Genética de populações 
Estrutura genética de uma população
Genética de populações 
Estrutura genética de uma população 
Grupo de indivíduos de 
uma mesma espécie 
que podem entrecruzar.
Genética de populações 
Estrutura genética de uma população 
Grupo de indivíduos de 
uma mesma espécie 
que podem entrecruzar. 
• Alelos 
• Genótipos 
Padrão das variações genéticas nas populações 
Mudanças na estrutura gênica através do tempo
Estudo de caso – 1ª Lei 
Codominância em Rosas 
GGeennóóttiippooss//FFeennóóttiippooss AAlleellooss
Estudo de caso – 1ª Lei 
Codominância em Rosas
Análise Fenotípica
Frequências Fenotípicas
Frequências Genotípicas
Frequências Alélicas
Frequências Alélicas
Frequências Alélicas
Frequências Alélicas
Estudo de caso de 
dominância comum a partir 
dos genótipos
Para uma população 
com genótipos: 
Frequência Fenotípica
Para uma população 
com genótipos: 
Frequência Genotípica
Frequência Alélica Para uma população 
com genótipos:
Frequência Alélica Para uma população 
com genótipos:
Para uma população 
com genótipos: 
Frequência Alélica
Outro modo de 
calcular as 
frequências alélicas
Outro modo de 
calcular as 
frequências alélicas
- Porque alelos da hemofilia são raros em todas as populações humanas 
enquanto o alelo que causa anemia falciforme é tão comum em algumas 
populações africanas? 
- Que mudanças esperar na frequência de anemia falciforme em uma 
população que recebe migrantes africanos? 
- Que mudanças ocorrem em populações de insetos sujeitas à inseticida 
geração após geração?
Porquê a variação 
genética é importante? 
O Genética de 
populações? 
Como a estrutura 
genética muda? 
frequência genotípica 
frequência alélica
Variação genética no espaço e tempo 
frequência dos alelos Mdh-1 em colônias de caramujos
Variação genética no espaço e tempo 
Mudanças na frequência do alelo F no locus Lap em 
populações de ratos da pradaria em 20 gerações
Variação genética no espaço e tempo 
Porquê a variação genética é importante? 
Potencial para mudanças na estrutura genética 
• Adaptação à mudanças ambientais 
• Conservação ambiental 
• Divergências entre populações 
• Biodiversidade
Porquê a variação genética é importante? 
variação 
não variação 
EXTINÇÃO!! 
Aquecime 
nto 
global 
Sobrevivência
Porquê a variação genética é importante? 
variação 
não variação 
norte 
sul 
norte 
sul
Porquê a variação genética é importante? 
variação 
não variação 
norte 
sul 
norte 
sul 
divergência 
NÃO DIVERGÊNCIA!!
Como a estrutura genética muda?
Como a estrutura genética muda? 
Mudanças nas frequências alélicas e/ou 
frequências genotípicas através do tempo
Como a estrutura genética muda?
Como a estrutura genética muda?
Como a estrutura genética muda? 
Mudanças no DNA 
• mutação 
• migração 
• seleção natural 
• deriva genética 
• Casamento preferencial 
• Cria novos alelos 
• Fonte final de toda 
variação genética
Como a estrutura genética muda? 
• mutação 
• migração 
• seleção natural 
• deriva genética 
• Casamento preferencial 
Movimento de indivíduos 
entre populações 
• Introduz novos alelos 
“Fluxo gênico”
Como a estrutura genética muda? 
• mutação 
• migração 
• seleção natural 
• deriva genética 
• Casamento preferencial 
Certos genótipos deixam 
mais descendentes 
• Diferenças na sobrevivência 
ou reprodução 
diferenças no “fitness” 
• Leva à adaptação
Seleção Natural 
Resistência à sabão bactericida 
1ª geração: 1,00 não resistente 
0,00 resistente
Seleção Natural 
Resistência à sabão bactericida 
1ª geração: 1,00 não resistente 
0,00 resistente
Seleção Natural 
Resistência à sabão bactericida 
1ª geração: 1,00 não resistente 
0,00 resistente 
mutação! 
2ª geração: 0,96 não resistente 
0,04 resistente
Seleção Natural 
Resistência à sabão bactericida 
1ª geração: 1,00 não resistente 
0,00 resistente 
2ª geração: 0,96 não resistente 
0,04 resistente 
3ª geração: 0,76 não resistente 
0,24 resistente
Seleção Natural 
Resistência à sabão bactericida 
1ª geração: 1,00 não resistente 
0,00 resistente 
2ª geração: 0,96 não resistente 
0,04 resistente 
3ª geração: 0,76 não resistente 
0,24 resistente 
4ª geração: 0,12 não resistente 
0,88 resistente
Seleção Natural pode causar 
divergência em populações 
divergência 
norte 
sul
Seleção sobre os alelos 
da anemia falciforme 
aa – ß hemoglobina anormal 
Anemia falciforme 
Baixo 
fitness 
Médio 
fitness 
Alto 
fitness 
AA – ß hemoglobina normal 
Vulnerável à malária 
Aa – Ambas ß hemoglobinas 
resistente à malária 
A seleção favorece os heterozigotos (Aa) 
Ambos alelos são mantidos na população (a em baixa frequência)
Como a estrutura genética muda? 
• mutação 
• migração 
• seleção natural 
• deriva genética 
• Casamento preferencial 
Mudança genética 
simplesmente ao acaso 
• Erros de amostragem 
• Sub-representação 
• Populações pequenas
Deriva Genética 
8 RR 
8 rr 
2 RR 
6 rr 
0.50 R 
0.50 r 
0.25 R 
0.75 r 
Antes: 
Depois:
Como a estrutura genética muda? 
• mutação 
• migração 
• seleção natural 
• deriva genética 
• Casamento preferencial 
Causa mudanças nas 
frequências alélicas
Como a estrutura genética muda? 
• mutação 
• migração 
• seleção natural 
• deriva genética 
• Casamento preferencial 
Casamento combina os 
alelos dentro do genótipo 
Casamento não aleatório 
Combinações alélicas 
não aleatórias
Variação genética em populações 
naturais 
O estudo da variação consiste em dois estágios: 
1) Descrição da variação fenotípica 
2) Tradução dos fenótipos em termos genéticos 
Genótipo frequências alélicas 
População MM MN NN p (M) q (N) 
Esquimós 0,835 0,156 0,009 0,913 0,087 
Aborígines australianos 0,024 0,304 0,672 0,176 0,824 
Egípcios 0,278 0,489 0,233 0,523 0,477 
Alemães 0,297 0,507 0,196 0,550 0,450 
Chineses 0,332 0,486 0,182 0,575 0,425 
Nigerianos 0,301 0,495 0,204 0,548 0,452
Variação fenotípica 
Contínua 
Descontínua
frequências alélicas 
Tipo sanguíneo Genótipo Número de pessoas 
M LMLM 1787 
MN LMLN 3039 
N LNLN 1303 
Cálculo da frequência: incidência de cada alelo dentre todos os observados 
1) Número total de alelos na amostra: 2 x 6129 = 12258 
2) frequência do alelo LM: [(2 x 1787) + 3039] / 12258 = 0,5395 
3) frequência do alelo LN: [(2 x 1301) + 3039] / 12258 = 0,4605 
Se “p” representa a frequência do alelo LM e “q” a do alelo LN, a população 
avaliada apresenta: 
p = 0,5395 q = 0,4605 
Como LM e LN são os únicos alelos desse gene: 
p + q = 1
frequências genotípicas: teorema de 
Hardy-Weinberg 
Em uma população infinitamente grande e panmítica, e sobre a 
qual não há atuação de fatores evolutivos, as frequências gênicas e 
genotípicas permanecem constantes ao longo das gerações. 
Qual valor preditivo das frequências alélicas? 
ovócitos 
A (p) a (q) 
A (p) 
AA 
p2 
Aa 
pq 
a (q) 
Aa 
pq 
aa 
q2 
espermatozóides 
Genótipo frequência 
AA p2 
Aa 2pq 
aa q2
Hardy Weinberg Equation 
 A frequência do alelo “A”: em uma população é 
chamada “p” 
 Em uma população de gametas, a probabilidade que ambos, 
ovos e espermatozóides, contenham o alelo “A” é p x p = p2 
 A frequência do alelo “a”: em uma população é 
chamada “q” 
 Em uma população de gametas, a probabilidade que ambos, 
ovos e espermatozóides, contenham o alelo “a” é q x q = q2 
 Em uma população de gametas, a probabilidade que ambos, 
ovos e espermatozóides, contenham alelos diferentes é: 
 (p x q) + (q x p) = 2 pq. 
ou Fêmeas dão “a” e machos “A” 
Fêmeas dão “A” e machos “a”
Hardy Weinberg Equation 
p2 + 2pq + q2 = 1
Aplicações do princípio de Hardy-Weinberg 
Tipo sanguíneo Genótipo Número de pessoas 
M LMLM 1787 
MN LMLN 3039 
N LNLN 1303 
A população observada está em equilíbrio de Hardy-Weiberg? 
p = 0,5395 q = 0,4605 
Genótipo frequência 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 
Genótipo Número previsto 
LMLM 0,2911 x 6129 = 1784,2 
LMLN 0,4968 x 6129 = 3044,8 
LNLN 0,2121 x 6129 = 1300,0 
Qui-quadrado = 0,0223
Sabendo que a incidência de fenilcetonúria em uma população é de 
0,0001 é possível calcular a frequência do alelo mutante? 
Sabendo que o distúrbio é causada por alelos mutantes em homozigose 
recessiva: 
q2 = 0,0001 
q = √0,0001 = 0,01 
Assim, cerca de 1% dos alelos da população é avaliado como sendo mutante. 
Então podemos prever a frequência de pessoas na população que são 
portadoras heterozigotas: 
frequência de portadores = 2pq = 2 (0,99) (0,01) = 0,019 
Cerca de 2% da população são previstas como portadores heterozigotos
Aplicação do teorema a genes ligados ao X 
As frequências alélicas são avaliadas pelas frequências dos genótipos dos 
homens e as frequências dos genótipos das mulheres são obtidas pela 
aplicação dos princípios de Hardy-Weinberg 
Ex: daltonismo 
frequências alélicas: só contar os alelos nos homens 
Em uma população de 200 homens, 24 são daltônicos 
c = 24/200 = 0,12 logo C = 1 – 0,12 = 0,88 
Sexo Genótipo frequência Fenótipo 
Homens C p = 0,88 Visão normal 
c q = 0,12 Daltônico 
Mulheres CC p2 = 0,77 Visão normal 
Cc 2pq = 0,21 Visão normal 
cc q2 = 0,02 Daltônico
Aplicação do teorema a genes com 
alelos múltiplos 
Basta expandir a expressão multinomial 
Geralmente usamos: 
Para um gene com três alelos como o sistema ABO: 
(p + q + r)2 = p2 + q2 + r2 + 2pq + 2qr + 2pr 
Tipo sanguíneo Genótipo frequência 
A IAIA p2 
IAIO 2pr 
B IBIB q2 
IBIO 2qr 
AB IAIB 2pq 
O IOIO r2

Genética de populações

  • 1.
    Genética de populações Estrutura genética de uma população
  • 2.
    Genética de populações Estrutura genética de uma população Grupo de indivíduos de uma mesma espécie que podem entrecruzar.
  • 3.
    Genética de populações Estrutura genética de uma população Grupo de indivíduos de uma mesma espécie que podem entrecruzar. • Alelos • Genótipos Padrão das variações genéticas nas populações Mudanças na estrutura gênica através do tempo
  • 4.
    Estudo de caso– 1ª Lei Codominância em Rosas GGeennóóttiippooss//FFeennóóttiippooss AAlleellooss
  • 5.
    Estudo de caso– 1ª Lei Codominância em Rosas
  • 6.
  • 7.
  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
    Estudo de casode dominância comum a partir dos genótipos
  • 14.
    Para uma população com genótipos: Frequência Fenotípica
  • 15.
    Para uma população com genótipos: Frequência Genotípica
  • 16.
    Frequência Alélica Parauma população com genótipos:
  • 17.
    Frequência Alélica Parauma população com genótipos:
  • 18.
    Para uma população com genótipos: Frequência Alélica
  • 19.
    Outro modo de calcular as frequências alélicas
  • 20.
    Outro modo de calcular as frequências alélicas
  • 21.
    - Porque alelosda hemofilia são raros em todas as populações humanas enquanto o alelo que causa anemia falciforme é tão comum em algumas populações africanas? - Que mudanças esperar na frequência de anemia falciforme em uma população que recebe migrantes africanos? - Que mudanças ocorrem em populações de insetos sujeitas à inseticida geração após geração?
  • 22.
    Porquê a variação genética é importante? O Genética de populações? Como a estrutura genética muda? frequência genotípica frequência alélica
  • 23.
    Variação genética noespaço e tempo frequência dos alelos Mdh-1 em colônias de caramujos
  • 24.
    Variação genética noespaço e tempo Mudanças na frequência do alelo F no locus Lap em populações de ratos da pradaria em 20 gerações
  • 25.
    Variação genética noespaço e tempo Porquê a variação genética é importante? Potencial para mudanças na estrutura genética • Adaptação à mudanças ambientais • Conservação ambiental • Divergências entre populações • Biodiversidade
  • 26.
    Porquê a variaçãogenética é importante? variação não variação EXTINÇÃO!! Aquecime nto global Sobrevivência
  • 27.
    Porquê a variaçãogenética é importante? variação não variação norte sul norte sul
  • 28.
    Porquê a variaçãogenética é importante? variação não variação norte sul norte sul divergência NÃO DIVERGÊNCIA!!
  • 29.
    Como a estruturagenética muda?
  • 30.
    Como a estruturagenética muda? Mudanças nas frequências alélicas e/ou frequências genotípicas através do tempo
  • 31.
    Como a estruturagenética muda?
  • 32.
    Como a estruturagenética muda?
  • 33.
    Como a estruturagenética muda? Mudanças no DNA • mutação • migração • seleção natural • deriva genética • Casamento preferencial • Cria novos alelos • Fonte final de toda variação genética
  • 34.
    Como a estruturagenética muda? • mutação • migração • seleção natural • deriva genética • Casamento preferencial Movimento de indivíduos entre populações • Introduz novos alelos “Fluxo gênico”
  • 35.
    Como a estruturagenética muda? • mutação • migração • seleção natural • deriva genética • Casamento preferencial Certos genótipos deixam mais descendentes • Diferenças na sobrevivência ou reprodução diferenças no “fitness” • Leva à adaptação
  • 36.
    Seleção Natural Resistênciaà sabão bactericida 1ª geração: 1,00 não resistente 0,00 resistente
  • 37.
    Seleção Natural Resistênciaà sabão bactericida 1ª geração: 1,00 não resistente 0,00 resistente
  • 38.
    Seleção Natural Resistênciaà sabão bactericida 1ª geração: 1,00 não resistente 0,00 resistente mutação! 2ª geração: 0,96 não resistente 0,04 resistente
  • 39.
    Seleção Natural Resistênciaà sabão bactericida 1ª geração: 1,00 não resistente 0,00 resistente 2ª geração: 0,96 não resistente 0,04 resistente 3ª geração: 0,76 não resistente 0,24 resistente
  • 40.
    Seleção Natural Resistênciaà sabão bactericida 1ª geração: 1,00 não resistente 0,00 resistente 2ª geração: 0,96 não resistente 0,04 resistente 3ª geração: 0,76 não resistente 0,24 resistente 4ª geração: 0,12 não resistente 0,88 resistente
  • 41.
    Seleção Natural podecausar divergência em populações divergência norte sul
  • 42.
    Seleção sobre osalelos da anemia falciforme aa – ß hemoglobina anormal Anemia falciforme Baixo fitness Médio fitness Alto fitness AA – ß hemoglobina normal Vulnerável à malária Aa – Ambas ß hemoglobinas resistente à malária A seleção favorece os heterozigotos (Aa) Ambos alelos são mantidos na população (a em baixa frequência)
  • 43.
    Como a estruturagenética muda? • mutação • migração • seleção natural • deriva genética • Casamento preferencial Mudança genética simplesmente ao acaso • Erros de amostragem • Sub-representação • Populações pequenas
  • 44.
    Deriva Genética 8RR 8 rr 2 RR 6 rr 0.50 R 0.50 r 0.25 R 0.75 r Antes: Depois:
  • 45.
    Como a estruturagenética muda? • mutação • migração • seleção natural • deriva genética • Casamento preferencial Causa mudanças nas frequências alélicas
  • 46.
    Como a estruturagenética muda? • mutação • migração • seleção natural • deriva genética • Casamento preferencial Casamento combina os alelos dentro do genótipo Casamento não aleatório Combinações alélicas não aleatórias
  • 47.
    Variação genética empopulações naturais O estudo da variação consiste em dois estágios: 1) Descrição da variação fenotípica 2) Tradução dos fenótipos em termos genéticos Genótipo frequências alélicas População MM MN NN p (M) q (N) Esquimós 0,835 0,156 0,009 0,913 0,087 Aborígines australianos 0,024 0,304 0,672 0,176 0,824 Egípcios 0,278 0,489 0,233 0,523 0,477 Alemães 0,297 0,507 0,196 0,550 0,450 Chineses 0,332 0,486 0,182 0,575 0,425 Nigerianos 0,301 0,495 0,204 0,548 0,452
  • 48.
  • 49.
    frequências alélicas Tiposanguíneo Genótipo Número de pessoas M LMLM 1787 MN LMLN 3039 N LNLN 1303 Cálculo da frequência: incidência de cada alelo dentre todos os observados 1) Número total de alelos na amostra: 2 x 6129 = 12258 2) frequência do alelo LM: [(2 x 1787) + 3039] / 12258 = 0,5395 3) frequência do alelo LN: [(2 x 1301) + 3039] / 12258 = 0,4605 Se “p” representa a frequência do alelo LM e “q” a do alelo LN, a população avaliada apresenta: p = 0,5395 q = 0,4605 Como LM e LN são os únicos alelos desse gene: p + q = 1
  • 50.
    frequências genotípicas: teoremade Hardy-Weinberg Em uma população infinitamente grande e panmítica, e sobre a qual não há atuação de fatores evolutivos, as frequências gênicas e genotípicas permanecem constantes ao longo das gerações. Qual valor preditivo das frequências alélicas? ovócitos A (p) a (q) A (p) AA p2 Aa pq a (q) Aa pq aa q2 espermatozóides Genótipo frequência AA p2 Aa 2pq aa q2
  • 51.
    Hardy Weinberg Equation  A frequência do alelo “A”: em uma população é chamada “p”  Em uma população de gametas, a probabilidade que ambos, ovos e espermatozóides, contenham o alelo “A” é p x p = p2  A frequência do alelo “a”: em uma população é chamada “q”  Em uma população de gametas, a probabilidade que ambos, ovos e espermatozóides, contenham o alelo “a” é q x q = q2  Em uma população de gametas, a probabilidade que ambos, ovos e espermatozóides, contenham alelos diferentes é:  (p x q) + (q x p) = 2 pq. ou Fêmeas dão “a” e machos “A” Fêmeas dão “A” e machos “a”
  • 52.
    Hardy Weinberg Equation p2 + 2pq + q2 = 1
  • 53.
    Aplicações do princípiode Hardy-Weinberg Tipo sanguíneo Genótipo Número de pessoas M LMLM 1787 MN LMLN 3039 N LNLN 1303 A população observada está em equilíbrio de Hardy-Weiberg? p = 0,5395 q = 0,4605 Genótipo frequência 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 Genótipo Número previsto LMLM 0,2911 x 6129 = 1784,2 LMLN 0,4968 x 6129 = 3044,8 LNLN 0,2121 x 6129 = 1300,0 Qui-quadrado = 0,0223
  • 54.
    Sabendo que aincidência de fenilcetonúria em uma população é de 0,0001 é possível calcular a frequência do alelo mutante? Sabendo que o distúrbio é causada por alelos mutantes em homozigose recessiva: q2 = 0,0001 q = √0,0001 = 0,01 Assim, cerca de 1% dos alelos da população é avaliado como sendo mutante. Então podemos prever a frequência de pessoas na população que são portadoras heterozigotas: frequência de portadores = 2pq = 2 (0,99) (0,01) = 0,019 Cerca de 2% da população são previstas como portadores heterozigotos
  • 55.
    Aplicação do teoremaa genes ligados ao X As frequências alélicas são avaliadas pelas frequências dos genótipos dos homens e as frequências dos genótipos das mulheres são obtidas pela aplicação dos princípios de Hardy-Weinberg Ex: daltonismo frequências alélicas: só contar os alelos nos homens Em uma população de 200 homens, 24 são daltônicos c = 24/200 = 0,12 logo C = 1 – 0,12 = 0,88 Sexo Genótipo frequência Fenótipo Homens C p = 0,88 Visão normal c q = 0,12 Daltônico Mulheres CC p2 = 0,77 Visão normal Cc 2pq = 0,21 Visão normal cc q2 = 0,02 Daltônico
  • 56.
    Aplicação do teoremaa genes com alelos múltiplos Basta expandir a expressão multinomial Geralmente usamos: Para um gene com três alelos como o sistema ABO: (p + q + r)2 = p2 + q2 + r2 + 2pq + 2qr + 2pr Tipo sanguíneo Genótipo frequência A IAIA p2 IAIO 2pr B IBIB q2 IBIO 2qr AB IAIB 2pq O IOIO r2