Interação Gênica

Interação Gênica
Anteriormente vimos que cada característica é condicionada por
um par de alelos. Entretanto, na situação chamada interação gênica, dois
ou mais pares de genes alelos diferentes se associam na determinação de
uma única característica. É caso da síntese do pigmento melanina. Para que
este seja sintetizado são necessárias três ou mais enzimas, produzidas por
genes diferentes, que controlam etapas separadas do processo. Podemos
facilmente observar efeitos de interação entre os genes, pois estes muitas
vezes ocasionam proporções fenotípicas aberrantes na F2 de cruzamentos
de indivíduos duplo heterozigotos, que normalmente deveriam atender a
proporção mendeliana 9:3:3:1. Podemos considerar a interação gênica
como o inverso da pleiotropia.
Genes Complementares
São genes não alelos que, quando isolados em um indivíduo,
determinam o aparecimento de uma característica diferente daquela que
aparece quando estão juntos. O exemplo mais conhecido é a determinação
do formato da crista das galinhas, que variam de acordo com a espécie,
sendo a herança condicionada por dois pares de genes alelos Rr e Ee. O
gene dominante R, quando isolado, determina o aparecimento de "crista
rosa". O gene E condiciona "crista ervilha". Nas aves que possuem ambos
os genes dominantes, a crista é "noz". Os duplos homozigotos recessivos
possuem cristas "simples".
Genótipos
R_E_
R_ee
rrE_
rree
Tipo de Crista (Fenótipo)
“noz”
“rosa”
“ervilha”
“simples”
O cruzamento de uma ave de crista "noz", dupla homozigota, com uma ave
de crista simples origina apenas descendentes de crista "noz". Se essas
aves heterozigotas para ambos os pares forem cruzadas, será obtida a
seguinte descendência:
9/16 -> E_R_ (crista noz)
3/16 -> E_rr (crista ervilha
3/16 -> eeR_ (crista rosa)
1/16 -> eerr (crista normal)
Então, temos: 9 (noz): 3 (ervilha): 3 (rosa): 1 (simples)
Epistasia
Epistasia é um tipo de interação gênica em que um gene de um
certo Iocus inibe a ação do gene de um outro Iocus. O gene inibidor é
chamado epistático, e o que é inibido se chama hipostático. E um
fenômeno semelhante a dominância; entretanto a palavra dominância é
utilizada, exclusivamente, para gene alelos. A epistasia pode ser dominante
ou recessiva.
Epistasia dominante
Um exemplo se relaciona com a determinação do padrão da
pelagem em gatos. Em um par de genes, o gene dominante P condiciona
pelo preto, e o alelo recessivo p condiciona pelagem branca. Há um outro
par de genes alelos cujo dominante I impede a produção de pigmentos e os
pelos nascem brancos. O gene recessivo i não tem esse efeito.
O gene P é dominante em relação ao seu alelo p, mas é
mascarado pela presença do gene inibidor I. O gene I é epistático sobre P,
que é hipostático. Um gato de genótipo PPII é branco. Embora tenha o par
PP, a presença do gene inibidor I não permite que os pigmentos dos pêlos
sejam produzidos, e o gato é branco. Uma outra gata, esse de genótipo
ppii, também é branco. Ele não possui o gene inibidor, mas o par de genes
recessivos pp não determina a produção de pigmentos.
(P) gato branco X gato branco
PPII
ppii
(F2) Proporções genotípicas
9 P_I_
3 P_ii
3 ppI_
1 ppii
Proporções fenotípicas
9 brancos
3 pretos
3 brancos
1 branco
Dessa forma a proporção fenotípica fica: 13 (brancos): 3 (pretos).
Epistasia recessiva
Podemos usar como exemplos a cor da pelagem de ratos, que
depende de dois pares de genes. O gene C é responsável pela produção de
pigmento preto, enquanto o gene c condiciona a ausência total de
pigmentação. O gene A produz o pigmento amarelo, enquanto o gene a não
produz pigmento. Os ratos C_A_, fabricam os dois pigmentos, e
apresentando uma coloração acinzentada (aguti). Não existem ratos
amarelos (ccA_), pois quando está em homozigose, o gene c é epistático
em relação ao gene A. Assim, o cruzamento de dois indivíduos "aguti"
diibridos (CcAa) gera a seguinte proporção:
9/16 -> C_A_ (aguti)
3/16 -> C_aa (pretos)
3/16 -> ccA_ (albino)
1/16 -> ccaa (albino)
Então, temos: 9 (aguti) : 3 (pretos) : 4 (albinos)
A herança quantitativa ou poligênica
Nesse padrão de herança, o fenótipo é condicionado por dois ou
mais pares de genes alelos, nos quais um deles é chamado gene aditivo, e
o outro é o gene indiferente ou não-aditivo. Cada gene aditivo presente em
um indivíduo determina o aumento na intensidade da expressão do fenótipo,
não importando de qual par é esse gene aditivo. Os genes não-aditivos não
acrescentam nada na expressão do fenótipo.
Todas as características estudadas até agora eram do tipo "sim"
ou "não", nenhuma delas apresentava alguma espécie de gradação. Os
caracteres variam de maneira contínua e suave, como, por exemplo, a
estatura da espécie humana ou cor da pele, ocorrendo nesses casos uma
grande variedade de fenótipos intermediários. Quando cruzamos indivíduos
heterozigotos encontramos todos os
fenótipos possíveis, sendo os
fenótipos extremos encontrados em
menores quantidades. Os fenótipos
intermediários são observados em
freqüências maiores, e a distribuição
quantitativa
desses
fenótipos
estabelece uma curva chamada
normal ou curva de Gauss.
O número de fenótipos que podem ser encontrados, em um caso
de herança poligênica, depende no número de pares de genes envolvidos.
O numero de genes +1 indica o número de fenótipos possíveis. Isso
significa que se uma certa característica é determinada por 3 pares de
genes (6 genes) I podem ser encontrados 7 fenótipos distintos. Cada grupo
de indivíduos que expressam o mesmo fenótipo constitui uma classe
fenotípica. Um caso de herança quantitativa é a determinação da cor da
pele na espécie humana, herança que envolve dois pares de poligenes.
Cada gene aditivo contribui com uma dose igual de quantidade
de melanina. Vamos utilizar as letras A e B para indicar os genes aditivos
(que contribuem com pigmento) e as letras a e b para genes não aditivos.
Uma mulher negra (genótipo AABB), casada com um homem branco
(genótipo aabb), terá todos os seus filhos mulatos médios, heterozigotos
para ambos os pares de genes (AaBb). O casamento entre dois duplos
heterozigotos pode originar qual descendência?
1 /16 branco
4 / 16 mulatos claros
6 / 16 mulatos médios
4 / 16 mulatos escuros
1 /16 negro
(F1) gato branco X gato branco
Ppli
Ppli
Bibliografia: apostila Curso de A_a_Z_ e curso pH.
Exercícios:
1) (UNESP) Numa dada planta, o gene B condiciona fruto branco e o gene
A condiciona fruto amarelo, mas o gene B inibe a ação do gene A. O duplo
recessivo condiciona fruto verde. Considerando que tais genes apresentam
segregação independentemente um do outro, responda.
a) Como se chama esse tipo de interação?
b) Qual a proporção fenotípica correta entre os descendentes do
cruzamento de plantas heterozigotas para esses dois pares de genes?
5) A genealogia abaixo refere-se a uma família de 12 cavalos de corrida.
Cavalos portadores dos genes a e b, ambos em homozigose, percorrem
1000 metros em 90 segundos. Cada alelo dominante reduz de 5 segundos o
tempo para o cavalo percorrer 1000 metros. Assim, cavalo de genótipo
AABB percorrerá 1000 metros em 70 segundos.
aaBB
AAbb
AAbb
aaBB
2) (PUCMG 2006) A figura representa o genótipo de galinhas da raça
Leghorn.
A interação gênica com epistasia
relativa à cor da plumagem, nas
galinhas de raça Leghorn, segue o
seguinte padrão: o alelo i permite a
formação de pigmento, enquanto seu
alelo I dominante inibe; o gene C é
necessário para produção de
pigmento (colorido), enquanto seu
alelo c em homozigose determina a
ausência de cor (branco). A progênie
em F2 dá a proporção fenotípica
plumagem branca e colorida, que
será respectivamente:
a) 13:3
b) 12:4
Considerando que Trovão, Faísca e Prata são igualmente velozes, mas têm
genótipos diferentes, e que Darkita e Alvo têm o mesmo genótipo, o cavalo
mais veloz poderá ser aquele resultado do cruzamento entre:
a) Trovão e Darkita
d) Prata e Alvo
b) Prata e Silver
e) Faísca e Darkita
c) Alvo e Nata
c) 10:6
d) 8:8
3) (UFRJ 1998) A massa de um determinado tipo de fruto depende da ação
de dois genes A e B, não alelos, independentes e de ação cumulativa
(polimeria). Esses genes contribuem com valores idênticos para o acréscimo
de massa. Os genes a e b, alelos de A e B respectivamente, não contribuem
para o acréscimo de massa. O fruto de uma planta de genótipo AABB tem
40 gramas de massa enquanto o de uma planta de genótipo aabb tem 20
gramas. Determine a massa do fruto de uma planta de genótipo AABb.
Justifique sua resposta.
4) (UFPE 2003) Em um dos modelos propostos para a determinação da cor
dos olhos na espécie humana (herança quantitativa), são considerados
cinco diferentes fenótipos. Na descendência de pais heterozigóticos para os
locos determinantes desta característica, foram observados os dados
apresentados no quadro abaixo. Analise-os, juntamente com o gráfico, e
identifique a correção das proposições abaixo.
6) (UNESP) Em um concurso de cães, duas características são
condicionadas por genes dominantes (A e B). O homozigoto dominante para
estas duas características recebe mais pontos que os heterozigotos e estes
mais pontos que os recessivos, que ganham nota zero. Um criador,
desejando participar do concurso, cruzou um macho e uma fêmea, ambos
heterozigotos para os dois genes, obtendo uma descendência com todos os
genótipos possíveis.
a) Qual a probabilidade do criador obter um animal com a pontuação
máxima? Qual a probabilidade de obter um animal homozigoto recessivo
para os dois genes?
b) Considerando que todos os descendentes do referido cruzamento
participaram do concurso, e que cada gene dominante contribui com 5
pontos na premiação, quantos pontos devem ter obtido os vice-campeões e
os cães classificados em penúltimo lugar?
7) (UNICAMP) Um pesquisador cruzou paineiras de flores "pink" com
paineiras de flores brancas. Os descendentes (F1) foram cruzados entre si,
produzindo sempre as seguintes freqüências fenotípicas na geração (F):
a) Qual o tipo de herança da cor da flor da paineira?
b) Indique as possibilidades de se obter em um cruzamento:
I – apenas flores de cor branca;
II – apenas flores de rosa médio.
( ) Três pares de alelos justificam os resultados apresentados.
( ) Nos indivíduos de olhos castanho-claros, os locos em questão podem
estar em homozigose ou em heterozigose.
(
) Indivíduos de olhos verdes apresentam homozigose em apenas um
dos locus em questão.
(
) A probabilidade do nascimento de duas crianças de olhos azuis, a
partir de um casal genotipicamente igual ao do exemplo dado, é de
aproximadamente 0,004.
( ) A probabilidade do casal indicado no item anterior de ter duas crianças,
sendo uma de olhos castanho claros e uma de olhos verdes é de 3/16.
8) (UNESP) Epistasia é o fenômeno em que um gene (chamado epistático)
inibe a ação de outro que não é seu alelo (chamado hipostático). Em ratos,
o alelo dominante B determina cor de pêlo acinzentada, enquanto o
genótipo homozigoto bb define cor preta. Em outro cromossomo, um
segundo lócus afeta uma etapa inicial na formação dos pigmentos dos
pêlos. O alelo dominante A nesse lócus possibilita o desenvolvimento
normal da cor (como definido pelos genótipos B_ ou bb), mas o genótipo aa
bloqueia toda a produção de pigmentos e o rato torna-se albino.
Considerando os descendentes do cruzamento de dois ratos, ambos com
genótipo AaBb, os filhotes de cor preta poderão apresentar genótipos:
a) Aabb e AAbb.
b) Aabb e aabb.
c) AAbb e aabb.
d) AABB e Aabb.
e) aaBB, AaBB e aabb.