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    Mendel Mendel Document Transcript

    • GenéticaDesde os tempos mais remotos o homem tomou consciência da importância do macho e da fêmea nageração de seres da mesma espécie, e que características como altura, cor da pele etc. eram transmitidasdos pais para os descendentes. Assim, com certeza, uma cadela quando cruzar com um cão, irá originar umfilhote com características de um cão e nunca de um gato. Mas por quê?Mendel, o iniciador da genética.Gregor Mendel nasceu em 1822, em Heinzendorf, na Áustria. Era filho de pequenos fazendeiros e, apesarde bom aluno, teve de superar dificuldades financeiras para conseguir estudar. Em 1843, ingressou comonoviço no mosteiro de agostiniano da cidade de Brünn, hoje Brno, na atual República Tcheca.Após ter sido ordenado monge, em 1847, Mendel ingressou na Universidade de Viena, onde estudoumatemática e ciências por dois anos. Ele queria ser professor de ciências naturais, mas foi mal sucedidonos exames.De volta a Brünn, onde passou o resto da vida. Mendel continuou interessado em ciências. Fez estudosmeteorológicos, estudou a vida das abelhas e cultivou plantas, tendo produzido novas variedades de maçase peras. Entre 1856 e 1865, realizou uma série de experimentos com ervilhas, com o objetivo de entendercomo as características hereditárias eram transmitidas de pais para filhos.Em 8 de março de 1865, Mendel apresentou um trabalho à Sociedade de História Natural de Brünn, no qualenunciava as suas leis de hereditariedade, deduzidas das experiências com as ervilhas. Publicado em1866, com data de 1865, esse trabalho permaneu praticamente desconhecido do mundo científico até oinício do século XX. Pelo que se sabe, poucos leram a publicação, e os que leram não conseguiramcompreender sua enorme importância para a Biologia. As leis de Mendel foram redescobertas apenas em1900, por três pesquisadores que trabalhavam independentemente.Mendel morreu em Brünn, em 1884. Os últimos anos de sua vida foram amargos e cheios dedesapontamento. Os trabalhos administrativos do mosteiro o impediam de se dedicar exclusivamente àciência, e o monge se sentia frustrado por não ter obtido qualquer reconhecimento público pela suaimportante descoberta. Hoje Mendel é tido como uma das figuras mais importantes no mundo científico,sendo considerado o “pai” da Genética. No mosteiro onde viveu existe um monumento em sua homenagem,e os jardins onde foram realizados os célebres experimentos com ervilhas até hoje são conservados.Os experimentos de MendelA escolha da plantaA ervilha é uma planta herbácea leguminosa que pertence ao mesmo grupo do feijão e da soja. Nareprodução, surgem vagens contendo sementes, as ervilhas.Sua escolha como material de experiência não foi casual: uma planta fácil de cultivar, de ciclo reprodutivocurto e que produz muitas sementes.Desde os tempos de Mendel existiam muitas variedades disponíveis, dotadas de características de fácilcomparação. Por exemplo, a variedade que flores púrpuras podia ser comparada com a que produzia floresbrancas; a que produzia sementes lisas poderia ser comparada cm a que produzia sementes rugosas, eassim por diante.Outra vantagem dessas plantas é que estame e pistilo, os componentes envolvidos na reprodução sexuadado vegetal, ficam encerrados no interior da mesma flor, protegidas pelas pétalas. Isso favorece aautopolinização e, por extensão, a autofecundação, formando descendentes com as mesmascaracterísticas das plantas genitoras.
    • A partir da autopolinização, Mendel produziu e separou diversas linhagens puras de ervilhas para ascaracterísticas que ele pretendia estudar.Por exemplo, para cor de flor, plantas de flores de cor de púrpura sempre produziam como descendentesplantas de flores púrpuras, o mesmo ocorrendo com o cruzamento de plantas cujas flores eram brancas.Mendel estudou sete características nas plantas de ervilhas: cor da flor, posição da flor no caule, cor dasemente, aspecto externo da semente, forma da vagem, cor da vagem e altura da planta.Leis de Mendel 1ª Lei de Mendel: Lei da Segregação dos FatoresA comprovação da hipótese de dominância e recessividade nos vários experimentos efetuados por Mendellevou, mais tarde à formulação da sua 1º lei:“Cada característica é determinada por dois fatores que se separam na formação dos gametas, onde ocorrem em dose simples”. Ou seja, para cada gameta masculino ou feminino encaminha-se apenas um fator. Mendel não tinha idéia da constituição desses fatores, nem onde se localizavam.As bases celulares da segregaçãoA redescoberta dos trabalhos de Mendel, em 1900, trouxe a questão: onde estão os fatores hereditários ecomo eles se segregam?
    • Em 1902, enquanto estudava a formação dos gametas em gafanhotos, o pesquisador norte americano Walter S. Sutton notou surpreendente semelhança entre o comportamento dos cromossomos homólogos, que se separavam durante a meiose, e os fatores imaginados por Mendel. Sutton lançou a hipótese de que os pares de fatores hereditários estavam localizados em pares de cromossomos homólogos, de tal maneira que a separação dos homólogos levava à segregação dos fatores. Hoje sabemos que os fatores a que Mendel se referiu são os genes (do grego genos, originar, provir), e que realmente estão localizados nos cromossomos, como Sutton havia proposto. As diferentes formas sob as quais um gene pode se apresentar são denominadas alelos. A cor amarela e a cor verde da semente de ervilha, por exemplo, são determinadas por dois alelos, isto é, duas diferentes formas do gene para cor da semente.Exemplo da primeira lei de Mendel em um animalVamos estudar um exemplo da aplicação da primeira lei de Mendel em um animal, aproveitando paraaplicar a terminologia modernamente usada em Genética. A característica que escolhemos foi a cor dapelagem de cobaias, que pode ser preta ou branca. De acordo com uma convenção largamente aceita,representaremos por B o alelo dominante, que condiciona a cor preta, e por b o alelo recessivo, quecondiciona a cor branca.Uma técnica simples de combinar os gametas produzidos pelos indivíduos de F1 para obter a constituiçãogenética dos indivíduos de F2 é a montagem do quadrado de Punnet. Este consiste em um quadro, comnúmero de fileiras e de colunas que correspondem respectivamente, aos tipos de gametas masculinos efemininos formados no cruzamento. O quadrado de Punnet para o cruzamento de cobaias heterozigotas é: Gametas maternos B b B BB Bb Gametas Preto Preto paternos Bb bb b Preto BrancoOs conceitos de fenótipo e genótipoDois conceitos importantes para o desenvolvimento da genética, no começo do século XX, foram os defenótipo e genótipo, criados pelo pesquisador dinamarquês Wilhelm L. Johannsen (1857 – 1912).FenótipoO termo “fenótipo” (do grego pheno, evidente, brilhante, e typos, característico) é empregado para designaras características apresentadas por um indivíduo, sejam elas morfológicas, fisiológicas e comportamentais.Também fazem parte do fenótipo características microscópicas e de natureza bioquímica, que necessitamde testes especiais para a sua identificação.
    • Entre as características fenotípicas visíveis, podemos citar a cor de uma flor, a cor dos olhos de umapessoa, a textura do cabelo, a cor do pelo de um animal, etc. Já o tipo sanguíneo e a sequência deaminoácidos de uma proteína são características fenotípicas revelada apenas mediante testes especiais.O fenótipo de um indivíduo sofre transformações com o passar do tempo. Por exemplo, à medida queenvelhecemos o nosso corpo se modifica. Fatores ambientais também podem alterar o fenótipo: se ficarmosexpostos à luz do sol, nossa pele escurecerá.GenótipoO termo “genótipo” (do grego genos, originar, provir, e typos, característica) refere-se à constituiçãogenética do indivíduo, ou seja, aos genes que ele possui. Estamos nos referindo ao genótipo quandodizemos, por exemplo, que uma planta de ervilha é homozigota dominante (VV) ou heterozigota (Vv) emrelação à cor da semente.Fenótipo: genótipo e ambiente em interaçãoO fenótipo resulta da interação do genótipo com o ambiente. Consideremos, por exemplo, duas pessoasque tenham os mesmos tipos de alelos para pigmentação da pele; se uma delas toma sol com maisfrequência que a outra, suas tonalidades de pele, fenótipo, são diferentes.Um exemplo interessante de interação entre genótipo e ambiente na produção do fenótipo é a reação doscoelhos da raça himalaia à temperatura. Em temperaturas baixas, os pelos crescem pretos e, emtemperaturas altas, crescem brancos. A pelagem normal desses coelhos é branca, menos nasextremidades do corpo (focinho, orelha, rabo e patas), que, por perderem mais calor e apresentaremtemperatura mais baixa, desenvolvem pelagem preta.Determinando o genótipoEnquanto que o fenótipo de um indivíduo pode ser observado diretamente, mesmo que seja através deinstrumentos, o genótipo tem que ser inferido através da observação do fenótipo, da análise de seus pais,filhos e de outros parentes ou ainda pelo sequenciamento do genoma do indivíduo, ou seja, leitura do queestá nos genes. A técnica do sequenciamento, não é amplamente utilizada, devido ao seu alto custo e pelanecessidade de aparelhagem especializada. Por esse motivo a observação do fenótipo e análise dosparentes ainda é o recurso mais utilizado para se conhecer o genótipo.Quando um indivíduo apresenta o fenótipo condicionado pelo alelo recessivo, conclui-se que ele éhomozigoto quanto ao alelo em questão. Por exemplo, uma semente de ervilha verde é sempre homozigotavv. Já um indivíduo que apresenta o fenótipo condicionado pelo alelo dominante poderá ser homozigoto ouheterozigoto. Uma semente de ervilha amarela, por exemplo, pode ter genótipo VV ou Vv. Nesse caso, ogenótipo do indivíduo só poderá ser determinado pela análise de seus pais e de seus descendentes.
    • Caso o indivíduo com fenótipo dominante seja filho de pai com fenótipo recessivo, ele certamente seráheterozigoto, pois herdou do pai um alelo recessivo. Entretanto, se ambos os pais têm fenótipo dominante,nada se pode afirmar. Será necessário analisar a descendência do indivíduo em estudo: se algum filhoexibir o fenótipo recessivo, isso indica que ele é heterozigoto. Cruzamento-teste Este cruzamento é feito com um indivíduo homozigótico recessivo para o fator que se pretende estudar, que facilmente se identifica pelo seu fenótipo e um outro de genótipo conhecido ou não. Por exemplo, se cruzarmos um macho desconhecido com uma fêmea recessiva podemos determinar se o macho é portador daquele caráter recessivo ou se é puro. Caso este seja puro todos os filhos serão como ele, se for portador 25% serão brancos, etc. Esta explicação é muito básica, pois geralmente é preciso um pouco mais do que este único cruzamento. A limitação destes cruzamentos está no fato de não permitirem identificar portadores de alelos múltiplos para a mesma característica, ou seja, podem existir em alguns casos mais do que dois alelos para o mesmo gene e o efeito da sua combinação variar. Além disso, podemos estar cruzando um fator para o qual o macho ou fêmea teste não são portadores, mas sim de outros alelos.Construindo um heredogramaNo caso da espécie humana, em que não se pode realizar experiências com cruzamentos dirigidos, adeterminação do padrão de herança das características depende de um levantamento do histórico dasfamílias em que certas características aparecem. Isso permite ao geneticista saber se uma dadacaracterística é ou não hereditária e de que modo ela é herdada. Esse levantamento é feito na forma deuma representação gráfica denominada heredograma (do latim heredium, herança), também conhecidacomo genealogia ou árvore genealógica.Construir um heredograma consiste em representar, usando símbolos, as relações de parentesco entre osindivíduos de uma família. Cada indivíduo é representado por um símbolo que indica as suas característicasparticulares e sua relação de parentesco com os demais.Indivíduos do sexo masculino são representados por um quadrado, e os do sexo feminino, por um círculo. Ocasamento, no sentido biológico de procriação, é indicado por um traço horizontal que une os dois membrosdo casal. Os filhos de um casamento são representados por traços verticais unidos ao traço horizontal docasal.Os principais símbolos são os seguintes:
    • A montagem de um heredograma obedece a algumas regras:1ª) Em cada casal, o homem deve ser colocado à esquerda, e a mulher à direita, sempre que for possível.2ª) Os filhos devem ser colocados em ordem de nascimento, da esquerda para a direita.3ª) Cada geração que se sucede é indicada por algarismos romanos (I, II, III, etc.). Dentro de cada geração,os indivíduos são indicados por algarismos arábicos, da esquerda para a direita. Outra possibilidade é seindicar todos os indivíduos de um heredograma por algarismos arábicos, começando-se pelo primeiro daesquerda, da primeira geração.Interpretação dos HeredogramasA análise dos heredogramas pode permitir se determinar o padrão de herança de uma certa característica(se é autossômica, se é dominante ou recessiva, etc.). Permite, ainda, descobrir o genótipo das pessoasenvolvidas, se não de todas, pelo menos de parte delas. Quando um dos membros de uma genealogiamanifesta um fenótipo dominante, e não conseguimos determinar se ele é homozigoto dominante ouheterozigoto, habitualmente o seu genótipo é indicado como A_, B_ou C_, por exemplo.A primeira informação que se procura obter, na análise de um heredograma, é se o caráter em questão écondicionado por um gene dominante ou recessivo. Para isso, devemos procurar, no heredograma, casaisque são fenotipicamente iguais e tiveram um ou mais filhos diferentes deles. Se a característicapermaneceu oculta no casal, e se manifestou no filho, só pode ser determinada por um gene recessivo. Paisfenotipicamente iguais, com um filho diferente deles, indicam que o caráter presente no filho é recessivo!Uma vez que se descobriu qual é o gene dominante e qual é o recessivo, vamos agora localizar oshomozigotos recessivos, porque todos eles manifestam o caráter recessivo. Depois disso, podemoscomeçar a descobrir os genótipos das outras pessoas. Devemos nos lembrar de duas coisas:1ª) Em um par de genes alelos, um veio do pai e o outro veio da mãe. Se um indivíduo é homozigotorecessivo, ele deve ter recebido um gene recessivo de cada ancestral.2ª) Se um indivíduo é homozigoto recessivo, ele envia o gene recessivo para todos os seus filhos. Dessaforma, como em um “quebra-cabeças”, os outros genótipos vão sendo descobertos. Todos os genótiposdevem ser indicados, mesmo que na sua forma parcial (A_, por exemplo).
    • Em uma árvore desse tipo, as mulheres são representadas por círculos e os homens por quadrados. Os casamentos são indicados por linhas horizontais ligando um círculo a um quadrado. Os algarismos romanos I, II, III à esquerda da genealogia representam as gerações. Estão representadas três gerações. Na primeira há uma mulher e um homem casados, na segunda, quatro pessoas, sendo três do sexo feminino e uma do masculino.Os indivíduos presos a uma linha horizontal portraços verticais constituem uma irmandade. Na segunda geração observa-se o casamento deuma mulher com um homem de uma irmandade de três pessoas.Dominância incompleta ou Co-dominânciaNem todas as características são herdadas como a cor da semente da ervilha, em que o gene para a coramarela domina sobre o gene para cor verde. Muito frequentemente a combinação dos genes alelosdiferentes produz um fenótipo intermediário. Essa situação ilustra a chamada dominância incompleta ouparcial. Um exemplo desse tipo de herança é a cor das flores maravilha. Elas podem ser vermelhas,brancas ou rosas. Plantas que produzem flores cor-de-rosa são heterozigotas, enquanto os outros doisfenótipos são devidos à condição homozigota. Supondo que o gene V determine a cor vermelha e o gene B,cor branca, teríamos: VV = flor vermelha BB = flor branca VB = flor cor-de-rosaApesar de anteriormente usarmos letras maiúsculas para indicar, respectivamente, os genes dominantes erecessivos, quando se trata de dominância incompleta muitos autores preferem utilizar apenas diferentesletras maiúsculas.Fazendo o cruzamento de uma planta de maravilha que produz flores vermelhas com outra que produzflores brancas e analisando os resultados fenotípicos da geração F1e F2, teríamos:
    • Agora analizando os resulados genotípicos da geração F1e F2, teríamos: Flor Branca P: B B BV BV V cor-de-rosa cor-de-rosa Flor Vermelha VB VB V cor-de-rosa cor-de-rosa F1 = 100% VB (flores cor-de-rosa)Cruzando, agora, duas plantas heterozigotas (flores cor-de-rosa), teríamos: Flor cor-de-rosa F1 V B V VV BV Flor cor-de-rosa Vermelha cor-de-rosa B VB BB cor-de-rosa Branca F2 = Genótipos: 1/4 VV, 1/2 VB, 1/4 BB. Fenótipo: 1/4 plantas com flores vermelhas 1/2 plantas com flores cor-de-rosa 1/4 plantas com flores brancasAlelos letais: Os genes que matamAs mutações que ocorrem nos seres vivos são totalmente aleatórias e, às vezes, surgem variedadesgenéticas que podem levar a morte do portador antes do nascimento ou, caso ele sobreviva, antes deatingir a maturidade sexual. Esses genes que conduzem à morte do portador, são conhecidos como alelosletais. Por exemplo, em uma espécie de planta existe o gene C, dominante, responsável pela coloraçãoverde das folhas. O alelo recessivo c, condiciona a ausência de coloração nas folhas, portanto o homozigotorecessivo cc morre ainda na fase jovem da planta, pois esta precisa do pigmento verde para produzirenergia através da fotossíntese. O heterozigoto é uma planta saudável, mas não tão eficiente na captaçãode energia solar, pela coloração verde clara em suas folhas. Assim, se cruzarmos duas plantasheterozigotas, de folhas verdes claras, resultará na proporção 2:1 fenótipos entre os descendentes, ao invésda proporção de 3:1 que seria esperada se fosse um caso clássico de monoibridismo (cruzamento entredois indivíduos heterozigotos para um único gene). No caso das plantas o homozigoto recessivo morre logoapós germinar, o que conduz a proporção 2:1. Planta com folhas verde claras P C c
    • C CC Cc Planta com folhas Verde Verde clara verde claras escuro c Cc cc Verde clara Inviável F1 = Fenótipo: 2/3 Verde clara 1/3 Verde escura Genótipo: 2/3 Cc 1/3 CCEsse curioso caso de genes letais foi descoberto em 1904 pelo geneticista francês Cuénot, que estranhavao fato de a proporção de 3:1 não ser obedecida. Logo, concluiu se tratar de uma caso de gene recessivoque atuava como letal quando em dose dupla.No homem, alguns genes letais provocam a morte do feto. É o caso dos genes para acondroplasia, porexemplo. Trata-se de uma anomalia provocada por gene dominante que, em dose dupla, acarreta a mortedo feto, mas em dose simples ocasiona um tipo de nanismo, entre outras alterações.Há genes letais no homem, que se manifestam depois do nascimento, alguns na infância e outros na idadeadulta. Na infância, por exemplo, temos os causadores da fibrose cística e da distrofia muscular deDuchenne (anomalia que acarreta a degeneração da bainha de mielina nos nervos). Dentre os que seexpressam tardiamente na vida do portador, estão os causadores da doença de Huntington, em que há adeterioração do tecido nervoso, com perde de células principalmente em uma parte do cérebro, acarretandoperda de memória, movimentos involuntários e desequilíbrio emocional.Como os genes se manifestamVimos que, em alguns casos, os genes se manifestam com fenótipos bemdistintos. Por exemplo, os genes para a cor das sementes em ervilhasmanifestam-se com fenótipos bem definidos, sendo encontradas sementesamarelas ou verdes. A essa manifestação gênica bem determinadachamamos de variação gênica descontínua, pois não há fenótiposintermediários.Há herança de características, no entanto, cuja manifestação do gene(também chamada de expressividade) não determina fenótipos tão definidos, mas sim uma gradação defenótipos. A essa gradação da expressividade do gene, variando desde um fenótipo que mostra leveexpressão da característica até sua expressão total, chamamos de norma de reação ou expressividadevariável. Por exemplo, os portadores dos genes para braquidactilia (dedos curto) podem apresentarfenótipos variando de dedos levemente mais curtos até a total falta deles.Alguns genes sempre que estão presentes se manifestam, dizemos que são altamente penetrantes. Outrospossuem uma penetrância incompleta, ou seja, apenas uma parcela dos portadores do genótipo apresentao fenótipo correspondente.Observe que o conceito de penetrância está relacionado à expressividade do gene em um conjunto deindivíduos, sendo apresentado em termos percentuais. Assim, por exemplo, podemos falar que apenetrância para o gene para a doença de Huntington é de 100%, o que quer dizer que 100% dosportadores desse gene apresentam (expressam) o fenótipo correspondente.
    • Noções de probabilidade aplicadas à genéticaAcredita-se que um dos motivos para as idéias de Mendel permanecerem incompreendidas durante mais de3 décadas foi o raciocínio matemático que continham. Mendel partiu do princípio que a formação dosgametas seguia as leis da probabilidade, no tocante a distribuição dos fatores.Princípios básicos de probabilidadeProbabilidade é a chance que um evento tem de ocorrer, entre dois ou mais eventos possíveis. Porexemplo, ao lançarmos uma moeda, qual a chance dela cair com a face “cara” voltada para cima? E em umbaralho de 52 cartas, qual a chance de ser sorteada uma carta do naipe ouros? Eventos aleatórios Eventos como obter “cara” ao lançar uma moeda, sortear um “ás” de ouros do baralho, ou obter “face 6” ao jogar um dado são denominados eventos aleatórios (do latim alea, sorte) porque cada um deles tem a mesma chance de ocorrer em relação a seus respectivos eventos alternativos. Veja a seguir as probabilidades de ocorrência de alguns eventos aleatórios. Tente explicar por que cada um deles ocorre com a probabilidade indicada. A probabilidade de sortear uma carta de espadas de um baralho de 52 cartas é de ¼ A probabilidade de sortear um rei qualquer de um baralho de 52 cartas é de 1/13. A probabilidade de sortear o rei de espadas de um baralho de 52 cartas é de 1/52.A formação de um determinado tipo de gameta, com um outro alelo de um par de genes, também é umevento aleatório. Um indivíduo heterozigoto Aa tem a mesma probabilidade de formar gametas portadoresdo alelo A do que de formar gametas com o alelo a (1/2 A: 1/2 a).Eventos independentesQuando a ocorrência de um evento não afeta a probabilidade de ocorrência de um outro, fala-se emeventos independentes. Por exemplo, ao lançar várias moedas ao mesmo tempo, ou uma mesma moedavárias vezes consecutivas, um resultado não interfere nos outros. Por isso, cada resultado é um eventoindependente do outro.Da mesma maneira, o nascimento de uma criança com um determinado fenótipo é um evento independenteem relação ao nascimento de outros filhos do mesmo casal. Por exemplo, imagine uma casal que já tevedois filhos homens; qual a probabilidade que uma terceira criança seja do sexo feminino? Uma vez que aformação de cada filho é um evento independente, a chance de nascer uma menina, supondo que homense mulheres nasçam com a mesma freqüência, é 1/2 ou 50%, como em qualquer nascimento.A regra do “e”A teoria das probabilidades diz que a probabilidade de dois ou mais eventos independentes ocorreremconjuntamente é igual ao produto das probabilidades de ocorrerem separadamente. Esse princípio éconhecido popularmente como regra do “e”, pois corresponde a pergunta: qual a probabilidade de ocorrerum evento E outro, simultaneamente?Suponha que você jogue uma moeda duas vezes. Qual a probabilidade de obter duas “caras”, ou seja, “cara” no primeiro lançamento e “cara” no segundo? A chance de ocorrer “cara” na primeira jogada é, como já vimos, igual a ½; a chance de ocorrer “cara” na
    • segunda jogada também é igual a1/2. Assim a probabilidade desses dois eventos ocorrer conjuntamente é 1/2 X 1/2 = 1/4. No lançamento simultâneo de três dados, qual a probabilidade de sortear “face 6” em todos? A chance de ocorrer “face 6” em cada dado é igual a 1/6. Portanto a probabilidade de ocorrer “face 6” nos três dados é 1/6 X 1/6 X 1/6 = 1/216. Isso quer dizer que a obtenção de três “faces 6” simultâneas se repetirá, em média, 1 a cada 216 jogadas. Um casal quer ter dois filhos e deseja saber a probabilidade de que ambos sejam do sexo masculino. Admitindo que a probabilidade de ser homem ou mulher é igual a ½, a probabilidade de o casal ter dois meninos é 1/2 X 1/2, ou seja, ¼.A regra do “ou”Outro princípio de probabilidade diz que a ocorrência de dois eventos que se excluem mutuamente éigual à soma das probabilidades com que cada evento ocorre. Esse princípio é conhecido popularmentecomo regra do “ou”, pois corresponde à pergunta: qual é a probabilidade de ocorrer um evento OUoutro? Por exemplo, a probabilidade de obter “cara” ou “coroa”, ao lançarmos uma moeda, é igual a 1, porque representa a probabilidade de ocorrer “cara” somada à probabilidade de ocorrer “coroa” (1/2 + 1/2 =1). Para calcular a probabilidade de obter “face 1” ou “face 6” no lançamento de um dado, basta somar as probabilidades de cada evento: 1/6 + 1/6 = 2/6. Em certos casos precisamos aplicar tanto a regra do “e” como a regra do “ou” em nossos cálculos deprobabilidade. Por exemplo, no lançamento de duas moedas, qual a probabilidade de se obter “cara” em uma delas e “coroa” na outra? Para ocorrer “cara” na primeira moeda E “coroa” na segunda, OU “coroa” na primeira e “cara” na segunda. Assim nesse caso se aplica a regra do “e” combinada a regra do “ou”. A probabilidade de ocorrer “cara” E “coroa” (1/2 X 1/2 = 1/4) OU “coroa” e “cara” (1/2 X 1/2 = 1/4) é igual a 1/2 (1/4 + 1/4). O mesmo raciocínio se aplica aos problemas da genética. Por exemplo, qual a probabilidade de uma casal ter dois filhos, um do sexo masculino e outro do sexo feminino? Como já vimos, a probabilidade de uma criança ser do sexo masculino é ½ e de ser do sexo feminino também é de ½. Há duas maneiras deuma casal ter um menino e uma menina: o primeiro filho ser menino E o segundo filho ser menina (1/2 X 1/2 = 1/4) OU o primeiro ser menina e o segundo ser menino (1/2 X 1/2 = 1/4). A probabilidade final é 1/4 + 1/4 = 2/4, ou 1/2.Alelos múltiplos na determinação de um caráterComo sabemos, genes alelos são os que atuam na determinação de um mesmo caráter e estão presentesnos mesmo loci (plural de lócus, do latim, local) em cromossomos homólogos. Até agora, só estudamoscasos em que só existiam dois tipos de alelos para uma dada característica (alelos simples), mas há casoem que mais de dois tipos de alelos estão presentes na determinação de um determinado caráter napopulação. Esse tipo de herança é conhecido como alelos múltiplos (ou polialelia). Apesar de poderem existir mais de dois alelos para a determinação de um determinado caráter, um indivíduo diplóide apresenta apenas um par de alelos para a determinação dessa característica, isto é, um alelo em cada lócus do cromossomo que constitui o par homólogo.
    • São bastante frequentes os casos de alelos múltiplos tanto em animais como em vegetais, mas sãoclássicos os exemplos de polialelia na determinação da cor da pelagem em coelhos e na determinação dosgrupos sanguíneos do sistema ABO em humanos.Um exemplo bem interessante e de fácil compreensão, é adeterminação da pelagem em coelhos, onde podemos observar amanifestação genética de uma série com quatro genes alelos: o chprimeiro C, expressando a cor Aguti ou Selvagem; o segundo C , htransmitindo a cor Chinchila; o terceiro C , representando a cor aHimalaia; e o quarto alelo C , responsável pela cor Albina. ch h aSendo a relação de dominância → C > C >C >C chO gene C é dominante sobre todos os outros três, o C dominante emrelação ao himalaia e ao albino, porém recessivo perante o aguti, eassim sucessivamente.O quadro abaixo representa as combinações entre os alelos e os fenótipos resultantes. Genótipo Fenótipo ch h CC, C C , C C Selvagem a eCC ou aguti ch ch ch h C C ,C C e ch a Chinchila C C h h a C C e Ch C Himalaia a a CC AlbinoA diferença na cor da pelagem do coelho em relação à cor da semente das ervilhas é que agora temos maisgenes diferentes atuando (4), em relação aos dois genes clássicos. No entanto, é fundamental saber a 1ª leide Mendel continua sendo obedecida, isto é, para a determinação da cor da pelagem, o coelho terá doisdos quatro genes. A novidade é que o número de genótipos e fenótipos é maior quando comparado, porexemplo, com a cor da semente de ervilha.O surgimento dos alelos múltiplos (polialelia) deve-se a uma das propriedades do material genético, que é ade sofrer mutações. Assim, acredita-se que a partir do gene C (aguti), por um erro acidental na duplicação chdo DNA, originou-se o gene C (chinchila). A existência de alelos múltiplos é interessante para a espécie,pois haverá maior variabilidade genética, possibilitando mais oportunidade para adaptação ao ambiente(seleção natural).Sistema ABO de grupos sanguíneosA herança dos tipos sanguíneos do sistema ABO constitui um exemplo de alelos múltiplos na espéciehumana.
    • A descoberta dos grupos sanguíneos Por volta de 1900, o médico austríaco Karl Landsteiner (1868 – 1943) verificou que, quando amostras de sangue de determinadas pessoas eram misturadas, as hemácias se juntavam, formando aglomerados semelhantes a coágulos. Landsteiner concluiu que determinadas pessoas têm sangues incompatíveis, e, de fato, as pesquisas posteriores revelaram a existência de diversos tipos sanguíneos, nos diferentes indivíduos da população. Quando, em uma transfusão, uma pessoa recebe um tipo de sangue incompatível com o seu, as hemácias transferidas vão se aglutinando assim que penetram na circulação, formando aglomerados compactos que podem obstruir os capilares, prejudicando a circulação do sangue. Aglutinogênios e aglutininas No sistema ABO existem quatro tipos de sangues: A, B, AB e O. Esses tipos são caracterizados pela presença ou não de certas substâncias na membrana das hemácias, os aglutinogênios, e pela presença ou ausência de outras substâncias, as aglutininas, no plasma sanguíneo. Existem dois tipos de aglutinogênio, A e B, e dois tipos de aglutinina, anti-A e anti-B. Pessoas do grupo A possuem aglutinogênio A, nas Determinação dos grupos hemácias e aglutinina anti-B no plasma; as do grupo B têm sanguíneos utilizando soros anti-A e aglutinogênio B nas hemácias e aglutinina anti-A no anti-B. Amostra 1- sangue tipo A. plasma;Amostra 2 - sangue tipo B. Amostra 3 Pessoas do grupo AB têm aglutinogênios A e B nas- sangue tipo AB. Amostra 4 - sangue hemácias e nenhuma aglutinina no plasma; tipo O. Pessoas do gripo O não tem aglutinogênios na hemácias, mas possuem as duas aglutininas, anti-A e anti-B, no plasma.Veja na tabela abaixo a compatibilidade entre os diversos tipos de sangue: ABO Substâncias % Pode receber de Tipos Aglutinogênio Aglutinina Frequência A+ B+ A+ 0+ A- B- AB- O- Não AB+ AeB 3% X X X X X X X X Contém A+ A Anti-B 34% X X X X B+ B Anti-A 9% X X X X Anti-A e O+ Não Contém 38% X X Anti-B Não AB- Ae B 1% X X X X Contém A- A Anti-B 6% X X B- B Anti-A 2% X X O- Não Contém Anti-A e 7% X
    • Anti-BTipos possíveis de transfusão As aglutinações que caracterizam as incompatibilidades sanguíneas do sistema acontecem quando umapessoa possuidora de determinada aglutinina recebe sangue com o aglutinogênio correspondente.Indivíduos do grupo A não podem doar sangue para indivíduos do grupo B, porque as hemácias A, ao entrarem na corrente sanguínea do receptor B, são imediatamente aglutinadas pelo anti-A nele presente.A recíproca é verdadeira: indivíduos do grupo B não podem doar sangue para indivíduos do grupo A. Tampouco indivíduos A, B ou AB podem doar sangue para indivíduos O, uma vez que estes têm aglutininas anti-A e anti-B,que aglutinam as hemácias portadoras de aglutinogênios A e B ou de ambos. Assim, o aspecto realmente importante da transfusão é o tipo de aglutinogênio da hemácia do doador e o tipo de aglutinina doplasma do receptor. Indivíduos do tipo O podem doar sangue para qualquer pessoa, porque não possuem aglutinogênios A e B em suas hemácias. Indivíduos, AB, por outro lado, podem receber qualquer tipo de sangue, porque não possuem aglutininas no plasma. Por isso, indivíduos do grupo O são chamadas de doadores universais, enquanto os do tipo AB são receptores universais.Como ocorre a Herança dos Grupos Sanguíneos no Sistema ABO? A BA produção de aglutinogênios A e B são determinadas, respectivamente, pelos genes I e I . Um terceirogene, chamado i, condiciona a não produção de aglutinogênios. Trata-se, portanto de um caso de alelos A B A B Amúltiplos. Entre os genes I e I há co-dominância (I = I ), mas cada um deles domina o gene i (I > i e IB > i). Fenótipos Genótipos A A A A I I ou I i B B B B I I ou I i A B AB I I O ii A partir desses conhecimentos fica claro que se uma pessoa do tipo sanguíneo A recebe sangue tipo B ashemácias contidas no sangue doado seriam aglutinadas pelas aglutininas anti-B do receptor e vice-versa.Dois outros antígenos forma encontrados na superfície das hemácias humanas, sendo denominados M e N.Analisando o sangue de diversas pessoas, verificou-se que em algumas existia apenas o antígeno M, emoutras, somente o N e várias pessoas possuíam os dois antígenos. Foi possível concluir então, que existiamtrês grupos nesse sistema: M, N e MN. Genótipos Fenótipos Os genes que condicionam a produção desses antígenos são apenas dois: L
    • M N M M eL (a letra L é a inicial do descobridor, Landsteiner). Trata-se de uma M L L caso de herança medeliana simples. N N M M N N N L L O genótipo L L , condiciona a produção do antígeno M, e L L , a do M N antígeno N. Entre L e L há co-dominância, de modo que pessoas com M N M N MN L L genótipo L L produzem os dois tipos de antígenos.Transfusões no Sistema MNA produção de anticorpos anti-M ou anti-N ocorre somente após sensibilização (você verá isso no sistemaRH). Assim, não haverá reação de incompatibilidade se uma pessoa que pertence ao grupo M, porexemplo, receber o sangue tipo N, a não ser que ela esteja sensibilizada por transfusões anteriores.O sistema RH de grupos sanguíneosUm terceiro sistema de grupos sanguíneos foi descoberto a partir dos experimentos desenvolvidos porLandsteiner e Wiener, em 1940, com sangue de macaco do gênero Rhesus. Esses pesquisadoresverificaram que ao se injetar o sangue desse macaco em cobaias, havia produção de anticorpos paracombater as hemácias introduzidas. Ao centrifugar o sangue das cobaias obteve-se o soro que continhaanticorpos anti-Rh e que poderia aglutinar as hemácias do macaco Rhesus. As conclusões daí obtidaslevariam a descoberta de um antígeno de membrana que foi denominado Rh (Rhesus), que existia nestaespécie e não em outras como as de cobaia e, portanto, estimulavam a produção anticorpos, denominadosanti-Rh.Há neste momento uma inferência evolutiva: se as proteínas que existem nas hemácias de vários animaispodem se assemelhar isto pode ser um indício de evolução. Na espécie humana, por exemplo, temos váriostipos de sistemas sanguíneos e que podem ser observados em outras espécies principalmente de macacossuperiores.Analisando o sangue de muitos indivíduos da espécie humana, Landsteiner verificou que, ao misturar gotasde sangue dos indivíduos com o soro contendo anti-Rh, cerca de 85% dos indivíduos apresentavamaglutinação (e pertenciam a raça branca) e 15% não apresentavam. Definiu-se, assim, "o grupo sanguíneo + -Rh ” ( apresentavam o antígeno Rh), e "o grupo Rh “ ( não apresentavam o antígeno Rh).No plasma não ocorre naturalmente o anticorpo anti-Rh, de modo semelhante ao que acontece no sistema -Mn. O anticorpo, no entanto, pode ser formado se uma pessoa do grupo Rh , recebe sangue de uma +pessoa do grupo Rh . Esse problema nas transfusões de sangue não são tão graves, a não ser que astransfusões ocorram repetidas vezes, como também é o caso do sistema MN.A Herança do Sistema RhTrês pares de genes estão envolvidos na herança do fator Rh, tratando-se portanto, de casos de alelosmúltiplos. Para simplificar, no entanto, considera-se o envolvimento de apenas um desses pares na produção do fator Rh, motivo pelo qual passa a Genótipos Fenótipos ser considerado um caso de herança + mendeliana simples. Rh RR ou Rr O gene R, dominante, determina a presença do - Rh rr fator Rh, enquanto o gene r, recessivo, condiciona a ausência do referido fator.Doença hemolítica do recém-nascido ou eritroblastose fetal
    • Uma doença provocada pelo fator Rh é a eritroblastose fetal ou doença hemolítica do recém-nascido,caracterizada pela destruição das hemácias do feto ou do recém-nascido. As conseqüências desta doençasão graves, podendo levar a criança à morte.Durante a gestação ocorre passagem, através da placenta, apenas de plasma da mãe para o filho e vice-versa devido à chamada barreira hemato-placentária. Pode ocorrer, entretanto, acidentes vasculares naplacenta, o que permite a passagem de hemácias do feto para a circulação materna. Nos casos em que ofeto possui sangue fator rh positivo os antígenos existentes em suas hemácias estimularão o sistemaimune materno a produzir anticorpos anti-Rh que ficarão no plasma materno e podem, por serem da classeIgG, passar pela BHP provocando lise nas hemácias fetais. A produção de anticorpos obedece a umacascata de eventos (ver imunidade humoral) e por isto a produção de anticorpos é lenta e a quantidadepequena num primeiro. A partir da segunda gestação, ou após a sensibilização por transfusão sanguínea,se o filho é Rh + novamente, o organismo materno já conterá anticorpos para aquele antígeno e o fetopoderá desenvolver a DHPN ou eritroblastose fetal.O diagnóstico pode ser feito pela tipagem sanguínea da mãe e do pai precocemente e durante a gestação oteste de Coombs que utiliza anti-anticorpo humano pode detectar se esta havendo a produção de anticorpospela mãe e providências podem ser tomadas. Uma transfusão , recebendo sangue Rh -, pode ser feita atémesmo intra-útero já que Goiânia está se tornando referência em fertilização in vitro. O sangue Rh - nãopossui hemácias com fator Rh e não podem ser reconhecidas como estranhas e destruídas pelosanticorpos recebidos da mãe. Após cerca de 120 dias, as hemácias serão substituídas por outrasproduzidas pelo próprio indivíduo. O sangue novamente será do tipo Rh +, mas o feto já não correrá maisperigo -Após o nascimento da criança toma-se medida profilática injetando, na mãe Rh , soro contendo anti Rh. Aaplicação logo após o parto, destrói as hemácias fetais que possam ter passado pela placenta nonascimento ou antes. Evita-se , assim, a produção de anticorpos “zerando o placar de contagem”. Cada vezque um concepto nascer e for Rh+ deve-se fazer nova aplicação pois novos anticorpos serão formados.Os sintomas no RN que podem ser observados são anemia (devida à destruição de hemácias pelosanticorpos), icterícia (a destruição de hemácias aumentada levará a produção maior de bilirrubina indiretaque não pode ser convertida no fígado), e após sua persistência o aparecimento de uma doença chamadaKernicterus que corresponde ao depósito de bilirrubina nos núcleos da base cerebrais o que geraráretardo no RN.