3EM #01 Genetica de Mendel (2017)

aula

3ºEM2017

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Prof. Kyoshi Beraldo | Centro de Ensino São José

#01

A genética de Mendel

fevereiro

Prof. Kyoshi Beraldo

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O que é genética?• Estudo da hereditariedade dos seres vivos• Estuda como as características são passadas dos pais

para os filhos• Aplicações• Aconselhamento genético• Melhoramento de plantas• Engenharia genética• Terapia gênica• Biologia molecular• etc• etc


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#16Genetica de Mendel

História>gregos>micro>modernos

Mendel>a ervilha>gerações>traços>proporção>1ª Lei>quadrado

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Geno/FenoCruza testeHeredog


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História da genética: gregos• Sec. IV a.C. Hipócrates - Teoria da Pangênese


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• fato: filhos tem partes do corpo semelhantes aos pais• tese: cada parte do corpo produz

partículas com informação hereditária que vão para o sêmen masculino e (!) feminino• consequência: características

adquiridas nas partes do corpo ao longo da vida podem ser herdadas pelos filhos• Lamarck e Darwin (sec. XIX) ainda

aceitavam a Pangênese




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História da genética: micro• Sec.XVI Harvey - ovo e sêmen• todo ser vivo viria de um ovo (da fêmea) fecundado por

sêmen (do macho) - calma, não se conheciam gametas ainda

• forte contraponto a teoria da geração espontânea

• Sec.XVII Leeuwenhoek - espermatozóides• interpretados como micróbios parasitas do esperma

• Sec.XIX Kölliker/Newport - gametas• compreensão do papel do espermatozóide na fecundação• estudos da hereditariedade se focam nos gametas


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História da genética: modernos• 1850 Darwin - Teoria da evolução• não conheceu Mendel. Adotou pângenese

• 1865 Mendel - Segregação dos genes• trabalho ignorado pela comunidade científica na época

• 1900 Redescoberta das conclusões de Mendel• independentemente por três pesquisadores

• 1930 Morgan - Cromossomos de moscas da fruta• 1950 Watson & Crick - Genes estão no DNA


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Um monge cientista•Gregor Johann Mendel (1822-1884)• Infância rural. Instrução em monastério e universidade• estudou análise combinatória, botânica, microscopia etc.

•Monge/professor de Física e História Natural• Experimentou cruzamentos de

abelhas e diversas plantas, mas as ervilhas foram mais adequadas• trabalho colossal: 8 anos, 6 gerações

e 5000 pés de ervilha


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A ervilha cobaia• Ervilha ornamental: Pisum sativum• Angiosperma, Eudicotiledônea, Leguminosa

• Anteras e pistilo guarnecidos por pétalas• autofecundação é o processo padrão • pólen fecunda os óvulos do próprio indivíduo• manualmente, é possível passar pólen de uma

flor para outra -> fecundação cruzada

• Zigoto dá origem a sementes, as ervilhas


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A ervilha cobaia•Dentre 30 características variáveis nas ervilhas,

Mendel escolheu 7 que:• não mudavam com o ambiente• apresentavam só 2 estados possíveis (ex: verde/amarelo)


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Ervilha: Sete traços binários • A


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Três gerações de ervilha


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•Geração P (parental)• linhagem pura

•Geração F1 "filhos"• prole híbrida, mas

uniforme

•Geração F2 "netos"• prole híbrida,

não uniforme




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Três gerações•Geração P (parental) - linhagens puras• ocorre autofecundação com preservação das características• ex: linhagem de planta roxa autofecundada só produz roxas

•Geração F1 "filhos" - híbridos de P' x P''• fecundação cruzada entre duas linhagens puras diferentes• ex: linhagem roxa x branca tem prole 100% de plantas roxas

•Geração F2 "netos" - segunda geração híbrida• autofecundação de cada um dos tipos obtidos em F1• não há preservação das características na prole• ex: roxa F1 autofecundada tem prole híbrida, com roxas e

brancasProf. Kyoshi Beraldo

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Três gerações• Lembretes sobre a

história:• foram observadas

centenas de plantas• as razões (ex. 3:1)

foram aproximações• antes de analisar os

dados, Mendel não sabia de AA, aa etc


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Traços dominantes e recessivos• Para Mendel:• Traço recessivo:

característica de um dos parentais que fica encoberta em F1 mas reaparece em F2

• Traço dominante

característica que aparece em 100% de F1


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Proporção em F2 (vide pg.32)•Com amostras enormes, todas as proporções se

aproximavam de 3:1


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1ª Lei: segregação dos fatores• (Mendel não conhecia cromossomos nem meiose)• Para explicar F1 dominante e F2 3:1 ele deduziu:• cada traço é determinado por um par de fatores• um fator é herdado da mãe e outro do pai, pelos gametas• quando um ser vivo produz gametas, seu par de fatores

segregam-se: um fator para cada gameta - pureza dos gametas


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1ª Lei: segregação dos fatores pg33• F1 tem fatores

misturados (Aa)• F1 produz

gametas puros• Metade A• Metade a

•Combinação dosgametas com 4possibilidades


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Quadrado de Punnett•Geneticista R. C. Punnett (1875-1967)•Representação de cruzamento com dois fatores• gametas puros, com 1 fator (A ou a)• descendentes com 2 fatores (AA, Aa ou aa)


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1ª Lei + Citologia•W. S. Sutton, em 1902. T. BoveriPerceberam a coincidência: • cromossomos homólogos ficam em pares

fatores hereditários ficam em pares• cromossomos se separam na formação de gametas

fatores hereditários se segregam na formação dos gam.

•Conclusão: fatores genéticos ficam nos cromossomos•Nome novos: fator -> gene, com alelos


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•Duplicação das cromátides•Meiose I• separação dos cromossomos

homólogos• segregação dos alelos

•Meiose II• separação das cromátides-irmãs• formação de gametas


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Relembrando meiose pg34


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Exemplo: Herança em Coleus pg38

•Planta ornamental: Coleus blumei, Lamiaceae


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Exemplo: Herança em Coleus•Herança da forma da margem da folha• Recessiva (cc): crenada• margem serrilhada

• Dominante (CC ou Cc): lobada• margem com recortes

arredondados (lobos)


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Exemplo: Herança em Coleus• Parental: CC x cc

lobados x crenados• cada indivíduo produz 1 tipo de gameta

• F1: todos Cc lobados• cada indivíduo produz2 tipos de gameta

• F2: crenados (cc)e lobados (CC, Cc)em proporção 3:1


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Genótipo x Fenótipo pg50

•Conceitos de W.L.Johannsen, 1909•Genótipo: conjunto de alelos (ex: Aa, BB, cc)• não é observável diretamente

• Fenótipo: interação genótipo + ambiente • é observável diretamente• ambiente pode alterar a

manifestação do genótipo• ex: cor da pele


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Cruzamento-teste pg52

• Procedimento para descobrir genótipo de indivíduo com fenótipo dominante • Ervilha verde (fenótipo recessivo) - genótipo aa• Ervilha amarela (fen. dominante) - genótipo AA ou Aa?


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Cruzamento-teste•Cruzar dominante desconhecido com recessivo•Dois resultados possíveis:• Prole 100% fenótipo dominante: ervilha era VV (homozigota)• Prole 50% fenótipo dominante: ervilha era Vv (heterozigota)


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Heredogramas•Genealogias para estudo de heranças genéticas


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