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UBA VII – Genética Molecular Teórica 11 3/abril/2013UBA VII GM MJC1.

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Apresentação em tema: "UBA VII – Genética Molecular Teórica 11 3/abril/2013UBA VII GM MJC1."— Transcrição da apresentação:

1 UBA VII – Genética Molecular Teórica 11 3/abril/2013UBA VII GM MJC1

2 Sumário: Capítulo X Variações no número e estrutura dos cromossomas Técnicas citológicas Poliploidia Aneuploidia Rearranjos da estrutura cromossómica Capítulo XI Linkage, crossing-over e mapeamento cromossómico Linkage, recombinação e crossing-over Mapeamento cromossómico Análise de linkage em humanos Recombinação e evolução 3/abril/2013 T10 2 UBA VII GM MJC

3 VARIAÇÕES NO NÚMERO E ESTRUTURA DOS CROMOSSOMAS Capítulo X 3/abril/2013 T10 3 UBA VII GM MJC

4 Análise Citológica 3/abril/2013 T08 4 UBA VII GM MJC

5 Quinacrine Banding 3/abril/2013 T08 5 UBA VII GM MJC

6 Giemsa Banding 3/abril/2013 T08 6 UBA VII GM MJC

7 Pintura Cromossómica 3/abril/2013 T08 7 UBA VII GM MJC

8 Cariótipo Humano 3/abril/2013 T08 8 UBA VII GM MJC

9 Ideograma do Cromossoma Humano 5 3/abril/2013 T08 9 UBA VII GM MJC

10 Variações Citológicas Alterações em ploidia Euplóide tem conjuntos completos de cromossomas (diplóide = 2n; triplóide = 3n; tetraplóide = 4n) Aneuplóide sobre ou sub representação de cromossomas ou partes deles. Rearranjos alterações da estrutura dos cromossomas. 3/abril/2013 T08 10 UBA VII GM MJC

11 Poliploidia Conjuntos extra de cromossomas afectam a aparência e fertilidade dos organismos. 3/abril/2013 T08 11 UBA VII GM MJC

12 Poliplóides estéreis 3/abril/ UBA VII GM MJC

13 Poliplóides Férteis 3/abril/2013 T08 13 UBA VII GM MJC

14 Allopoliplóides vs. Autopoliplóides Allopoliplóides criados por hibridização entre espécies diferentes. Autopoliplóides criados por duplicações cromossómicas dentro da mesma espécie. Duplicação de cromossomas é evento chave na formação de poliplóides. 3/abril/2013 T08 14 UBA VII GM MJC

15 Poliploidia específica de tecidos e politenia Endomitoses Células de fígado e rim células tetraplóides. Se os cromossomas depois de replicarem não se separarem, formam-se polítenos. Drosophila 3/abril/2013 T08 15 UBA VII GM MJC

16 Aneuploidia Sobre ou sub representação de um cromossoma ou parte. Hiperploidia Trissomia Hipoploidia Monossomia 3/abril/2013 T08 16 UBA VII GM MJC

17 Trissomia em Datura stramonium 3/abril/2013 T08 17 UBA VII GM MJC

18 Síndrome de Down 3/abril/ UBA VII GM MJC

19 Causas possíveis de trissomia 3/abril/2013 T08 19 UBA VII GM MJC

20 Não disjunção em humanos 3/abril/2013 T08 20 UBA VII GM MJC

21 Turner Syndrome (XO) 3/abril/ UBA VII GM MJC

22 Amniocentese 3/abril/2013 T08 22 UBA VII GM MJC

23 Deleções e Duplicações de Segmentos de Cromossomas 3/abril/2013 Cariótipo do Síndrome de Cri- du-chat Karyotype 46, XY (5p-) T08 23 UBA VII GM MJC

24 Rearranjos da Estrutura Cromossómica Modificação interna do cromossoma ou junção com parte de outro cromossoma. Inversões Translocações 3/abril/2013 T08 24 UBA VII GM MJC

25 Inversões 3/abril/2013 T08 25 UBA VII GM MJC

26 Inversões Pericentricas vs. Paracentricas 3/abril/ UBA VII GM MJC

27 Emparelhamento entre cromossomas normais e invertidos 3/abril/2013 T08 27 UBA VII GM MJC

28 Translocações Translocação troca de partes de cromossomas entre pares não homólogos. Numa translocação recíproca não há perda de informação genética. 3/abril/2013 T08 28 UBA VII GM MJC

29 Estrutura e emparelhamento de cromossomas com translocações 3/abril/ UBA VII GM MJC

30 Cromossomas compostos Fusão: Homólogos Cromatídeos Ou segmentos de homólogos 3/abril/2013 T08 30 UBA VII GM MJC

31 Cromossomas compostos em Drosophila 3/abril/2013 T08 31 UBA VII GM MJC

32 Translocações Robertsonianas Formadas pela fusão de 2 não homólogos no centrómero. 3/abril/ UBA VII GM MJC

33 LINKAGE, CROSSING OVER E MAPEAMENTO 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 33

34 Um Mapa Cromossómico 3/abril/2013 T10 34 UBA VII GM MJC

35 Linkage, Recombinação, e Crossing Over Genes no mesmo cromossoma são herdados em conjunto durante a meiose Linkage MAS… Alelos de genes ligados ao mesmo cromossoma podem recombinar-se por crossing-over. 3/abril/2013 T10 35 UBA VII GM MJC

36 Linkage e recombinação Linkage Recombinação Crossing-over Chiasma (chiasmata) 3/abril/ UBA VII GM MJC

37 Genes Ligados contrariam princípio da segregação independente 3/abril/2013 T10 37 UBA VII GM MJC

38 Cálculo da frequência de Recombinação 3/abril/2013 UBA VII GM MJC 38

39 Crossing Over e Recombinação 3/abril/2013 T10 39 UBA VII GM MJC

40 Crossovers Múltiplos 3/abril/2013 T10 40 UBA VII GM MJC Não Produz recombinação!

41 Em suma O linkage é detectado pelo desvio das proporções esperadas nos cruzamentos mendelianos. A frequência de recombinação mede a intensidade do linkage. Varia entre 0-0,5. A recombinação é causada pelo crossing-over (no início da profase) Apenas 2 dos cromatídeos de uma tétrada estão envolvidos. 3/abril/2013 T10 41 UBA VII GM MJC

42 MAPEAMENTO DOS CROMOSSOMAS 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 42

43 Mapeamento cromossómico Baseado em distâncias genéticas: Frequência de recombinação A distância entre dois pontos do mapa genético corresponde à média do nº de crossing-overs entre esses dois pontos. 3/abril/2013 T10 43 UBA VII GM MJC

44 Frequência de recombinação e distâncias nos mapas 3/abril/2013 T10 44 UBA VII GM MJC

45 Em suma Os mapas genéticos são baseados na média de crossovers que ocorrem durante a meiose. As distâncias no mapa genético são estimadas calculando a frequência de recombinação entre os genes em cruzamentos experimentais. Para frequências de recombinação de 20% ou menos a distância pode ser definida directamente. Para frequências de recombinação > de 20% as distâncias no mapa são subestimadas uma vez que crossovers multiplos podem não resultar em cromossomas recombinantes. Há formas de manipulação laboratorial para melhorar esta técnica básica de mapeamento. 3/abril/2013 T10 45 UBA VII GM MJC

46 Análise de linkage em Humanos Em humanos não se podem fazer cruzamentos teste. É pela análise de pedigrees que se localizam os genes nos cromossomas humanos. 3/abril/2013 T10 46 UBA VII GM MJC

47 Linkage entre os loci ABO e Nail- Patella Loci 3/abril/2013 T10 47 UBA VII GM MJC

48 Eventos de recombinação 3/abril/ UBA VII GM MJC

49 Cálculo da frequência de recombinação 4/13 da descendência 31%) neste pedigree são recombinantes. Combinação dos dados de vários pedigrees as distância entre os loci ABO e NPS1 é 10 cM. Marcadores moleculares também podem ser usados. 3/abril/ UBA VII GM MJC

50 Em suma O linkage entre genes humanos podem ser detectados analizando pedigrees. A análise de pedigrees também fornece estimativas de frequências de recombinação para mapear genes em cromossomas humanos. 3/abril/ UBA VII GM MJC

51 Recombinação e Evolução A recombinação genética é uma das fontes de variabilidade genética evolução. A recombinação ocorre em espécies que se reproduzem sexualmente. A recombinação pode viabilizar a junção de alelos favoráveis de genes diferentes no mesmo indivíduo. 3/abril/ UBA VII GM MJC

52 HEREDITARIEDADE DE CARACTERÍSTICAS COMPLEXAS 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 52

53 Hereditariedade de características complexas Características contínuas Influências genéticas e ambientais várias Análise fenotípica de características quantitativas pode ser feita com a medição em indivíduos de uma população e depois usando métodos estatísticos de análise. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 53

54 Herditariedade de traços contínuos 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 54

55 Tamanho da corola em flores 3/abril/2013 Se for determinada: a)Por 1 gene qual a proporcção de F2 que deverá ter corlas grandes? b)Por 2 genes qual a proporcção de F2 que deverá ter corlas grandes? c)Verificou-se que deveria ser por 5 genes diferentes UBA VII GM MJC T10 55

56 Estudos genéticos destas características As distribuições de frequência de caracteristicas quantitativas podem ser caracterizadas por estatistica descritiva. Amostra Distribuição de frequência Média Classe modal Variância e desvio padrão. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 56

57 Distribuição normal Neste tipo de distribuição a média e a classe modal estão no centro da distibuição. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 57

58 Variancia (s 2 ) e Desvio padrão (s) 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 58

59 Em suma A média e classe modal dão o centro da distribução de frequências. A variância e desvio padrão são estatisticas que indicam as variações em torno da média. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 59

60 Análise de características quantitativas Variabilidade fenotípica é medida pela variância. A hipótese de factores múltiplos propõem que há características controladas por vários factores no ambiente e no genótipo. R.A. Fisher T = µ + g + e µ representa a média da população, g representa o desvio da média devido a factores genéticos e representa o desvio da média devido a factores ambientais 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 60

61 Fénotipos quantitativos e desvios da média 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 61

62 Componentes da variação fenótipica V T = V g + V e V T variação fenotípica total V g variância de origem genética V e variância de origem ambiental 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 62

63 Partição da variância da F 2 : Tempo de maturação dos grão. V T = dias 2 V T = V g + V e V e pode ser estimado dos dados da geração parental e F1 (geneticamente idênticas entre si). Logo a variação é de origem ambiental. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC 63

64 Estimativa de V e Para estimar V e, Média das variâncias das populações parentais e F1 : V e = (V A + V B + V F1 )/3 = (1.92 Dias Dias Dias 2 )/3 = 2.28 dias 2 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 64

65 Estimativa de V g Se V T e V e são conhecidos. V g é estimado por subtração de V e a partir de V T. V g = V T – V e = dias 2 – 2.28 dias 2 = dias 2 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 65

66 Variação fenotípica total V T = V g + V e dias 2 = dias dias 2 Neste exemplo a maior parte da variação no tempo de maturação em F 2 é devida a diferenças genéticas entre individuos. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 66

67 Heritabilidade senso lato H 2 H 2 = V g /V T H 2 = V g /(V g + V e ) Varia entre 0 e 1 H 2 perto de 0, pouca da variabilidade é devida a factores genéticos. H 2 perto de 1, maior parte da variabilidade é devida a factores genéticos. É específica para uma população 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 67

68 Heritabilidade senso lato Os efeitos genéticos podem advir de: Efeitos dos alelos individuais Relações de dominância entre alelos Interações epistáticas entre diferentes genes. Estas componentes podem ser separadas Analisando a componente que envolve o efeito dos alelos individuais podemos prever o fenótipo da descendência sabendo o dos progenitores. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 68

69 Previsão dos fenótipos a partir dos Genótipos A dominância limita a capacidade de fazer estas previsões. Exemplo: grupo sanguíneo ABO. Ou seja para o tipo sanguíneo A há mais que um genótipo possível. Codominância permite que a previsão seja mais precisa. Exemplo: cor da flor em bocas de lobo 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 69

70 Componentes da Variabilidade genética V a, variância genética aditiva, representa a variância devida a alelos que actuam aditivamente pigmento na cor das flores. V d, variância de dominância, representa variância devida a dominância grupo sanguíneo ABO. V i, variância epistática, representa variância devida a interações epistáticas entre alelos de diferentes genes. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 70

71 A Variância Genética V g = V a + V d + V i A variância total fenotípica pode ser expressa como: V T = V a + V d + V i + V e Apenas a variância aditiva é útil na previsão dos fenótipos dos descendentes apartir dos fenótipos dos progenitores. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 71

72 Heritabilidade senso estreito h 2 h 2 = V a /V T h 2 varia entre 0 e 1 h 2 se é perto de 1, a maior parte da variância fenotípica é devida variância genética aditiva. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 72

73 h2h2 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 73

74 Previsão de Fenótipos IQ Michael (M) e Frances (F) IQ de 110 e 120, respectivamente. Média da população 100. Filho Oswald (O) Factores ambientais de previsão de IQ não pode ser previsto. Se QI não tem componentes genéticas, os valores de QI dos pais não têm valor preditivo. Mas para QI h 2 = 0.4 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 74

75 Previsão do QI do Oswald é T O = µ + h 2 [(T M + T F )/2 – µ] SubstituindoT P for [(T M + T F )/2, T O = µ + h 2 [T P – µ] Substituindo pelos valores conhecidos T O = (0.4)[115 – 100] T O = 106 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 75

76 Previsão de Fenótipos H 2 indica a diferença entre a média da população e um valor que pode ser usado para prever o fenótipo da descendência. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC 76

77 Selecção Artificial 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 77

78 Loci de traços quantitativos LTQ Técnicas molecular permitem mapear os LTQ. Marcadores moleculares associados a polimorfismos que por sua vez estão associados a características desejáveis. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 78

79 RFLP Loci LTQ do peso de tomates 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 79

80 Patologias Cardiovasculares Associação de RFLPs e factores de risco 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 80

81 CORRELAÇÃO ENTRE FAMILIARES Formas de estimar H 2 e h 2 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 81

82 Altura gémeos monozigóticos 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 82

83 Dados não correlacionados 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 83

84 Valores teóricos de correlação 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 84

85 Coeficientes de correlção entre gémeos: QI 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 85

86 Coeficientes de correlação entre gémeos: Personalidade 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 86

87 Recursos Capítulo 22 do Snustad 6ª Edição. 3/abril/2013 UBA VII GM MJC T10 87


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