Os princípios da mutação, recombinação gênica, seleção natural e adaptação.ppt

Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Biologia
Ensino Médio, 3° Ano
Os princípios da mutação, recombinação gênica,
seleção natural e adaptação

Darwin e Wallace (1859) – Teoria evolucionista
(importância do meio e da seleção natural);
Gregor Mendel (1865) – Considerado o pai da
genética, formalizou a herança dos caracteres;
Hugo de Vries (1901) - Formalizou a Teoria da
Mutação (processo de geração de diversidade);
Walter Sutton (1902) – Teoria cromossômica
da hereditariedade;
Thomas Morgan (1910) – Explicação genética
para as mutações.
MUTAÇÃO, RECOMBINAÇÃO GÊNICA E SELEÇÃO NATURAL
São os mecanismos que determinam a Teoria Moderna da Evolução.
BIOLOGIA, 3º Ano do ENSINO MÉDIO
Princípios da Mutação, Recombinação Gênica, Seleção Natural e
Adaptação.
Imagem:
Charles
Darwin
by
G.
Richmond
/
autor:
George
Richmond
(1830)
/
public
domain

 Alterações do material genético (DNA) que originam novas versões de um
gene, definitivas e hereditárias;
 Acúmulo de mutações vantajosas ocorrem pela ação da seleção natural,
durante os bilhões de anos de evolução biológica;
 São fontes primárias da variabilidade dos seres vivos;
 As mutações são feitas ao acaso, não têm qualquer relação com as
necessidades do organismo;
 Ocorrem espontaneamente ou podem ser induzidas por agentes externos
como radiações ionizantes e certas substâncias;
 Células germinativas (gametas) hereditariedade evolução;
 Células somáticas câncer.
MUTAÇÃO
Adaptação.

 O albinismo é causado por uma mutação na enzima tirozinase que transforma o
aminoácido tirozina em pigmento da pele, a melanina.
 Em algum determinado momento, o gene que codifica a produção da substância
responsável pela cor no organismo sofreu uma mutação. Essa mutação pode
ocorrer em plantas e animais e, em geral, é hereditária.
Adaptação.
Imagem:
Albinistic
girl
papua
new
guinea
/
autor:
Muntuwandi
/
GNU
Free
Documentation
License

TIPOS DE MUTAÇÃO
Afetam a sequência de bases do gene que
codifica uma determinada proteína.
Afetam cromossomos
Adaptação.

Mutações Gênicas
Substituição: substituição de uma só base do DNA.
 Mutação silenciosa: é muito comum e responsável pela diversidade genética
que não é expressa fenotipicamente;
 Mutação com perda de sentido: tem como consequência a substituição de um
aminoácido por outro na proteína codificada. Ex.: anemia falciforme;
 Mutação sem sentido (nonsense): origina uma proteína mais curta ou mais
longa do que a proteína normal.
Deleção: remoção de uma ou mais bases do DNA.
Inserção: adição de uma ou mais bases ao DNA.
MUTAÇÕES GÊNICAS
Adaptação.

Representação esquemática
de mutação gênica.
INSERÇÃO DE
UMA BASES
DELEÇÃO DE
UMA BASE
Adaptação.
Cadeia-molde
para a transcrição
DNA após adição de um par de bases
Proteína mutante +
Proteína mutante -
Proteína normal
DNA após perda de um par de bases
Mutação Gênica
DNA
em
que
houve
perda
de
uma
base
DNA
ORIGINAL
DNA
em
que
houve
adição
de
uma
base
MET ALA TIR
TIR
TIR
MET
MET
ALA
ALA
ISO
ASP
SER HIS
LEU
LEU GLU
TRE TRE
TRE
TRE
PHE
Perda de
um par de bases
Adição de
um par de bases
G
C
T
A
A
T
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
A
T
C
G
A
T
T
A
A
T
C
G
T
A
T
A
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
C
G
G
C
A
T
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
A
T
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
T
A
C
G
A
T
C
G
T
A
A
T
A
T
C
G
T
A
T
A
A
T
A
T
A
T
C
G
C
G
C
G
C
G
C
G
C
G
T
A
A
T
A
T
A
T
A
T
A
T
A
T
T
A
T
A
C
G
C
G
C
G
C
G

Exemplo: mutação no gene que codifica a cadeia β da globina, alterando o códon
GAC para GTC no RNAm, o que acarreta a troca do ácido glutâmico (Glu) pela
valina (Val), caracterizando uma substituição de uma base.
Anemia falciforme
Adaptação.
C T T
DNA hemoglobina normal DNA hemoglobina mutante
mRNA mRNA
hemoglobina mutante
hemoglobina normal
Val
Glu
G U A
C A T
G A A

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS
Mutações Cromossômicas Numéricas
Euploidia: alteração completa do genoma.
 Haploidia: perda de metade do material genético;
 Poliploidia: ganho de material genético.
Aneuploidia: existem cromossomos a mais ou a menos em relação ao número
normal.
 Nulissomia – faltam os dois cromossomos de um par de homólogos (2n-2);
 Monossomia – ausência de um dos homólogos num dado par (2n-1);
 Polissomia – um ou mais cromossomos extras.
Mutações Cromossômicas Estruturais
Deleção: falta uma porção de um cromossomo;
Duplicação: existência de duas cópias de uma dada região cromossômica;
Translocação: transferência de segmentos entre cromossomos não homólogos;
Inversão: remoção de um segmento de DNA e inserção numa posição invertida num
outro local do cromossomo.
Adaptação.

Síndrome de Down
Trissomia 21 (47, XX + 21 ou 47, XY + 21), um cromossomo a mais.
É a aneuploidia mais viável no Homem.
Síndrome de Down Trissomia do 21
Adaptação.
Imagem:
Boy
with
Down
Syndrome
/
autor:
Vanellus
Foto
/
GNU
Free
Documentation
License
Imagem:
Down
Syndrome
Karyotype
/
autor:
National
Human
Genome
Research
Institute
/
public
domain

RECOMBINAÇÃO GÊNICA
 Mistura de genes provenientes de indivíduos diferentes que ocorre na
reprodução sexuada;
 Ocorre por meio de dois processos que acontecem na meiose
(crossing-over e segregação independente);
 Produz gametas com diferentes combinações de alelos (genes);
 Os genes dos pais recombinam-se e são transmitidos aos
descendentes;
 Ocorrem novos arranjos nos indivíduos nos quais a seleção natural
atua;
 Gera maior variabilidade genética.
Adaptação.

A variabilidade genética
As trocas de pedaços das cromátides homólogas provocam o surgimento de
novas sequências de genes ao longo dos cromossomos.
Adaptação.
Imagem:
Meiosis
crossover
/
Boumphreyfr
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported
Quiasma
Cromossomos
Homólogos

A variabilidade genética
Os alelos de cada gene
localizados em diferentes pares
de cromossomos homólogos se
separam independentemente e
determinam as características
distintas.
Adaptação.
Imagem: Independent assortment & segregation / autor: LadyofHats /
public domain

Alterações no
material genético
Variações nos
indivíduos de uma
mesma espécie
Gametas com
as variações
Descendentes com
características
variadas
Adaptação.

SELEÇÃO NATURAL
 Atua sobre os fenótipos (interação entre o genótipo e o meio);
 Indivíduos mais adaptados ao ambiente são privilegiados e os menos
adaptados são eliminados;
 Indivíduos mais adaptados tendem a deixar descendentes capazes de
atingir a época reprodutiva (herdam combinações gênicas favoráveis à
sobrevivência);
 Atua sobre traços herdáveis e esses são transmitidos apenas pela
linhagem germinativa;
 As mutações e recombinações genéticas causam as variações sobre
as quais age a seleção natural.
Adaptação.

 Variabilidade genética
(hereditária);
 Alto número de descendentes
na prole;
 Luta pela existência;
 Sobrevivência e reprodução
diferenciada.
Pré-requisitos para haver a seleção natural
Variabilidade
Adaptação.
Imagem: O'ahu tree snail shells / Wmpearl / public domain

Tipos de Seleção Natural
 Estabilizadora - favorecimento de um fenótipo intermediário.
Ex.: polimorfismo balanceado – vantagem dos heterozigotos - anemia
falciforme e malária na África;
 Direcional - desvio direcionado da variação.
Ex.: resistência ao DDT em insetos;
 Disruptiva - favorecimento de ambos os extremos da variação.
Ex.: borboletas de rabo de andorinha africanas.
Adaptação.

Adaptação.
Seleção
natural
Mutação
Recombinação
genética
Variabilidade
genética
Adaptação

Adaptação
 Adequação do organismo ou suas características ao meio;
 Apenas a seleção natural pode melhorar o valor adaptativo de uma
característica;
 Adaptação geralmente produz um ótimo fenótipo;
 Todos os traços (fenótipos) possuem evolução independente.
Adaptação.

 Sua pele azul serve como um aviso
aos predadores;
 As glândulas de veneno de alcaloides,
localizadas na pele, servem como um
mecanismo de defesa para os
predadores em potencial;
 Esses venenos paralisam e, às vezes,
matam o predador.
Insetos parasitas de plantas adquiriram
resistência ao inseticida Dicloro-Difenil-
Tricloroetano (DDT), sobrevivendo a
doses cada vez mais elevadas.
Rã-dardo-venenosa-azul (Dendrobates azureus)
Adaptação.
Imagem: Dendrobates azureus (Dendrobates tinctorius) / autor:
Michael Gäbler / Creative Commons Attribution 3.0 Unported
Imagem: Lasius Niger / autor: Jens Buurgaard Nielsen / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic

 Bactérias resistentes a antibióticos que, no passado, tinham sobre elas efeito
fulminante;
 Os mecanismos de mutação e seleção de bactérias naturais as tornam
resistentes aos antibióticos.
Adaptação.
Imagem:
Antibiotic
resistance
/
autor:
Wykis
/
public
domain
Nível de resistência
População final
Depois da seleção
Antes da seleção
Baixo Alto

Camuflagem
Alguns animais podem ter a capacidade de se
camuflarem ao meio em que vivem para tirar
alguma vantagem.
Mimetismo
Semelhante à camuflagem, só que ao invés de
se parecerem com o meio, os animais que
praticam o mimetismo tentam se parecer com
outros animais, com o intuito de parecer quem
não são.
Camaleão
Bicho-folha
Adaptação.
Imagem: Calumma Parsonii Ste Marie Madagascar / autor:
JialiangGao / GNU Free Documentation License
Imagem: Kallima paralekta (Collodi’s ‘Butterfly House’) /
autor: Flavio (back for a while...) / Creative
Commons Attribution 2.0 Generic

Seleção sexual
 Favorece os fenótipos que dão vantagens individuais na atração e
manutenção da(o) parceira(o), assegurando maior sucesso reprodutivo;
 Padrões de plumagens, canto, estruturas usadas para luta, ferormônios,
sinais coloridos ou luminosos etc.;
 Frequentemente resulta em dimorfismo sexual, agindo, principalmente, em
machos;
 Fêmeas, geralmente, investem mais na prole do que fazem os machos.
Pavão ((Pavo Cristatus)
Adaptação.
Imagem:
Peacocks
dating
/
autor:
Paulo
Juntas
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
2.5
Generic

“Esperar que o mundo receba
uma
nova verdade ou mesmo uma
velha
verdade, sem desafiá-la, é como
procurar
milagres que não ocorreram”
Alfred Russel Wallace
Adaptação.
Imagem: ARWallace / autor: Linnean Society / public domain

(UFRS) Em uma comparação sob o ponto de vista de favorecimento
evolutivo e adaptação, a reprodução sexuada é mais importante que a
assexuada. Qual das alternativas abaixo, com relação à reprodução
sexuada, melhor justifica esta afirmativa?
a) Sempre se processa após a meiose, que produz gametas.
b) É exclusiva de formas de vida mais evoluídas.
c) Dá origem a um maior número de descendentes.
d) Permite uma maior constância no genoma dos descendentes.
e) Promove uma maior variabilidade genética na população.
X
EXERCÍCIO 1
Adaptação.

(Coperve-PE) Leia a notícia extraída da Folha de S.Paulo, em 4 de outubro de
1998:
“A evolução das espécies pode estar ajudando os elefantes africanos a
contornar um dos grandes obstáculos à sua sobrevivência: a pressão da
caça. Caçadores costumam matar os elefantes por suas presas de marfim e,
segundo Eve Abe, autoridade da vida selvagem de Uganda, não possuir
presas passou a ser uma característica que aumenta suas chances de
sobrevivência. Levantamentos da década de 1930 constataram que elefantes
adultos sem presas constituíam cerca de 1% da população. Hoje, são cerca
de 30%. Considerando essas informações, explique como a evolução das
espécies estaria evitando a extinção dos elefantes africanos”.
EXERCÍCIO 2
Adaptação.

VÍDEOS
SELEÇÃO NATURAL
http://www.youtube.com/watch?v=bBDkCop4uzo&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=5dp1dNqZ5H0&feature=related
Adaptação.

BIZZO, N. Novas bases da Biologia: O ser humano e o futuro. 1ª ed. São Paulo:
Editora Ática, 2011. Vol. 3.
SONIA, L.; SERGIO, R. Bio. 1ª ed. São Paulo: Editora Saraiva, 2010. Vol. 2.
AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia: Biologia das populações. 3ª ed. São Paulo:
Editora Moderna, 2010. Vol. 3.
MAYR, E.; Biologia, Ciência única: Reflexões sobre a autonomia de uma disciplina
científica. São Paulo: Companhia Das Letras, 2009.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Adaptação.

Tabela de Imagens
n° do
slide
direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se consegiu a informação Data do
Acesso
2 Charles Darwin by G. Richmond / autor:
George Richmond (1830) / public domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Charles_D
arwin_by_G._Richmond.jpg
14/08/2012
4 Albinistic girl papua new guinea / autor:
Muntuwandi / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Albinistic_
girl_papua_new_guinea.jpg
14/08/2012
10a Boy with Down Syndrome / autor: Vanellus
Foto / GNU Free Documentation License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Boy_with_
Down_Syndrome.JPG
14/08/2012
10b Down Syndrome Karyotype / autor: National
Human Genome Research Institute / public
domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Down_Syn
drome_Karyotype.png
14/08/2012
12 Meiosis crossover / Boumphreyfr / Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0
Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Meiosis_cr
ossover.png
14/08/2012
13 Independent assortment & segregation /
autor: LadyofHats / public domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Independe
nt_assortment_%26_segregation.svg#
14/08/2012
16 O'ahu tree snail shells / Wmpearl / public
domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:O%27ahu_
tree_snail_shells_collected_ca._1933_at_an_elevati
on_of_1500_feet_on_Waialae_Ridge_in_Honolulu,
_Hawaii,_Waialae_Country_Club.JPG
14/08/2012

Tabela de Imagens
n° do
slide
direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se consegiu a informação Data do
Acesso
20a Dendrobates azureus (Dendrobates
tinctorius) / autor: Michael Gäbler
/ Creative Commons Attribution 3.0
Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dendrobat
es_azureus_(Dendrobates_tinctorius)_Edit.jpg
14/08/2012
20b Lasius Niger / autor: Jens Buurgaard Nielsen
/ Creative Commons Attribution-Share Alike
2.5 Generic
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lasius_Nig
er.jpg
14/08/2012
21 Antibiotic resistance / autor: Wykis / public
domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Antibiotic_
resistance.svg
14/08/2012
22a Calumma Parsonii Ste Marie Madagascar /
autor: JialiangGao / GNU Free
Documentation License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Calumma_
Parsonii_Ste_Marie_Madagascar.jpg
14/08/2012
22b Kallima paralekta (Collodi’s ‘Butterfly
House’) / autor: Flavio (back for a while...) /
Creative Commons Attribution 2.0 Generic
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kallima_pa
ralekta_(Collodi%E2%80%99s_%E2%80%98Butterfly
_House%E2%80%99).jpg
14/08/2012
23 Peacocks dating / autor: Paulo Juntas /
Creative Commons Attribution-Share Alike
2.5 Generic
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Peacocks_
dating.jpg
14/08/2012
24 ARWallace / autor: Linnean Society / public
domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ARWallace
.jpg
14/08/2012

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