Genetica quantitativa

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Genetica quantitativa

  1. 1. Genética Quantitativa Prof. Manoel Victor
  2. 2. Modos de ação dos genes ação qualitativa expressão de genes AA Aa aa seguindo padrões e modelos como os descritos por Mendel (genes qualitativos) Fenótipos Genótipos Prof. Manoel Victor
  3. 3. Modos de ação dos genes II ação quantitativa genes cuja expressão é altamente influenciada por efeitos do ambiente tais como: a composição nutricional de rações na taxa de crescimento de animais domésticos a incidência de chuvas numa região, a quantidade de fertilizantes aplicados no solo e a densidade de plantio sobre a produção agrícola Prof. Manoel Victor
  4. 4. Modos de representação: ação gênica do tipo qualitativa representação por heredogramas ação gênica do tipo quantitativa representação por parâmetros estatísticos Prof. Manoel Victor
  5. 5. Parâmetros estatísticos: Média 0 Prof. Manoel Victor
  6. 6. Parâmetros estatísticos: II Prof. Manoel Victor
  7. 7. Parâmetros estatísticos: II média desvio padrão variância co-variância etc Prof. Manoel Victor
  8. 8. Caracteres Quase-quantitativos Johannsen – biólogo holandês que estudou o peso de grãos de feijão introduziu o conceito de endocruzamento como meio de obtenção de linhas geneticamente puras Nilsson-Ehle – sueco que estudou a coloração de grãos de trigo variação desde o branco até o vermelho Prof. Manoel Victor
  9. 9. Linhas puras de Johannsen Estudou o peso de sementes de feijão (Phaseolus vulgaris) Variação no peso dos grãos: leves pesados (15 cg) (90 cg) Prof. Manoel Victor
  10. 10. Linhas puras de Johannsen II Decorrência: semente leve semente pesada sementes leves ou pesadas Conclusão aparente: não havia controle genético para esta característica Prof. Manoel Victor
  11. 11. Linhas puras de Johannsen III Introdução ao uso de endocruzamentos cruzamento de plantas por autofecundação* obtenção de 19 “linhas puras” semente leve ou semente pesada semente leve semente pesada (pouca variação) (pouca variação) Prof. Manoel Victor * - possível devido a baixa carga genética das plantas
  12. 12. Linhas puras de Johannsen IV Conclusões: o endocruzamento leva à homozigose ou uniformidade genética variação genética é resultado da inter- relação dos componentes genético e ambiental F= G + meio ambiente componente genético pode ser devido a um conjunto de genes com efeito aditivo Prof. Manoel Victor
  13. 13. Yule (1906) propôs o efeito de somatória sobre o fenótipo final As idéias destes autores levaram à concepção do têrmo: poligenes a1 a2 a3 a4 etc      a1 + a2 + a3 + a4 + an = fenótipo final Prof. Manoel Victor
  14. 14. Cruzamento de Nilsson-Ehle variação na coloração de sementes de trigo P B1B1 B2B2 X b1b1 b2b2 vermelho escuro branco F1 B1b1 B2b2 autofecundação F2 ... Prof. Manoel Victor
  15. 15. Cruzamento de Nilsson-Ehle II F2: 1/16 B1B1 B2B2 – vermelho escuro 4/16 B1b1 B2B2 vermelho B1B1 B2b2 6/16 B1B1 b2b2 b1b1 B2B2 vermelho médio B1b1 B2b2 Prof. Manoel Victor
  16. 16. Cruzamento de Nilsson-Ehle III 4/16 B1b1 b2b2 vermelho claro b1b1 B2b2 1/16 b1b1 b2b2 – branco comprovação do efeito da soma dos efeitos dos genes: aditividade gênica Prof. Manoel Victor
  17. 17. Herdabilidade um coeficiente que estima o grau com que as características genéticas são herdadas como constatar a existência de um componente genético ? Prof. Manoel Victor
  18. 18. Herdabilidade h2 ou H2 II VG sentido amplo h2 = Vf sentido restrito sentido amplo ⇒ h2= Va +Vd + Vi sentido restrito ⇒ h2= Va/Vf Va – componente devido a genes aditivos valores de h2 variam de 0 a 1 Prof. Manoel Victor
  19. 19. Herdabilidade h2 ou H2 III Programas de melhoramento genético animal ou vegetal h2 > 0,4 Prof. Manoel Victor
  20. 20. Componentes da variância fenotípica Vf=VG + VA + VGA componente componente componente da interação genético ambiental genótipo/ambiente sentido amplo: Vf= Va + Vd + Vi + VA + VGA Va= genes com efeito aditivo Vd= genes com efeito dominante Vi= variância devido a interações gênicas Prof. Manoel Victor
  21. 21. Melhoramento Genético: melhorista busca sempre: ↑ valor fenotípico ↑ valor adaptativo (W) Prof. Manoel Victor
  22. 22. Exemplos de valores de h2 Humanos h2 estatura 0,81 tamanho do tórax 0,76 Peso corporal 0,78 índice cefálico 0,75 QI (Binet) 0,68 QI (Otis) 0,80 Aptidão verbal 0,68 Aptidão para ciência 0,34 Prof. Manoel Victor
  23. 23. Exemplos de valores de h2 II Animais h2 gado peso ao nascer 0,49 produção de leite 0,43 taxa de concepção 0,03 carneiros tamanho da lã (22 meses) 0,47 tamanho da fibra de lã 0,38 gemeparidade 0,04 Prof. Manoel Victor
  24. 24. Exemplos de valores de h2 III Animais h2 Galinhas peso corporal 0,31 peso dos ovos 0,60 % de choca 0,16 Camundongos comprimento do rabo 0,60 peso corporal 0,35 tamanho da cria 0,15 Prof. Manoel Victor
  25. 25. Aplicação prática Heterose, vigor do híbrido ou sobredominância maior expressão de determinadas características genéticas em híbridos overdominance overdominance Prof. Manoel Victor
  26. 26. Heteroze ou vigor do híbrido Prof. Manoel Victor
  27. 27. Anemia falciforme ou siclemia mutação na 6ª posição da cadeia β VAL - HIS - LEU - THR - GLU - GLU - LYS .... normal VAL - HIS - LEU - THR - GLU - VAL - LYS .... mutante conseqüências: mudanças de forma das hemácias < capacidade de transportar o O2 e C02 Prof. Manoel Victor
  28. 28. Detecção de genótipos genótipo Hbs Hbs → letal Prof. Manoel Victor
  29. 29. Considerações especiais: África freqüência do alelo Hbs é 10% + alta MALÁRIA indivíduos heterozitos HbA HbS vantagem do heterozigoto ou sobredominância Prof. Manoel Victor
  30. 30. Uso de marcadores moleculares na análise genética O que são os marcadores moleculares? são marcas genéticas que permitem a detecção de polimorfismos em diferentes indivíduos de uma população. O que é polimorfismo genético? são situações especiais em que torna-se possível observar diferentes formas alélicas de um mesmo lócus gênico. Prof. Manoel Victor
  31. 31. Tipos de marcadores moleculares marcadores de ácidos nucléicos RFLP RAPD AFLP etc marcadores protéicos caracterização de formas de izoenzimas Prof. Manoel Victor
  32. 32. Vantagens do uso de marcadores moleculares Moleculares Morfológicos correlações genéticas são neutros em relação a entre fenótipos efeitos fenotípicos são co-dominantes são dominantes ou sofrem efeitos das interações entre genes Prof. Manoel Victor
  33. 33. Marcadores isoenzimáticos definição de isoenzimas define um grupo de múltiplas formas moleculares de uma mesma enzima como resultado da existência de mais de um gene codificando cada uma das formas. Prof. Manoel Victor
  34. 34. Detecção de diferentes isoenzimas na grande maioria das vezes é realizada através de seções de eletroforeses suportes: amido poliacrilamida através de análises histoquímicas onde se observa “in situ” a expressão destes tipos de genes marcadores Prof. Manoel Victor
  35. 35. Base genética dos marcadores moleculares diferentes formas isoméricas atuam diferentemente nas mesmas reações bioquímicas há diferenças nas seqüências de aminoácidos entre as isoformas há diferenças quanto às seqüências de nucleotídeos nestes genes o controle genético da expressão de isoenzimas se dá através da ação em um mesmo loco ou diferentes locos
  36. 36. Base genética dos marcadores moleculares a expressão em geral é co-dominante portanto é possível ao se observar bandas nos géis, imediatamente associar à elas a existência de um gene por isso a denominação MARCADORES MOLECULARES
  37. 37. Exemplos de marcadores de isoenzimas diferentes posições de bandas de isoenzimas polimorfismos posição das bandas intensidade etc Prof. Manoel Victor
  38. 38. Exemplos de marcadores de isoenzimas diferentes posições de bandas da isoenzima α-esterase duas populações de arroz (A e B) observar os polimorfismos de posição e intensidade de bandas Prof. Manoel Victor

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