VOLUME 2 | BIOLOGIA 4 Resoluções das Atividades Sumário Aula 6 – Pleiotropia e interação gênica.............................................................. 1 Aula 7 – Os vírus................................................................................................. 4 Aula 6 02 E Pleiotropia e interação gênica I. (F) A relação entre os alelos é de codominância, uma vez que nos heterozigotos os dois genes se expressam: são sintetizadas tanto a hemoglobina normal como a hemoglobina falciforme. II. (F)Nos indivíduos heterozigotos apenas metade das moléculas de hemoglobina são anormais, enquanto nos homozigotos todas são anormais. III. (F) As hemácias são células de tempo de vida limitado, variando entre 90 e 120 dias, de modo que a produção de hemácias falciformes em indivíduos doentes é ininterrupta. IV.(V)A pleiotropia resulta de um alelo que apresenta mais de um efeito fenotípico distinguível, como no exemplo da anemia falciforme ou drepanocítica em humanos. Atividades para Sala 01 D A cor da pelagem em camundongos é um caso de epistasia recessiva. O alelo dominante A fornece o padrão aguti, no qual o pelo é preto com um faixa amarela, o que dá uma tonalidade marrom-acinzentada. O alelo a determina pelo preto uniforme. A presença de um alelo de outro gene, C, é condição indispensável para que se forme qualquer pigmento. Em dose dupla, o alelo c é epistático sobre A e a, e forma-se pelo albino. O quadro adiante revela os fenótipos e os genótipos possíveis para a característica cor da pelagem em camundongos. Fenótipos (pelagem em camundongos) Genótipos aguti A_C_ preto aaC_ albino A_cc ou aacc Dessa forma, o cruzamento de dois camundongos duplo-heterozigotos fornece o resultado mostrado a seguir. Aguti × Aguti 03 B Quando indivíduos AaBb são cruzados entre si, podem formar indivíduos com os genótipos mostrados na tabela a seguir. Gametas AB Ab aB ab AB AABB AABb AaBB AaBb Ab AAbB AAbb AabB Aabb aB aABB aABb aaBB aaBb ab aAbB aAbb aabB aabb Esses resultados descritos podem ser resumidos como mostrado no quadro a seguir: P: AaCc × AaCc Gametas AC Ac aC ac AC AACC aguti AACc aguti AaCC aguti AaCc aguti Ac AACc aguti AAcc preto AaCc aguti Aacc preto aC AaCC aguti AaCc aguti aaCC albino aaCc albino ac AaCc aguti Aacc preto aaCc albino aacc albino A proporção fenotípica é de 9 aguti : 3 pretos : 4 albinos. Genótipos Número de genes efetivos Fenótipos Proporções fenotípicas aabb 0 Branco 1 : 16 Aabb, aaBb 1 Mulato claro 4 : 16 AAbb, aaBB, AaBb 2 Mulato médio 6 : 16 AABb, AaBB 3 Mulato escuro 4 : 16 AABB 4 Negro 1 : 16 Pré-Universitário | 1 VOLUME 2 | BIOLOGIA 4 04 A Um casal normal, híbrido, apresenta os seguintes genótipos: G: Ff x Ff F: FF Ff Ff ff 1 4 Portanto, 25% é a possibilidade de o casal vir ter a criança fenilcetonúrica. Trata-se de um caso de pleiotropia, uma vez que a ausência de fenilalanina hidroxilase pode gerar graves influências metabólicas no organismo, com vários efeitos simultâneos. Os afetados podem ter vida normal, desde que não ingiram alimentos que contenham fenilalanina, entretanto, o tratamento com controle da dieta não deve excluir totalmente a fenilalanina da alimentação, porquanto, é um aminoácido essencial, constituinte importante de muitas proteínas, mas reduzir sua ingestão ao mínimo dispensável, a fim de evitar o retardo mental associado à fenilcetonúria. Trata-se de um modelo de herança poligênica quantitativa ou acumulativa, na qual estariam envolvidos 9 fenótipos (os comprimentos de orelha, em cm) e 8 genes (4 pares), pois, como norma para esses modelos de herança, o número de genes envolvidos corresponde sempre ao número de diferentes classes fenotípicas menos 1. Consequentemente, cada gene dominante acrescenta 0,5cm ao tamanho mínimo da orelha dos coelhos (4,0cm); esse tamanho mínimo corresponde ao genótipo homozigoto recessivo para os quatro pares (aabbccdd). Por outro lado, o tamanho máximo (8,0cm) corresponde ao genótipo homozigoto dominante para os quatro pares (AABBCCDD). As correspondências entre genótipos e fenótipos no caráter estudado são: dominante (aabbccdd) 1 gene dominante (Aabbccdd, ou aaBbccdd...) 2 | Pré-Universitário 8,0cm As expressões dos genes para a herança da surdez na espécie humana podem ser indicadas como: audição normal D_ee ddE_ surdez ddee O casal é formado por um homem de audição normal duplo homozigoto (puro), DDEE, e uma mulher também de audição normal, porém duplo heterozigótica (híbrida), DdEe. Assim, o cruzamento pode ser indicado como: P: DDEE × DdEe DE DE De dE de DDEE DDEe DdEE DdEe Portanto, os 4 genótipos possíveis condicionam o mesmo fenótipo, ou seja, audição normal. 03 E Rree × RrEe Gametas RE Re rE re Re RREe Noz RRee Rosa RrEe Noz Rree Rosa re RrEe Noz Rree Rosa rrEe Ervilha rree Simples 3 8 3 8 Crista noz: Crista ervilha: 5,0cm 5,5cm As frações foram multiplicadas por 2, resultando em: 6 6 2 2 : : : 16 16 16 16 4,5cm 3 genes dominantes (AABbccdd, ou AaBBccdd) 7,5cm 8 genes dominantes 4,0cm 2 genes dominantes (AAbbccdd, ou AaBbccdd...) 7 genes dominantes D_E_ Nenhum gene 7,0cm 02 A GenótiposFenótipos 6 genes dominantes (AABBCCDD...) 01 C 6,5cm (AABBCCDd, ou AaBBCCDD...) Atividades Propostas 5 genes dominantes (AABBCCdd, ou aaBBCCDD...) 6,0cm (AABBCcdd, ou AaBBCCdd...) P: Ff x Ff 4 genes dominantes (AABBccdd, ou AaBbCcDd...) Crista rosa: 1 8 Crista simples: 1 8 VOLUME 2 | BIOLOGIA 4 04 E 06 A A estátua, a inteligência, a obesidade e a cor da pele são características genéticas que expressam padrões contínuos de variações, nos quais as diferenças entre as manifestações fenotípicas são graduais. A passagem de um fenótipo para outro ocorre sempre em função do reforço de um efeito, podendo ser a altura, o desempenho cognitivo, a concentração de gordura ou o teor da produção de melanina. Isso acontece porque as características com padrões contínuas de variação são definidas por dois ou mais pares de genes com segregação independente, que aumentam seus efeitos, de modo que quanto maior for o número de determinados tipos de genes no genótipo, maios será a intensidade de expressão do caráter. O gráfico indicado é típico de características genéticas expressas por 4 genes ou 2 pares de genes, já que admite 5 manifestações fenotípicas. O número de diferentes classes fenotípicas corresponde ao número de genes envolvidos mais 1. A herança dos grupos sanguíneos relativo ao fator Rhesus revela um par de alelos, com uma relação de dominância total, completa ou absoluta. Genótipos Fenótipos RR e Rr Rh+ rr Rh– Cruzamento: AABbCc × aaBbcc Gametas ABC AbC ABc Abc aBc AaBBCc 7cm AaBbCc 6cm AaBBcc 6cm AaBbcc 5cm abc AaBbCc 6cm AabbCc 5cm AaBbcc 5cm Aabbcc 4cm 3 A proporção de indivíduos com 5cm em F1 é de . 8 07 D Geração P1: esférica × esférica A_bb × F1: 100% discoide → AaBb P2: aaBb × AaBb F2: 9 A_B_ : 3 A_bb, 3 aaB_ : 1 aabb 9 discoides 6 esféricas 1 alongada A herança da forma do fruto de abóbora é um tipo de interação gênica, denominada interação duplicada. 08 C AAbb aaBB A ave duplamente recessiva tem genótipo ccii e a di-híbrida, Ccli. Assim: 5 AaBb 7 × 2 4 05 C ccii 1 aaBB 3 aaB_ AaBb aaBB × AaBb CcIi aB AAbb 6 8 AaBB × AAbb AB Ab aB ab AaBB AaBb aaBB aaBb Ab AB Ab aB ab AABb AAbb AaBb Aabb 1/2 1/2 Gametas ci CI Ci cI ci Efetuando-se as combinações possíveis, temos: 1/4 09 D ci CI CcIi Ci Ccii cI ccIi ci ccii Observe que apenas um descendente, dos quatros tipos possíveis, é portador do gene C e não do gene I (epistático). Logo, a probabilidade de nascer um indivíduo de plumagem colorida (Ccii) é de 1/4 ou 25%. Na medida em que a herança do caráter depende de 3 pares de genes (6 genes), isso significa que o caráter admite 7 manifestações fenotípicas (6 + 1); como a forma homozigota recessiva (aabbcc, representando a menor massa corporal acumulada) corresponde a 18kg, a forma heterozigota (AaBbCc, representando a massa corporal média acumulada) corresponde a 21kg, e a forma homozigota dominante (AABBCC, representando a maior massa corporal acumulada) corresponde a 24kg, é fácil deduzir que cada gene dominante herdado contribui com 1kg à massa corporal básica acumulada (24kg – 18kg = 6kg : 6 genes = 1). Pré-Universitário | 3 VOLUME 2 | BIOLOGIA 4 dos ciclos lítico e lisogênico. A transcriptase reversa é uma enzima que permite ao vírus produzir uma molécula de DNA a partir de uma molécula de RNA viral. Não apresentam ânulos. Apresentam DNA e/ou RNA. A sífilis é uma bacteriose, cujo agente etiológico é o Treponema pallidum. A partir desses dados, podemos então concluir que, se dois animais triplo-heterozigotos forem cruzados, a descendência se distribuirá na seguinte proporção: 1/64 → 18kg de massa acumulada → nenhum gene dominante 6/64 → 19kg de massa acumulada → 1 gene dominante 15/64 → 20kg de massa acumulada → 2 genes dominantes Atividades Propostas 20/64 → 21kg de massa acumulada → 3 genes dominantes 15/64 → 22kg de massa acumulada → 4 genes dominantes 6/64 → 23kg de massa acumulada → 5 genes dominantes 01 C 1/64 → 24kg de massa acumulada → 6 genes dominantes O envoltório nuclear das células eucariontes apresenta em sua superfície, pequenos poros circunscritos por anéis denominados ânulos, as quais não ocorrem nos vírus, que são acelulares. Tais estruturas são compostos por 8 partículas granulares, com aproximadamente 50nm de diâmetro, distribuídas em simetria precisa e uniforme. Os vírus também não revelam orgânulos citoplasmáticos, então, não possuem metabolismo próprio. Não apresentam cloroplastos, não sendo, portanto, autosuficientes. A sífilis, cujo agente etiológico e o Treponema pallidum, a pneumonia causada por Diplococcus pneumoniae e a tuberculose, promovida por Mycobacterium tuberculosis, são bacterioses. O material genético dos vírus pode ser DNA e/ou RNA, isto é, o genoma viral revela desoxivírus e ribovírus, capazes de sofrer mutações. O citomegalovírus apresenta genoma com DNA, entretanto, algumas moléculas de RNA foram encontradas no interior dos vírus. Pelo exposto, tanto do cruzamento III × II, como do cruzamento II × II, resultarão alguns descendentes de genótipo AABBCC, que apresentarão a velocidade máxima de crescimento. 10 B A pleiotropia é o caso em que apenas um par de alelos, sob as mesmas condições ambientais, é responsável pela determinação de dois ou mais caracteres. Aula 7 Os vírus Atividades para Sala 01 D Ocorrem divergências a respeito de os vírus serem ou não classificados como seres vivos, razão pela qual os vírus não foram incluídos em nenhum reino. O fato de não possuírem organização celular, nem metabolismo próprio, o poder de cristalizar-se e terem dimensões ultramicroscópias são características que não identificam os vírus como seres vivos. 02 C Os vírus não estão incluídos em nenhum dos cinco reinos, uma vez que não apresentam células, sendo constituídos por DNA e/ou RNA envolto por proteínas. 03 C Apesar de não possuírem metabolismo próprio e serem acelulares, os vírus possuem material genético (DNA e/ ou RNA) e são capazes de perpetuá-lo parasitando células hospedeiros. 02 E 03 E A fissão binária longitudinal é uma forma de reprodução assexuada que ocorre em certos unicelulares, como a Euglena viridis. Os vírus utilizam o equipamento metabólico da célula para se reproduzir. Esse processo é comandado por seu ácido nucleico e não pela célula. Participam 4 | Pré-Universitário Não há tratamento específico para as viroses, os antibióticos são eficientes no combate às bactérias e aos fungos. A profilaxia das viroses é feita pela vacinação. 04 C 04 A No ciclo lítico, o DNA viral passa a comandar o metabolismo da célula hospedeira e forma novas cópias, que são transcritas em RNAm virais, que comandarão a síntese de proteínas do vírus. Formam-se novos vírus que promovem a lise celular, liberando os vírus que podem infectar outras células hospedeiras. Os vírus diferem dos demais seres vivos pela ausência de organização celular. Com base na presença de ácido nucleico, na capacidade de reprodução, mutação e de evolução, os vírus são considerados por alguns virologistas como seres vivos. 05 D O vírion corresponde à partícula viral, que é composta de uma molécula de ácido nucleico e de uma cápsula proteica denominada capsídeo. VOLUME 2 | BIOLOGIA 4 06 C 10 B Os fagos mais estudados são o T4, vírus que infecta a bactéria intestinal Escherichia coli. O T4 possui cápsula proteica complexa, com uma região poligonal (cabeça) e uma região cilíndrica (cauda) formada por uma bainha contrátil associada a fibras proteicas. Na região da cabeça, encontra-se uma molécula de DNA. As fibras se fixam na bactéria e o material genético é injetado no hospedeiro. Os príons são partículas infecciosas proteicas (polipeptídica), constituindo-se em uma forma alterada de uma proteína normal presente na membrana plasmática das células nervosas do cérebro de vertebrados e podem formar-se por mutação do gene que codifica a proteína normal. 07 B A multiplicação vital ocorre no meio intracelular da bactéria hospedeira suscetível. Em função do pH, concentração iônica do meio e temperatura adequados, proteínas estruturais existentes na superfície da partícula viral, possibilitam a sua ligação com a célula-alvo. Os vírus (bacteriófagos) acoplam-se à bactéria por meio da cauda e perfuram sua membrana plasmática e o DNA viral é injetado no citoplasma bacteriano. O DNA do vírus passa a interferir no metabolismo bacteriano, comandando a síntese de novos ácidos nucleicos virais, à custa da energia e dos componentes bioquímicos celulares (bactéria). Como o ácido nucleico viral comanda a síntese de proteínas celulares, que organizam novas cápsulas, as bactérias cultivadas em meios distintos que contenham enxofre e fósforo marcados, originarão bacteriófagos com proteínas marcadas com 35S ou 32P. 08 B Os vírus são formados por uma cápsula de proteína, o capsídeo, com várias subunidades, os capsômeros. No interior do capsídeo há o ácido nucleico e a esse conjunto denominamos nucleocapsídeo. Os viroides são formados por uma única molécula de RNA e não possuem capsídeos com capsômeros. Comprometem as células vegetais, prejudicando o desenvolvimento da planta, uma vez que o seu RNA interfere no funcionamento dos genes da planta. 09 B A questão aborda a Teoria Viral, que considera os vírus como entidades que só apresentam propriedades de vida quando estão no interior de células vivas. Fora delas, deixam de apresentar qualquer uma dessas propriedades e podem até cristalizar-se. Como são desprovidos de estrutura celular, os vírus não são nem procariontes nem eucariontes, vindo daí a dificuldade em classificá-los. Os vírus são formados basicamente por uma cápsula de proteína que contém, em seu interior, uma molécula de ácido nucleico, que tanto pode ser o DNA como RNA. Os vírus mais complexos apresentam também lipídios e glicídios presos à cápsula. Os vírus não possuem todas as enzimas envolvidas na duplicação do ácido nucleico nem o equipamento necessário para a síntese de novas cápsulas. Por isso é um parasita intracelular obrigatório, ou seja, ele só pode multiplicar-se no interior de uma célula viva, utilizando, assim, todo o equipamento metabólico da célula. Além da capacidade de se multiplicarem, os vírus possuem a capacidade de se adaptar ao meio por meio de mutações. Pré-Universitário | 5