Lista 1 - Ciências Biológicas 2

Lista 1 - Ciências Biológicas 2
Segunda Lei de Mendel, alelos múltiplos
e grupo sanguíneo
LISTA 1 - BIO 2
SEGUNDA LEI DE MENDEL, ALELOS MÚLTIPLOS E GRUPO SANGUÍNEO
Segunda Lei de
Mendel, alelos
múltiplos e grupo
sanguíneo
Mendel e a herança de dois
caracteres
Na Primeira Lei de Mendel, têm-se casos de
monoibridismos, ou seja, variações de um caráter
determinadas por um par de alelos. No caso da
ervilha, esse caráter pode ser a cor da semente
(verde ou amarela), a sua forma (lisa ou rugosa),
entre outras.
Como fazer para analisar a herança genética de
dois caracteres ao mesmo tempo?
Vamos usar as características cor e forma da
semente.
Os alelos que determinam a forma da semente de
ervilha estão situados em um par de cromossomos
homólogos, e os alelos que determinam a cor
das sementes localizam-se em um outro par de
cromossomos homólogos.
Consideremos inicialmente uma planta de ervilha
que produza sementes lisas e amarelas, sendo
homozigótica para esses dois caracteres. Você sabe
que o genótipo dessa planta é RR para forma lisa e
VV para cor amarela da semente. Considerando os
dois caracteres, o genótipo é, portanto, RRVV.
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Consideremos agora o cruzamento dessa planta com uma que
produza sementes rugosas e verdes. Como você sabe, essa planta
é homozigótica para esses dois caracteres, pois rugoso e verde são
condicionados por alelos recessivos e os indivíduos com caracteres
recessivos são sempre puros para aquele caráter. O genótipo dessa
planta é, portanto, rrvv.
Sendo assim, o cruzamento será entre uma planta RRVV e uma planta
rrvv. Como serão os gametas produzidos por essas plantas?
Geração P (parental)
Tipos de gametas produzidos
RRVV
Rrvv
RV
Rv
Pela polinização e consequente fecundação, todos os indivíduos da
geração F1 serão heterozigóticos (RrVv). Veja:
Gametas
RV
Rv
RrVv
Todos os descendentes, pertencentes à geração F1, são híbridos para
os dois caracteres em estudo. Sendo assim, você pode dizer que eles
são di-híbridos.
Veja a representação de um cruzamento entre di-híbridos, como as
plantas da geração F1:
Geração F1:
RrVv
x
RrVv
Os gametas são haploides e, assim, cada gameta possui apenas um
alelo de cada gene, ou seja, um alelo que condiciona a forma e um
que condiciona a cor da semente.
Se o gameta receber o cromossomo que contém o alelo R, tanto
pode receber o que contém o alelo V, como o que contém o alelo v. O
mesmo ocorrerá se receber o cromossomo que contém o alelo r.
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Figura 1: Cruzamento
entre di-híbridos
Os gametas são haploides e,
assim, cada gameta possui
apenas um alelo de cada gene,
ou seja, um alelo que condiciona
a forma e um que condiciona a
cor da semente.
Se o gameta receber o
cromossomo que contém o
alelo R, tanto pode receber o
que contém o alelo V, como o
que contém o alelo v. O mesmo
ocorrerá se receber o cromossomo
que contém o alelo r.
Sendo assim, podem ocorrer
quatro combinações gênicas
nos gametas formados nos
indivíduos di-híbridos. Essas
quatro combinações (RV, Rv, rV
e rv) têm igual probabilidade de
ocorrer.
Como qualquer gameta
masculino pode se encontrar
com qualquer gameta feminino,
no cruzamento entre di-híbridos
podem ocorrer as possibilidades
mostradas a seguir:
Fonte: Linhares e
Gewandsznajder (2013).
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Observa-se que num total de 16 possibilidades para o cruzamento,
podem se formar nove genótipos diferentes.
Genótipo
Número de vezes
RRVV
1
RRVv
2
RrVV
2
RrVv
4
RRvv
1
Rrvv
2
rrVV
1
rrVv
2
Rrvv
1
Como observado, o genótipo mais frequente é do di-híbrido (RrVv),
que aparece quatro vezes. Os genótipos mais raros, que aparecem
apenas uma vez, são aqueles que apresentam genótipos puros: RRVV,
RRvv, rrVV e rrvv.
Os nove genótipos possíveis dão origem a apenas quatro fenótipos:
Semente lisa e amarela: condicionada pelos
genótipos RRVV, RRVv, RrVV e RrVv.
Semente lisa e verde: condicionada pelos
genótipos RRvv e Rrvv.
Semente rugosa e amarela: condicionada pelos
genótipos rrVV e rrVv.
Semente rugosa e verde: condicionada pelo
genótipo rrvv.
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A formação de nove genótipos diferentes é possível porque os
alelos que condicionam o caráter forma da semente e os alelos que
condicionam o caráter da semente estão situados em diferentes
pares de cromossomos homólogos.
Se os alelos para os dois caracteres estivessem no mesmo
cromossomo, eles não se separariam independentemente e as
possibilidades de genótipos formados seriam bem menores.
Na verdade, a separação ou disjunção é dos cromossomos e não dos
genes.
Como encontrar todos os genótipos e os fenótipos em um
cruzamento?
• Primeiro, encontram-se os gametas que cada indivíduo produz.
Por exemplo, a ervilha VvRr produz quatro gametas que podem
ser achados por análise combinatória, como exemplificado
abaixo:
Fonte: Linhares e
Gewandsznajder (2013).
• Depois, esquematiza-se um quadrado de Punnett, colocando
os gametas na ordem indicada como na figura; analisando as
diagonais do quadrado, fica mais fácil achar os indivíduos que
aparecem repetidos e formar a proposição de genótipos.
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Figura 2: Quadrado de
Punnett
Fonte: Linhares e
Gewandsznajder (2013).
A proporção genotípica do cruzamento de dois di-híbridos é
1:2:1:2:4:2:1:2:1. Nela, o número 4 indica a quantidade de di-híbridos
(VvRr); o 2 indica os monoíbridos; e o 1, os homozigotos.
Depois de achar os genótipos, faz-se a correspondência com os
fenótipos. No caso do cruzamento entre dois di-híbridos, 9/16
indivíduos apresentam os fenótipos dominantes para ambas as
características (V_R_), que correspondem, nesse caso, às ervilhas
amarelas e lisas; 3/16 indivíduos apresentam fenótipo dominante
para a primeira característica e recessivo para a segunda (V_rr) e
correspondem às ervilhas amarelas e rugosas; 3/16 apresentam
fenótipo dominante para a segunda característica e recessivo para
a primeira (vvR_) e correspondem às ervilhas verdes e lisas; 1/16
apresenta fenótipo recessivo para ambas as características (vvrr) e
corresponde às ervilhas verdes e rugosas.
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O enunciado da Segunda Lei de Mendel:
“Na formação dos gametas, os alelos existentes em um par de
cromossomos homólogos separam-se independentemente de
qualquer outro par de alelos existente em outro par de homólogos”
(LINHARES e GEWANDSZNAJDER, 2013).
Figura 3: Segunda Lei de
Mendel.
Fonte: Disponível em:
<https://thinkbio.
wordpress.com/
tag/a-segunda-lei-demendel/>. Acesso em: 04
jul. 2015.
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Lista 1 - Bio 2 - Segunda Lei de Mendel, alelos múltiplos e grupo sanguíneo
Saiba mais em:
Disponível em: <http://www.youtube.com/
watch?v=dvv7bvGLA_k>. Acesso em: 04 jul. 2015.
Disponível em: <https://www.youtube.com/
watch?v=PFcZEW2-a44>. Acesso em: 04 jul. 2015.
Alelos Múltiplos e Grupo Sanguíneo
Até então, consideramos casos em que apenas um par de alelos
é responsável pela determinação de uma característica, estando
um alelo localizado em um cromossomo e o outro no cromossomo
homólogo. Assim, para cada locus gênico existem apenas dois
alelos possíveis. Como os cromossomos homólogos formam pares,
se chamarmos esses alelos de G e G1, podem, então, ocorrer três
combinações: G – G; G – G1; G1 – G1.
Mas será que sempre existem apenas dois alelos para cada locus?
Não. Podem existir mais do que dois, dependendo do caráter
considerado. Imaginemos que existam três alelos, para o mesmo
locus de um par de cromossomos homólogos: alelos G, G1 e G2.
Os três alelos não podem ocorrer em uma mesma célula diploide
ao mesmo tempo, pois os cromossomos reúnem-se em pares de
homólogos. Assim, em um mesmo par só podem existir dois alelos
para cada locus, sendo um em cada cromossomo homólogo.
O termo polialelia ou alelos múltiplos é aplicado sempre que
ocorrem mais de dois alelos para um mesmo locus, lembrando que
eles somente podem ocorrer dois a dois, ou seja, aos pares.
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Herança da cor da pelagem em coelhos
Coelhos podem apresentar quatro fenótipos, quanto à cor dos pelos:
aguti ou selvagem, chinchila, himalaia e albino.
A cor da pelagem dos coelhos é um exemplo clássico de polialelia. Ela
é influenciada por quatro alelos. O alelo C (ou c+) condiciona pelagem
selvagem, padrão de pelagem também conhecido como aguti. O alelo
C sofreu mutações e produziu mais três alelos.
• O alelo cch para chinchila.
Figura 4: Exemplo de
polialelia na cor da
pelagem em coelhos
Fonte: Linhares e
Gewandsznajder (2013).
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• O alelo ch para himalaia.
• O alelo c (ca) para albino.
Para compreender a relação entre fenótipo e genótipo na
determinação da cor de pelos em coelhos, é preciso saber a ordem de
dominância desses alelos entre si.
Lista 1 - Bio 2 - Segunda Lei de Mendel, alelos múltiplos e grupo sanguíneo
O alelo aguti (c+) domina todos, albino (c) é recessivo em relação
a todos e chinchila (cch) é dominante em relação a himalaia (ch). A
ordem de dominância fica, então:
c+ > cch > ch > c
São dez possibilidades de combinação entre esses quatro alelos,
formando pares. Confira no quadro a seguir:
Cor da pelagem em coelhos
Fenótipos
Aguti
Genótipos
c+ c+
c+ cch
c+ ch
Chinchila
cch cch
cch ch
cch c
Himalaia
ch ch
ch c
Albino
c+ c
cc
Conhecendo a ordem de dominância desses quatro alelos, dois a dois,
pode-se notar que o fenótipo condicionado pelo maior número de
combinações genotípicas é o aguti (quatro genótipos possíveis).
O alelo que condiciona a pelagem albina é recessivo em relação
aos outros três. O fenótipo albino, como é recessivo, é sempre puro,
com uma única possibilidade genotípica: cc. É, portanto, o de menor
número de genótipos: apenas um.
Saiba mais em:
<https://www.youtube.com/
watch?v=7tipGW3cXcI>. Acesso em: 4 jul. 2015.
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Herança dos grupos sanguíneos do
Sistema ABO
A presença ou ausência de determinadas proteínas nas hemácias
permite classificar os indivíduos da espécie humana em grupos
sanguíneos.
O sistema ABO é de grande importância para a medicina, cuja
transmissão se faz por três pares de alelos, constituindo, portanto,
um caso de polialelia.
De acordo com esse sistema, as pessoas são distribuídas por quatro
grupos sanguíneos, denominados A, B, AB e O.
Essa classificação baseia-se na presença ou ausência, na membrana
plasmática das hemácias, de duas proteínas, conhecidas como A e B.
Nas hemácias de um mesmo indivíduo podem ocorrer as proteínas
desses dois tipos, apenas de um ou não ocorrer nenhuma delas.
Dizer que um indivíduo pertence ao grupo sanguíneo A, B, AB ou O
significa dizer que ele possui em suas hemácias, respectivamente, a
proteína A, a proteína B, as duas (A e B) ou que não possui nenhuma
das duas.
Os quatro grupos possíveis estão colocados de forma esquemática no
quadro a seguir:
Proteínas nas hemácias
Grupo Sanguíneo
Possui A; não possui B
A
Possui B; não possui A
B
Possui A e B
AB
Não possui A nem B
O
Determinar o grupo sanguíneo a que pertence um indivíduo implica
pesquisar a presença das proteínas A e B em suas hemácias.
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Vejamos como é a herança dos grupos sanguíneos de pais para filhos:
A presença da proteína A é condicionada por um alelo, que
chamaremos de IA; a produção da proteína B é condicionada pelo
alelo que chamaremos de IB; a não produção dessas proteínas, A ou B,
é condicionada à presença de um alelo, aqui chamado de i.
As pessoas possuem apenas dois desses alelos em suas células
somáticas, localizados em um par de cromossomos homólogos.
Os alelos podem ser iguais ou não. Podem ocorrer, então, seis
possibilidades diferentes, que você pode observar na representação
seguinte.
Fonte: O autor (2015).
Você sabe que, sendo os dois alelos iguais, o indivíduo é homozigótico
para o caráter em estudo; se os alelos foram diferentes entre si, o
indivíduo será heterozigótico.
Os indivíduos homozigóticos de genótipo IA IA têm os dois alelos
condicionando a produção da produção da proteína A. Assim, eles
pertencem ao grupo sanguíneo A. Pelo mesmo raciocínio, podemos
afirmar que os indivíduos homozigóticos de genótipo IB IB pertencem
ao grupo B e que os indivíduos de genótipo ii pertencem ao grupo O.
Os indivíduos heterozigóticos, no entanto, podem ser dos grupos A,
B ou AB, dependendo da relação de dominância entre os alelos. O
alelo i é recessivo em relação aos demais. Assim, os genótipos IAi e
IBi determinam, respectivamente, os fenótipos de grupo sanguíneo
A e B. Já a relação entre os alelos IA e IB é de codominância. Com isso,
quando presentes no genótipo, o fenótipo é AB.
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Lista 1 - Bio 2 - Segunda Lei de Mendel, alelos múltiplos e grupo sanguíneo
Figura 5: Indivíduos
heterozigóticos
Fonte: Linhares e
Gewandsznajder (2013).
Determinação dos grupos sanguíneos do
sistema ABO
Nos grupos sanguíneos ocorre a reação de aglutinação, através da
interação entre antígeno e anticorpo.
As hemácias portadoras dos antígenos são aglutinadas, amontoadas,
formando grumos, por ação dos anticorpos que estão no plasma
sanguíneo.
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Lista 1 - Bio 2 - Segunda Lei de Mendel, alelos múltiplos e grupo sanguíneo
Em casos como esse, em que a reação é de aglutinação, os antígenos
são chamados aglutinogênios e os anticorpos são as aglutininas.
Sendo assim, as proteínas A e B presentes nas hemácias, quando
introduzidas em indivíduos que não as possuem, funcionam como
antígenos do grupo dos aglutinogênios, e os anticorpos do plasma
que reagem com elas são aglutininas.
A aglutinina que reage com o antígeno A tem o nome de anti-A
e a aglutinina que reage com o antígeno B é chamada anti-B. As
aglutininas anti-A e anti-B são anticorpos naturais, pois já existem
no plasma sanguíneo mesmo que o indivíduo não tenha recebido o
antígeno específico em seu sangue.
Assim, uma pessoa portadora do antígeno A em suas hemácias
tem em seu plasma sanguíneo o anticorpo anti-B. Não é possível
que um antígeno e seu anticorpo correspondente, como A e
anti-A, coexistam no mesmo sangue, pois aconteceria a reação de
aglutinação.
Da mesma forma que os indivíduos do grupo A possuem anticorpos
anti-B, os do grupo B possuem anticorpos anti-A.
E os indivíduos dos grupos AB e O, que anticorpos possuem?
Indivíduos do grupo AB não possuem anti-A nem anti-B, pois
apresentam os dois aglutinogênios em suas hemácias. A presença
de um desses dois anticorpos causaria aglutinação, prejudicando o
indivíduo. As pessoas do grupo O possuem os anticorpos – anti-A e
anti-B – em seu sangue.
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Observe no quadro abaixo os grupos sanguíneos do sistema ABO, com os
aglutinogênios (antígenos) e as aglutininas (anticorpos) que possuem.
Figura 6: Grupos
sanguíneos
Grupo sanguíneo
Antígenos
(nas hemácias)
Anticorpos
(no plasma)
A
A
Anti-B
B
B
Anti-A
AB
AeB
Nenhum dos dois
O
Nenhum dos dois
Anti-A e Anti-B
A determinação do grupo sanguíneo é feita com a utilização de
preparados de soros contendo anticorpos (aglutininas) anti-A e soros
contendo anticorpos anti-B.
Não ocorre aglutinação em
nenhuma das duas extremidades
da lâmina: a pessoa é do grupo O,
pois não possui antígeno A nem
antígeno B.
A aglutinação ocorre somente
onde há anti-A, significando que
o sangue contém antígeno A, mas
não contém antígeno B. O indivíduo
pertence, então, ao grupo A.
A aglutinação ocorre somente
onde há anti-B, o sangue contém
antígeno B, mas não contém
antígeno A. A pessoa é, portanto, do
grupo B.
Ocorre aglutinação nas duas
extremidades da lâmina: a pessoa
é do grupo AB pois possui o
antígeno A e o antígeno B.
Fonte: Disponível em: <http://criatividadeeciencia.blogspot.com.br/2012/08/tipagem-sanguinea-professora-rosane.html> Acesso em: 03 jul. 2015.
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Lista 1 - Bio 2 - Segunda Lei de Mendel, alelos múltiplos e grupo sanguíneo
Outros sistemas de grupos sanguíneos
Na espécie humana existem cerca de 20 sistemas de classificação dos
grupos sanguíneos. Além do sistema ABO, os sistemas Rh e MN também
são bastante conhecidos.
Cerca de 85% das pessoas possuem em suas hemácias o antígeno Rh e
são chamadas de Rh positivas (Rh+). As que não têm esse antígeno são
Rh negativas (Rh-). Embora vários alelos estejam envolvidos na herança
do fator Rh, para efeito de incompatibilidade de grupos sanguíneos
podemos considerar apenas um par de alelos: D (dominante, faz aparecer
esse antígeno) e d (recessivo).
No sistema MN, dentre os vários alelos relacionados a ele, destacam-se
LM ou M – que produz o antígeno M – e LN ou N – que produz o antígeno
N. Como os alelos implicados no processo são codominantes, há três
genótipos e três fenótipos: LMLM (antígeno M), grupo M; LNLN (antígeno
N), grupo N; LMLN (antígenos M e N), grupo MN.
Referências:
LINHARES, S.; GEWANDSZNAJDER, F. Biologia hoje. 2. ed. São Paulo:
Ática, 2013. v. 3.
MENDONÇA, V. L. Biologia: o ser humano, genética, evolução. São
Paulo: AJS, 2013.
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