Genética de populações

1.871 visualizações

Publicada em

0 comentários
1 gostou
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
1.871
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
1
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
41
Comentários
0
Gostaram
1
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Genética de populações

  1. 1. . • Genética de populações: fornece informações importantes para omelhoramento de plantas e animais e, também, para o melhorentendimento de como se processa a evolução• A genética depopulações estuda os mecanismos da hereditariedade em nívelpopulacional, levando em conta uma amostra aleatória de indivíduos deuma população• População: conjunto de indivíduos da mesma espécie,que ocupa o mesmo local, apresenta uma continuidade no tempo ecujos indivíduos possuem a capacidade de se acasalarem ao acaso e,portanto, de trocar alelos entre si• Cada população tem um reservatóriogênico que lhe é particular e que a caracteriza (transmitido ao longo dasgerações)3. • Variedades de plantas alógamas, como a cebola ou o milho, queapresentam polinização aberta, ao acaso (grupos de indivíduos, plantas,cultivados no mesmo local e que, devido a sua forma de polinização,permitem que os cruzamentos ocorram inteiramente ao acaso =panmixia)4. • As propriedades genéticas das populações são determinadas apartir do conhecimento de suas freqüências alélicas e genotípicas•Freqüências alélicas: – proporções dos diferentes alelos de umdeterminado loco na população• Freqüências genotípicas: – proporçõesdos diferentes genótipos para o loco considerado5. • Oito anos depois da redescoberta das leis de Mendel (1908),Wilhelm Weinberg e Godfrey Harold Hardy chegaramindependentemente, e quase que simultaneamente, às mesmasconclusões a respeito daquilo que é considerado o fundamento daGenética de Populações:• Ramo da Genética que visa à investigação dadinâmica dos genes nas populações naturais, buscando a elucidaçãodos mecanismos que alteram a sua composição gênica – efeito defatores evolutivos, isto é, mutações, seleção natural, deriva genética efluxo gênico de populações migrantes – ou apenas a freqüênciagenotípica pelo aumento da homozigose (efeito dos casamentosconsangüíneos ou da subdivisão da população em grandes isolados).6. • A população é infinita.• Existe o mesmo número de homens e demulheres na população.• A população está em panmixia – todos casame os casamentos ocorrem aleatoriamente, não existindo, porconseguinte, casamentos preferenciais entre indivíduos por causa deseu genótipo, fenótipo, estratificação social ou consangüinidade.• Todosos casais da população são igualmente férteis e geram o mesmonúmero de filhos.• Não há sobreposição de gerações na população, istoé, elas não se imbricam ao longo do tempo, – porque todos osindivíduos devem ter a mesma idade ao casar.• Os genes da populaçãonão sofrem mutação.7. Premissas de Weinberg e Hardy• A população não está sob pressãode seleção natural, – porque todos os indivíduos são igualmente viáveis,não existindo fatores que aumentem ou diminuam a sobrevivência deindivíduos com determinado genótipo.• A população não recebe nememite um fluxo gênico capaz de alterar a sua composição gênica
  2. 2. original, – porque ela não sofre miscigenação com uma populaçãoimigrante que apresenta freqüências gênicas diferentes da dela, nem háemigração diferencial, isto é, a saída de grupos de indivíduos comfreqüência gênica distinta do resto da população.8. • Numa dada população temos: – os genótipos AA, Aa e aa•Decorrentes de um par de alelos autossômicos A, a, – se distribuemcom a mesma freqüência nos indivíduos de ambos os sexos.• Asfreqüências dos alelos A e a podem ser calculadas se tomarmos comoponto de partida os gametas que produziram os indivíduos da geraçãoatual dessa população.9. • Assim, o número de gametas com o alelo A deve ser igual ao dobrodo número de indivíduos homozigotos AA dessa geração somado aonúmero de indivíduos heterozigotos Aa,• Pois cada indivíduo AA foioriginado por dois gametas com o alelo A e cada indivíduo Aa foiformado por um gameta com o gene A e outro com o seu alelo a.• Porraciocínio análogo conclui-se: – O número de gametas com o alelo aque produziram os indivíduos da geração em estudo é igual ao dobro donúmero de indivíduos aa somado ao número de indivíduosheterozigotos Aa.10. • Freqüências dos alelos A e a na população são respectivamentede p e q = 1 - p,• Simbolizarmos as freqüências dos indivíduos com 3genótipos AA, Aa e aa• Por AA, Aa e aa, poderemos escrever que asfreqüências p e q dos alelos A e a na geração em estudo são:11. • Em populações diplóides e panmíticas (de tamanho grande, emque os cruzamentos ocorrem ao acaso)• Onde não há seleção,migração, mutação e deriva genética (mecanismos que alteram asfrequências alélicas na população)No equilíbrio: p2 + 2pq + q2 = 112. • Temos: 2.000 plantas• II - 100 bulbos brancos (5%)• Ii - 1.000bulbos creme (50%)• ii - 900 bulbos amarelos (45%)• A freqüênciaalélica estimada foi:• f(I) = 0,3• f(i) = 0,713. • Freqüências genotípicas: – f(II) = p2 = (0,3)2 = 0,09 (9%) – f(Ii) =2pq = 2(0,3 x 0,7) = 0,42 (42%) – f(ii) = q2 = (0,7)2 = 0,49 (49%)• Se oagricultor obtiver uma nova plantação de 2.000 plantas, ela deverá ter: –180 plantas com bulbos brancos – 840 plantas com bulbos creme – 980plantas com bulbos amarelos14. • A nova freqüência alélica será: – f(I) = [2x180 + 840]/2x2.000 = 0,3– f(i) = [2x980 + 840]/2x2.000 = 0,7• Com um loco apenas, basta umageração de intercruzamentos para a população atingir o equilíbrio;• Commais locos, o número de gerações para se atingir o equilíbrio é maior.15. Aplicações do princípio de Hardy-Weinberg Tipo sanguíneoGenótipo Número de pessoas M LMLM 1787 MN LMLN 3039 N LNLN1303 TOTAL = 6129A população observada está em equilíbrio deHardy-Weiberg? p = 0,5395 q = 0,4605 Genótipo Freqüência de Hardy-Weinberg LMLM p2 = (0,5395)2 = 0,2911 LMLN 2pq = 2 (0,5395)(0,4605) = 0,4968 LNLN q2 = (0,4605)2 = 0,2121
  3. 3. 16. Freqüências alélicas Tipo sanguíneo Genótipo Número de pessoasM LMLM 1787 MN LMLN 3039 N LNLN 1303Cálculo da freqüência:incidência de cada alelo dentre todos os observados2) Número total dealelos na amostra: 2 x 6129 = 122583) Freqüência do alelo LM: [(2 x1787) + 3039] / 12258 = 0,53954) Freqüência do alelo LN: [(2 x 1303) +3039] / 12258 = 0,4605 Se “p” representa a freqüência do alelo LM e “q”a do alelo LN, a população avaliada apresenta: p = 0,5395 q = 0,4605Como LM e LN são os únicos alelos desse gene: p+q=117. Freqüências genotípicas: teorema de Hardy-Weinberg Em umapopulação infinitamente grande e panmítica, e sobre aqual não háatuação de fatores evolutivos, as freqüências gênicas egenotípicaspermanecem constantes ao longo das gerações.Qual valor preditivo dasfreqüências alélicas? ovócitos A (p) a (q) espermatozóides AA AaGenótipo Freqüência A (p) p2 pq AA p2 Aa aa Aa 2pq a (q) aa q2 pq q218. Hardy Weinberg Equation A freqüência do alelo “A”: em umapopulação é chamada “p” Em uma população de gametas, aprobabilidade que ambos, ovos e espermatozóides, contenham o alelo“A” é p x p = p2 A freqüência do alelo “a”: em uma população échamada “q” Em uma população de gametas, a probabilidade queambos, ovos e espermatozóides, contenham o alelo “a” é q x q = q2Em uma população de gametas, a probabilidade que ambos, ovos eespermatozóides, contenham alelos diferentes é: (p x q) + (q x p) = 2pq. Fêmeas são “a” e machos “A” ou Fêmeas são “A” e machos “a”19. Genética de populaçõesEstrutura genética de uma população Grupode indivíduos • Alelos de uma mesma • Genótipos espécie que podementrecruzar. Padrão das variações genéticas nas populações Mudançasna estrutura gênica através do tempo20. Estrutura genética• Freqüências genotípicas• Freqüências alélicasFreqüências 200 = branca genotípicas 500 = rosa 200/1000 = 0.2 rr500/1000 = 0.5 Rr 300 = vermelha 300/1000 = 0.3 RR Total = 1000flores21. Estrutura genética• Freqüências genotípicas• Freqüências alélicasFreqüências 200 rr = 400 r alélicas 500 Rr = 500 R 900/2000 = 0.45 r500 r 1100/2000 = 0.55 R 300 RR = 600 R Total = 2000 alelos22. Para uma população com genótipos: Calcular: Freqüênciagenotípica: 100 GG 100/400 = 0.25 GG 260 0.65 160/400 = 0.40 Gg 160Gg 140/400 = 0.35 gg Freqüência fenotípica 260/400 = 0.65 verde140/400 = 0.35 amarelo 140 gg Freqüência alélica 360/800 = 0.45 G440/800 = 0.55 g23. Variação genética no espaço e tempo Freqüência dos alelos Mdh-1em colônias de caramujos24. Variação genética no espaço e tempo Mudanças na freqüência doalelo F no locus Lap em populações de ratos da pradaria em 20gerações
  4. 4. 25. Variação genética no espaço e tempoPorquê a variação genética éimportante? Potencial para mudanças na estrutura genética • Adaptaçãoà mudanças ambientais • Conservação ambiental • Divergências entrepopulações • Biodiversidade26. Porquê a variação genética é importante? Aquecimen variação toSobrevivência global EXTINÇÃO!! não variação27. Porquê a variação genética é importante? norte sul variação nortesul não variação28. Porquê a variação genética é importante? norte divergência sulvariação norte sul NÃO DIVERGÊNCIA!! não variação29. Porquê a variação genética é importante? O que éGenéticadepopulações? Como a estrutura genética muda? Freqüênciagenotípica Freqüência alélica30. Como a estrutura genética muda? Mudanças nas freqüênciasalélicas e/ou freqüências genotípicas através do tempo • mutação •migração • seleção natural • deriva genética • Casamento preferencial31. Como a estrutura genética muda?• mutação Mudanças no DNA •Cria novos alelos• migração • Fonte final de toda variação genética•seleção natural• deriva genética• Casamento preferencial32. • Alteração na seqüência de bases do DNA, se refletindo nopolipeptídeo, na proteína formada.• Pode resultar no surgimento denovos alelos. Sua ocorrência é muito rara.• Por isso, sua importânciaem termos de alterações nas propriedades genéticas de uma populaçãosó ocorre se ela for recorrente, isto é, se o evento mutacional se repetirregularmente com uma dada frequência.33. Como a estrutura genética muda?• mutação• migração Movimentode indivíduos entre populações• seleção natural • Introduz novos alelos“Fluxo gênico”• deriva genética• Casamento preferencial34. • Chegada de novos indivíduos na população.• Alterando asfreqüências alélicas e genotípicas.35. Como a estrutura genética muda?• mutação Certos genótiposdeixam• migração mais descendentes • Diferenças na sobrevivência•seleção natural ou reprodução diferenças no “fitness”• deriva genética •Leva à adaptação• Casamento preferencial36. Seleção Natural Resistência à sabão bactericida 1ª geração: 1,00não resistente 0,00 resistente37. Seleção Natural Resistência à sabão bactericida 1ª geração: 1,00não resistente 0,00 resistente38. Seleção Natural Resistência à sabão bactericida 1ª geração: 1,00não resistente 0,00 resistente 2ª geração: 0,96 não resistente 0,04resistentemutação!
  5. 5. 39. Seleção Natural Resistência à sabão bactericida 1ª geração: 1,00não resistente 0,00 resistente 2ª geração: 0,96 não resistente 0,04resistente 3ª geração: 0,76 não resistente 0,24 resistente40. Seleção Natural Resistência à sabão bactericida 1ª geração: 1,00não resistente 0,00 resistente 2ª geração: 0,96 não resistente 0,04resistente 3ª geração: 0,76 não resistente 0,24 resistente 4ª geração:0,12 não resistente 0,88 resistente41. Seleção Natural pode causardivergência em populações nortedivergência sul42. Como a estrutura genética muda?• mutação• migração Mudançagenética simplesmente ao acaso• seleção natural • Erros deamostragem• deriva genética • Sub-representação • Populaçõespequenas• Casamento preferencial43. Deriva Genética Antes: 8 RR 0.50 R 8 rr 0.50 r Depois: 2 RR 0.25 R6 rr 0.75 r44. Como a estrutura genética muda?• mutação• migração Causamudanças nas frequências alélicas• seleção natural• deriva genética•Casamento preferencial45. Como a estrutura genética muda?• mutação• migração Casamentocombina os alelos dentro do genótipo• seleção natural Casamento nãoaleatório• deriva genética Combinações alélicas não aleatórias•Casamento preferencial46. Variação fenotípica ContínuaDescontínua

×