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Genética quantitativa
Estuda os caracteres quantitativos, os quais distinguem-se dos caracteres qualitativos nos seguintes aspectos:
Herança poligênica: Os caracteres quantitativos são, em geral, regulados por vários genes, ao passo que os caracteres qualitativos são de herança monogênica ou oligogênica.
Estudo a nível de populações e qualitativos são feitos a nível de indivíduos.
Variações contínuas e efeito do meio: As características quantitativas são as que exibem variações contínuas (às vezes descontínuas) e são parcialmente de origem não genética; ou seja, são grandemente afetadas pelo ambiente.
Caracteres qualitativos apresenta distribuição descontinua.
1909 - Herman Nilsson-Ehle
linhagem pura de trigo de grãos brancos X linhagem pura de grãos vermelho-escuros
F1 apenas grãos com uma cor vermelha-intermediária,
F2 sete classes fenotípicas diferentes, que variavam de maneira gradual quanto à cor: de grãos brancos até grãos vermelho-escuros.
Característica mais complexa: 3 locos com efeito aditivo (trigo)
aabbcc AABBCC
AaBbCCAaBbCc
Herança Poligênica ou Quantitativa
- Herança determinada por dois ou mais genes:- Cada gene com pequeno efeito sobre a
característica. - Geralmente apresentam efeito aditivo, ou
seja, que somam os seus efeitos, nenhum gene é dominante ou recessivo em relação a outro.
- Pode ter gene com efeito maior
Herança Poligênica ou Quantitativa
- Existe uma variedade muito grande de fenótipos e genótipos para algumas características.
- Os fenótipos apresentam variação contínua na população e distribuem-se seguindo uma curva normal (forma de sino)
- Aparecem inúmeros fenótipos intermediários, com poucas diferenças entre si, geralmente, é impossível identificar classes fenotípicas distintas;
Distribuição dos fenótipos curva normal (forma de sino)
O número de genes envolvidos no controle de um caráter quantitativo pode ser determinado através das fórmulas:
2n + 1 = nº de classes fenotípicas observadas na F2;
logo: n = [(nº de classes fenotípicas observadas na F2) – 1] / 2.
Distribuição dos fenótipos
Genética Quantitativa
• As características quantitativas são estudadas a nível de população e são descritas através de parâmetros tais como média, variância e covariância.
• Os estudos qualitativos são feitos a nível de indivíduos e a interpretação da herança é feita com base na contagem e proporções definidas pelos resultados observados nas descendências dos cruzamentos.
MEDIA (x¯)
A média de uma amostra (x¯) é calculada através da soma de todas as medidas (xi) da amostra dividida pelo número de indivíduos analisados (n):
x¯ = (x1 + x2 + x3 + ... + xn) / n → x¯ = Σxi / n.
VARIANCIA (s2)
Variação fenotípica (VF) de uma amostra é calculada através
da variância (s2), que mede a dispersão dos fenótipos dos indivíduos em torno da média.
A variância da amostra é calculada através da soma do quadrado dos desvios de cada fenótipo em relação à média dividida pelo número de indivíduos analisados:
Herança Multifatorial
Herança PoligênicaHerança Multifatorial = +
Fatores Ambientais
Ex: peso, altura, ciclo vegetativo, quantidade de óleo em sementes, peso de sementes, teor de Proteína em sementes, altura do fuste, capacidade de expansão do milho pipoca, produção de grãos (t/ha), ...
Cor da pele de humanos
A cor da pele humana é resultado da concentração de um pigmento marrom chamado melanina a qual é determinada por no mínimo dois pares de genes (Nn e Bb).
N e B determinarão uma grande quantidade de melanina;
n e b uma pequena quantidade de melanina.
As pessoas NNBB serão negras e as nnbb serão brancas. Entre estes dois extremos teremos os mulatos com suas nuances: escuro, médio e claro.
Cor da pele de humanos
Herança Multifatorial
• A maioria das malformações congênitas isoladas têm etiologia multifatorial
• Exemplos: – cardiopatia congênita– fenda lábio-palatina– fenda palatina– estenose hipertrófica do piloro– pé-torto congênito– deslocamento congênito do quadril– defeito do fechamento do tubo neural
Herança Multifatorial
• Algumas doenças crônicas muito frequentes também têm etiologia multifatorial:
– hipertensão arterial – diabetes mellitus tipo II (e tipo I)– doença arterial coronariana– esquizofrenia– Autismo– glaucoma
A variação é genética ou ambiental?
Cultive indivíduos de populações com diferentes médias fenotípicas em um mesmo ambiente
Cultive indivíduos com o mesmo genótipo em diferentes condições.
Variância fenotípica: é a variância total da população. Inclui efeitos genéticos e não genéticos.
Variância genética: é as variância que é devida às diferenças genéticas existente entre os indivíduos da população. Exclui a variação causada por fatores ambeintais.
• Herdabilidade (h2): expressa a proporção da variância total que é atribuível aos efeitos médios dos genes, ou seja, à variância genética aditiva.
• Como somente o valor fenotípico do indivíduo pode ser diretamente medido, mas é o valor genético que determina sua influência na próxima geração, deve ser avaliado a proporção da variabilidade existente na população que é de natureza genética.
HERDABILIDADE
Um floricultor cultiva uma espécie de planta diplóide que produz flores cujas cores variam do branco ao vermelho. O cruzamento de duas linhagens puras, uma com flores brancas e outra com flores vermelhas, originou indivíduos da geração F1 que, cruzados entre si, geraram, em F2, o resultado esquematizado no gráfico.
a. A cor da flor nessa espécie de planta segue que tipo de padrão de herança? Justifique.
b. Qual o número provável de pares de genes envolvidos na cor da flor?
c. Sabendo-se que as plantas de tonalidade intermediária (rosa-médio) são as de maior valor comercial, que tipo de cruzamento o floricultor deve fazer para obter a maior proporção possível de flores dessa tonalidade?
HERANÇA CITOPLASMATICAExtranuclear
Características do genoma de organelas
•Apresentam pequeno cromossomo circular (dupla hélice)• Apresentam um grupo definido de genes: genes estruturais, genes para rRNA e genes para tRNA.
Características do Genoma de Organelas
•As células apresentam um grande número de copias dos genes de organelas:
– Muitas copias da organela.– Muitas copias do cromossomo por organela. – Não são haplóides nem diplóides.
• Não são auto-suficientes.
HERANÇA CITOPLASMATICAExtranuclear
Características do genoma de organelas
•Apresentam pequeno cromossomo circular (dupla hélice)• Apresentam um grupo definido de genes: genes estruturais, genes para rRNA e genes para tRNA.
Características do Genoma de Organelas
•As células apresentam um grande número de copias dos genes de organelas:
– Muitas copias da organela.– Muitas copias do cromossomo por organela. – Não são haplóides nem diplóides.
• Não são auto-suficientes.
Herança dos Genes de organelas
Herança Uniparental ou materna: a prole herda os genes da mitocôndria exclusivamente do progenitor materno.
Os gametas masculinos e femininos não contribuem igualmente com o citoplasma para
formação do zigoto.
Identificação de Herança extranuclear
Cruzamentos recíprocos: dos mesmos genótipos no qual o sexo da geração parental são invertidos.
Resultado: padrão de herança diferente – herança extranuclear.
Mutante ♀ X tipo selvagem ♂ prole toda mutante
Tipo selvagem ♀ X mutante ♂ prole toda tipo selvagem
Observação de Padrões de Herança Extranuclear
Conclusão: o fenótipo mutante foi transmitido para a prole quando o progenitor feminino foi o mutante, sendo o fenótipo causado por um alelo mutante de gene de organela.
Ex: Fungo Neurospora – mutante poky (crescimento lento)
Cruzamentos recíprocos:
poky ♀ X tipo selvagem ♂ prole toda pokyTipo selvagem ♀ X poky ♂ prole toda tipo
selvagem
Herança de Gene de mitocôndrias
• Resultados sugerem que o gene, ou genes, mutante esteja nas mitocôndrias
• A mutação poky hoje é conhecida como estando no DNA mitocôndrial.
Herança de Gene Mitocondrial
Heredograma mostrando herança materna de uma doença mitocondrial humana.
Mapa do DNA Mitocondrial Humano
Herança de Gene de Cloroplastos
Exemplo: Mirabilis jalapa
Alelo selvagem – folha verde
Alelo mutante – folha branca
Variegação de folhas em Mirabilis jalapa
Plantas variegadas podem produzir gametas femininos com dois tipos de cloroplastos formando zigoto variegado.
Durante a divisão do zigoto: os cloroplastos brancos e verdes se segregam, causando a variegação nos ramos.
Chlamydomonas reinhardtii – resistência ao antibiótico estreptomicina, condicionada provavelmente por um ou mais genes de cloroplastos. Sacharomyces cerevisiae – fenótipo petit (crescimento lento), determinado por um ou mais genes mitocondriais.
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