Herança ligada ao sexo

Genética (BIO0203)
Determinação do sexo e herança ligada ao sexo (E6)
2017
1. O sexo que, com relação aos cromossomos
sexuais, produz apenas um tipo de gameta é
chamado homogamético. Quando este sexo é
o feminino o cromossomo sexual é
representado por X (fêmea XX) e o sexo
heterogamético, por XY ou XO (macho). Há
espécies, entretanto, em que o sexo
homogamético é o masculino e o cromossomo
sexual, nesses casos, é representado por Z
(macho ZZ) e o sexo heterogamético, por ZW
ou ZO (fêmea). Trata-se do caso das
borboletas, algumas mariposas, das aves e de
alguns peixes.
Em galinhas são conhecidos casos de
reversão de sexo, em que tumores nos ovários
inibem a produção dos hormônios femininos,
podendo então, haver a diferenciação do
tecido medular da gônada em testículo.
Nesses casos, a fêmea transforma-se,
funcionalmente, em um macho fértil.
a. Suponha que um desses “machos” seja
cruzado com uma fêmea normal: qual seria a
proporção sexual prevista na descendência
desse tipo de cruzamento?
b. Se uma fêmea de uma espécie com
mecanismo XX/XY de determinação do sexo
sofresse esse tipo de reversão, qual seria a
proporção sexual esperada na descendência
desse “macho” com uma fêmea normal?
2. Nos galináceos, o alelo autossômico dominante
C produz um fenótipo de pernas curtas,
denominado rastejante, nos heterozigotos;
pernas normais são produzidas pelo genótipo
recessivo cc. O genótipo homozigótico CC é
letal. Convém lembrar que, por definição, um
alelo autossômico recessivo só se manifesta
quando se encontra em dose dupla. Deste
modo, o alelo C é considerado dominante com
relação à característica comprimento das
pernas, porém é recessivo com relação à
letalidade. Um alelo B ligado ao sexo produz
penas listradas e seu alelo b produz penas
não-listradas.
a. Determine a proporção fenotípica esperada do
cruzamento de uma fêmea rastejante listrada
com um macho rastejante e não-listrado;
b. Dois galináceos foram cruzados e produziram
descendentes na seguinte proporção: 1/12
machos não-listrados, com pernas normais,
2/12 fêmeas rastejantes não-listradas, 1/12
machos listrados, com pernas normais, 1/12
fêmeas não-listradas, com pernas normais,
2/12 machos rastejantes não-listrados, 2/12
XL
machos rastejantes listrados, 1/12 fêmeas
listradas e pernas normais, 2/12 fêmeas
rastejantes listradas. Quais os genótipos e
fenótipos dos pais? Justifique.
A cromatina sexual
Em 1949, Murray L. Barr e seu aluno E.G.
Bertram observaram corpúsculos cromáticos em
células nervosas de gatas, que estavam ausentes
nas células dos machos. Com técnicas de
coloração apropriadas, Barr e colaboradores
identificaram esses corpúsculos também na
espécie humana, nos núcleos das células de
vários tecidos, inclusive no epitélio bucal, o que
permitia diferenciar as células femininas das
masculinas. Essa estrutura, conhecida como
corpúsculo de Barr ou cromatina sexual,
parece ser característica das células de fêmeas
de todos os mamíferos. O número desses
corpúsculos está relacionado ao número de
cromossomos X da célula: o número de
corpúsculos de Barr é igual ao número de
cromossomos X, menos um.
A compensação de dose
Por muitos anos os geneticistas haviam
observado que, em muitos casos, fêmeas
homozigóticas (com dose dupla de alelos
iguais)
para genes
localizados
nos
cromossomos X expressam um estado de uma
característica com a mesma intensidade que os
machos hemizigóticos (com apenas um alelo
para o gene em questão). Portanto, deveria
haver um mecanismo de “compensação de dose”,
por meio do qual a dose efetiva dos alelos
seria igualada nos dois sexos. Vários
pesquisadores
chegaram,
quase
simultaneamente, à mesma hipótese, propondo
que a compensação de dose nos mamíferos seria
determinada pela inativação [parcial] de um
cromossomo X, que resultaria na cromatina
sexual na fêmea normal. Essa hipótese ficou
conhecida como “hipótese de Lyon”, em
homenagem a Mary F. Lyon, a geneticista
inglesa que, em 1961, a formulou em detalhe, a
partir de observações citológicas e estudos
genéticos
sobre
a cor da pelagem em
camundongos. Fêmeas de camundongos,
heterozigóticas
para
determinados
genes,
mostram um padrão manchado de coloração da
pelagem, que é um mosaico de duas cores, em
áreas distribuídas ao acaso (machos normais ou
fêmeas anormais XO, nunca apresentam esse
fenótipo). Foi, portanto, proposto que
o
corpúsculo de Barr é um cromossomo X
heterocromatinizado,
e
que
apenas
um
cromossomo X é necessário para o metabolismo
normal nas células das fêmeas. Desse modo,
quaisquer cromossomos X adicionais são
também
condensados,
corando-se
mais
intensamente do que os demais, e tornando-se
geneticamente inativos. A inativação de um dos
cromossomos X em uma determinada célula é
aleatória, mas uma vez inativado, todas as células
resultantes dela, por divisão, inativarão o mesmo
cromossomo X. Portanto, a fêmea é um mosaico,
com diferentes partes do corpo expressando os
alelos alternativos. Convém notar que, na espécie
humana, a cromatina X só aparece nas células
o
embrionárias por volta do 16 dia. Antes deste
evento é essencial a presença dos 2
cromossomos ativos nos embriões femininos.
A hipótese de Lyon explica alguns
fenômenos genéticos nos mamíferos: 1) a
compensação de dose nas fêmeas com dois
cromossomos X, regulando a atividade de
enzimas no mesmo nível dos machos, que tem
apenas um cromossomo X, e 2) a variabilidade de
expressão,
em
fêmeas
heterozigóticas,
decorrente da inativação ao acaso de um ou outro
dos dois cromossomos X, isto é, o de origem
materna ou o de origem paterna.
Na espécie humana, por exemplo, o gene
que determina a síntese da enzima G-6-PD
(glicose-6-fosfato desidrogenase) está localizado
no cromossomo X, na região não-homóloga ao
cromossomo Y. Há uma anomalia condicionada
por um alelo recessivo, na qual indivíduo não
sintetiza essa enzima.
Como você explicaria as seguintes
situações:
a. os mesmos níveis de enzima em homens e
mulheres não-portadoras do alelo alterado ?
b. mulheres heterozigóticas apresentarem, em
média, níveis da enzima intermediários aos de
indivíduos não portadores do gene mutado e
indivíduos afetados?
XLI
c. o aparecimento de uma mulher (46,XX)
afetada, sem ocorrência de nova mutação, na
prole de um casal em que o homem é normal
e a mulher heterozigótica?
Um outro caso em que se evidencia o
fenômeno de compensação de dose, nos
mamíferos, é o padrão de cor da pelagem em
gatos. O padrão malhado corresponde a fêmeas
heterozigóticas para os alelos O responsável pela
cor alaranjada do pêlo, e o o, que o torna preto. A
inativação do cromossomo X portador do alelo O
resulta em áreas pretas na pelagem, que
expressam o alelo o, enquanto que a inativação
do X portador do alelo o produz áreas
alaranjadas, que expressam o alelo O. Nessas
fêmeas há também áreas brancas na pelagem,
que são causadas por outro determinante
genético. Portanto, os gatos domésticos machos
são pretos ou alaranjados, enquanto que as
fêmeas podem ser pretas, alaranjadas ou
malhadas.
a. Utilizando os símbolos apropriados, determine
os fenótipos esperados na descendência de
um cruzamento entre uma fêmea alaranjada e
um macho preto.
b. Repita o exercício a para o cruzamento
recíproco, isto é, uma fêmea preta com um
macho alaranjado.
c.
Um
certo
cruzamento
produz,
na
descendência, metade das fêmeas malhadas
e metade pretas, e dentre os machos, metade
alaranjados e metade pretos. De que
coloração é a pelagem dos parentais, macho e
fêmea?
Em espécies de Drosophila também
ocorre compensação de dose, mas por um
mecanismo diferente. Não há corpúsculo de Barr,
pois não ocorre inativação de um dos
cromossomos X nas fêmeas; porém, ocorre uma
hipertranscrição (expressão em dobro) dos genes
do cromossomo X nos machos.