GENÉTICA DE POPULAÇÕES E EVOLUÇÃO

unesp
Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"
Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira
Departamento de Fitotecnia, Tecnologia de Alimentos e Sócio-Economia
Agronomia
Disciplina:
EVOLUÇÃO
Prof. : Mario Luiz Teixeira de Moraes
COLABORADORES:
Christian Luis Ferreira Berti
Marcela Aparecida de Moraes
Selma Maria Bozzite Moraes
Ilha Solteira, SP
2º Semestre/2010
Aula: 17/09/2010
EQUILÍBRIO DE
ENDOGAMIA DE WRIGHT
WRIGHT, S. Coefficients of inbreeding and
relationship. Amer. Nat., v.56, p.330-8, 1922.
Princípios básicos de genética de populações
O QUE É POPULAÇÃO?
conjunto de indivíduos que apresentam
a mesma base genética;
não necessariamente da mesma espécie,
POPULAÇÃO
e que compartilham o mesmo sistema
reprodutivo;
e potencialmente podem trocar genes
entre si.
Princípios básicos de genética de populações
EQUILÍBRIO DE HARDY-WEINBERG
A (p)
A (p)
A (p)
a (q)
a (q)
a (q)
G0
G1
G2
p+q=1
RESTRIÇÕES IMPOSTAS PELO
MODELO
1. CRUZAMENTOS AO ACASO (MODELO PANMÍTICO);
2. REPRODUÇÃO SEXUAL;
3. ORGANISMOS DIPLÓIDES;
4. POPULAÇÃO INFINITA (AUSÊNCIA DE DERIVA);
5. NÃO HÁ MUTAÇÃO E A MEIOSE É NORMAL;
6. NÃO HÁ SELEÇÃO (NATURAL OU ARTIFICIAL);
7. NÃO HÁ FLUXO GÊNICO (TEMPO: SOBREPOSIÇÃO
DE GERAÇÕES E NO ESPAÇO: MIGRAÇÃO).
IMPORTÂNCIA DO TEOREMA - EHW
MODELO
IRREAL
SIM
POPULAÇÃO
NATURAL
IRRELEVANTE
NÃO
FATORES EVOLUTIVOS
HERANÇA
FREQÜÊNCIAS: A&G
EVOLUÇÃO
 CONJUNTO DE MODIFICAÇÕES
ADAPTATIVAS, CAUSANDO
MODIFICAÇÕES NAS FREQUÊNCIAS
GÊNICAS DA POPULAÇÃO, QUE FORAM
DECORRENTES DA PRESSÃO SELETIVA.
 É UM PROCESSO GRADUAL.
Princípios básicos de genética de populações
FATORES EVOLUTIVOS
MUTAÇÃO
DERIVA
BASE
GENÉTICA
POPULAÇÃO
BASE
GENÉTICA
FLUXO
GÊNICO
SELEÇÃO
Princípios básicos de genética de populações
LOCO
DIPLOIDE = 2N
A
a
HAPLOIDE = N
LOCO: Corresponde a posição do gene no cromossomo
GENE: Unidade funcional da hereditariedade
ALELO: Corresponde a uma das várias formas de um gene
Princípios básicos de genética de populações
MONOMER
DIMER
TETRAMER
GENOTYPE AA
AB
BB
BC
CC
AC
Fig. 2. Hypothetical phenotypes (bands) for soluble
proteins formed by the association of one, two and
four polypeptides.
ALÉLICAS
FREQÜÊNCIAS
GENOTÍPICAS
FONTE: KEPHART (1990)
Frequências Alélicas ou Gênicas
1
p B   D  H 
2
1
pb   R  H 
2
Frequências Alélicas ou Gênicas
p  A 
1 11 1
1
     p  A 
6 26 6
3
p B  
1 11 1
1
     p B  
6 26 6
3
pC  
1 11 1
1
     pC  
6 26 6
3
Princípios básicos de genética de populações
FREQÜÊNCIAS ALÉLICAS E GENOTÍPICAS EM
DIFERENTES POPULAÇÕES
Genot.
Freq.
BB
POP. 1 (*)
POP. 2
POP. 3
0
1
0
1
0
1
D
0
1/4
1/3
1/4
1/4
1/4
Bb
H
1
2/4
1/3
2/4
2/4
2/4
bb
R
0
1/4
1/3
1/4
1/4
1/4
p = 1/2
D 1 = p2
p = 1/2
D 1 = p2
p = 1/2
D 1 = p2
q = 1/2
H1 = 2pq
q = 1/2
H1 = 2pq
q = 1/2
H1 = 2pq
R 1 = q2
1,0
(*) Híbrido
simples.
1,0
R 1 = q2
1,0
1,0
R 1 = q2
1,0
1,0
FONTE: VENCOVSKY (2000)
HIBRIDO SIMPLES

POP 0
POP 1
0 1 1
1
B( p 0 )      B( p 0 ) 
1 2 1
2
1 12
1
B( p1 )      B( p1 ) 
4 24
2
0 1 1
1
B(q 0 )      B(q 0 ) 
1 2 1
2
1 1 1
1
B(q1 )      B(q1 ) 
4 2 1
2
Princípios básicos de genética de populações
“O QUE IMPORTA SÃO AS FREQUÊNCIAS DOS
GAMETAS E NÃO A DOS GENÓTIPOS”
“AS POPULAÇÕES SÃO DIFERENTES, MAS DÃO A
MESMA DESCENDÊNCIA”
Princípios básicos de genética de populações
Probabilidade do teste exato de Fisher para o Equilíbrio de
Hardy-Weinberg (EHW) e teste de Qui-quadrado (χ²) para
o teste de Equilíbrio de Endogamia de Wright (EEW) em
populações de Cariniana legalis.
LOCO
EHW
Pgi-1
0,734ns
Mdh-2
0,042*
1,75ns
Prx-3
0,000**
8,59** (?)
FONTE: SEBBENN (2001)
EEW
Princípios básicos de genética de populações
FREQUÊNCIAS GENOTÍPICAS
NA PRESENÇA DE ENDOGAMIA
AA = p2 + e
Aa = 2pq – 2e
aa = q2 + e
g’
A
a
TOTAL
g
Valor
1
0
A
1
p2 + e
pq - e
p
a
0
pq - e
q2 + e
q
TOTAL
p
q
1
Princípios básicos de genética de populações
PARÂMETROS
 f .x
g  g' 
f
2
g
2
  g'
  f . x  x 
2
COVgg'   f . x  x  y  y 
MÉDIA:
f .x
g  g' 
 g  g'  p
 f

g’
A (1)
a (0)
Total
A (1)
p2+e
pq - e
p
a (0)
pq - e
q2 + e
q
Total
p
q
1
g
VARIÂNCIA:
     f . g  g      pq
2
g
2
2
g'
2
g
2
g'
g’
A (1)
a (0)
Total
A (1)
p2+e
pq - e
p
a (0)
pq - e
q2 + e
q
Total
p
q
1
g
COVARIÂNCIA: COV gg'   f . g  g  g'  g'  COV gg'  e
g’
A (1)
a (0)
Total
A (1)
p2+e
pq - e
p
a (0)
pq - e
q2 + e
q
Total
p
q
1
g
Endogamia
ˆ
F
ˆ
COV gg '
ˆ .ˆ
2
g
2
'
g
Endogamia
e
ˆ
ˆ
F
 e  F . pq
pq
Princípios básicos de genética de populações
FREQÜÊNCIAS GENOTÍPICAS
NÍVEL DE ENDOGAMIA (F)
F=0
F=1
0<F<1
Panmixia
Endocruzamento
completo
Endocruzamento
AA
p2
p
p2(1-F) + Fp
Aa
2pq
0
2pq(1-F)
aa
q2
q
q2(1-F) + Fq
Genótipo
FONTE: GARDNER & SNUSTAD (1986).
ENDOGAMIA (F) e AUTOFECUNDAÇÃO (s)
s
F
2s
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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aprendizagem de genética. Viçosa: UFV, 2001. 475p.
FREIRE-MAIA, N. Genética de populações humanas. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo,
1974. 216p.
FREIRE-MAIA, N. Verdades da ciência e outras verdades: a visão de um cientista. São Paulo: Editora
UNESP; Ribeirão Preto: SBG, 2008. 310p.
FUTUYMA, D.J. Biologia evolutiva. Trad. VIVO, M. e Coord. SENE, F.M. Sociedade Brasileira de
Genética/CNPq, Ribeirão Preto, 1992. 631p.
GARDNER, E.J. & SNUSTAD, D.P. Genética. 7a. edição. Trad. SANTOS, C.N.D.; FREIRE, H.L.;
BONALDO, M.C.; FERREIRA, P.C.G.; FRAGOSO, S.P.; ARENA, J.F.P. Ed. Guanabara S/A, Rio de
Janeiro, 1987. 497p.
KEPHART, S.R. Starch gel electrophoresis of plant isozymes: a comparative analysis of techniques.
American Journal of Botany, v.77, n.5, p.693-712, 1990. (Special Paper).
LYNCH, M. & WALSH, B. Genetics and analysis of quantitative traits. Sunderland: Sinauer Associates,
Inc. Publishers, 1998. 980p.
MAYR, E. O que é evolução. Trad. Biasi, R.S. & BIASI, S.C. Rio de Janeiro: Rocco, 2009. 342p.
SEBBENN, A.M. Estrutura genética de populações de jequitibá-rosa [Cariniana legalis (Mart.) O.
Ktze] por caracteres quantitativos e isoenzimas. Piracicaba, 2001. 210p. (Doutorado - ESALQ/USP).
SENE, F.M. Cada Caso, Um Caso... Puro Acaso: Os processos de evolução biológica dos seres vivos.
Ribeirão Preto: SBG, 2009. 252p.
VENCOVSKY, R. & BARRIGA, P. Genética biométrica no fitomelhoramento. Ribeirão Preto:
Sociedade Brasileira de Genética, 1992. 486p.