INTERAÇÕES DE GENES NÃO-ALELOS, EPISTASIA, HERANÇA QUANTITATIVA, PLEIOTROPIA
Interação Gênica
A interação gênica ocorre quando dois ou mais genes, localizados ou não no mesmo cromossomo, interagem e controlam uma característica.
Muitas características dos seres vivos resultam da interação de vários genes.
Casos de Interações Gênicas
1. Interação gênica epistática
Também chamada de epistasia.
Ocorre quando uma característica é condicionada por dois ou mais genes, mas um dos alelos impede a expressão de outro.
Neste caso, temos dois tipos de genes: o gene epistático, que exerce a ação inibitória e o gene hipostático, que sofre a inibição.
Com base nesses dois tipos de genes, a epistasia pode ser:
- Epistasia Dominante: quando a presença de um único alelo epistático for suficiente para causar a inibição.
Exemplo: Determinação da coloração da pelagem de galinhas
| Genótipos | Fenótipos |
|---|---|
| C_ii | Coloridas |
| C_I; ccI_;ccii | Brancas |
O alelo C condiciona pelagem colorida. O alelo c condiciona a pelagem branca.
Enquanto isso, o alelo I impede a pigmentação. O alelo I é o gene epistático e comporta-se como dominante.
Assim, para apresentar a pelagem colorida, as galinhas não podem apresentar o alelo I.
- Epistasia Recessiva: quando o alelo que determina a epistasia atuar somente em dose dupla.
Exemplo: Determinação da coloração da pelagem de camundongos
| Genótipos | Fenótipos |
|---|---|
| A_P_ | Aguti |
| aaP_ | Preto |
| A_pp ou aapp | Albino |
O alelo P condiciona pelagem aguti. O alelo A permite a expressão de P e p.
O alelo a é epistático e sua presença em dose dupla determina a ausência de pigmentos, caráter albino.
2. Interação gênica não epistática
Ocorre quando dois ou mais genes interagem para expressar uma determinada característica, mas nenhum alelo impede a expressão do outro.
Exemplo: Determinação da crista em galináceos
As combinações entre os diferentes alelos podem produzir quatro tipos de crista: rosa, ervilha, noz e simples.
| Genótipos | Fenótipos |
|---|---|
| R_E_ | Noz |
| R_ee | Rosa |
| rrE_ | Ervilha |
| rree | Simples |
Herança Quantitativa
A herança quantitativa também é um caso particular de interação gênica. Neste caso, em que as diferenças fenotípicas de uma dada característica não mostram variações expressivas, as variações são lentas e contínuas e mudam gradativamente, saindo de um fenótipo “mínimo” até chegar a um fenótipo “máximo”.
É fácil concluir, portanto, que na herança quantitativa (ou poligênica) os genes possuem efeito aditivo e recebem o nome de poligenes.
A herança quantitativa é muito frequente na natureza. Algumas características de importância econômica, como a produção de carne em gado de corte, produção de milho etc., são exemplos desse tipo de herança. No homem, a estatura, a cor da pele e, inclusive, inteligência, são casos de herança quantitativa.
Herança da cor da pele no homem
Segundo Davenport (1913), a cor da pele na espécie humana é resultante da ação de dois pares de genes (AaBb), sem dominância. Dessa forma, A e B determinam a produção da mesma quantidade do pigmento melanina e possuem efeito aditivo. Logo, conclui-se que deveria existir cinco tonalidades de cor na pele humana, segundo a quantidade de genes A e B.
| Genótipos | Fenótipos |
|---|---|
aabb | pele clara |
Aabb, aaBb | mulato claro |
AAbb, aaBB, AaBb | mulato médio |
AABb, AaBB | mulato escuro |
AABB | pele negra |
Vejamos os resultados genotípicos e fenotípicos que seriam obtidos a partir do cruzamento de dois indivíduos mulatos médios, duplo-heterozigotos:
mulato médo X mulato médio
AaBb AaBb
| AB | Ab | aB | ab | |
|---|---|---|---|---|
AB | AABB Negro | AABb mulato escuro | AaBB mulato escuro | AaBb mulato médio |
Ab | AABb mulato escuro | AAbb mulato médio | AaBb mulato médio | Aabb mulato claro |
aB | AaBB mulato escuro | AaBb mulato médio | aaBB mulato médio | aaBb mulato claro |
ab | AaBb mulato médio | Aabb mulato claro | aaBb mulato claro | aabb Branca |
Fenótipos: 1/16 : 4/16 : 6/16 : 4/16 : 1/16 branco mulato claro mulato médio mulato escuro negro | ||||
E a cor dos olhos?
Todo o professor de biologia tem que responder, durante as aulas de genética, ao inevitável questionamento sobre como é herdada a cor dos olhos. Contudo, muitos ainda tratam erroneamente essa característica genética como um tipo de herança mendeliana simples, cuja ocorrência é influenciada por um único par de genes associados com a produção de olhos escuros e claros.
Essa explicação simplista, porém, não mostra como surge toda a variedade de cores presentes nos olhos e não esclarece por que pais de olhos castanhos podem ter filhos com olhos castanhos, azuis, verdes, ou de qualquer outra tonalidade. A cor dos olhos é uma característica cuja herança é poligênica, um tipo de variação contínua em que os alelos de vários genes influenciam na coloração final dos olhos. Isso ocorre por meio da produção de proteínas que dirigem a proporção de melanina depositada na íris. Outros genes produzem manchas, raios, anéis e padrões de difusão dos pigmentos.
Distribuição dos fenótipos em curva normal ou de Gauss
Normalmente, os fenótipos extremos são aqueles que se encontram em quantidades menores, enquanto os fenótipos intermediários são observados em frequências maiores. A distribuição quantitativa desses fenótipos estabelece uma curva chamada normal (curva de Gauss).
O número de fenótipos que podem ser encontrados, em um caso de herança poligênica, depende do número de pares de alelos envolvidos, que chamamos n.
Número de fenótipos = 2n + 1 |
|---|
Se uma característica é determinada por três pares de alelos, sete fenótipos distintos podem ser encontrados. Cada grupo de indivíduos que expressam o mesmo fenótipo constitui uma classe fenotípica.
Sabendo-se o número de pares envolvidos na herança, podemos estimar a frequência esperada de indivíduos que demonstram os fenótipos extremos, em que n é o número de pares de genes.
Pleiotropia em Humanos
Um exemplo de gene pleiotrópico em humano é o que causa a Síndrome de Marfan.
Os portadores do alelo dominante que ocasiona a síndrome apresentam aracnodactilia, dedos longos, finos e curvos. Além de anomalias ósseas e problemas nos olhos, coração e pulmões.
Outro exemplo é a fenilcetonúria. Nesse caso, ocorre uma mutação no gene que codifica a enzima fenilalanina hidroxilase, responsável por degradar o aminoácido fenilalanina.
Os acometidos com fenilcetonúria apresentam incapacidade mental, redução de pelos e na pigmentação da pele, convulsões e movimentos incontroláveis nas pernas e braços.
Pleiotropia e Interação Gênica
Cada um dos fenômenos diferem entre si:
- Na pleiotropia um único gene controla diversas características do fenótipo.
- Na interação gênica, dois ou mais genes interagem e controlam apenas uma característica. Podemos dizer que a pleiotropia é o inverso da interação gênica
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