3º
ANO A - 11ª ATIVIDADE DE BIOLOGIA & 6º
EXERCÍCIO
(2ª
Unidade)
2ª Lei de Mendel, Interações gênicas, Ligação gênica e
Permutação, Determinação cromossômica do sexo e Herança ligada ao sexo.
2ª LEI DE MENDEL
No di-hibridismo, faz-se a análise concomitante de duas características em um cruzamento. Entre as características estudadas por Mendel, estavam a forma e a cor das vagens das ervilhas-de-jardim (Figura 1). Dois pares de alelos estão envolvidos na determinação dessas duas características:
C – Vagens infladas A – Vagens verdes
c – Vagens constritas a – Vagens amarelas
No
cruzamento de duas plantas homozigotas para os dois pares de alelos – uma de
vagem inflada (genótipo CCAA) e outra de vagem constrita (genótipo ccaa)
– todos os descendentes apresentam vagem inflada verde (genótipo CcAa).
Estando os pares de alelos Cc e Aa em cromossomos diferentes, a
separação dos alelos de um dos pares, na meiose, não interfere na separação dos
alelos do outro par, de tal forma que os gametas podem se formar com quatro
combinações possíveis, nas mesmas proporções.
Na
geração F2, esses gametas podem se combinar de várias maneiras, todas
com a mesma probabilidade.
Figura
1
– Na geração P, plantas puras (homozigotas) de vagens infladas verdes
são cruzadas com plantas puras de vagens constritas amarelas. Na geração F1,
todos os descendentes são heterozigotos ou híbridos (vagem inflada verde). Na
geração F2, as características aparecem em combinações inexistentes na
geração parental.
Na
geração F2, as proporções genotípicas e fenotípicas obtidas do cruzamento
representado na Figura 1 são:
O
enunciado da Segunda Lei de Mendel é: “Dois ou mais pares de fatores
segregam-se independentemente durante a formação dos gametas, nos quais se recombinam
ao acaso”. Atenção: Essa lei só se aplica a pares de alelos situados em
pares diferentes de cromossomos homólogos. É possível ainda determinar quantos
tipos de gametas um indivíduo pode gerar conhecendo-se seu genótipo. Essa quantidade
é dada por 2n, em que n é o número de pares de alelos em
heterozigose, no genótipo analisado.
INTERAÇÕES GÊNICAS
Nas interações
gênicas, dois ou mais pares de alelos determinam, ao mesmo tempo, uma única
característica. O formato da crista de galinhas é determinado por dois pares de
alelo que interagem. O alelo dominante R determina crista “rosa”; o
alelo dominante E condiciona crista “ervilha”. As aves rree
possuem cristas simples. Quando ambos os alelos dominantes estão presentes em
uma mesma ave, a crista possui o formato “noz”.
Um gene pode impedir a expressão fenotípica de outro. Esse fenômeno denomina-se epistasia. O gene que impede a manifestação é o epistático e aquele cuja manifestação é inibida é chamado de hipostático. Em galinhas, quando se cruzam aves brancas da variedade Leghorn com aves brancas da variedade Plymouth, todos os descendentes são brancos. Entretanto, quando esses descendentes são cruzados, surgem aves brancas e também aves coloridas. Existem dois pares de alelos envolvidos nesse tipo de herança:
C – determina plumagem
colorida
c – determina plumagem
branca
I – impede a produção de
pigmentos (alelo inibidor)
i – permite a produção de
pigmentos
Em um
canteiro de ervilhas, é possível separar plantas de flores púrpuras e plantas
de flores brancas. Quando as classes fenotípicas são bem distintas, as
características possuem variação qualitativa ou descontínua, entretanto,
há características que têm variação contínua ou gradativa, como a
estatura humana. As estaturas dos alunos de uma escola, por exemplo, podem ser
distribuídas segundo uma curva em sino. Essa curva é também chamada de curva de
Gauss.
Essas
duas constatações – fenótipo com variação contínua e distribuição fenotípica em
curva de Gauss – indicam que a herança é determinada por vários pares de alelos,
tratando-se de herança quantitativa ou poligênica. Nesse padrão
de herança, há uma série de pares de alelos, em que cada alelo pode contribuir
com certa variação no fenótipo, a partir de um valor mínimo chamado fenótipo
residual. Em cada um desses pares, não existe alelo dominante nem
recessivo, mas alelo aditivo e alelo não aditivo.
Um
exemplo é a determinação genética da cor da pele humana. De acordo com o modelo
proposto por Charles Davenport (embora se saiba atualmente que mais de cinco
pares de alelos estão envolvidos), a cor da pele é condicionada por dois pares
de alelos (S’ S e P’ P). Em cada par de alelos, há um alelo
aditivo (S’ e P’) que contribui para tornar a pele escura e um
alelo não aditivo (S e P).
LIGAÇÃO GÊNICA E PERMUTAÇÃO
Os
genes que estão em um mesmo cromossomo formam um grupo de ligação. Tal
distribuição peculiar faz com que seus alelos não sigam o princípio da
segregação independente, expresso na segunda lei de Mendel. Quando dois ou mais
genes estão em um mesmo cromossomo, entre eles há ligação gênica (linkage,
vinculação ou ligação fatorial).
Na prófase
I da Meiose, enquanto os cromossomos homólogos estão pareados, pode ocorrer
permutação (ou crossing-over), troca de fragmentos entre as cromátides
homólogas (Figura 2).
Figura
2
– (a) As células em que ocorre permutação entre os pares de alelos Pp
e Vv originam quatro tipos de gametas PV, Pv, pV e pv.
(b) As células nas quais não ocorrem permutação formam dois tipos: PV
e pv. (c) Os gametas PV e pv são formulados mesmo que não
haja permutação e repetem a ligação gênica existente nos cromossomos do
indivíduo gerador; são gametas parentais. Os gametas Pv e pV
refletem a ocorrência de permutação; são os gametas recombinantes.
A
permutação acontece entre as cromátides internas dos pares de cromossomos
homólogos, enquanto nas cromátides externas mantém-se a ligação gênica
original. Por isso, se em todas as células ocorresse permutação entre dois pares
de alelos, a proporção de gametas recombinantes seria de apenas 50%. A
proporção de gametas recombinantes, no total de gametas produzidos, é a Taxa
de Recombinação (TR):
Em
geral, a taxa de recombinação é calculada por meio da análise de descendência dos
cruzamentos. Quanto mais afastados estiverem dois genes, em um mesmo par de
cromossomos homólogos, maior será a taxa de recombinação entre eles. Esse princípio
básico permitiu a elaboração dos primeiros mapas cromossômicos.
DETERMINAÇÃO CROMOSSÔMICA DO SEXO
Quando
se comparam os conjuntos cromossômicos (ou cariótipos) de células diploides
masculinas e femininas, um par de cromossomos – os cromossomos sexuais –
faz a diferença. Na espécie humana a determinação cromossômica do sexo é
conhecida por sistema XY. Além de dois lotes de autossomos, as células
somáticas das pessoas do sexo masculino possuem um par de cromossomos sexuais X
e Y. Já as células somáticas de indivíduos do sexo feminino possuem um
par de cromossomos sexuais X.
O
cromossomo X é bem maior que o cromossomo Y, o que faz concluir que neles
existem regiões de síntese proteica (locos) que não possuem correspondência no
cromossomo Y. Por sua vez, apesar de ser bem menor que o cromossomo sexual X, o
cromossomo sexual Y também possui locos que não existem no cromossomo X (Figura
3 e Figura 4).
Figura 3 – Comparação entre
o tamanho dos cromossomos sexuais X e Y dos seres humanos. À direita
o par XX responsável pelo desenvolvimento de pessoas do sexo feminino e do
lado esquerdo do par XY, característico de pessoas do sexo masculino. (Fonte: biologia.seed.pr.gov.br).
Nesse
sistema o sexo masculino é heterogamético, isto é, origina dois tipos
diferentes de gametas, enquanto o sexo feminino é homogamético, pois
todos os seus gametas contêm um cromossomo X. Observe a Figura 5
abaixo: A criança do sexo feminino recebe, de seu pai, o cromossomo X,
enquanto a criança do sexo masculino recebe dele o cromossomo Y. Os
genes localizados nos cromossomos X não são transmitidos de pai pra
filho, mas sim de pai para filha. Por outra lado, genes presentes no cromossomo
Y são transmitidos de pai para filho, mas não de pai para a filha.
O Sistema
X0 é responsável pela determinação cromossômica do sexo em muitas espécies
de insetos. As células somáticas dos machos possuem dois lotes de autossomos e
apenas um cromossomo sexual X. A designação X0 indica a falta de um dos
cromossomos desse par. As células somáticas das fêmeas apresentam dois lotes de
autossomos e um par de cromossomos X.
Em
aves e em lepidópteros (borboletas e mariposas), as células somáticas dos machos
contêm dois lotes de autossomos e um par de cromossomos sexuais ZZ, já
as células somáticas das fêmeas têm dois lotes de autossomos e um par de
cromossomos sexuais ZW (Figura 6).
Figura
6
– (a) No sistema X0, o sexo heterogamético é o masculino e
os espermatozoides determinam o sexo dos descendentes. As fêmeas são homogaméticas.
(b) No sistema ZW, as fêmeas são heterogaméticas e os gametas
femininos determinam o sexo dos descendentes. Os machos são homogaméticos
e todos os espermatozoides possuem um cromossomo Z.
HERANÇA LIGADA AO SEXO
Na espécie
humana, os alelos da porção não homóloga do cromossomo X determinam a chamada herança
ligada ao sexo. São exemplos desse tipo de herança a hemofilia e o
daltonismo. A hemofilia A, deficiência de um dos fatores de coagulação é condicionada
por um alelo recessivo – representado por Xh – localizado na porção não
homóloga do cromossomo X. O alelo dominante – indicado por XH – determina a
coagulação normal. Os possíveis genótipos e fenótipos correspondentes são (Figura
7):
O
daltonismo, doença determinada por um alelo recessivo da porção não homóloga do
cromossomo X, é a incapacidade de distinguir cores, geralmente o verde e o
vermelho. A herança do daltonismo é semelhante à da hemofilia: um alelo
recessivo da porção não-homóloga do cromossomo X – o alelo Xd – estando presente
em dose dupla nas mulheres determina a ocorrência do daltonismo; nos homens,
basta um alelo Xd para que a doença se manifeste. Observe no quadro abaixo.
6º EXERCÍCIO – 2ª UNIDADE
Confiram abaixo a seleção de questões no Google Formulários para a averiguação da aprendizagem.
O formulário pode ser acessado pelo atalho a seguir: 6ºexercício – 2ª Unidade
Abraços e até a próxima postagem!
Vinícius