Post on 10-Jul-2015
Genética Quantitativa
Prof. Manoel Victor
Modos de ação dos genes
ação qualitativaexpressão de genes seguindo padrões e modelos como os descritos por Mendel(genes qualitativos)
Fenótipos
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aaAA Aa
Genótipos
Modos de ação dos genes II
ação quantitativagenes cuja expressão é altamente
influenciada por efeitos do ambiente tais como:
a composição nutricional de rações na taxa de
crescimento de animais domésticos
a incidência de chuvas numa região, a quantidade de
fertilizantes aplicados no solo e a densidade de
plantio sobre a produção agrícola
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Modos de representação:
ação gênica do tipo qualitativa
representação por heredogramas
ação gênica do tipo quantitativa
representação por parâmetros estatísticos
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Parâmetros estatísticos:
Média 0
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Parâmetros estatísticos: II
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Parâmetros estatísticos: II
média
desvio padrão
variância
co-variância
etc
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Caracteres Quase-quantitativos
Johannsen – biólogo holandês que estudou o peso de grãos de feijão
introduziu o conceito de endocruzamento como meio de obtenção de linhas geneticamente puras
Nilsson-Ehle – sueco que estudou a coloração de grãos de trigo
variação desde o branco até o vermelho
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Linhas puras de Johannsen
Estudou o peso de sementes de feijão (Phaseolus vulgaris)
Variação no peso dos grãos:
leves pesados
(15 cg) (90 cg)
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Linhas puras de Johannsen II
Decorrência:
semente leve semente pesada
sementes leves ou pesadas
Conclusão aparente:não havia controle genético para esta característica
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Linhas puras de Johannsen III
Introdução ao uso de endocruzamentoscruzamento de plantas por autofecundação*
obtenção de 19 “linhas puras”
semente leve ou semente pesada
semente leve semente pesada
(pouca variação) (pouca variação)
* - possível devido a baixa carga genética das plantasProf. Manoel
Victor
Linhas puras de Johannsen IV
Conclusões:o endocruzamento leva à homozigose ou uniformidade genéticavariação genética é resultado da inter-relação dos componentes genético e ambiental
componente genético pode ser devido a um conjunto de genes com efeito aditivo
F= G + meio ambiente
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Yule (1906) propôs o efeito de somatória sobre o fenótipo final
As idéias destes autores levaram à concepção do têrmo: poligenesa1 a2 a3 a4 etc
a1 + a2 + a3 + a4 + an = fenótipo final
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Cruzamento de Nilsson-Ehle
variação na coloração de sementes de trigo
P B1B1 B2B2 X b1b1 b2b2
vermelho escuro branco
F1 B1b1 B2b2
autofecundação
F2 ...
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Cruzamento de Nilsson-Ehle II
F2:1/16 B1B1 B2B2 – vermelho escuro4/16 B1b1 B2B2
B1B1 B2b26/16 B1B1 b2b2
b1b1 B2B2B1b1 B2b2
vermelho
vermelho médio
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Cruzamento de Nilsson-Ehle III
4/16 B1b1 b2b2b1b1 B2b2
1/16 b1b1 b2b2 – branco
comprovação do efeito da soma dos efeitos dos genes: aditividade gênica
vermelho claro
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Herdabilidadeum coeficiente que estima o grau com que as características genéticas são herdadas
como constatar a existência de um componente genético ?
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Herdabilidade h2 ou H2 II
h2 =
sentido amplo ⇒ h2= Va +Vd + Vi
sentido restrito ⇒ h2= Va/VfVa – componente devido a genes aditivos
valores de h2 variam de 0 a 1
VG sentido amplo
sentido restritoVf
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Herdabilidade h2 ou H2 III
Programas de melhoramento genético
animal ou vegetal
h2 > 0,4
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Componentes da variância fenotípica
Vf=VG + VA + VGA
sentido amplo:
Vf= Va + Vd + Vi + VA + VGAVa= genes com efeito aditivoVd= genes com efeito dominanteVi= variância devido a interações gênicas
componente genético
componente ambiental
componente da interação genótipo/ambiente
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Melhoramento Genético:
melhorista busca sempre:
↑ valor fenotípico ↑ valor adaptativo (W)
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Exemplos de valores de h2
Humanos h2
estatura 0,81tamanho do tórax 0,76Peso corporal 0,78índice cefálico 0,75QI (Binet) 0,68QI (Otis) 0,80Aptidão verbal 0,68Aptidão para ciência 0,34
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Exemplos de valores de h2 II
Animais h2
gadopeso ao nascer 0,49produção de leite 0,43taxa de concepção 0,03
carneirostamanho da lã (22 meses) 0,47tamanho da fibra de lã 0,38gemeparidade 0,04
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Exemplos de valores de h2 III
Animais h2
Galinhaspeso corporal 0,31peso dos ovos 0,60% de choca 0,16
Camundongoscomprimento do rabo 0,60peso corporal 0,35tamanho da cria 0,15
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Aplicação prática
Heterose, vigor do híbrido ou sobredominância
maior expressão de determinadas características genéticas em híbridos
overdominance overdominance
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Heteroze ou
vigor do híbrido
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Anemia falciforme ou siclemiamutação na 6ª posição da cadeia β
VAL - HIS - LEU - THR - GLU - GLU - LYS .... normal
VAL - HIS - LEU - THR - GLU - VAL - LYS .... mutante
conseqüências:
mudanças de forma
das hemácias
< capacidade de
transportar o O2 e
C02
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Detecção de genótipos
genótipo Hbs Hbs → letal
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Considerações especiais:
África
freqüência do alelo Hbs é 10% + alta
MALÁRIA
indivíduos heterozitos HbA HbS
vantagem do heterozigoto ou sobredominância
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Uso de marcadores moleculares na análise genética
O que são os marcadores moleculares?
são marcas genéticas que permitem a
detecção de polimorfismos em diferentes
indivíduos de uma população.
O que é polimorfismo genético?
são situações especiais em que torna-se
possível observar diferentes formas
alélicas de um mesmo lócus gênico.
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Tipos de marcadores moleculares
marcadores de ácidos nucléicosRFLP
RAPD
AFLP
etc
marcadores protéicos
caracterização de formas de izoenzimas
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Vantagens do uso de marcadores moleculares
Moleculares
correlações genéticas
entre fenótipos
são co-dominantes
Morfológicos
são neutros em relação a
efeitos fenotípicos
são dominantes ou
sofrem efeitos das
interações entre genes
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Marcadores isoenzimáticos
definição de isoenzimas
define um grupo de múltiplas formas
moleculares de uma mesma enzima
como resultado da existência de mais de
um gene codificando cada uma das
formas.
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Detecção de diferentes isoenzimas
na grande maioria das vezes é realizada
através de seções de eletroforeses
suportes:
amido
poliacrilamida
através de análises histoquímicas onde se observa “in situ” a expressão destes tipos de genes marcadores
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Base genética dos marcadores moleculares
diferentes formas isoméricas atuam diferentemente nas mesmas reações bioquímicas há diferenças nas seqüências de aminoácidos entre as isoformashá diferenças quanto às seqüências de nucleotídeos nestes genes
o controle genético da expressão de isoenzimas se dá através da ação em um mesmo loco ou diferentes locos
Base genética dos marcadores moleculares
a expressão em geral é co-dominante portanto é possível ao se observar bandas nos géis, imediatamente associar à elas a existência de um gene
por isso a denominação MARCADORES MOLECULARES
Exemplos de marcadores de isoenzimas
diferentes posições de
bandas de isoenzimas
polimorfismos
posição das bandas
intensidade
etc
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Exemplos de marcadores de isoenzimas
diferentes posições de bandas da isoenzima
α-esterase
duas populações de
arroz (A e B)
observar os
polimorfismos de
posição e
intensidade de
bandas
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