BIOLOGIA EVOLUTIVA E A GENÉTICA DE
POPULAÇÃO
Thiago de Ávila Medeiros
botanicatam@yahoo.com.br
Disciplina: Evolução
4º e 5...
Conteúdo programático:
Frequências gênicas e genotípicas,
heterozigosidade, populações,
modelos e introdução ao Equilíbrio...
A evolução é um processo
unificador que nos liga por
ancestralidade a todos os seres vivos
do planeta.
O processo evolutivo
A evolução em Ciências Biológicas significa
simplesmente mudança nos genes ou na
proporção desses em uma população ao long...
As subdivisões:
 Microevolução – processos envolvidos na
mudança da frequência dos genes na
população.
Associado às força...
As subdivisões:
 Macroevolução – processos associados com os
resultados das mudanças geológicas.
São as grandes mudanças ...
O processo evolutivo
É A RESULTANTE DESTE CONJUNTO DE PROCESSOS
MACRO E MICROEVOLUTIVOS.
Portanto,
A base da evolução é a diferença entre o que
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Também leva em conta o resultado da mudança
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Agora precisamos entender essas
mudanças!
Entretanto, antes disso, vamos resgatar alguns conceitos...
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 O termo divergência genética
é utilizado para definir essas
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GENÓTIPO E FENÓTIPO
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LOCO E ALELO
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LOCO E ALELO
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POPULAÇÕES
 O foco do estudo da Genética de Populações é a população natural,
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POPULAÇÕES
 Em Genética de Populações, a palavra 'população' normalmente
não se refere a uma espécie,
 Mas a um grupo de...
GENES NA POPULAÇÃO
 As populações são as unidades básicas da alteração evolutiva e, para
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GENES NA POPULAÇÃO
 Podemos imaginar uma espécie sendo composta de várias populações
mendelianas, cada uma tendo algumas ...
GENES NA POPULAÇÃO
 No estudo das populações mendelianas, muitas descobertas básicas
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FREQUÊNCIAS GENOTÍPICAS
Para descrever a constituição genética de um grupo de indivíduos:
 Temos que especificar seus gen...
FREQUÊNCIAS GENOTÍPICAS
 A constituição genética desse grupo seria completamente descrita pela
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FREQUÊNCIAS GÊNICAS
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FREQUÊNCIAS GÊNICAS
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para manchas marrons e B codifi...
FREQUÊNCIAS GÊNICAS
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N de alelos A 60 60 0 120
N de alelos B 0 60 20 ...
FREQUÊNCIAS GÊNICAS
 As frequências gênicas podem variar com o tempo e o espaço ou
podem manter-se estáveis.
 A situação...
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O processo evolutivo é a resultante de um conjunto de processos macro e microevolutivos. Apresento aqui uma introdução básica para os estudos em genética de populações.

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Evolução Aula 5 (Introdução à Genética de Populações)

  1. 1. BIOLOGIA EVOLUTIVA E A GENÉTICA DE POPULAÇÃO Thiago de Ávila Medeiros botanicatam@yahoo.com.br Disciplina: Evolução 4º e 5º período em Ciências Biológicas Faculdades São José Rio de Janeiro – 2015.2
  2. 2. Conteúdo programático: Frequências gênicas e genotípicas, heterozigosidade, populações, modelos e introdução ao Equilíbrio de Hardy-Weinberg
  3. 3. A evolução é um processo unificador que nos liga por ancestralidade a todos os seres vivos do planeta. O processo evolutivo
  4. 4. A evolução em Ciências Biológicas significa simplesmente mudança nos genes ou na proporção desses em uma população ao longo das gerações, ou seja, significa basicamente MODIFICAÇÃO. Não há juízo de valor para melhor, pois o que é bom para um organismo em um determinado tempo pode ser prejudicial em outro. O processo evolutivo
  5. 5. As subdivisões:  Microevolução – processos envolvidos na mudança da frequência dos genes na população. Associado às forças evolutivas: mutação, seleção natural, deriva gênica e fluxo gênico entre populações. O processo evolutivo
  6. 6. As subdivisões:  Macroevolução – processos associados com os resultados das mudanças geológicas. São as grandes mudanças evolutivas vistas nos eventos de extinção em massa ou eventos catastróficos e rápidos em relação ao tempo geológico. O processo evolutivo
  7. 7. O processo evolutivo É A RESULTANTE DESTE CONJUNTO DE PROCESSOS MACRO E MICROEVOLUTIVOS. Portanto,
  8. 8. A base da evolução é a diferença entre o que muda e o que permanece. Também leva em conta o resultado da mudança em relação ao meio. A dialética da evolução
  9. 9. Agora precisamos entender essas mudanças! Entretanto, antes disso, vamos resgatar alguns conceitos... A dialética da evolução
  10. 10.  A Genética de Populações estuda as diferenças genéticas que ocorrem naturalmente entre os organismos;  As diferenças genéticas comuns entre organismos da mesma espécie são chamadas polimorfismos genéticos; DIVERSIDADE GENÉTICA
  11. 11.  O termo divergência genética é utilizado para definir essas diferenças que se acumulam entre espécies distintas;  A Genética de Populações também pode ser definida como o estudo de polimorfismos e divergências. DIVERSIDADE GENÉTICA
  12. 12. GENÓTIPO E FENÓTIPO  Gene refere-se a uma entidade física transmitida dos pais para os filhos durante o processo reprodutivo, e que influencia os traços (caracteres) hereditários;  O conjunto de genes presentes em um indivíduo constitui o seu genótipo;  O fenótipo é a expressão física ou bioquímica do genótipo.
  13. 13. LOCO E ALELO  Os genes podem existir em diferentes estados ou formas alternativas chamadas alelos;  Assim, alelos diferentes codificam cadeias polipeptídicas ligeiramente diferentes;  A posição de um gene ao longo de um cromossomo é chamada loco do gene;
  14. 14. LOCO E ALELO  Na maior parte das plantas e animais (eucariotos superiores), como os humanos, por exemplo, cada célula contém duas cópias de cada tipo de cromossomo, uma cópia herdada da mãe, através do óvulo, e outra herdada do pai, através do espermatozoide;  Assim, em qualquer loco, cada indivíduo contém dois alelos – um em cada posição correspondente (homóloga) no cromossomo de origem materna e paterna;  Caso os dois alelos de um loco sejam quimicamente idênticos (expressem um mesmo fenótipo), o organismo é dito homozigoto para este loco. Caso os dois alelos de um loco sejam quimicamente distintos (expressem fenótipos distintos), o organismo é dito heterozigoto para este loco.
  15. 15. POPULAÇÕES  O foco do estudo da Genética de Populações é a população natural, definida como a população em que os indivíduos estão em cruzamento sexual e compartilhando um POOL de genes.  Entendemos como pool de genes a soma total dos genes existentes nos gametas reprodutivos de todos os indivíduos da população.  Nas populações, herdam-se as frequências dos genes, ou gênicas, em vez de genes.
  16. 16. POPULAÇÕES  Em Genética de Populações, a palavra 'população' normalmente não se refere a uma espécie,  Mas a um grupo de indivíduos da mesma espécie, vivendo em uma área geográfica restrita, de maneira que qualquer membro possa acasalar com outro membro (desde que sejam de sexos opostos).
  17. 17. GENES NA POPULAÇÃO  As populações são as unidades básicas da alteração evolutiva e, para entender e explicar as forças que produzem alterações nelas, será necessário adequar nosso conhecimento da genética mendeliana às populações.  As populações ditas mendelianas ou 'demes' têm continuidade genética tanto no tempo como no espaço; no espaço, por causa do intercruzamento de seus membros e, no tempo, por causa das interconexões reprodutivas entre as gerações.
  18. 18. GENES NA POPULAÇÃO  Podemos imaginar uma espécie sendo composta de várias populações mendelianas, cada uma tendo algumas conexões genéticas com a subsequente, formando uma série de unidades de transição inter- relacionadas.  Estas populações genéticas têm dois atributos importantes: as frequências gênicas e o conjunto gênico.
  19. 19. GENES NA POPULAÇÃO  No estudo das populações mendelianas, muitas descobertas básicas ocorreram a partir do momento em que as populações de genes passaram a ser focalizadas, no lugar de populações de indivíduos.  Os genes mantidos pelos indivíduos em uma deme são considerados, coletivamente, um conjunto de genes (em inglês: seu pool gênico).  Este conjunto de genes torna-se temporariamente disperso pelos indivíduos da população, na forma de um conjunto de determinados genótipos.  A composição genética da população pode ser descrita, para qualquer loco gênico, em termos das frequências de seus alelos ou genótipos.
  20. 20. FREQUÊNCIAS GENOTÍPICAS Para descrever a constituição genética de um grupo de indivíduos:  Temos que especificar seus genótipos;  Dizer quantos são e de quais tipos. Examinaremos apenas um loco gênico que pode existir em dois estados, ou seja, dois alelos. Chamados de A e a.  Em uma população diplóide, três genótipos seriam possíveis: Genótipos AA Aa aa
  21. 21. FREQUÊNCIAS GENOTÍPICAS  A constituição genética desse grupo seria completamente descrita pela proporção, ou percentagem, de indivíduos pertencentes a cada tipo de genótipo;  Ou seja, pelas frequências dos três genótipos entre os indivíduos (frequências genotípicas).  Se, por exemplo, encontrarmos um quarto dos indivíduos no grupo sendo AA, a frequência desse genótipo será 0,25, ¼ ou 25%.  Naturalmente, as frequências somadas de todos os genótipos devem se igualar à unidade (1) ou 100%.
  22. 22. FREQUÊNCIAS GENOTÍPICAS  Uma população, no senso genético, não é somente um grupo de indivíduos, mas um grupo de parceiros ou casais.  A Genética de Populações envolve não somente a constituição genética dos indivíduos, como, também, a transmissão dos genes de uma geração para a seguinte.  Nessa transmissão, os genótipos dos pais são 'quebrados' (já que cada genitor passa, através de seu gameta, somente um dos seus alelos para o filho) e um novo jogo de genótipos é constituído na prole.  Assim, os genes carregados por uma população têm continuidade de uma geração para outra, mas os genótipos onde os genes aparecem não têm.
  23. 23. Aa Aa I II AA Aa aa III IV V Ambos os pais produzem gametas dos tipos A e a. Figura: Esquema de um cruzamento mostrando os dois indivíduos parentais (mãe I e pai II) e a prole (filho III, filho IV e filha V), com os genótipos identificados.
  24. 24. FREQUÊNCIAS GÊNICAS  A frequência gênica ou alélica de um determinado alelo, dentre um grupo de indivíduos, é definida como a proporção (%) de todos os alelos de um loco de determinado tipo.  A soma das frequências gênicas em uma população deve ser igual a um (1), devido ao fato de cada frequência gênica ser uma proporção do total.  A frequência gênica em um determinado loco, dentre um grupo de indivíduos, pode ser determinada a partir do conhecimento das frequências genotípicas.
  25. 25. FREQUÊNCIAS GÊNICAS  Por exemplo, suponha que existam dois alelos, A e B, onde A codifica para manchas marrons e B codifica para manchas pretas, nas asas de uma espécie de borboleta, e que nós classificamos 100 borboletas, contando os números de cada genótipo, como segue: Genótip os AA AB BB TOTAL N de Borboletas 30 60 10 100 N de alelos A 60 60 0 120 N de alelos B 0 60 20 80
  26. 26. FREQUÊNCIAS GÊNICAS Genótipos AA AB BB TOTAL N de Borboletas 30 60 10 100 N de alelos A 60 60 0 120 N de alelos B 0 60 20 80 Se representarmos a frequência do alelo A por p e a frequência do alelo B por q, teremos, então, p + q = 1.
  27. 27. FREQUÊNCIAS GÊNICAS  As frequências gênicas podem variar com o tempo e o espaço ou podem manter-se estáveis.  A situação na qual as frequências permanecem constantes é chamada equilíbrio genético.  O equilíbrio genético pode ser definido como a manutenção da frequência dos alelos, em um mesmo valor, em gerações sucessivas.  Essa é uma condição na qual as frequências dos alelos não aumentam nem diminuem, ocorrendo, então, a manutenção da variedade genética de uma população.  Em seguida, estudaremos em detalhes as condições de equilíbrio genético.
  28. 28. BIOLOGIA EVOLUTIVA E A GENÉTICA DE POPULAÇÃO Thiago de Ávila Medeiros botanicatam@yahoo.com.br Disciplina: Evolução 4º e 5º período em Ciências Biológicas Faculdades São José Rio de Janeiro – 2015.2 MUITO OBRIGADO!

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