Genética de populações

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  • A aula será dividida em:
  • Primeiramente precisamos definir alguns termos que utilizaremos nessa aula... População é definido como... Genética de populações ...
  • Para estudar a constituição genética de uma população é necessário especificar seus genótipos e saber em que freqüência os mesmo estariam representados em determinada população e podemos verificar isso através da freqüência genotípica e da freqüência gênica ou alélica.
  • Vamos tomar como exemplo, uma população de individuos, onde vamos analisar as freqüências gênicas e genotípicas de um loco com dois alelos, onde temos individuos homozigotos A/A, heterozigotos A/a e homozigotos a/a.
  • Como deveríamos calcular as freqüências genotípicas dessa população?
  • Agora que temos as freqüência genotípicas, vamos calcular as freqüências gênicas...
  • Agora vamos fazer uma representação algébrica do ca´lculo das freqüências gênicas e genotípicas...
  • Temos 2 processos que podem alterar a freqüência gênica de uma população e eles são divididos em processos sistêmicos, onde nós podemos prever essa alteração tanto em magnitude quanto em que direção essa freqüência será alterada, e o processo dispersivo, que geralmente ocorre em pequenas populações, onde podemos predizer apenas a magnitude dessa mudança.
  • O equilíbrio de Hardy-Weinberg (também princípio de Hardy-Weinberg , ou lei de Hardy-Weinberg ) é a base da genética de populações . Foi demonstrado independentemente por Godfrey Harold Hardy na Inglaterra e por Wilhelm Weinberg , na Alemanha, em 1908.
  • Então Hardy e Weinberg definiram que ...
  • Genética de populações

    1. 1. GENÉTICA DE POPULAÇÕESFreqüência Gênica, Genotípica e Equilíbrio de Hardy-Weinberg Genética Básica e Evolução Roulber Carvalho Gomes da Silva
    2. 2. RESUMO Constituição genética da população Freqüências gênicas e genotípicas Fatores que alteram a freqüência gênica Equilíbrio de Hardy-Weinberg Constância da freqüência gênica e genotípica Teste de Equilíbrio de Hardy-Weinberg
    3. 3. INTRODUÇÃO População: Conjunto de indivíduos que se acasalam e apresentam determinadas características em comum Genética de Populações: Estuda as freqüências gênicas e genotípicas nas populações e as forças capazes de alterá-las ao longo das gerações
    4. 4. INTRODUÇÃO Constituição Genética da População: Especificar seus genótipos e saber em que freqüência estariam representados em determinada população Freqüência genotípica – proporção ou percentagem de indivíduos que pertencem a cada genótipo Freqüência gênica ou alélica – número ou proporção dos diferentes alelos em cada loco
    5. 5. Freqüências gênicas e genotípicas
    6. 6. Freqüências genotípicas NúmeroGenótipo Freqüência Genotípica de Indivíduos AA 300 Aa 500 aa 200 Total 1.000
    7. 7. Freqüências genotípicas NúmeroGenótipo Freqüência Genotípica de Indivíduos AA 300 nAA/N Aa 500 nAa/N aa 200 naa/N Total 1.000 N/N
    8. 8. Freqüências genotípicas NúmeroGenótipo Freqüência Genotípica de Indivíduos AA 300 nAA/N = 300/1.000 Aa 500 nAa/N = 500/1.000 aa 200 naa/N = 200/1.000 Total 1.000 N/N = 1.000/1.000
    9. 9. Freqüências genotípicas NúmeroGenótipo Freqüência Genotípica de Indivíduos AA 300 nAA/N = 300/1.000 = 0,30 = 30% Aa 500 nAa/N = 500/1.000 = 0,50 = 50% aa 200 naa/N = 200/1.000 = 0,20 = 20% Total 1.000 N/N = 1.000/1.000 = 1,00 = 100%
    10. 10. Freqüências gênicas Número Número Número deGenótipo de alelos Total de Genótipos alelos a A AA nAA = 300 Aa nAa = 500 aa naa = 200 Total N = 1.000
    11. 11. Freqüências gênicasGenótip Número Número de Número de Total o de Genótipos alelos A alelos a AA nAA = 300 600 0 600 Aa nAa = 500 aa naa = 200 Total N = 1.000
    12. 12. Freqüências gênicasGenótip Número Número de Número de Total o de Genótipos alelos A alelos a AA nAA = 300 600 0 600 Aa nAa = 500 500 500 1.000 aa naa = 200 Total N = 1.000
    13. 13. Freqüências gênicasGenótip Número Número de Número de Total o de Genótipos alelos A alelos a AA nAA = 300 600 0 600 Aa nAa = 500 500 500 1.000 aa naa = 200 0 400 400 Total N = 1.000 1.100 900 2.000
    14. 14. Freqüências gênicas Número Número de Número deGenótipo Total de Genótipos alelos A alelos a AA nAA = 300 600 0 600 Aa nAa = 500 500 500 1.000 aa naa = 200 0 400 400 Total N = 1.000 1.100 900 2.000 Frequência do alelo A → f(A) = (600+500)/2.000 = 0,55 Frequência do alelo a → f(a) = (500+400)/2.000 = 0,45
    15. 15. Representação Algébrica do cálculodas freqüências gênicas e genotípicas Proporção de indivíduos NúmeroGenótipo (Freqüências de indivíduos genotípicas) AA nAA nAA/N = D Aa nAa nAa/N = H aa naa naa/N = R Total N(nAA+nAa+naa) 1 (D+H+R) p+q=1Freqüência gênica de A → p = (2 nAA + nAa)/ 2 N = D + ½ H eFreqüência gênica de a → q = (2 naa + nAa)/ 2 N = R + ½ H D+H+R=1
    16. 16. Fatores que alteram a freqüência gênica Processos Sistêmicos: Magnitude e direção; Migração, mutação e seleção. Processos Dispersivos: Pequenas populações; Apenas em magnitude; Oscilação genética.
    17. 17. Fatores que alteram a freqüência gênica Processos Sistêmicos Migração: O deslocamento (introdução ou retirada) de indivíduos em uma população; A introdução de indivíduos geneticamente diferentes em uma população, pode promover grandes alterações nas freqüências gênicas e genotípicas dessa população.
    18. 18. Fatores que alteram a freqüência gênica Processos Sistêmicos Mutação: É uma mudança na seqüência de bases nitrogenadas do DNA de um cromossomo, com conseqüente mudança na síntese de RNA, alterando as informações para a síntese proteíca que ocorre nos ribossomos; Recorrentes → ocorrem com determinada freqüência; Não Recorrentes → ocorrem apenas uma vez e não mais se repetem.
    19. 19. Fatores que alteram a freqüência gênica Processos Sistêmicos Seleção: É o processo no qual indivíduos são escolhidos entre os membros de uma população para produzirem a geração seguinte; Natural e Artificial.
    20. 20. Fatores que alteram a freqüência gênica Processos Dispersivos Oscilação Genética: É um processo dispersivo de alteração da freqüência gênica; Também conhecida como Deriva Genética; Ocorre em populações pequenas por “erro de amostragem”.
    21. 21. Equilíbrio de Hardy-Weinberg 1908 G.H. Hardy W. Weinberg
    22. 22. Equilíbrio de Hardy-Weinberg Uma população suficientemente grande; Sob acasalamentos ao acaso; Ausência de mutação, migração e seleção; As freqüências gênicas e genotípicas permanecem constantes, de geração em geração.
    23. 23. Equilíbrio de Hardy-Weinberg Considerando a geração de pais com as seguintes freqüências gênicas e genotípicas Genótipos Gametas AA Aa aa A aFreqüências D H R p q
    24. 24. Equilíbrio de Hardy-Weinberg FêmeasUnião ao acaso dos gametas A (p) a (q) A (p)Machos a (q)
    25. 25. Equilíbrio de Hardy-Weinberg FêmeasUnião ao acaso dos gametas A (p) a (q) AA (p2) A (p)Machos a (q)
    26. 26. Equilíbrio de Hardy-Weinberg FêmeasUnião ao acaso dos gametas A (p) a (q) AA (p2) A (p)Machos a (q) Aa (pq)
    27. 27. Equilíbrio de Hardy-Weinberg FêmeasUnião ao acaso dos gametas A (p) a (q) AA (p2) Aa (pq) A (p)Machos a (q) Aa (pq)
    28. 28. Equilíbrio de Hardy-Weinberg FêmeasUnião ao acaso dos gametas A (p) a (q) AA (p2) Aa (pq) A (p)Machos a (q) Aa (pq) aa (q2)
    29. 29. Equilíbrio de Hardy-Weinberg FêmeasUnião ao acaso dos gametas A (p) a (q) A (p) AA (p2) Aa (pq)Machos a (q) Aa (pq) aa (q2) p² + 2 pq + q² = 1 D + H + R =1
    30. 30. Equilíbrio de Hardy-Weinberg Aplicando –se a equação abaixo: p² + 2 pq + q² = 1Freqüência do alelo A (p):p² + ½ (2pq) = p(p+q) = p sendo p + q = 1Freqüência do alelo a (q):q² + ½ (2pq) = q(p+q) = q
    31. 31. Equilíbrio de Hardy-Weinberg Teste χ² para o desvio: Número Freqüência Freqüência Genótipo de Indivíduos Genotípica Gênica AA 300 0,30 p = 0,55 Aa 500 0,50 q = 0,45 aa 200 0,20 Total 1.000 1,00 p+q=1 Fe(AA) = p² n = 0,3025*1.000 = 302,5 Fe(Aa) = 2pq n = 0,495*1.000 = 495 Fe(aa) = q² n = 0,3025*1.000 = 202,5
    32. 32. Equilíbrio de Hardy-Weinberg Teste χ² para o desvio: Fe(AA) = 302,5 Fe(Aa) = 495 Fe(aa) = 202,5O teste Qui-quadrado de Pearson:χ² = Σ (Fo - Fe)²/Feχ² = (300-302,5)²/302,5 + (500-495)²/495 + (200-202,5)²/202,5χ² = 0,21 + 0,05 + 0,03 = 0,29
    33. 33. Equilíbrio de Hardy-Weinberg Teste χ² para o desvio:H0: A população está em Equilíbrio de Hardy-WeinbergH1: Rejeitar H0 → χ²<3,84 → não rejeita H0χ² =0,29- G.L. = n −1, onde n é o número de classes de genótipos- Ainda assim, um grau de liberdade é perdido pelos valores esperados terem sido estimados a partir dos valores observados.- O nível de significância 5% para 1 grau de liberdade é 3,84, e já que o valor χ² é menor que isso, a hípotese nula de que a população está em equilíbrio Hardy-Weinberg não é rejeitada.
    34. 34. Lei de Hardy - Weinberg Propriedades da população para um loco: As freqüências genotípicas nos descedentes, sob acasalamento ao acaso, dependem somente das freqüências gênicas na geração dos pais e não da freqüência genotípica; Independente das freqüências genotípicas da geração paterna, o equilíbrio é atingido em uma geração; Mantidas as condições especificadas para o equilíbrio, as freqüências gênicas e genotípicas permanecem constantes, geração após geração.
    35. 35. Referências BibliográficasBOURDON, R.M. Understanding animal breeding. New Jersey: Prentice Hall, 2000.ELER, J.P. Teorias e métodos em melhoramento genético animal: 1 – Bases do melhoramento genético animal. Pirassununga: Biblioteca FZEA, 2008.FALCONER, D.S. Introduction to quantitative genetics. 4ed. Essex Addison Wesley Longman Ltda., 1987.KINGHORN, B.; VAN DER WERF, J.; RYAN, M. Melhoramento animal: Uso de novas tecnologias. Piracicaba: FEALQ, 2006.
    36. 36. Estudo Induzido1) Calcule para cada uma das populações abaixo:- População 1: AA = 96; Aa = 3; aa = 1- População 2: RR = 60; Aa = 34; aa = 6a) Freqüências gênicas e genotípicas;b) Faça o teste de Equilíbrio de Hardy-Weinberg pelo Teste χ².2) Pesquise, se além do Teste χ², existem outras metodologias para o teste de Equilíbrio de Hardy-Weinberg? Se existirem, descreva-as resumidamente.

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