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MEIOSE E AS LEIS
DE
MENDEL
Autores: Lyria Mori e Maria Augusta Querubim Rodrigues Pereira.
Versão inicial: Carlos Ribeiro Vilela e Maria Augusta Q. Rodrigues Pereira
Versão atual: Lyria Mori e Maria Augusta Querubim Rodrigues Pereira
Revisão: Eliana M. B. Dessen
Ilustração: Gledsley Müller
Editoração Final: Gledsley Müller
Ficha Técnica:
Tema Central: Meiose, formação de gametas e correlação com as leis de Mendel.
Área de interesse: Biologia/ Genética
Público Alvo: Ensino médio, cursos de graduação em Biologia e em áreas biológicas.
Número de participantes: Até 40 alunos divididos em grupos de 4 – 5.
Tempo de atividade: 20-30 minutos.
Projeto Micro&Gene
Universidade de São Paulo
Reitor: Adolpho José Melfi
Vice-Reitor: Hélio Nogueira da Cruz
Pró-Reitora de Graduação: Sônia Teresinha de Sousa Penin
Apoio Financeiro: Pró-Reitoria de Graduação da Universidade de São Paulo – Projeto ProMat.
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RESUMO
Esta atividade é uma simulação da meiose com ênfase nos
seus aspectos mais relevantes relacionados à hereditariedade.
Ela pode ser usada como introdução ou como exercício para
destacar o paralelismo entre o comportamento dos cromossomos
na meiose e dos genes na transmissão das características
hereditárias, e para compreender a relação entre a meiose e as
leis de Mendel.
OBJETIVO
Destacar os eventos meióticos mais significantes
relacionados à transmissão das características hereditárias, tais
como: a) emparelhamento, b) separação dos cromossomos de
origem materna e seus homólogos de origem paterna; c)
separação independente dos cromossomos não homólogos; d)
paralelismo entre o comportamento dos cromossomos na meiose
e a separação dos alelos do mesmo gene e de genes localizados
em cromossomos diferentes.
JUSTIFICATIVA
A principal justificativa desta atividade é o fato de que
somente cerca de 10% dos estudantes conseguem entender que
a segregação dos alelos de um gene (1ª lei de Mendel) e a
segregação independente dos alelos que determinam
características distintas (2ª lei de Mendel) ocorrem como
conseqüência dos genes estarem localizados nos cromossomos e
do comportamento destes durante a formação dos gametas
(meiose). Uma outra justificativa, é que há muito a Biologia e a
Genética vêm saindo do laboratório e se integrando ao cotidiano
das pessoas. No decorrer da história humana sempre houve muita
curiosidade sobre a herança biológica, isto é, sobre como os filhos
herdam as características dos pais. Mesmo antes de sabermos
que o DNA é o material hereditário, a Genética já afetava nossas
vidas de diversas maneiras. A seleção genética permitiu obter
linhagens de animais e plantas mais produtivas, mais saborosas,
mais ricas em vitaminas, etc. Atualmente, a produção mundial de
alimentos vem aumentando e sua qualidade tem sido aprimorada
graças à aplicação de conhecimentos genéticos.
O desenvolvimento da Genética também tem permitido
saber como certas doenças são transmitidas ao longo das
gerações. Conhecendo-se o modo de transmissão hereditária de
uma patologia é possível, por exemplo, estimar as chances de
uma casal vir a ter filhos portadores. Com isso pode-se realizar o
aconselhamento genético, ou seja, orientar casais alertando-os
para uma gravidez de alto risco, que poderia ser evitada.
Atualmente, conhecermos princípios da Genética e seus
eventuais benefícios e riscos é de fundamental importância para
uma participação ativa e consciente na sociedade contemporânea,
em discussões como o aborto terapêutico, o uso de alimentos
geneticamente modificados, a terapia gênica, etc. É importante
que todo cidadão conheça os fundamentos desta área da ciência,
uma vez que sua aplicação afeta diretamente nossas vidas e, se
for mal empregada, poderá acarretar conseqüências dramáticas
não apenas para nossa geração, mas também para as gerações
futuras (Amabis e Martho, 2001).
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FUNÇÃO
PEDAGÓGICA
PREPARANDO A
ATIVIDADE
MATERIAL
O conceito do aprendendo a aprender marcou uma época
histórica da educação, pela defesa da idéia de que são as
pessoas que devem buscar o conhecimento, num processo
contínuo de atualização, que leve cada um a adquirir os
instrumentos para uma permanente renovação do saber. A
essência da formação do indivíduo é a compreensão do modo
como os saberes se organizaram e reorganizaram. Entretanto, os
conhecimentos sempre serão essenciais em qualquer processo de
aprendizagem. Em toda situação pedagógica há um professor, um
aluno e um saber. Na pedagogia clássica, o professor está ligado
ao saber e o aluno tem muito pouca importância no processo; na
pedagogia dita inovadora, o professor está ligado ao aluno e o
saber tem um papel secundário. Atualmente, o caminho é no
sentido de privilegiar a relação entre o aluno e o saber, cabendo
ao professor papel fundamental, não tanto na transmissão do
saber, mas como mediador e facilitador, no apoio ao aluno na
construção e na configuração desse saber. As atividades práticas,
as simulações e os jogos são elementos muito valiosos no
processo de apropriação do conhecimento. Permitem o
desenvolvimento de competências no âmbito da comunicação,
das relações interpessoais, da liderança e do trabalho em equipe
utilizando a relação cooperação/competição em um contexto
formativo. A interação oferece o estímulo e o ambiente propícios
que favorecem o desenvolvimento espontâneo e criativo dos
alunos e permitem ao professor ampliar seu conhecimento de
técnicas ativas de ensino, desenvolver capacidades pessoais e
profissionais para estimular nos alunos a capacidade de
comunicação e expressão mostrando-lhes uma nova maneira,
lúdica, prazerosa e participativa de relacionar-se com o conteúdo
escolar, levando a uma maior apropriação dos conhecimentos
envolvidos. A simulação da meiose propicia ao aluno manipular no
plano concreto os principais eventos relacionados à transmissão
das características hereditárias, o que permite que a
aprendizagem se processe de uma maneira integral e global,
ganhando um novo significado.
Para que esta atividade seja bem aproveitada é
interessante que ela seja feita após os alunos terem o conceito de
célula, do mecanismo de multiplicação celular (mitose) e das leis
de Mendel. É muito importante que seja dada ênfase ao
paralelismo entre a segregação dos fatores mendelianos e o
comportamento dos cromossomos na meiose, estas associações
estão explicitadas no ANEXO I. A meiose (divisão celular para
formação dos gametas) poderá ser apresentada pela primeira vez
durante a atividade, ou ela poderá ser recordada durante a
atividade.
-
Massa de modelar de diferentes cores: 6 bastões
Folha de papel de 1 m X 1,50 m
2 pinos de plástico etiquetados com a letra A e 2 pinos com a
letra a
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-
ATIVIDADE
PROCEDIMENTO
2 pinos de plástico etiquetados com a letra B e 2 pinos com a
letra b
A atividade consiste de simulações do processo de meiose,
executadas em duas situações: I) meiose em células com um par
de cromossomos (2n= 2) e com genótipo Aa; II) meiose em
células com dois pares de cromossomos e com genótipo AaBb,
sendo cada gene localizado em cromossomos diferentes. Deve
ser dada ênfase ao paralelismo entre o comportamento dos
cromossomos durante a meiose e as Leis de Mendel.
I.
Célula com um par de cromossomos,
heterozigótica para um gene (Aa)
1. Desenhar um círculo em um papel, representando os
limites da célula que irá sofrer meiose. Lembre-se de
que a membrana do núcleo se desfaz quando a célula
entra em divisão.
2. Fazer dois rolinhos de massa de modelar, de cores
diferentes, com cerca de 10 cm. De comprimento e 0.5
cm. De diâmetro, representando o cromossomo de
origem materna e o cromossomo de origem paterna.
3. Aplicar nos bastões de massa os pinos de plástico
marcados com as letras A e a, representando os alelos
do gene em questão.
4. Duplicar cada cromossomo, materno e paterno,
fazendo, com a massa de modelar, dois novos rolinhos
em massa da cor correspondente.
5. Unir os rolinhos da mesma cor pelos centrômeros.
6. Colocar o alelo correspondente nas novas cromátides
formadas.
7. Com os bastões de massa representando os
cromossomos duplicados, simular:
a) o emparelhamento dos cromossomos homólogos
b) a primeira divisão da meiose
c) a segunda divisão da meiose
Lembre-se de que o material genético (DNA) duplica-se
antes do processo de meiose propriamente dito, durante a
intérfase.
II.
Célula com dois pares de cromossomos,
heterozigótica para dois genes localizados em
cromossomos diferentes (AaBb)
1. Utilizar quatro bastões de massa de modelar para
representar dois pares de cromossomos homólogos.
Usar cores diferentes para os cromossomos de origem
paterna e materna e para os diferentes pares de
cromossomos homólogos. A célula a ser considerada
tem número diplóide de cromossomos igual a quatro
(2n = 4 cromossomos).
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2. Moldar um par de cromossomos metacêntricos
(centrômero no meio) e um par de cromossomos
acrocêntricos (centrômero na extremidade).
3. Aplicar nos bastões de massa que representam os
cromossomos metacêntricos, os pinos de plástico
marcados com as letras A e a. Nos bastões de massa
que representam os cromossomos acrocêntricos
aplique os pinos com as letras B e b.
4. Duplicar cada cromossomo, materno e paterno,
fazendo, com a massa de modelar, quatro novos
rolinhos da cor correspondente.
5. Unir os rolinhos da mesma cor pelos centrômeros.
6. Colocar o alelo correspondente nas novas cromátides
formadas.
7. Com os bastões de massa representando os
cromossomos duplicados simular:
a) o emparelhamento dos cromossomos homólogos,
sem permutação entre os cromossomos
homólogos
b) a primeira divisão da meiose
c) a segunda divisão da meiose.
ETENDENDO A
ATIVIDADE
1)
Na seção I.2, o que representa cada um dos rolinhos
de massa de modelar? Quantas moléculas de DNA
formam o cromossomo nessa fase? Explique.
2) Na sua simulação identifique: (a) os cromossomos
homólogos, (b) as cromátides-irmãs.
3) Explique porque quando o alelo presente em uma
cromátide é A na cromátide-irmã também está o alelo
A.
4) Quantas possibilidades de posicionamento são
possíveis quando dois pares de cromossomos
homólogos emparelhados estão na metáfase da
primeira divisão da meiose?
5) Compare o comportamento dos cromossomos na
meiose com a segregação dos alelos: (a)na primeira
divisão meiótica, (b) na segunda divisão meiótica.
6) Quantos e quais tipos de gametas foram formados na
meiose de uma célula duplo-heterozigótica (AaBb)?
7) Segundo a lei da segregação independente (2ª lei de
Mendel), quantos e quais tipos de gametas são
produzidos por um indivíduo duplo-heterozigótico
AaBb?
8) Simule uma permutação entre o par de alelos A, a e o
centrômero. Quantos e quais tipos de gametas foram
formados?
9) É possível afirmar que a 1ª lei de Mendel é resultado
direto da separação do par de cromossomos
homólogos para células opostas na 1ª divisão
meiótica? Justifique
10) É possível afirmar que a 2ª lei de Mendel resulta do
comportamento independente de um par de
cromossomos homólogos em relação a outro par de
homólogos na 1ª divisão da meiose? Justifique.
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PROBLEMAS
ANEXO
Informações
para o professor
1) O que herdamos biológicamente de nossos pais?
2) Explique como o número de cromossomos é mantido
constante nas espécies com reprodução sexuada.
3) É possível ocorrer meiose em uma célula haplóide? E a mitose
é possível? Justifique a sua resposta.
4) A síndrome de Down é o tipo mais comum e viável das
anomalias cromossômicas humanas e ocorre em 0,15% das
crianças nascidas vivas, crianças estas cujos pais são
cromossômicamente normais e sem qualquer histórico da
síndrome na família. A causa mais freqüente da síndrome de
Down é a trissomia (três cromossomos) do cromossomo 21.
Proponha uma hipótese para explicar a possível origem desta
trissomia.
5) A autofecundação é um tipo de reprodução sexuada?
Justifique a sua resposta.
6) Por que a descendência originada de reprodução sexuada é
tão variada? Quais são os fatores responsáveis por esta
variabilidade?
7) Uma espécie de verme tem um número diplóide de
cromossomos
igual
a
10.
Quantas
combinações
cromossômicas diferentes são possíveis durante o processo
de meiose para a formação dos gametas?
8) É possível afirmar que a 1ª e 2ª leis de Mendel resultam do
comportamento dos cromossomos durante a meiose?
Justifique a sua resposta.
I.1 - Meiose
A meiose é um tipo de divisão celular no qual uma célula
diplóide dá origem à quatro células haplóides (gametas). Na
intérfase que antecede a meiose todo o material hereditário é
duplicado, por esta razão, cada cromossomo passa a possuir
duas cromátides (as cromátides-irmãs). No início da primeira
divisão da meiose os cromossomos homólogos posicionam-se
lado a lado em todo o seu comprimento, ou seja, emparelham-se.
Em seguida, os homólogos separam-se e migram para pólos
opostos da célula, originando duas células, cada uma delas
contendo apenas um cromossomo de cada par de homólogos.
Nessa fase, apesar de cada cromossomo ser constituído de duas
cromátides-irmãs, as duas células formadas já são
qualitativamente haplóides, isto é,
apresentam apenas um
representante de cada cromossomo. Na segunda divisão da
meiose, as cromátides-irmãs separam-se, migrando para pólos
opostos e são incluídas em células diferentes, de modo que, ao
final da meiose há a formação de quatro células haplóides ou
gametas. A atividade II.1. pode ser usada para se fazer uma
simulação da mitose e para comparação dos dois tipos de divisão.
I.2 – Cromossomos e genes
Dentro do núcleo interfásico visualiza-se, em microscopia
óptica, um material de aparência filamentosa e frouxa denominado
cromatina, um composto formado por DNA e proteínas. No início
do século passado os pesquisadores concluíram que os
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filamentos de cromatina das células em intérfase são, embora não
pareçam, entidades individualizadas. Durante a divisão celular,
cada um desses filamentos é empacotado ou se enrola sobre si
mesmo, com o auxílio de proteínas, em estruturas compactas, os
cromossomos. Esse processo de compactação possibilita a sua
visualização em microscopia óptica. Cada cromossomo é formado
por uma molécula de DNA associada a proteínas. Em seu estado
nativo o DNA é uma dupla-hélice formada por duas fitas
antiparalelas mantidas juntas por pontes de hidrogênio entre as
bases complementares. Atualmente, está claramente estabelecido
que o DNA é o material hereditário dos seres vivos e que contém,
em sua seqüência, informações para a síntese de RNA e
proteínas. Cada segmento necessário para a produção de uma
proteína ou de um RNA funcional é denominado gene. Como cada
cromossomo é constituído por uma molécula de DNA, quando a
célula entra em processo de multiplicação (mitose) ou de
formação de gametas (meiose) todo material hereditário (DNA)
também é duplicado. Esse processo ocorre durante a interfase,
quando os cromossomos ainda não são visíveis. Como resultado
dessa duplicação o número de moléculas de DNA da célula será
duplicado. A atividade II.1 pode ser usada para simular a
molécula de DNA dentro de cada cromossomo e sua respectiva
duplicação, com o auxílio de um fio elétrico fino enrolado sobre si
mesmo.
Os organismos diplóides apresentam dois conjuntos de
cromossomos, um destes conjuntos foi recebido do pai, através do
gameta masculino e o outro foi recebido da mãe pelo óvulo. Os
cromossomos que compõem um par são equivalentes – e os
mesmos genes estão distribuídos nas mesmas posições e, devido
a essa semelhança, eles são denominados cromossomos
homólogos. Assim, cada indivíduo apresenta duas cópias de cada
gene, as versões materna e paterna podem ser idênticas ou
diferentes. As diferentes versões de cada gene são denominadas
alelos, e são caracterizadas por pequenas diferenças na
seqüência de nucleotídeos do segmento de DNA que corresponde
ao gene.
I.3 – Leis de Mendel
A segregação (separação) dos alelos de um gene (1ª lei de
Mendel) e a segregação independente dos alelos que determinam
características distintas (2ª lei de Mendel) ocorrem como
conseqüência da localização dos genes nos cromossomos e do
comportamento destes durante a formação dos gametas (meiose).
Exemplificando, vamos considerar a meiose de um um indivíduo
heterozigótico, Aa, cuja mãe era homozigótica para o alelo A
(AA), e o pai homozigótico para o alelo a (aa) de um determinado
gene. Na separação dos cromossomos homólogos, ao final da
primeira divisão da meiose (anáfase), os cromossomos de origem
paterna e materna se separam e migram para pólos opostos da
célula, um carregando o alelo A e o outro carregando o alelo a.
Esta separação física dos dois cromossomos separa também os
alelos materno do paterno, que ficam contidos em células
diferentes. A primeira lei de Mendel ou princípio da segregação, e
diz que os gametas são puros ou seja carregam somente um dos
fatores que determinam cada característica. Note que a primeira
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Lei de Mendel é, portanto conseqüência da separação física dos
cromossomos homólogos. A relação entre a meiose e a primeira
lei de Mendel pode ser explorada com a atividade II.1. (FIGURA 1)
FIGURA 1. Paralelismo entre os fatores mendelianos e o comportamento dos
cromossomos durante a meiose. Na parte superior da figura esquematiza um par
de cromossomo, sendo que o cromossomo de cor escura representa o
cromossomo de origem paterna e o de cor clara o cromossomo de origem
materna, e a separação dos cromossomos homólogos e dos alelos A e a. Na
parte inferior da figura estão representados dois pares de cromossomos e a
respectiva separação ao acaso dos alelos de dois genes paralelamente à
separação independente e ao dos não homólogos.
FIGURA 2. Dois pares de
cromossomos homólogos logo após o
emparelhamento,
iniciando
a
separação dos homólogos ao final da
primeira divisão da meiose . O
cromossomo
com
o
alelo
A
emparelha-se com o cromossomo
homólogo a, e o mesmo acontece com
os cromossomos portadores dos
alelos B e b.
O Princípio da segregação independente ou 2ª lei de Mendel
também é uma conseqüência da separação dos cromossomos
durante a anáfase da primeira divisão da meiose. Para entender a
relação, temos que considerar dois genes localizados em
diferentes pares de cromossomos, e a formação de gametas
(meiose) de um heterozigoto AaBb, produzido pelo cruzamento de
uma fêmea AABB com um macho aabb. Durante o
emparelhamento dos cromossomos homólogos, o cromossomo
com o alelo A emparelha-se com o cromossomo homologo
portador do alelo a, e o mesmo acontece com os cromossomos
portadores dos alelos B e b. Note que, o posicionamento dos
cromossomos portadores dos alelos A e a é totalmente ao acaso
em relação aos cromossomos portadores dos alelos B e b. Assim,
uma célula cujo cromossomo materno (portador do alelo A) está
voltado para o polo superior e o cromossomo homólogo (paterno)
portador do alelo a está voltado para o polo inferior poderá ter o
cromossomo portador do alelo b voltado para o polo superior.
Assim sendo, ao final da meiose teremos a formação de dois tipos
de células: 2 células Ab e duas aB. Em uma outra célula que, em
meiose, este posicionamento poderá ser: cromossomos
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portadores do alelo A voltado para o polo superior, o seu
homólogo a para o polo inferior, o cromossomo portador do alelo
B voltado para o polo superior e o seu homólogo portador do alelo
b para o polo inferior, formando ao final da meiose dois tipos de
células: duas células AB e duas células ab. As chances de ocorrer
um tipo de posicionamento ou outro é de 50%, portanto no
conjunto de células que entram em meiose em um indivíduo AaBb
haverá formação de gametas AB, Ab, aB e ab na proporção de
1:1:1:1. A probabilidade equivalente dos quatro tipos de gametas
é resultado do comportamento independente dos dois pares de
cromossomos durante a primeira divisão da meiose. Portanto, a
segunda lei de Mendel ou “princípio da segregação independente
e ao acaso” dos genes localizados em cromossomos
independentes é uma conseqüência da separação dos genes em
diferentes pares de cromossomos (FIGURA 2). Podemos,
inclusive fazer uma previsão sobre os resultados esperados em
caso de genes localizados no mesmo cromossomo (Você pode
usar a mesma atividade para testar esta previsão, colocando os
dois genes no mesmo cromossomo).
II) Respostas para “Entendendo a Atividade”
1) Cada rolinho de massa de modelar representa um
cromossomo, sendo cada cromossomo composto por uma
molécula de DNA. Após a duplicação cada cromossomo passa
a ter duas cromátides idênticas (cromátides-irmãs), sendo
cada uma delas composta de uma molécula de DNA.
FIGURA 3. Meiose em duas células
(I e II) diplóides com genótipo AaBb,
mostrando como a segregação
independente e ao acaso de genes
localizados em diferentes pares de
cromossomos pode dar origem a
somente dois tipos de células a partir
de uma.
2)
Na atividade I os cromossomos que foram representados são
homólogos, e portanto portadores dos alelos do mesmo gene.
Após a duplicação cada cromossomo passa a ser constituído
de duas cromátides idênticas (Cromátides-irmãs), já que uma
foi copiada da outra no momento da duplicação.
3) A duplicação ocorre por um mecanismo de cópia
semiconservativa da molécula de DNA que compõe o
cromossomo, portanto se o alelo presente em uma cromátide
é A a sua cromátide-irmã, copiada semiconservativamente da
cromátide presente, terá também o alelo A.
4) Dois posicionamentos são possíveis .
5) Na primeira divisão da meiose ocorre o emparelhamento dos
cromossomos homólogos e a migração dos homólogos para
pólos opostos e a inclusão desses em células diferentes. Na
Segunda divisão ocorre a separação das cromátides irmãs
num processo semelhante à mitose.
6) Uma célula AaBb forma, ao final da meiose, somente dois
tipos de gametas: AB e ab. Uma outra célula AaBb poderá
formar outros dois tipos de gametas Ab e aB, dependendo da
posição relativa dos cromossomos portadores dos dois genes
em questão.
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7) Considerando-se que várias células entram em meiose na
formação dos gametas de um indivíduo AaBb, ele produzirá
quatro tipos de gametas: AB, ab, Ab e aB.
III) Resposta para os Problemas
1) Os seres vivos herdam de seus progenitores as
informações para produzir, além das características
individuais, as características básicas de sua espécie.
Essas informações são os genes (do grego genos =
origem), que nos indivíduos de reprodução sexuada são
transmitidos de pais para filhos pelos gametas. Lembre-se
que os genes são segmentos de moléculas de DNA, o
principal constituinte dos cromossomos.
2) As células de todos os seres humanos normais possuem
46 cromossomos, inclusive as células de seus pais, avós e
bisavós. Se os gametas tivessem 46 cromossomos como
todas as células do corpo, os indivíduos da geração
seguinte teriam 92 cromossomos em suas células, ou seja
o número de cromossomos dobraria a cada geração.
Entretanto, isso não acontece, o número de cromossomos
nas células é o mesmo ao longo das gerações. Esta
constância no número de cromossomos, e portanto de
genes durante as gerações, é uma conseqüência do
processo de divisão celular conhecido como meiose,
originando gametas que contém sempre metade do
número de cromossomos característico de cada espécie e
são denominados células haplóides ( simbolizadas por n).
Os cromossomos contidos em cada gameta são diferentes
entre si, e representam um homólogo de cada par de
cromossomos da célula diplóide (simbolizadas por 2n).
3) O processo de meiose implica na duplicação de todo o
material hereditário (interfase), emparelhamento dos
homólogos (metáfase I), separação dos cromossomos
homólogos de origem materna e paterna (1ª divisão) e a
separação das cromátides-irmãs (2ª divisão). Uma célula
haplóide não pode sofrer o processo de meiose, uma vez
que os cromossomos presentes não possuem os
homólogos correspondentes. Por outro lado isso não é um
impedimento para que ocorra o processo de mitose, que
consiste na duplicação do material hereditário, e posterior
separação das cromátides-irmãs. Você pode usar a
atividade para simular a explicação dada.
4) A trissomia do cromossomo 21 pode ser causada pela nãoseparação (não-disjunção) do cromossomo 21. O processo
de não-disjunção pode ocorrer: a) na primeira divisão da
meiose, produzindo ao final da meiose dois gametas com
dois cromossomos 21 e dois gametas sem cromossomo
21; ou 2) na segunda divisão da meiose produzindo dois
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gametas com um cromossomo 21, um gameta com dois
cromossomos 21 e um gameta sem o cromossomo 21.
Estes eventos de não-disjunção podem ocorrer em
qualquer um dos parentais, mas parece ser mais freqüente
nas mulheres, e, além disso, a freqüência de nãodisjunção aumenta com a idade materna. A fecundação de
um óvulo contendo 22 cromossomos (um de cada tipo) e
um cromossomo 21 extra por um espermatozóide portador
de 22 cromossomos (um de cada tipo), formará um
embrião com 22 pares de cromossomos homólogos e três
cromossomos 21. Este tipo de situação pode ser simulada
usando-se uma atividade semelhante à apresentada.
5) Sim , pois ocorre a fusão de dois gametas, sendo que
ambos os gametas são provenientes do mesmo indivíduo.
6) A importância da reprodução sexuada consiste na
produção de indivíduos com características diferentes um
do outro e diferentes de seus pais. A mistura do material
hereditário de dois indivíduos permitirá o aparecimento de
uma descendência variada sob o ponto de vista genético.
Esta mistura pode ocorrer durante a formação dos
gametas, pelo posicionamento casual de um par de
cromossomos homólogos em relação aos outros pares de
cromossomos na anáfase da primeira divisão da meiose.
Como já citado, no caso dos indivíduos AaBb, em que os
diferentes genes estavam localizados em cromossomos
distintos, há duas possibilidades de posicionamento na
metáfase I, com a formação de 4 tipos ( 22 ) de gametas:
AB, Ab, aB, ab. As possibilidades de diferentes tipos de
gametas aumenta
com o aumento do número de
cromossomos. Por exemplo, nos humanos em que existem
23 pares de cromossomos haverá possibilidade da
formação de 223 tipos de gametas. As possibilidades de
formação de diferentes embriões serão de 223 x 223, ou seja
a possibilidade de termos a mesma combinação de
cromossomos de origem materna e paterna em embriões
originários de diferentes eventos de fecundação são quase
impossíveis. Além desta recombinação intercromossômica
pode ocorrer também a recombinação intracomossômica,
ou seja aquela resultante da permutação entre segmentos
correspondentes dos cromossomos homólogos durante o
emparelhamento destes na meiose.
7) Como o número diplóide de cromossomos é igual a 10, ou
seja cinco pares de cromossomos homólogos significa que
durante a primeira divisão da meiose haverá o
emparelhamento dos cinco pares de cromossomos
homólogos, e como o posicionamento de um par de
cromossomos é totalmente independente e ao acaso em
relação aos outros pares de homólogos, haverá
possibilidade de 25 combinações cromossômicas possíveis
nos gametas.
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8) As leis de Mendel dizem respeito à meiose de qualquer
organismo diplóide e com reprodução sexuada, e podem
ser expressas como:
- na meiose, os alelos de um gene separam-se e se
distribuem igualmente nos produtos da meiose, ou seja nos
gametas;
- na meiose os alelos de um gene separam-se
independentemente dos alelos de genes localizados em
outros cromossomos.
Isto implica que os cromossomos contêm genes e que se
comportam independentemente e ao acaso na meiose.
GLOSSÁRIO
Aconselhamento Genético – Avaliação dos riscos de um casal
vir a gerar descendentes portadores de anomalia de caráter
hereditário.
Alelo – Cada uma das formas que um gene pode apresentar e foi
denominado por Mendel fatores. Alelos ocupam o mesmo
lócus gênico em cromossomos homólogos.
Alelo dominante – aquele que se manifesta mesmo em estado
de heterozigose (dose simples)
Alelo recessivo – aquele que só se manifesta em homozigose
(dose dupla)
Célula diplóide – célula contendo dois conjuntos de
cromossomos homólogos, sendo que um foi herdado do pai e
outro da mãe.
Célula haplóide (n) – Célula portadora de apenas um
cromossomo de cada tipo, isto é, não apresenta
cromossomos homólogos. O número de tipos cromossômicos
é representado por “n”. Óvulo e espermatozóide, por
exemplo, são células haplóides (têm “n” cromossomos).
Centrômero - região condensada do cromossomo onde se unem
as cromátides irmãs e que age como sítio de ligação das
proteínas do fuso.
Cromátides – quando os cromossomos se duplicam, as
estruturas resultantes unidas por um único centrômero
recebem o nome de cromátides
Cromossomo – estrutura formada pelo material genético (DNA)
através da qual a informação hereditária (os genes) é
transmitida de uma geração para outra (por exemplo: de pais
para os filhos)
Cromossomos homólogos – aqueles que carregam genes
equivalentes, normalmente em pares, sendo herdados um de
cada progenitor.
Cromossomo acrocêntrico - cromossomo cujo centrômero está
localizado na região terminal (apical).
Cromossomo metacêntrico – cromossomo cujo centrômero está
localizado na região mediana.
DNA (ácido desoxiribonucléico) – ácido nucléico constituído por
desoxiribose, por fosfato e pelas bases nitrogenadas adenina,
guanina, citosina e timina. A molécula de DNA é filamentosa,
tem cadeia dupla e é helicoidal (dupla-hélice). O DNA é a
substância que compõe os genes, onde estão inscritas, em
código, as informações hereditárias.
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Dominância – propriedade de um alelo (dominante) de produzir o
mesmo fenótipo tanto em condição homozigótica quanto em
condição heterozigótica.
Fenótipo – características físicas, fisiológicas ou
comportamentais de um indivíduo que resultam da ação de
seus genes e da influência do meio ambiente.
Gameta – célula reprodutora haplóide, masculina ou feminina.
Gene – unidade básica da herança; um segmento do material
hereditário envolvido na determinação de uma característica.
Genótipo – constituição genética de um indivíduo com relação a
uma única característica ou a um conjunto delas.
Herança Biológica (ou hereditariedade) – Transmissão das
informações genéticas (genes) de pais para filhos.
Heterozigótico – indivíduo que possui alelos diferentes para um
determinado gene em ambos os cromossomos homólogos.
Homozigótico – indivíduo que possui alelos idênticos para um
determinado gene em ambos os cromossomos homólogos.
Meiose – divisão de uma célula diplóide produzindo quatro células
filhas haplóides. Esse processo consiste de duas divisões
nucleares sucessivas com apenas uma replicação dos
cromossomos.
Mitose – divisão de uma célula diplóide produzindo duas.
Lócus gênico – Posição ocupada por um gene no cromossomo.
Melhoramento genético – Seleção e aprimoramento de espécies
de plantas, de animais e de microrganismos para sua
utilização pela humanidade.
Primeira lei de Mendel (Lei da segregação) – Também
chamada de monohibridismo, refere-se à segregação dos
fatores (alelos) de um par (gene) na formação dos gametas.
Permutação cromossômica – Troca recíproca de pedaços entre
cromátides de cromossomos homólogos. A permutação leva à
recombinação dos genes paternos e maternos situados em
cromossomos homólogos (recombinação intracromossômica),
resultando em cromossomos que contém uma mistura de
genes do pai e da mãe e a um aumento da variação gênica
na descendência.
Recombinação gênica – Mistura de genes que ocorre entre
indivíduos da mesma espécie como resultado dos processos
sexuais de reprodução. A distribuição aleatória dos
cromossomos de origem paterna e materna (recombinação
intercromossômica), na meiose, é o principal mecanismo de
recombinação gênica. A permutação entre cromossomos
homólogos (recombinação intracromossômica) na meiose
também leva à recombinação gênica.
Segregação dos alelos – Separação dos alelos de cada gene
que ocorre com a separação dos cromossomos homólogos
durante a meiose.
Segunda lei de Mendel (Lei da segregação independente) –
Também chamada de diibridismo, refere-se à segregação
independente dos fatores (alelos) de dois ou mais pares de
genes na formação dos gametas.
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REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
Amabis, J. M. & Martho, G. R. 2001. Conceitos de Biologia.
Editora Moderna. São Paulo, Brasil
Amabis, J. M.; Miyaki, C. Y., Mori, L. & Silveira, R. V. M. 2002.
Construindo Sempre – Programa de Educação continuada.
Aperfeiçoamento de Professores (PEBII) – Módulo I –
Biologia. Secretaria de Estado da Educação de São Paulo e
Universidade de São Paulo.
Griffiths, A. J. F. ; Miller, J. H., Suzuki, D. T.; Lewontin, R. C. &
Gelbart, W. M. 1999. “An introduction to genetics analysis”.
7ed. W. H. Freeman., Nova Iorque, USA.
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