O documento discute a recombinação genética durante a meiose. A recombinação ocorre quando segmentos de DNA são trocados entre cromossomos homólogos, resultando em novas combinações de alelos e aumentando a diversidade genética. O processo envolve a quebra e religação do DNA, formando junções de Holliday que podem ser resolvidas de forma a gerar cromossomos recombinantes ou não. A taxa de recombinação entre loci é usada para mapear a posição relativa dos genes nos cromossomos.

1. Recombinação genética

2. Introdução
• Exatidão de replicação do DNA e do reparo dos danos para
manutenção da informação genética garante sua
transmissão dos progenitores a sua prole
• Recombinação importante para a geração de diversidade
genética, crucial para a evolução.
• Diferenças genéticas entre os indivíduos provêem o material
inicial essencial para seleção natural, a qual permite que as
espécies evoluam e adaptem-se a mudanças nas condições
ambientais.

3. Recombinação geral ou recombinação
entre homólogos
• Permite que genes sejam rearranjados em diferentes
combinações.
• Resulta na troca de genes entre cromossomos
homólogos pareados durante a meiose.
• Envolvida em rearranjos de seqüências especificas de
DNA que alteram a expressão genica durante o
desenvolvimento e diferenciaçao celular.

4. Recombinação geral
• A quebra e a religação de
duas duplas hélices de DNA
homologas geram duas
moléculas de DNA que
sofreram entrecruzamento
(crossed).
• Na meiose, este processo
permite que cada
cromossomo contenha uma
mistura de genes maternos
e paternos.
A quebra bifilamentar inicia o processo de crossing-over

5. DiacineseZigóteno Diplóteno
Prófase I
PaquítenoLeptóteno
Meiose I
Fase: Profase I (sub-fases)
Leptóteno – inicia-se a individualização dos cromossomos estabelecendo a
condensação (espiralização);
Zigóteno – aproximação dos cromossomos homólogos;
Paquíteno – máximo grau de condensação dos cromossomos, os braços curtos e
longos ficam mais evidentes e definidos, dois desses braços, em respectivos
homólogos, se ligam formando estruturas denominadas bivalentes ou tétrades.
Momento em que ocorre o crosing-over, isto é, troca de segmentos (permutação de
genes) entre cromossomos homólogos;
Diplóteno – começo da separação dos homólogos, configurado de regiões quiasmas
(ponto de intercessão existente entre os braços entrecruzados, portadores de
características similares);
Diacinese – com separação definitiva dos homólogos, já com segmentos trocados.

6. Recombinação na meiose
(1) Duas cromatides não irmãs (oriundas de diferentes
cromossomos), se entrecruzam (crossing-over), isto é,
suas duplas hélices são clivadas, e as duas
extremidades são unidas as fitas opostas
correspondentes, formando duas hélices intactas, cada
uma composta por partes das duas moléculas DNA
iniciais.

7. Recombinação na meiose
(2) O sitio da permuta (isto é, local em que a dupla hélice
vermelha é ligada a dupla hélice cinza) pode ocorrer em
qualquer lugar das seqüência nucleotídeos homólogas
das duas moléculas participantes
(3) No local da permuta, a fita de DNA de uma molécula de
DNA é pareada a fita da segunda molécula DNA, criando
uma junção de heteroduplex (quiasmas) que une as duas
hélices.
Esta região de heteroduplex pode conter vários
nucleotídeos.

8. Recombinação na meiose

9. Recombinação de meiose
(4) Algum tipo de maquinaria celular toma estes grandes
arranjos moleculares, os quebra na mesma posição relativa e
os reúne em um novo arranjo.
(5)Nenhuma seqüência de nucleotídeos é alterada no local da
troca, ou seja, nenhum material genético é perdido ou ganho.

10. Mecanismo molecular:
 Quebra bifilamentar: pontas quebradas de DNA são
recombinogênicas, promovem recombinação.
 Formação de heterodúplice de DNA: uma molécula de
DNA é composta de um único filamento de DNA a partir
de uma cromátide derivada de um genitor, e um único
filamento de uma cromátide derivada do outro genitor.

12. Como essa junção heteroduplex é formada e como as
duas regiões homólogas reconhecem uma a outra no
local do crossing-over?
• Reconhecimento ocorre durante um processo chamado
sinapse de DNA
• Ocorre a formação de pares de bases entre as fitas
complementares das duas moléculas de DNA

13. Sinapse de DNA
• Essencial para recombinação geral na meiose,
• É necessária apenas uma quebra em uma das duas fitas
de uma hélice de DNA, para produzir uma fita exposta
para a sinapse,
• Ocorre a quebra de uma ligação fosfodiester permite que
uma das extremidades separe-se de sua fita
complementar, liberando-a para formar uma pequena
heteroduplex com uma segunda hélice de DNA intacta –
assim iniciando a sinapse.

14. Recombinação E.coli
• A proteína RecA de E. coli
tem função central na
recombinação entre
cromossomos e catalisa a
reação de sinapse de DNA de
várias etapas entre uma dupla
hélice e uma região de fita
simples de DNA homologa.
Estudos em bactérias, levou ao desenvolvimento do
modelo molecular de recombinação - Modelo de Holliday
(1964).

15. Modelo de Holliday
• A recombinação é iniciada
pela introdução de cortes
em posições idênticas nas
duas moléculas de DNA
parental.
• As fitas de DNA clivadas
sofrem desenrolamento
parcial, e cada uma dessas
junta a outra molécula por
pareamento de bases
complementares com fitas
entrecruzadas.

16. Modelo de Holliday
• Após a formação de junção de Holliday, a junção das
fitas entrecruzadas gera moléculas recombinantes.
• Pode gerar dois diferentes isômeros:
– Heterodúplice recombinantes
– Heterodúplice não recombinantes
• Entretanto, esse modelo não explica como a
recombinação é iniciada por cortes simultâneos em
ambas as moléculas parentais, na mesma posição.

18. Estrutura molecular de um junção de
Holliday

19. Troca de cadeias
Quebra bifilamentar em
uma cromátide leva a duas
junções unifilamentares de
Holliday circundando uma
região heterodúplice.

20. Recombinação por quebra de dupla fita
• Ambas as fitas de DNA
sofrem ressecção por
nucleases que digerem o
DNA no sentido 5’ para 3’,
produzindo extremidades de
fita simples.
• Estas fitas invadem outra
molécula parental por
pareamento homologo de
bases.

22. Mapa genético ou cromossômico é a representação da posição dos genes no
cromossomo.
Está diretamente relacionada a taxa de crossing.
Unidades de Recombinação (U.R.) ou Morganídeos (M) são as unidades
usadas para determinar a posição dos genes no cromossomo e correspondem
a taxa de crossing.
Mapeamento por recombinação
de cromossomos eucariotos

23. • Uso da análise de crossing-over para mapear as
posições dos genes nos cromossomos;
• A posição de um gene no mapa é importante para
análise de sua função;
• A maioria dos genes identificados pelo sequenciamento
são de função desconhecida;
• O gene identificado pela análise fenotípica deve estar
associado ao gene identificado pelo sequenciamento 
importância dos mapas cromossômicos.

24. • Depois que Sutton sugeriu a teoria cromossômica da
hereditariedade em 1903, várias evidências foram
acumuladas de que os genes estavam nos
cromossomos
• Como existem muito mais genes do que cromossomos
espera-se que vários genes possam estar no mesmo
cromossomo
• Como os cromossomos tem forma linear é esperado
que os genes também estejam alinhados ao longo dos
cromossomos como "contas de um colar“ (Surtevant
em 1913).

25. A SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE
SEMPRE É VÁLIDA ?
Os experimentos de Mendel
mostraram que os pares de alelos para
genes que influenciam características
diferentes de ervilhas se distribuem
independentemente  proporções
precisas na prole.
Cromossomos
NÃO
Homólogos
A
B
a
b

26. • O que ocorre quando pares de
alelos de genes diferentes
estão no mesmo
cromossomo?
Cromossomos
Homólogos
aA
B b

27. • Podemos determinar que um gene está no mesmo
cromossomo pela quebra da 2a Lei de Mendel (a da
segregação independente) Ex. Drosófilas
• A explicação seria que os locus bn e det estão tão
próximos uns dos outros e no mesmo cromossomo.
Como conseqüência estão associados e movem-se
juntos durante a meiose.
• Tais pares de alelos de genes diferentes apresentam
algumas regularidades em seus padrões de herança.

28. AB 25% Ab 25% Ba 25% ba 25%
A
B
a
b
GAMETAS (AaBb)
a
B
A
b
Anáfase

29. • Diíbrido: indivíduo heterozigoto
para dois genes de interesse.
A
B
a
b
Com a quebra e união das cromátides parentais durante a
meiose A seria herdado com b e a bom B  crossing-over
Quanto maior a região entre dois genes, maior a
probabilidade de que o crossing ocorra nessa região.
Frequência de novas combinações  dois genes estão
distantes ou próximos  mapear a posição dos genes nos
cromossomos.
Qual seria o resultado deste cruzamento?

30. Padrões de herança de genes ligados
• Bateson e Punnett estudando a herança de dois genes
nas ervilhas-de-cheiro.
• Em uma autofecundação padrão de uma F1 diíbrida, a
F2 não apresentou a proporção 9:3:3:1 prevista pelo
princípio da segregação independente.
• Algumas combinações de alelos eram mais frequentes
do que o esperado  fisicamente ligados.
Desvios da distribuição independente

31. Bateson e Punnet ~1906

32. • Thomas Morgan estudou dois genes autossomos em
Drosophila.
Desvios da distribuição independente
pr/pr . Vg/vg x pr+/pr+ . Vg+/vg+
pr+/pr . vg+/vg
(diíbrido)
Cruzamento Teste
pr+/pr . vg+/vg x pr/pr . Vg/vg
(fêmea diíbrida de F1) (Macho testador)
P
F1
Cor dos olhos
pr  púrpura
pr+  vermelho
Tamanho da asa
vg  vestigial
vg+  normal
Alelo tipo selvagem dominante

33. Morgan ~1911

34. Os resultados do cruzamento teste de Morgan:
pr+ . vg+
pr . vg
pr+ . vg
pr . vg+
1.339
1.195
151
154
2.839
Desvio da previsão mendeliana da proporção 1:1:1:1 
indica associação de alguns alelos.
Morgan sugeriu que os dois genes em sua análise
estavam situados no mesmo par de cromossomos
homólogos.
Alelos associados

35. • Morgan chamou a combinação não-parental de genes
ligados de recombinantes.
• Ele esperava 50% de fenótipos recombinantes se a
segregação ocorresse independentemente.
• Morgan observou 900/2.441 (36,9%) de fenótipos
recombinantes. Então, concluiu que os dois genes
devem estar ligados.
Desvios da distribuição independente

36. Simbolismo e terminologia da ligação
Os locus carregados em um mesmo cromossomo são
ditos "ligados“.
A
B
a
b
Cromossomos
Homólogos
Locus 1
Locus 2

37. • Grupos de ligação nº haplóide de autossomos + os
cromossomos sexuais
Ex.1 Drosófila tem 5 grupos de ligação (2N = 8; 3
autossomos + X + Y)
Ex.2 Humano tem 24 grupos de ligação (2N = 46; 22
autossomos + X + Y).
Obs. Quando não há cromossomos sexuais,
considera-se "grupo de ligação" o número haplóide.
Ex. Tomateiro (2N = 24 ou seja possui 12 grupos de
ligação)

38. • CIS: os dois alelos dominantes ou tipo selvagem estão
presentes no mesmo homólogo.
• TRANS: estão em homólogos diferentes.
Quanto ao arranjo dos alelos em diíbridos
Não possuem pontuação entre
si;
Separados por uma barra;
Escritos na mesma ordem em
cada homólogo;
 Genes em cromossomos
diferentes são separados por
ponto-e-vírgula: A/a ; C/c
Genes de ligação conhecida são
separados por ponto: A/a . D/d

39. configuração Cis: ambos os selvagens ou os
recessivos se encontram em um mesmo cromossomo.
Trans quando se tem um selvagem e um recessivo no
mesmo cromossomo.

40. Quanto ao modo de representação dos
alelos nos cromossomos
bb pr pr cc Usado quando não é sabido o sistema
de ligação
b/b pr/pr c/c
ou
b pr c
b pr c
Quando os 3 locus estão em
cromossomos diferentes
b pr c / b pr c
ou
b pr c
b pr c
ou
(b pr c) / (b pr c)
Quando estão no mesmo cromossomo

41. Surgem novas combinações de alelos através do
crossing-over;
Recombinantes são o produto da meiose possuidores
de combinações alélicas diferentes das células haplóides
que formaram o diplóide meiótico

42. CRUZAMENTO DE "DOIS PONTOS“
É a análise de 2 locus. É útil para evidenciar associação ou não de locus de um mesmo
cromossomo
Humanos de 105
a 107
pares de base
Schizosacharomyces pombe 6.000
• A freq. de recombinantes pode ser usada como indicadora da distância entre os
genes. Um % de recombinantes = 1 centimorgan.
• No exemplo, os locus bn e det estão distanciados de 0,5 centimorgans (figura)
• A relação centimorgan / pares de base é variável entre espécies, sexo, regiões do
cromossomo.

43. CRUZAMENTO DE “TRÊS PONTOS“
É a análise de 3 locus, cada um segregando 2 alelos. É útil para verificar a posição
relativa de cada um dos locus
• A análise de 3 locus, cada um segregando 2 alelos controlando a cor do
corpo (preto b); cor do olho (púrpura pr) e a morfologia da asa (curvada c)
(figura)
• Os dados são posicionados em "classes recíprocas" colocando-se as
parentais como primeiras e as duplo recombinantes como as últimas

44. POSSÍVEIS RESULTADOS DE UM CRUZAMENTO TESTE DA
PROGÊNIE DE UM TRIHÍBRIDO b pr c
? Preto, púrpura, curvada x ? Selvagem
P1 bb prpr cc b+
b+
pr+
pr +
c+
c+
Selvagem x Preto, púrpura, curvada
Cruzamento teste do trihíbrido b+
b pr+
pr c+
c bb prpr cc
Possibilidades
Sem ligação Com ligação completa
1/8 b/b pr/pr c/c (Parental) 1/2 b pr c / b pr c
1/8 b/b pr/pr c+
/c 1/2 b+
pr+
c+
/ b pr c
1/8 b/b pr+
/pr c/c
1/8 b/b pr+
/pr c+
/c (Recombinantes)
1/8 b+
/b pr/pr c/c
1/8 b+
/b pr/pr c+
/c
1/8 b+
/b pr+
/pr c/c
1/8 b+
/b pr+
/pr c+
/c (Parental)

45. RESULTADOS DE UM CROSSING OVER
ENTRE OS LOCUS PRETOS E PÚRPURA
EM CROMOSSOMOS DROSÓFILA
RESULTADOS DE UM CROSSING OVER DUPLO
NAS REGIÕES b - pr - c
EM CROMOSSOMOS DE DROSÓFILA

46. RESULTADOS DO CRUZAMENTO TESTE ENTRE UMA FÊMEA DE
DROSÓFILA PARA CORPO PRETO, OLHOS PÚRPURA E ASAS
CURVADAS E UM MACHO SELVAGEM (b+
b pr+
pr c+
c x bb prpr cc )

47. Distâncias de mapa
25,4
(a distância mais longa é + correta)
5,9 19,5
b pr c
23,7
(% de recombinantes de b e c)

48. Mapa cromossômico de Drosófila

49. Cálculos
• Número observado de Duplo Recombinantes (NODR)
• = 60+72= 132; a freq. é 132/15.000 = 0,88%
• Freqüência esperada de Duplo Recombinantes (dois eventos independentes ocorrendo simultaneamente
regra de multiplicação)
• (prob. de b pr) x (prob. de pr c) = 0,059 x 0,195 = 0,0115 = 1,15%. Esta percentagem de 15.000 da 172 que
é o Número esperado de Duplo recombinantes (NEDR)
• Coeficiente de Coincidência (CC) = NODR /NEDR = 132/172 = 0,77 = 77%. Isto significa que somente 77%
dos Crossing Over esperados realmente ocorreram
• Coeficiente de Interferência (CI)= 1 - CC = 1- 0,77 = 0,23 = 23%. Isto significa que 23% dos Crossing Over
esperados não ocorreram
• A interferência é positiva quando a ocorrência do primeiro Crossing Over reduz a chance de ocorrência do
segundo

50. Evidência de que o crossing-over é um processo
de quebra e reunião
Demonstração citológica
do Crossing Over em
milho.
Experimento de H.
Creighton e B.
McClintock.

51. Mapeamento gênico em eucariotos
• Genes sobre cromossomos não homólogos segregam
independentemente.
• Genes sobre o mesmo cromossomo (sintênicos) estão fisicamente
ligados (grupo de ligação) e podem ser herdados juntos.
Objetivo:
• Analisar a freqüência de recombinação alélica em cruzamentos;
• Novas combinações de alelos parentais são produzidos por
recombinação (“crossing-over” durante a meiose I);
• Cruzamentos-teste são usados para determinar quais genes estão
ligados e criar um mapa de ligação (mapa genético de cada
cromossomo).

52. Ligação e padrão de segregação
• Como a ligação afeta o padrão de segregação
mendeliano?
• Descoberta da ligação em Drosophila:
– Morgan demonstrou que o gene para olhos brancos (w) e
o gene para asas miniatura (m) ocorrem sobre o
cromossomo X;
– Cruzando uma fêmea de olhos brancos/asas miniatura com
macho selvagem:
wm/wm X w+m+/Y  F1 w+m+/wm e wm/Y
– Ou seja, F1  fêmeas tipo selvagens (w+m+/wm) e machos
com olhos brancos e asas miniatura (wm/Y).

53. Autossomos ligados
P
pr+pr+ vg+vg+ prpr vgvg
Gametas pr+ vg+ pr vg
F1
pr+pr vg+vg
X

54. Autossomos ligados
XP
pr+pr vg+vg pr+pr vgvg prpr vg+vg prpr vgvg
F1
1339
Parental
151
Recombinante
154
Recombinante
1195
Parental

55. Recombinação
Intercromossômica Intracromossômica

56. Entendendo a recombinação
Cis Trans

57. Entendendo a recombinação

58. Crossing over

59. Mapeamento cromossômico
• A porcentagem de recombinantes genéticos produzidos num
cruzamento teste reflete a relação de ligação entre os genes.
• Os experimentos de recombinação podem ser usados para
gerar mapas genéticos.
– Teste de dois pontos
– Teste de três pontos

60. Teste de dois pontos
415
92
88
405

61. 820Parentais
Recombinantes 180
Total 1.000
Freqüência de
recombinação =
_____180
1.000
vg b18 u.m.

62. Teste dos três pontos

63. sc ec cv9,1 10,5

65. Interferência: