G E N É T I C A Conceitos teóricos Biomarllos

Gregor Mendel Gregor Mendel: Monge agostiniano que formulou as leis básicas da hereditariedade, num mosteiro em Brünn, Áustria, hoje Brno, na atual República Tcheca. (1822-1884). Espécie utilizada: Ervilhas – Pisum sativum. De 1851 a 1853 Mendel estudou Física e Botânica na Universidade de Viena. Retornou a Brno em 1854, passando a ensinar Física e Ciências Naturais.

Terminologia básica Gene: Segmento de uma molécula de DNA capaz de determinar uma proteína ou característica genética. Cromossomo: Sequência linear de genes. Lócus Gênico: Local ocupado por um gene em um cromossomo. Cromossomos homólogos: cromossomos onde cada um de seus genes possui um equivalente no outro cromossomo.

Terminologia básica Alelos: Genes que ocupam locais idênticos em cromossomos homólogos. Genes Dominantes: Genes que determinam o aparecimento de sua característica impedindo a manifestação de seu alelo. Genes Recessivos: Genes que só se manifestam quando em homozigose. Homozigoto: Genes alelos iguais em ambos os cromossomos homólogos. Ex: aa, AA

Terminologia básica Heterozigoto: Genes alelos diferentes (híbrido) Ex: Aa, Bb. Genótipo: Constituição genética de um indivíduo (Aa, Bb, AA, bb). Fenótipo: Característica (Cor, altura, etc) Herança Autossômica: Herança determinada pelos genes situados nos cromossomos autossômicos. Características hereditárias: Características transmitidas de uma geração a outra através dos genes.

Terminologia básica Características Adquiridas: Características que o indivíduo adquiridas por atores externos como ambiente doenças, acidentes, dentre outros. Fenocópias: Imitação de um fenótipo determinado pelo meio ambiente. A fenocópia não afeta o gene, e consequentemente não é transmitida aos descendentes: Ex: Surdo Mudez não hereditária, causada por uma infecção grave que pode atingir o sistema nervoso.

GENÉTICA – ESTUDO DOS GENES

Noções de probabilidade No estudo da genética é essencial o conhecimento de determinadas leis e formas para o cálculo de probabilidades. Probabilidade (P): N = nº eventos favoráveis. NP= nº de eventos possíveis. Exemplo: No lançamento de um dado normal, qual a probabilidade de se obter a face 2? P= N= qtde de nº 2 NP = qtde de faces do dado. Qual a probabilidade de se obter a face “coroa” no lançamento de uma moeda.

Noções de Probabilidade: Regra do OU ou da Adição: É igual a soma das probabilidades com que cada evento ocorre de forma isolada. Ex: Qual a probabilidade de se obter um rei ou uma dama em um baralho normal de 52 cartas? Resolução: Prob. Rei = Prob. Dama =

Terminologia básica Regra do E ou da multiplicação: A probabilidade de dois ou mais eventos independentes ocorrerem simultaneamente é igual ao produto das probabilidades de ocorrerem simultaneamente. Exemplo: No lançamento de dois dados, qual a probabilidde de se obter a façe “1” em ambos os dados? Resolução: Face 1 no primeiro dado = Face 1 no segundo dado = Qual a probabilidade de um casal ter dois filhos: o primeiro menino e o segundo menina?

Cariótipo:

Primeira Lei de Mendel Primeira Lei: Cada caráter é determinado por um par de fatores que se separam na formação dos gametas, nos quais ocorrem em dose simples. Ervilhas: Amarelas representadas pelos Genes VV e Verdes por vv Observe que VV é separado na formação dos gametas, encontrando o v que veio de (vv), formando um indivíduo Vv.

Experimentos com ervilhas Caráter Alelos Genótipos Fenótipos Cor da semente V dom VV (hom. Dominante Amarelas Vv heterozigoto v recessivo vv homozigoto recessivo verdes Caráter Alelos Genótipos Fenótipos Forma da Semente L dom LL (hom. Dominante Lisas Ll heterozigoto l recessivo ll homozigoto recessivo Rugosas

Retrocruzamento Vv Vv Existem dois tipos básicos para realizar um retro-cruzamento: Exemplo: Cruzando uma ervilha Heterozigota para a cor amarela (Aa) com outra do mesmo genótipo: Gametas ♂ Gametas ♀ V v ♀ ♂ V VV Vv Vv Vv v Vv vv Gametas: V ou v 75% - Amarelas 25% - Verdes

Características recessivas no ser humano Caráter Alelos Genótipos Fenótipos Pigmentação da pele A dom AA (hom. Dominante Normal Aa heterozigoto a recessivo vv homozigoto recessivo Albino Caráter Alelos Genótipos Fenótipos Presença de sardas S dom SS (hom. Dominante Ss heterozigoto s recessivo ss homozigoto recessivo Ausência de sardas

Genealogias Genealogias ou heredogramas são representações gráficas da herança de uma determinada característica em uma família Principais símbolos: Homem Mulher Sexo não informado Heterozigotos Casamento não-cosanguíneo Casamento entre parentes próximos Gêmeos univitelinos ou idênticos Gêmeos fraternos ou dizigóticos Representação de três irmãos

Herança sem Dominância ou Herança Intermediária Exemplo de cruzamento: Nesse caso cada alelo exerce o seu efeito sem a dominância do outro. Na flor maravilha Mirabilis jalapa a cor da corola das flores não há dominância. VB VB Gametas ♀ Gametas ♂ V B ♀ ♂ V VV VB Caráter Alelos Genótipos Fenótipos COR DA COROLA V VV Vermelha B BB Branca VB Rosa B VB BB 25% - Vermelha 50% - Rosa 25% - Branca

GENES LETAIS São genes que podem causar a morte embrionária ou juvenil. Pode ser dominante ou recessiva. Em camundongos o genótipo AA determina a morte embrionária, Aa determina a cor amarela e aa a cor aguti da pele. No ser humano a doença Tay Sachs ou Idiotioa Amaurótica Infantil é determinada por um gene letal recessivo (ss), enquanto SS e ss os indivíduos são normais. Os indivíduos afetados morrem por volta dos dois anos.

Genes letais em camundongos Aa Aa Gametas ♀ Gametas ♂ A a ♀ ♂ A VV Vv a Vv vv Aa - Amarelo AA – Morrem no útero aa - aguti

SEGUNDA LEI DE MENDEL Em um cruzamento em que estejam envolvidos dois ou mais caracteres, os fatores que determinam cada um se separam de forma independente durante a formação dos gametas, se recombinam ao acaso e formam todas as combinações possíveis. Ex: AaBb AaBb Gametas AB Ab aB ab AaBb Ou A a B b B b Gametas  A B A b a B a b

Polialelia – ou alelos múltiplos Considerando o cruzamento entre dois duplo-heterozigoto qual será a probabilidade de o casal obter uma criança bbaa. Ou podemos aplicar a regra do E (Multiplicar os eventos). Fazer o cruzamento separando os eventos e utilizar a regra do E. AaBb Aa Bb Aa Aa AB Ab aB ab AA, Aa, Aa, aa AB AA BB AA Bb Aa BB Aa Bb Bb Bb Ab AA Bb AA bb Aa Bb Aa Bb BB, Bb, Bb, bb aB Aa BB Aa Bb aa BB aa Bb ab Aa Bb Aa bb aa Bb aa bb Regra do E: A probabilidade é de:

Polialelia ou alelos múltiplos Casos em que uma determinada característica é determinada por três ou mais pares de alelos constantes. Ex: A cor da pelagem dos coelhos constitui um exemplo de polialelia. Fenótipos Genótipos Selvagem ou aguti CC, Ccch, Cch, Cc Chinchila Cchcch, cchch, cchc Himalaia chch, chc Albino cc

Polialelia ou alelos múltiplos - polialelia A determinação do tipo sanguíneo no sistema ABO é a presença ou não de determinadas proteínas (aglutinogênios) nas hemácias e as aglutininas no plasma sanguíneo. Fenótipos Aglutinogênios Aglutininas AB A e B Nenhuma A Anti-B B O Nenhum Anti-A / Anti-B Genótipos do grupo sanguíneo: Fenótipos Genótipos Grupo - AB IAIB Grupo – A IAIA, ou IAi Grupo – B IBIB, IBi Grupo – O ii

Fator RH O fator Rh é determinado por um par de alelos, R dominante e r recessivo. A distribuição genotípica é a seguinte: Transfusões Sanguíneas no Sistema Rh. Doador Receptor Nº transfusões Reação Rh+ n Negativa Rh- N 1ª vez Negativa produção de anticorpos 2ª vez Positiva -Hemólise Genótipos Fenótipos RR, Rh + Rr Rh -

Herança do Sistema MN Landstainer e Levine descobriram, em 1972, dois outros aglutinogênios nas hemácias dos seres humanos e foram designadas como antígeno M e antígeno N. Fenótios Genótipos Grupo M MM GRUPO N NN GRUPO MN MN As transfusões sanguíneas realizadas com incompatibilidade entre grupos do sistema MN não oferecem problemas, a não ser que sejam realizadas repetidas vezes.

Interação Gênica É o fenômeno pelo qual dois ou mais pares de genes alelos com segregação independente (localizados em cromossomos homólogos diferentes), interagem entre sí para determinar uma mesma característica. Ex: Crista das galinhas: Fenótipos Genótipos Crista ervilha Eerr ou Eerr Crista rosa eeRR ou eeRr Crista noz EERR, EERr, EeRR EeRr Crista Simples eerr EPISTASIA: É uma forma de interação gênica pela qual um gene inibe a manifestação de outro que não é seu alelo, podendo ou não estar localizado no mesmo cromossomo: O gene que exerce ação inibitória é denominado epistático e o que é inibido é chamado hipostático.

Epistasia Cc Ii ccii ci CI Ci cI ci Fenótipo Genótipos Plumagem colorida Ccii ou Ccii Plumagem branca CCII, CCIi, CcII, CcIi ccII, ccii A ave duplamente recessiva em genótipo ccii, e a dihíbrida, CcIi, assim: Cc Ii ccii Apenas um descendente dos quatro tipos possíveis, é portador do gene C e não do gene I (epistático). Logo a probabilidade nascer um indivíduo de plumagem colorida (Ccii) é de:. ci CI CcIi Ci Ccii cI ccIi ci ccii

Herança Quantitativa ou Poligênica Essa forma de herança ocorre quando dois ou mais pares de genes não-alelos apresentam seus efeitos somados em relação a um mesmo caráter, de maneira a determinar fenótipos com diferentes intensidades. Fenótipos Genótipos 4 – Negros AABB 3 – Mulatos escuros AABb, AaBB 2 – Mulatos médios Aabb, AaBb, aaBB 1 – Mulatos claros Aabb, aaBb 0 – Brancos aabb

Herança Quantitativa - Exemplo Qual a probabilidade de um casal mulatos médio terem uma criança negra? AaBb Aa Bb AB Ab aB ab AB AA BB AA Bb Aa BB Aa Bb Ab AA Bb AA bb Aa Bb Aa Bb Apenas os indivíduos com genótipo AABB serão negros. aB Aa BB Aa Bb aa BB aa Bb ab Aa Bb Aa bb aa Bb aa bb