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Herança Extranuclear Origem destas organelas: hipótese mais aceita: surgiram a partir de organismos endossimbiontes. As células pré- eucarióticas ancestrais.

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1 Herança Extranuclear Origem destas organelas: hipótese mais aceita: surgiram a partir de organismos endossimbiontes. As células pré- eucarióticas ancestrais teriam sido invadidas em diferentes épocas por organismos procariontes fotossintetizantes e não-fotossintetizantes que estabeleceram uma simbiose mutuamente benéfica e, no curso da evolução, originaram, respectivamente, os cloroplastos e as mitocôndrias presentes nas células dos eucariontes modernos.

2 Herança Extranuclear nDNA de humanos = 3x10 9 pb e genes mtDNA = pb e 37 genes algumas ptns do sistema de fosforilação oxidativa tRNAs, rRNAs. Particularidades: cromossomos circulares; menor grau de condensação; presentes em centenas ou milhares de cópias por células; herança uniparental (predominante) cpDNA = pb e 135 genes ptns da fotossintese e transporte de elétrons tRNAs rRNAs Marchantia

3 Herança Extranuclear Os Primeiros Estudos sobre a Herança Extranuclear... Ex 1.: variegação de folhas em angiospermas: Mirabilis jalapa (maravilha) Conclusão os cloroplastos são transmitidos para a prole pelas células reprodutivas femininas, mas são inteiramente excluídos das células reprodutivas masculinas. Portanto, os cloroplastos eram os candidatos óbvios para conter esses fatores.

4 Herança Extranuclear Ex 2.: variegação de folhas em Pelargonium zonale Conclusão Esta herança biparental não-mendeliana indica que a cor das folhas de Pelargonium é determinada por uma mistura de fatores maternos e paternos situados fora do núcleo, provavelmente nos cloroplastos. Dessa forma, fica evidente que nessa espécie os cloroplastos são transmitidos tanto pelo pólen como pelo ovócito. Contudo, A base molecular da variegação das folhas de Pelargonium ainda é desconhecida.

5 Herança Extranuclear Ex 3.: defeitos metabólicos em leveduras mutantes petites - formam colônias pequenas em meio com glicose - defeito nas mitocôndrias impossibilita o metabolismo aeróbico Boris Ephrussi (1940 – 1950) Duas classes de mutantes: petite neutra petite supressiva

6 Herança Extranuclear DOENÇAS MITOCONDRIAIS HUMANAS Doenças provenientes de defeitos em genes do genoma mitocondrial são transmitidas como as próprias mitocôndrias, isto é, da mãe para toda a prole, independente do sexo; Entretanto uma criança pode herdar de sua mãe mais que um tipo de genoma mitocondrial (heteroplasmia). Ex 1.: Atrofia óptica de Leber caracteriza-se pela morte do nervo óptico nos adultos é herdada estritamente pela linhagem materna possui heterogeneidade genética, ou seja, pode ser causada por mutações em diferentes genes Ex 2.: Síndrome de Pearson caracteriza-se pela perda de células da medula óssea durante a infância, sendo geralmente fatal; deleção relativamente grande no mtDNA; pessoas doentes quase nunca têm os genitores afetados: deleção responsável provavelmente ocorre espontaneamente durante o desenvolvimento da criança ou durante a ovocitogênese da mãe; As pessoas com síndrome de Pearson têm uma mistura de mtDNA deletado e normal – um exemplo de heteroplasmia mitocondrial. Ex 5.: Alguns casos de Alzaimer Perda da capacidade cognitiva Mutação do gene que codifica o tRNA para o aminoácido glutamina (encontrada em 5% dos casos de Europeus com Alzheimer tardio)

7 Herança Extranuclear DNA MITOCONDRIAL E O ESTUDO DA EVOLUÇÃO HUMANA Vantagens: (1) ser transmitido exclusivamente pela mulher; (2) não sofrer recombinação; (3) evoluir mais rápido que o DNA nuclear. permite que os cientistas rastreiem seqüências modernas de DNA até uma ancestral feminina comum. permite que sejam detectadas mudanças genéticas significativas em um período curto de tempo Estudos com mtDNA humano deste 1980 demostram que... pouca variação no mtDNA de populações humanas diferentes populações africanas são as mais polimórficas Seres Humanos modernos se originaram nos últimos anos na África.

8 Herança Extranuclear DNA CLOROPLÁSTICO E O ESTUDO DA EVOLUÇÃO VEGETAL Angiospermas: Herança do cpDNA é materna na maioria das espécies Gimnospermas: Herança do cpDNA e mtDNA pode ser materna ou paterna dispersão do pólen Espécies Arbóreas: Fluxo gênico se dá por 2 vias distintas: dispersão das sementes Ex: Quercus: carvalho europeu (Petit et al Forest Ecology and Management 156)


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