n=4

4C

2n=4

4C

n=2

2C

(Homólogos

separados)

MEIOSE II

n=2

2C

n=2

2C

n=4

2C

(separação das

cromátides)

n=2

1C

42

Primeira Lei de Mendel

Primeira Lei de Mendel, ou lei da

segregação igual

Os alelos de um gene separam-se na

mesma proporção (50%) na formação

dos gametas43

Qual a explicação

“cromossômica” ou celular?

A separação dos homólogos na

primeira divisão da meiose – Cada

gameta irá receber 1 alelo de cada

gene

As características herdadas dos

pais não se fundem, são herdadas

como unidades discretas de

informação que se mantém

íntegras ao longo das gerações.

A

a

44

Os pares de alelos em

cromossomos diferentes

separam-se independentemente

na meiose.

Segunda Lei de Mendel

Segunda Lei de Mendel, ou lei da

segregação independente

45

Qual a explicação

“cromossômica” ou celular?

O PAREAMENTO aleatório dos

diferentes cromossomos

homólogos na metáfase I

A combinação AA e BB / aa e bb

independe da combinação

AA e bb / aa e BB

Portanto ocorrem em igual

frequência nos gametas (1/4)46

• Escolha do organismo

modelo

• Obteve diferentes linhagens

puras – geneticamente

homogêneas

• Cruzamentos contrastantes

• Análise de uma ou poucas

características por vez

O que possibilitou Mendel a chegar nas

conclusões que culminaram no que hoje

chamamos de suas “Leis”?

47

O que possibilitou Mendel a chegar nas

conclusões que culminaram no que hoje

chamamos de suas “Leis”?

Primeira Lei

Segunda Lei

1

característica

1 locus – 1

cromossomo

2

características

2 loci – 2

cromossomos

48

Cruzamento

Contrastante

49

Partindo de um cruzamento contrastante (EM 1

CARACTERÍSTICA) com linhagens parentais puras o que ele

encontrou em F2?

Quadro de Punett

50

Partindo de um cruzamento contrastante (EM 1

CARACTERÍSTICA) com linhagens parentais puras o que ele

encontrou em F2?

51

E se desconhecermos o genótipo de indivíduos que expressam

a característica dominante? CRUZAMENTO TESTE

52

E se desconhecermos o genótipo de indivíduos que expressam

a característica dominante? CRUZAMENTO TESTE

Se o genótipo for YY:

100% Yy (fenótipo dominante)

Se o genótipo for Yy:

50% Yy (fenótipo dominante)

50% yy (fenótipo recessivo)

53

Proporções fenotípicas obtidas em F2; para 1

característica contrastante

3:1; 1:2:1; 1:1 são proporções diagnósticas de que a característica

é controlada por um gene com um par de alelos (onde um é

dominante) que segregam igualmente na meiose

54

Conclusões obtidas dos padrões observados:

Características são transmitidas como "fatores”

(alelos) individuais (Princípio da Segregação)

Cada par de fatores controla uma característica

Os indivíduos possuem um fator de cada parental –

não faz diferença de quem herdou

Esses fatores podem não aparecer em uma

geração e reaparecer em outra – não são perdidos

(Princípio da Dominância)

55

Partindo de um

cruzamento contrastante

(EM 2 CARACTERÍSTICAS)

com linhagens parentais

puras o que ele encontrou

em F2?

56

Partindo de um

cruzamento contrastante

(EM 2 CARACTERÍSTICAS)

com linhagens parentais

puras o que ele encontrou

em F2?

57

Partindo de um

cruzamento contrastante

(EM 2 CARACTERÍSTICAS)

com linhagens parentais

puras o que ele encontrou

em F2?

58

Mendel observou que

haviam duas

proporções 3:1

combinadas

aleatoriamente:

Lisas e amarelas: ¾ x ¾

= 9/16

Lisas e verdes:

¾ x ¼ = 3/16

Rugosas e amarelas:

¼ x ¾ = 3/16

Rugosas e verdes:

¼ x ¼ =1/16

59

Mendel aplicou o CRUZAMENTO TESTE – comprovou a sua

teoria – F2 reflexo direto das proporções gaméticas de F1

60

9:3:3:1 e 1:1:1:1 são proporções fenotípicas

diagnósticas da 2ª Lei de Mendel - as

características são controladas por 2 genes, em

cromossomos diferentes, cada um com um par

de alelos segregando de forma independente na

meiose

61

Exercício 5:

Nos coelhos, a cor preta dos pelos é dominante em relação à

cor branca. Cruzaram-se coelhos pretos heterozigotos entre

si e nasceram 360 filhotes. Destes, o número de

heterozigotos provavelmente é:

a) 90 b) 180 c) 270 d) 360

62

Exercício 6:

Nos porquinhos da Índia, a pelagem negra é dominante sobre

a pelagem branca. Um criador tem um lote de porquinhos-da-

índia negros, com o mesmo genótipo. O que deve fazer para

descobrir se esses animais são homozigotos ou heterozigotos?

Justifique sua resposta

Cruzamento teste – cruzar os indivíduos de fenótipo dominante com os

indivíduos de fenótipo recessivo – 100% fenótipo dominante, os animais

são homozigotos; 50% dominante 50 % recessivo, os animais são

heterozigotos

63

Exercício 7

Na Drosophila melanogaster, a cor do corpo ébano é produzida

por um alelo recessivo (e) e o corpo de cor cinza, pelo alelo

(E). A asa vestigial é produzida por um alelo recessivo (v) e o

tamanho normal da asa é determinado pelo alelo (V). Se

moscas diíbridas são cruzadas entre si e produzem 256

indivíduos, quantas moscas desta progênie apresentarão o

mesmo genótipo dos pais?

a) 144 b) 128 c) 64 d) 8 e) 16

4 em 16 são duplo heterozigotas, ou seja ¼

1/4x256 = 6464

Exercício 8

No cruzamento entre a cultivar de tomate Santa Cruz (P1), que

possui hipocótilo roxo e folha normal, com a cultivar Folha batata

(P2), que apresenta hipocótilo verde e folha batata, foram obtidos

os seguintes resultados:

Fenótipos

GeraçõesHip. Roxo

Folha normal

Hip. Roxo

Folha batata

Hip. verde

Folha normal

Hip. verde

Folha batata

F1 25 - - -

F2 238 75 80 26

Retro

cruzamento 1

(RC1)

163 - - -

Retro

Cruzamento 2

(RC2)

45 43 39 44

a) Determine os genótipos das gerações e dos cruzamentos

b) Determine o tipo de herança com base nas Leis de Mendel65

Exercício 8

No cruzamento entre a cultivar de tomate Santa Cruz (P1), que

possui hipocótilo roxo e folha normal, com a cultivar Folha batata

(P2), que apresenta hipocótilo verde e folha batata, foram obtidos

os seguintes resultados:

Fenótipos

GeraçõesHip. Roxo

Folha normal

Hip. Roxo

Folha batata

Hip. verde

Folha normal

Hip. verde

Folha batata

F1 25 (AaBb) - - -

F2 238 (A_B_) 75 (A_bb) 80 (aaB_) 26 (aabb)

Retro cruzamento 1

(RC1) =

F1(AaBb) x P1(AABB)

163 (A_B_) - - -

Retro Cruzamento 2

(RC2) = F1(AaBb) x P2

(aabb)45 (AaBb) 43 (Aabb) 39 (aaBb) 44 (aabb)

b) Herança controlada por 2 genes com 2 alelos cada com dominância completa entre si,

com segregação independente na meiose66

Obrigada!

Prof. Luciane Viater Tureck

Laboratório de Polimorfismos e Ligação

Departamento de Genética – UFPR

luviater@gmail.com

67