uba vii – genética molecular teórica 11 3/abril/2013uba vii gm mjc1
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UBA VII – Genética Molecular
Teórica 11
3/abril/2013 UBA VII GM MJC 1
Sumário: Capítulo X Variações no número e estrutura dos
cromossomas Técnicas citológicas Poliploidia Aneuploidia Rearranjos da estrutura cromossómica
Capítulo XI Linkage, crossing-over e mapeamento cromossómico Linkage, recombinação e crossing-over Mapeamento cromossómico Análise de linkage em humanos Recombinação e evolução
3/abril/2013T10
2UBA VII GM
MJC
VARIAÇÕES NO NÚMERO E ESTRUTURA DOS CROMOSSOMAS
Capítulo X
3/abril/2013T10
3UBA VII GM
MJC
Análise Citológica
3/abril/2013T08
4UBA VII GM
MJC
Quinacrine Banding
3/abril/2013T08
5UBA VII GM
MJC
Giemsa Banding
3/abril/2013T08
6UBA VII GM
MJC
Pintura Cromossómica
3/abril/2013T08
7UBA VII GM
MJC
Cariótipo Humano
3/abril/2013T08
8UBA VII GM
MJC
Ideograma do Cromossoma
Humano 5
3/abril/2013T08
9UBA VII GM
MJC
Variações Citológicas
Alterações em ploidia Euplóide tem conjuntos completos de
cromossomas (diplóide = 2n; triplóide = 3n; tetraplóide = 4n)
Aneuplóide sobre ou sub representação de cromossomas ou partes deles.
Rearranjos alterações da estrutura dos cromossomas.
3/abril/2013T0810
UBA VII GMMJC
Poliploidia
Conjuntos extra de cromossomas afectam a aparência e fertilidade dos organismos.
3/abril/2013T0811
UBA VII GMMJC
Poliplóides estéreis
3/abril/2013 12UBA VII GM MJC
Poliplóides Férteis
3/abril/2013T0813
UBA VII GMMJC
Allopoliplóides vs. Autopoliplóides
Allopoliplóides criados por hibridização entre espécies diferentes.
Autopoliplóides criados por duplicações cromossómicas dentro da mesma espécie.
Duplicação de cromossomas é evento chave na formação de poliplóides.
3/abril/2013T0814
UBA VII GMMJC
Poliploidia específica de tecidos e politenia
Endomitoses Células de fígado e rim células tetraplóides.
Se os cromossomas depois de replicarem não se separarem, formam-se polítenos. Drosophila
3/abril/2013T0815
UBA VII GMMJC
Aneuploidia
Sobre ou sub representação de um cromossoma ou parte.
Hiperploidia Trissomia
Hipoploidia Monossomia
3/abril/2013T0816
UBA VII GMMJC
Trissomia em Datura stramonium
3/abril/2013T0817
UBA VII GMMJC
Síndrome de Down
3/abril/2013 18UBA VII GM MJC
Causas possíveis de trissomia
3/abril/2013T0819
UBA VII GMMJC
Não disjunção em humanos
3/abril/2013T0820
UBA VII GMMJC
Turner Syndrome (XO)
3/abril/2013 21UBA VII GM MJC
Amniocentese
3/abril/2013T0822
UBA VII GMMJC
Deleções e Duplicações de Segmentos de Cromossomas
3/abril/2013
Cariótipo do Síndrome de Cri-du-chat Karyotype46, XY (5p-)
T0823
UBA VII GMMJC
Rearranjos da Estrutura Cromossómica
Modificação “interna” do cromossoma ou junção com parte de outro cromossoma. Inversões Translocações
3/abril/2013T0824
UBA VII GMMJC
Inversões
3/abril/2013T0825
UBA VII GMMJC
Inversões Pericentricas vs.
Paracentricas
3/abril/2013 26UBA VII GM MJC
Emparelhamento entre cromossomas normais e
invertidos
3/abril/2013T0827
UBA VII GMMJC
Translocações
Translocação troca de partes de cromossomas entre pares não homólogos.
Numa translocação recíproca não há perda de informação genética.
3/abril/2013T0828
UBA VII GMMJC
Estrutura e emparelhamento de cromossomas com
translocações
3/abril/2013 29UBA VII GM MJC
Cromossomas compostos
Fusão: Homólogos Cromatídeos Ou segmentos de homólogos
3/abril/2013T0830
UBA VII GMMJC
Cromossomas compostos em Drosophila
3/abril/2013T0831
UBA VII GMMJC
Translocações Robertsonianas
Formadas pela fusão de 2 não homólogos no centrómero.
3/abril/2013 32UBA VII GM MJC
LINKAGE, CROSSING OVER E MAPEAMENTO
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1033
Um Mapa Cromossómico
3/abril/2013T1034
UBA VII GMMJC
Linkage, Recombinação, e Crossing Over
Genes no mesmo cromossoma são herdados em conjunto durante a meiose Linkage
MAS… Alelos de genes ligados ao mesmo cromossoma
podem recombinar-se por crossing-over.
3/abril/2013T1035
UBA VII GMMJC
Linkage e recombinação
Linkage
Recombinação
Crossing-over
Chiasma (chiasmata)
3/abril/2013 36UBA VII GM MJC
Genes Ligados contrariam princípio da segregação
independente
3/abril/2013T1037
UBA VII GMMJC
Cálculo da frequência de Recombinação
3/abril/2013 UBA VII GM MJC 38
Crossing Over e Recombinação
3/abril/2013T1039
UBA VII GMMJC
CrossoversMúltiplos
3/abril/2013T1040
UBA VII GMMJC
Não Produz recombinação!
Em suma O linkage é detectado pelo desvio das proporções
esperadas nos cruzamentos mendelianos.
A frequência de recombinação mede a intensidade do linkage. Varia entre 0-0,5.
A recombinação é causada pelo crossing-over (no início da profase)
Apenas 2 dos cromatídeos de uma tétrada estão envolvidos.
3/abril/2013T1041
UBA VII GMMJC
MAPEAMENTO DOS CROMOSSOMAS
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1042
Mapeamento cromossómico
Baseado em distâncias genéticas: Frequência de recombinação A distância entre dois pontos do
mapa genético corresponde à média do nº de crossing-overs entre esses dois pontos.
3/abril/2013T1043
UBA VII GMMJC
Frequência de recombinação e distâncias nos mapas
3/abril/2013T1044
UBA VII GMMJC
Em suma Os mapas genéticos são baseados na média de
crossovers que ocorrem durante a meiose.
As distâncias no mapa genético são estimadas calculando a frequência de recombinação entre os genes em cruzamentos experimentais.
Para frequências de recombinação de 20% ou menos a distância pode ser definida directamente.
Para frequências de recombinação > de 20% as distâncias no mapa são subestimadas uma vez que crossovers multiplos podem não resultar em cromossomas recombinantes.
Há formas de manipulação laboratorial para melhorar esta técnica básica de mapeamento.
3/abril/2013T1045
UBA VII GMMJC
Análise de linkage em Humanos
Em humanos não se podem fazer cruzamentos teste.
É pela análise de pedigrees que se localizam os genes nos cromossomas humanos.
3/abril/2013T1046
UBA VII GMMJC
Linkage entre os loci ABO e Nail-Patella Loci
3/abril/2013T1047
UBA VII GMMJC
Eventos de recombinação
3/abril/2013 48UBA VII GM
MJC
Cálculo da frequência de recombinação
4/13 da descendência 31%) neste pedigree são recombinantes.
Combinação dos dados de vários pedigrees as distância entre os loci ABO e NPS1 é 10 cM.
Marcadores moleculares também podem ser usados.
3/abril/2013 49UBA VII GM MJC
Em suma
O linkage entre genes humanos podem ser detectados analizando pedigrees.
A análise de pedigrees também fornece estimativas de frequências de recombinação para mapear genes em cromossomas humanos.
3/abril/2013 50UBA VII GM
MJC
Recombinação e Evolução
A recombinação genética é uma das fontes de variabilidade genética evolução.
A recombinação ocorre em espécies que se reproduzem sexualmente.
A recombinação pode viabilizar a junção de alelos favoráveis de genes diferentes no mesmo indivíduo.
3/abril/2013 51UBA VII GM
MJC
HEREDITARIEDADE DE CARACTERÍSTICAS COMPLEXAS
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1052
Hereditariedade de características complexas
Características contínuas Influências genéticas e ambientais várias Análise fenotípica de características
quantitativas pode ser feita com a medição em indivíduos de uma população e depois usando métodos estatísticos de análise.
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1053
Herditariedade de traços contínuos
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1054
Tamanho da corola em flores
3/abril/2013
Se for determinada:a)Por 1 gene qual a proporcção de F2 que deverá ter corlas grandes?b)Por 2 genes qual a proporcção de F2 que deverá ter corlas grandes?c)Verificou-se que deveria ser por 5 genes diferentes
UBA VII GMMJC
T1055
Estudos genéticos destas características
As distribuições de frequência de caracteristicas quantitativas podem ser caracterizadas por estatistica descritiva. Amostra Distribuição de frequência Média Classe modal Variância e desvio padrão.
X Xkn
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1056
Distribuição normal Neste tipo de distribuição a média e a classe
modal estão no centro da distibuição.
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1057
Variancia (s2) e Desvio padrão (s)
s2 Xk X 2 / n 1
s s2
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1058
Em suma
A média e classe modal dão o centro da distribução de frequências.
A variância e desvio padrão são estatisticas que indicam as variações em torno da média.
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1059
Análise de características quantitativas
Variabilidade fenotípica é medida pela variância.
A hipótese de factores múltiplos propõem que há características controladas por vários factores no ambiente e no genótipo.
R.A. Fisher
T = µ + g + eµ representa a média da população,g representa o desvio da média devido a factores genéticose representa o desvio da média devido a factores ambientais
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1060
Fénotipos quantitativos e desvios da média
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1061
Componentes da variação fenótipica
VT = Vg + Ve
VT variação fenotípica total
Vg variância de origem genética
Ve variância de origem ambiental
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1062
Partição da variância da F2:Tempo de maturação dos grão.
VT = 14.26 dias2
VT = Vg + Ve
Ve pode ser estimado dos dados da geração parental e F1 (geneticamente idênticas entre si).
Logo a variação é de origem ambiental.
3/abril/2013 UBA VII GM MJC 63
Estimativa de Ve
Para estimar Ve, Média das variâncias das
populações parentais e F1 :Ve = (VA + VB + VF1)/3
= (1.92 Dias2 + 2.05 Dias2 + 2.88 Dias2)/3
= 2.28 dias2
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1064
Estimativa de Vg
Se VT e Ve são conhecidos .
Vg é estimado por subtração de Ve a partir de VT.
Vg = VT – Ve
= 14.26 dias2 – 2.28 dias2
= 11.98 dias2
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1065
Variação fenotípica total
VT = Vg + Ve
14.26 dias2 = 11.95 dias2 + 2.28 dias2
Neste exemplo a maior parte da variação no tempo de maturação em F2 é devida a diferenças genéticas entre individuos.
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1066
Heritabilidade senso lato
H2
H2 = Vg /VT
H2 = Vg /(Vg + Ve) Varia entre 0 e 1 H2 perto de 0, pouca da variabilidade é
devida a factores genéticos. H2 perto de 1, maior parte da variabilidade é devida
a factores genéticos. É específica para uma população
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1067
Heritabilidade senso lato
Os efeitos genéticos podem advir de: Efeitos dos alelos individuais Relações de dominância entre alelos Interações epistáticas entre diferentes genes.
Estas componentes podem ser separadas Analisando a componente que envolve o efeito dos
alelos individuais podemos prever o fenótipo da descendência sabendo o dos progenitores.
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1068
Previsão dos fenótipos a partir dos Genótipos
A dominância limita a capacidade de fazer estas previsões. Exemplo: grupo sanguíneo ABO. Ou seja para o
tipo sanguíneo A há mais que um genótipo possível.
Codominância permite que a previsão seja mais precisa. Exemplo: cor da flor em bocas de lobo
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1069
Componentes da Variabilidade genética
Va, variância genética aditiva, representa a variância devida a alelos que actuam aditivamente pigmento na cor das flores.
Vd, variância de dominância, representa variância devida a dominância grupo sanguíneo ABO.
Vi, variância epistática, representa variância devida a interações epistáticas entre alelos de diferentes genes.
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1070
A Variância Genética
Vg = Va + Vd + Vi
A variância total fenotípica pode ser expressa como:VT = Va + Vd + Vi + Ve
Apenas a variância aditiva é útil na previsão dos fenótipos dos descendentes apartir dos fenótipos dos progenitores.
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1071
Heritabilidade senso estreito
h2
h2 = Va /VT
h2 varia entre 0 e 1 h2 se é perto de 1, a maior parte da variância
fenotípica é devida variância genética aditiva.
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1072
h2
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1073
Previsão de Fenótipos IQ Michael (M) e Frances (F) IQ de 110 e 120,
respectivamente. Média da população 100.
Filho Oswald (O) Factores ambientais de previsão de IQ não pode
ser previsto. Se QI não tem componentes genéticas, os
valores de QI dos pais não têm valor preditivo. Mas para QI h2 = 0.4
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1074
Previsão do QI do Oswald é
TO = µ + h2 [(TM + TF)/2 – µ]
SubstituindoTP for [(TM + TF)/2,
TO = µ + h2 [TP – µ]
Substituindo pelos valores conhecidos
TO = 100 + (0.4)[115 – 100]
TO = 106
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1075
Previsão de Fenótipos H2 indica a diferença
entre a média da população e um valor que pode ser usado para prever o fenótipo da descendência.
3/abril/2013 UBA VII GM MJC 76
Selecção Artificial
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1077
Loci de traços quantitativos
LTQ
Técnicas molecular permitem mapear os LTQ. Marcadores moleculares
associados a polimorfismos que por sua vez estão associados a características desejáveis.
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1078
RFLP Loci LTQ do peso de tomates
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1079
Patologias CardiovascularesAssociação de RFLPs e
factores de risco
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1080
CORRELAÇÃO ENTRE FAMILIARES
Formas de estimar H2 e h2
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1081
Altura gémeos monozigóticos
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1082
Dados não correlacionados
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1083
Valores teóricos de correlação
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1084
Coeficientes de correlção entre gémeos: QI
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1085
Coeficientes de correlação entre gémeos: Personalidade
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1086
Recursos
Capítulo 22 do Snustad 6ª Edição.
3/abril/2013UBA VII GM
MJCT1087