Noções básicas de hereditariedade Como é que herdamos as características dos nossos pais? É nos gâmetas que é transportada a informação genética que os nossos pais nos transmitem. 2 Como é que herdamos as características dos nossos pais? A informação genética reúne-se no ovo 3 Como é que herdamos as características dos nossos pais? O ovo por divisões sucessivas, origina milhares de milhões de células com o mesmo material genético 4 Como é que herdamos as características dos nossos pais? Todas as células do bebé apresentam o mesmo material genético 5 Que região da célula tem o material genético? Homem Célula 6 Experiência Joachim Hammerling (1930) Acetabularia é uma alga unicelular com 2cm. Chapéu – onde se encontram a maioria dos cloroplastos. Caulóide – prolongamento citoplasmático Rizóide ou base onde se localiza o núcleo permite a fixação da alga às rochas 7 Experiência Joachim Hammerling (1930) O núcleo deve ser a estrutura da célula responsável pela regeneração e crescimento da alga. 8 Experiência Joachim Hammerling (1930) O núcleo contém a informação sobre as características da forma da alga. 9 Que região da célula tem o material genético? Homem Célula Núcleo É no núcleo das células que se encontra a informação hereditária. 10 Observação de células do ápice radicular da cebola… As células desta região estão em divisão celular. No interior do núcleo observam-se estruturas facilmente coráveis. Cromossomas Cromossomas (cromo = cor + soma = corpo) 11 Observação do núcleo? Homem Célula Núcleo 12 Cromossomas Como é um cromossoma? cromatídeos centrómero Observado ao microscópio electrónico 13 Como é constituído o cromossoma? 14 Como é constituído o cromossoma? ADN Proteína (histona) Filamento de cromatina Cromossoma 15 ADN (Ácido desoxirribonucleico) 16 ADN (Ácido desoxirribonucleico) O ADN é o material básico da hereditariedade, copia-se a si próprio, garantindo que as instruções sejam transmitidas da célula-mãe para as células-filhas. 17 Que região da célula tem o material genético? Homem Núcleo Célula A informação genética encontra-se no ADN dentro do núcleo das células. ADN 18 Cromossomas Onde se localiza o material genético? O núcleo de cada célula humana apresenta assim 46 cromossomas que encerram a nossa informação genética. 19 Arrumar os cromossomas… O conjunto de cromossomas de uma célula que, pelo seu número, forma e tamanho caracteriza uma dada espécie designa-se de CARIÓTIPO. A espécie humana tem 46 cromossomas emparelhados dois a dois (23 20 pares) Cariótipo de várias espécies… Espécie Nº de cromossomas Espécie Nº de cromossomas Drosófila 8 Humano 46 Centeio 14 Macaco 48 Coelho 44 Rato 44 Cobaia 16 Carneiro 54 Trigo 42 Cavalo 64 Caracol 24 Galo 78 Minhoca 32 Carpa 104 Porco 40 Borboleta 380 21 Gregor Mendel (1822-1884): o pai da Genética Monge austríaco, botânico e meteorologista. Interessado nas leis da hereditariedade realiza cruzamentos com diversos organismos. Publica o resultado de seus trabalhos em 1865. Ervilheira : Pisum sativum Pisum sativum Porquê Pisum sativum ? 1- Produzem um elevado número de descendentes 2- Produzem plantas de linhas puras se autopolinizadas durante várias gerações 3 - Grande variedade relativamente a algumas características 4 - Cultivam-se facilmente Os trabalhos de Mendel Pisum sativum (flor fechada) autopolinização Impede cruzamentos com outras plantas Estame Carpelos Pisum sativum Polinização cruzada apenas de forma intencional Remoção das anteras de uma flor Recolha do pólen das anteras de outra Transferência do pólen para o estigma da flor inicial já sem anteras Características estudadas por Mendel Experiências de monohibridismo Teve o cuidado de utilizar linhas puras Plantas que quando autopolinizadas originam sempre uma descendência uniforme e igual aos parentais Inicialmente analisou o modo de transmissão de cada característica isoladamente - Monohibridismo Os resultados de Mendel (cruzamento de linhas puras) 32 Cruzamento parental Experiências de Monohibridismo Cor das sementes Amarela Verde X P X F2 F1 Uniformidade dos híbridos da F1 Surge novamente a variante verde Na geração F1 todos os indivíduos apresentavam a mesma característica (Dominante) A característica que reaparecia na F2 foi chamada de Recessiva As deduções de Mendel As características dos seres vivos são condicionadas por dois fatores (fatores mendelianos). Normalmente um dos fatores domina sobre o outro. Os gâmetas transportam apenas um dos fatores hereditários (1ª lei de Mendel – lei da pureza dos gâmetas). Xadrez mendeliano 36 Genótipo / Fenótipo Genótipo é a constituição genética (alelos) de um indivíduo relativamente a uma dada característica. Fenótipo é característica observável no individuo que resulta do genótipo. 37 Cruzamento monohibrido P1 Característica: Cor da semente Alelos: A – Amarela a – Verde Cruzamento: sementes amarelas verdes AA x a a A Aa Aa A Aa Aa x sementes aa Genótipo: Aa Fenótipo: Amarela Genética moderna Fatores mendelianos = genes 39 Mas afinal, o que é um gene? Gene 40 Gene Segmento de ADN que ADN Gene contém determinada informação genética, responsável por uma certa característica. 41 Gene Cada cromossoma contém milhares de genes. 42 Gene Os diferentes cromossomas contêm diferentes genes… responsáveis por diferentes características. Genoma - Conjunto de genes correspondente à informação genética de um indivíduo. 43 Vamos ver melhor… Cromossoma de origem paterna Cromossoma de origem materna 44 Cromossomas homólogos Cromossomas que emparelham. Possuem a mesma forma, tamanho… Contém os genes responsáveis pelas mesmas características. 45 Genes alelos Genes alelos Genes responsáveis pela mesma característica. Situam-se na mesma zona dos cromossomas hómologos Cromossomas homólogos 46 Características monogénicas. Para a mesma característica, existem dois, ou mais, genes A alelos. Cromossoma de origem materna A Cromossoma de origem paterna 47 Características monogénicas. A informação dos genes alelos é, neste caso, igual. A A Quando para a mesma característica o indivíduo herda genes com informação igual, é HOMOZIGÓTICO 48 Características monogénicas. A informação dos genes alelos é, neste caso, diferente. a A Quando para a mesma característica o indivíduo herda genes com informação diferente, é HETEROZIGÓTICO 49 Características monogénicas. Certos genes são capazes de exercer o seu efeito sobre os outros dominando-os. A Genes dominantes São representados por letra maiúscula. 50 Características monogénicas. Alguns genes podem deixar-se dominar por outros . Genes recessivos a São representados por letra minúscula. 51 Características monogénicas. Nestas situação apenas um dos genes se vai manifestar – o gene dominante a A 52 Homozigótico / Heterozigótico Homozigótico para o gene dominante Homozigótico para o gene recessivo Heterozigótico 53 Características monogénicas. Nem sempre a relação entre os genes se faz por dominância/recessividade. Neste caso de codominância há um fenótipo exclusivo para os indivíduos heterozigóticos 54 Determinação do género no Homem. 55 Características poligénicas Há muitos casos em que a característica é determinado por dois ou mais genes em simultâneo. A cor dos olhos, da pele ou do cabelo são caracteres poligénicos, a transmissão destas características depende de muitos genes diferentes, apresentando, cada um deles, diferentes alelos. 56 Cor da Pele (característica poligénica) Gametes ABC ABc AbC Abc aBC aBc abC abc ABC 6 5 5 4 5 4 4 3 ABc 5 4 4 3 4 3 3 2 AbC 5 4 4 3 4 3 3 2 Abc 4 3 3 2 3 2 2 1 aBC 5 4 4 3 4 3 3 2 aBc 4 3 3 2 3 2 2 1 abC 4 3 3 2 3 2 2 1 abc 3 2 2 1 2 1 1 0 Árvores genealógicas (heredogramas) 58 Árvores genealógicas (heredogramas) 59 Árvores genealógicas (heredogramas) 60 Hereditariedade autossómica dominante Afeta todas as gerações da família. Um indivíduo com a característica apresenta sempre um progenitor com essa mesma característica. Afeta de forma semelhante homens e mulheres. 61 Árvores genealógicas (heredogramas) 62 Hereditariedade autossómica recessiva Não atinge todas as gerações da família. Dois progenitores sem a característica podem apresentar filhos afetados Afeta de forma semelhante homens e mulheres. 63 Árvores genealógicas (heredogramas) 64 Hereditariedade heterossómica ou ligada ao sexo Afeta preferencialmente o sexo masculino A característica pode ser dominante ou recessiva Os genes estão localizados no cromossoma X ou Y Ex: hemofilia; daltonismo (cromossoma X) 65