Interação Gênica

Interação Gênica
A interação gênica é uma outra
forma de transmissão gânica, onde dois ou
mais pares de genes alelos diferentes se
associam na determinação de uma única
característica. Esses genes se distribuem
de forma independente durante a
formação dos gametas, ou seja, os pares
de alelos que atuam simultaneamente se
encontram em cromossomos diferentes.
No estudo da interação gênica, temos de
distinguir
a
interação
de
genes
complementares, a interação gênica de
genes cumulativos ou poligenes e a
interação gênica com epistasia.
Genes complementares
São aqueles que, quando isolados
em
um
indivíduo,
determinam
o
aparecimento de uma característica
diferente daquela que aparece quando
estão juntos. O exemplo mais conhecido é
a determinação do formato da crista das
galinhas, herança condicionada por dois
pares de genes alelos dominantes R e E,
assim como seus respectivos recessivos r e
e.
O
gene dominante R, quando
isolado, determina o aparecimento de
"crista rosa". O gene E condiciona "crista
ervilha". Nas aves que possuem ambos os
genes dominantes, a crista é "noz". Os
duplos homozigotos recessivos possuem
cristas "simples".
O cruzamento de uma ave de crista
"noz", dupla homozigota, com uma ave de
crista simples origina apenas descendentes
de crista "noz". Se essas aves heterozigotas
para ambos os pares forem cruzadas, será
obtida a seguinte descendência:
Há casos em que o mecanismo de
atuação dos genes na interação gênica já
foi bem evidenciado, como por exemplo,
como no caso de um tipo de surdez
específico na espécie humana, chamado
erroneamente de surdo-mudez.
A mudez é adquirida pelo fato de o
indivíduo não ouvir e consequentemente
não aprender a falar. Essa anomalia está
ligada a ação complementar de dois pares
de genes: o gene C, que controla
geneticamente
o
desenvolvimento
embrionário da cóclea ou caracol( uma
parte importante do ouvido interno), e o
gene E, que é responsável pela formação
do nervo acústico. Cada um desses genes
apresente seu respectivo recessivo, que
não leva ao desenvolvimento de estruturas
anatômicas citadas anteriormente. Assim,
o indivíduo que tenha um dos genes
recessivos em homozigose (dd ou ee) será
surdo por não formação da cóclea ou do
nervo acústico respectivamente.
Desta forma, podemos observar
que a condição para a normalidade
auditiva é a presença obrigatória do
genótipo de,. Pelo menos, um gene
dominante de cada par.
Indivíduo normal: D_E_
Surdo-mudo: D_ee (por não formação do
nervo acústico)
ddE_ (por não formação da
cóclea)
ddee (por não formação da
cóclea e do nervo auditivo)
P:
Normal
EEDD
X
Surdo
ddee
F1:
100%
Normais
Gametas:
DdEe
DE
De
uma curva chamada normal ou curva de
Gauss.
dE
de
F2:
Fêmea/
Macho
DE
De
dE
de
DE
De
dE
de
DDEE
DDEe
DdEE
DdEe
DDEe
DDee
DdEe
Ddee
DdEE
DdEe
ddEE
ddEe
DdEe
ddEe
ddEe
ddee
Em F2 temos 9/16 normais para 7/16 de
surdos.
O número de fenótipos que podem
ser encontrados, em um caso de herança
poligênica, depende no número de pares
de genes envolvidos.
número de fenótipos = 2n + 1
Genes Cumulativos ou Poligenes
Nesse padrão de herança, o
fenótipo é condicionado por dois ou mais
pares de genes alelos, nos quais um deles
é chamado gene aditivo, e o outro é o
gene indiferente ou não-aditivo. Cada
gene aditivo presente em um indivíduo
determina o aumento na intensidade da
expressão do fenótipo, não importando de
qual par é esse gene aditivo. Os genes nãoaditivos não acrescentam nada na
expressão do fenótipo.
Dois aspectos sugerem que uma
certa característica seja condicionada por
herança quantitativa:
· Fenótipo com variação contínua ou
gradual
Um exemplo é a cor da pele, na espécie
humana. Entre os extremos (branco e
negro)
há
diversos
fenótipos
intermediários.
· Distribuição dos fenótipos em curva
normal (ou curva de Gauss)
Os fenótipos extremos são os que
se encontram em menores quantidades. Os
fenótipos intermediários são observados
em freqüências maiores, e a distribuição
quantitativa desses fenótipos estabelece
Isso significa que se uma certa
característica é determinada por 3 pares
de genes, podem ser encontrados 7
fenótipos distintos. Cada grupo de
indivíduos que expressam o mesmo
fenótipo constitui uma classe fenotípica.
Um caso de herança quantitativa é
a determinação da cor da pele na espécie
humana, herança que envolve dois pares
de poligenes, segundo Davemport. Os
genes aditivos aumentam a produção da
melanina, pigmento que torna a pele mais
escura. Quanto mais genes aditivos, mais
melanina é produzida e mais escura é a
pele.
Uma mulher negra (genótipo S*S*
T*T*), casada com um homem branco
(genótipo SS TT), terá todos os seus filhos
mulatos médios, heterozigotos para
ambos os pares de genes (S*S T*T). O
casamento entre dois duplos heterozigotos
pode originar qual descendência?
(F2)
1 / 16 branco
4 / 6 mulatos claros
possui o gene inibidor, mas o par de genes
recessivos cc não determina a produção de
pigmentos.
6 / 16 mulatos médios
4 / 16 mulatos escuros
1 / 16 negro
Epistasia
Epistasia é a capacidade que tem
um gene de um determinado locus de
atuar sobre genes de locus diferentes. É o
padrão de herança na qual um gene
impede a manifestação de um outro que
não é seu alelo. O gene inibidor é chamado
epistático, e o que é inibido se chama
hipostático. Um exemplo se relaciona com
a determinação do padrão das penas de
galinhas. Em um par de genes, o gene
dominante
C
condiciona
plumagem
colorida, e o alelo recessivo condiciona
plumagem branca. Há um outro par de
genes alelos cujo dominante I impede a
produção de pigmentos e as penas nascem
brancas. O gene recessivo i não tem esse
efeito.
O gene C é dominante em relação
ao seu alelo c, mas é mascarado pela
presença do gene inibidor I. O gene I é
epistático sobre C, que é hipostático.
Uma ave de genótipo CC II é branca.
Embora tenha o par CC, a presença do
gene inibidor I não permite que os
pigmentos das penas sejam produzidos, e a
ave é branca. Uma outra ave, essa de
genótipo cc ii, também é branca. Ela não
(F2)
proporções
genotípicas
9 C_ I_
3 C_ ii
3 cc I_
1 cc ii
proporções
fenotípicas
9 brancas
3 coloridas
3 brancas
1 branca
Ligação gênica ou Linkage
Esta fenômeno significa elo, pois consiste na união de genes em um mesmo gameta.
T. H. Morgan e seus colaboradores trabalharam
com a mosca da fruta, Drosophila melanogaster,
e realizaram cruzamentos em que estudaram dois
ou mais pares de genes, verificando que,
realmente, nem sempre a 2ª Lei de Mendel era
obedecida. Concluíram que esses genes não
estavam em cromossomos diferente, mas, sim,
encontravam-se no mesmo cromossomo (em
linkage).
Em um dos seus experimentos, Morgan cruzou moscas selvagens de corpo cinza e asas longas
com mutantes de corpo preto e asas curtas (chamadas de asas vestigiais). Todos os
descendentes de F1 apresentavam corpo cinza e asas longas, atestando que o gene que
condiciona corpo cinza (P) domina o que determina corpo preto (p), assim como o gene para
asas longas (V) é dominante sobre o (v) que condiciona surgimento de asas vestigiais.
A seguir Morgan cruzou descendentes de F1 com
duplo-recessivos (ou seja, realizou cruzamentos
testes). Para Morgan, os resultados dos cruzamentosteste revelariam se os genes estavam localizados em
cromossomos diferentes (segregação-independente)
ou em um mesmo cromossomo (linkage).
Surpreendentemente, porém, nenhum dos resultados
esperados foi obtido. A separação e a contagem dos
decendentes de F2 revelou o seguinte resultado:




41,5% de moscas com o
longas;
41,5% de moscas com o
vestigiais;
8,5% de moscas com o
longas;
8,5% de moscas com o
vestigiais.
corpo cinza e asas
corpo preto e asas
corpo preto e asas
corpo cinza e asas
Ao analisar esse resultado, Morgan convenceu-se de
que os genes P e V localizavam-se no mesmo
cromossomo.
Se
estivessem
localizados
em
cromossomos diferentes, a proporção esperada seria
outra (1: 1: 1: 1). No entanto, restava a dúvida: como
explicar a ocorrência dos fenótipos corpo cinza/asas
vestigiais e corpo preto/asas longas?
A resposta não foi difícil de ser obtida. Por essa
época já estava razoavelmente esclarecido o
processo da meiose. Em 1909, o citologista F. A.
Janssens (1863-1964) descreveu o fenômeno
cromossômico conhecido como permutação ou
crossing over, que ocorre durante a prófase I da
meiose e consiste na troca de fragmentos entre
cromossomos homólogos.
Em 1911, Morgan usou essa observação para concluir
que os fenótipos corpo cinza/asas vestigiais e corpo
preto/asas longas eram recombinantes e devido a
ocorrência de crossing-over.
Mapas Genéticos
Mapa genético, mapa cromossômico ou mapa de
ligação é uma representação gráfica das distâncias
entre genes e de suas posições relativas em um
cromossomo. Esta distância é calculada a partir da
porcentagem de genes recombinantes produzidos em
cruzamentos – ou taxa de crossing-over entre eles.
São representações das posições e das distâncias
relativas do lócus gênico ou marcadores genéticos, ou
seja, a região ocupada por um gene ao longo da
molécula
cromossômica,
transmissora
das
características
hereditárias.
A unidade de medida utilizada é o morganídeo.
Para se obter um mapa genético é preciso levar em
consideração que quanto maior for a taxa de
recombinação gênica, maior será a distância entre os
genes e vice-versa. Vale lembrar que, quanto maior a
distância entre os genes, maior a possibilidade de
haver crossing-over.
Ex.: Porcentagem de recombinação entre genes A e
B: 19%
Porcentagem de recombinação entre A e C: 2%
Porcentagem de recombinação entre B e C: 17%
A distância entre A e B será de 19
morganídeos; A e C, de 2 morganídeos e B
e C, de 17 morganídeos:
Exercícios
1) No homem, para que a surdez hereditária ocorra basta a homozigose de apenas 1 dos 2
genes recessivos, d ou e. São necessários os 2 genes dominantes D e E para a audição
normal. Desse modo, Fernando, que é surdo, casou-se com Lúcia, que também é surda.
Tiveram 6 filhos, todos de audição normal. Portanto, você pode concluir que o genótipo
dos filhos é:
a) DDee
b) ddEE
c) DdEe
d) DDEE
e)DDEe
Gabarito: C
2) Considere o seguinte cruzamento entre plantas de pimentão em que são analisadas as cores dos frutos.
P: marrons X amarelos
F1: 100% vermelhos
F2: 183 vermelhos; 59 marrons; 61 amarelos; 20 verdes
Com base nos resultados dos cruzamentos, é possível concluir que a herança da cor dos frutos no pimentão
Depende:
a) de 1 par de genes sem dominância
b) de uma série alélica (alelos múltiplos)
c) de 4 pares de genes com dominância
d) de 2 pares de genes não alelos que interagem
e) da ação de genes pleiotrópicos
Gabarito: D
3) Num caso de herança quantitativa, se obtivermos em F2 a proporção de 1/64 de indivíduos de classe
fenotípica de menor expressividade (classe extrema), podemos deduzir que estão envolvidos:
a) 1 par de poligenes
b) 2 pares de poligenes
c) 3 pares de poligenes
d) 4 pares de poligenes
e) 5 pares de poligenes
Gabarito: C
4) Em cães da raça Cocker spainel, o gene A, que condiciona cor branca, é epistático com relação ao gene B, que
determina cor preta, e ao seu alelo b, responsável pela cor marrom. Sabe-se, também, que o gene A e seu alelo a
segregam-se independetemente do gene do gene B e seu alelo b. Do cruzamento entre machos e fêmeas com genótipo
AaBb, esperam-se descendentes que se distribuam na seguinte proporção fenotípica:
a) 13:3
b) 9:3:3:1
c) 9:6:1
d) 9:4:3
e) 12:3:1
Gabarito: E