GENÉTICA DE POPULAÇÕES


Introdução
      Entende-se por população o conjunto de todos os indivíduos de uma raça, de uma espécie ou de outro grupo que habitam numa dada área.
      Quando falamos de genética de populações, referimo-nos ao estudo da composição genética de uma determinada população.
      Até então estudamos os acasalamentos controlados de indivíduos com genótipos conhecidos para ilustrar os princípios fundamentais da hereditariedade.
      Aprendemos a prever as relações genotípicas que ocorrerão nas gerações F1 e F2.
      Nas populações de animais, onde os genótipos dos reprodutores para dado caráter são raramente conhecidos, é mais difícil prever com exatidão as relações genotípicas da descendência.
       A investigação genética das populações provou que várias leis mendelianas de hereditariedade também se aplicam às populações.
      Estudaremos alguns princípios e a sua aplicação.

Frequência gênica
      Chama-se frequência gênica `a abundância ou raridade relativa de um gene numa população, comparada com os outros alelos.
            Exemplificando:
      P à  touro sem cornos   X          vacas com cornos
                genes PP                           genes pp
     F1 à                     vitelos sem cornos
                                                           Pp      
                                          (genes na descendência)
Para esclarecer melhor exemplificamos:
      Suponhamos que possuímos um rebanho de vacas Hereford com cornos.
      Durante muitos anos estas vacas foram acasaladas com touros Hereford com cornos, e em todo este tempo não apareceu nenhum filho sem cornos.
      Nesta condição a frequência do gene para cornos (p) foi de 1 e a do gene para ausência de cornos foi de 0.
      A frequência de um gene varia de 0 a 1 (0 % a 100 %). Quando a frequência do gene é igual a 1 (neste exemplo) a população é homozigótica para este gene.
Seguindo com o exemplo:
      Pergunta: Qual a frequência dos genes P e p na F1???
      Resposta à  A frequência dos genes P e p na F1 é de 0,5 (uma vez que frequência total, soma de ambos os genes é igual a 1)
      Pergunta: Qual a frequência dos genes P e p na F2 ?
      Resposta à O cálculo mostra que na F2 existem 4 genes P e 4 genes p, logo, a frequência de cada gene é 0,5.
Seguindo com o exemplo:
      Agora acasalamos um touro homozigótico para ausência de cornos (PP) com as vacas homozigóticas com cornos, conforme esquema abaixo:
P à     touro sem cornos        X      vacas com cornos
                           genes PP                             genes pp
F1 à                            Pp
                         (todos s/cornos heterozigóticos) à cruzados entre si
F2 à   1 PP (sem cornos)
             2 Pp (sem cornos)
            1 pp (com cornos)
Continuando com o exemplo:
      Agora, se eliminarmos todos os animais com cornos haverá um total de 4 genes P e somente 2 genes p.
      Por conseguinte a frequência gênica será de 0,67 e 0,33, respectivamente.
      Desse modo os dois alelos não se encontram mais na mesma proporção nesta dada população.
* As populações “se comportam” deste modo para cada caráter.

TEOREMA DE HARDY-WEINBERG (enunciado)
” Em uma população infinitamente grande, em que os cruzamentos ocorrem ao acaso e sobre o qual não há atuação de fatores evolutivos, as frequências gênicas e genotípicas permanecem constantes ao logo das gerações”.
Portanto, o teorema é válido somente para populações:
      Infinitamente grandes
      Cruzamentos ao acaso
      Isentas de fatores evolutivos, tais como: mutações, seleção natural e migrações
* Neste caso a população está em EQUILÍBRIO GENÉTICO
      Na natureza, entretanto, não existem  populações sujeitas rigorosamente a estas condições;
      É possível, entretanto, estimar as frequências gênicas e genotípicas e compará-las com as obtidas na prática;
      Se os valores observados diferem significativamente dos valores esperados à conclui-se que a população está evoluindo;
      Se os valores observados não diferem significativamente dos valores esperados à conclui-se que a população não está evoluindo – se encontra em equilíbrio;
Demonstração do Teorema de Hardy-Weinberg
      Para demonstrar esse teorema vamos supor uma população com as características por ele pressupostas;
      Chamaremos de p a frequência de gametas portadores do gene A e de de q a frequência de gametas portadores do gene a.
      Os genótipos possíveis são AA , Aa e aa e as frequências genotípicas em cada geração serão:
      AA: a probabilidade de um gameta feminino portador do gene A ser fecundado por um gameta masculino portador do gene A é:
                                                           p x p = p2
      aa: a probabilidade de um gameta feminino portador do gene a ser fecundado por um gameta masculino portador do gene a é:
                                                           q x q = q2
      Aa: a probabilidade de um gameta feminino portador do gene A ser fecundado por um gameta masculino portador do gene a é:
                                                           p x q = pq
Ø  Aa: a probabilidade de um gameta feminino portador do gene a ser fecundado por um gameta masculino portador do gene A é:
                                                           q x p = qp
      Essa relação pode ser representada do seguinte modo:
      AA = p2
2Aa= 2pq
aa= q2
      Seria então a representação de um binômio  à   (a+b)² = a² + 2ab + b²
      Chamando de p a frequência de um gene A de q a frequência de seu alelo e sabendo-se que p+q =1 , obtém-se a fórmula de Hardy-Weimberg:
      p² + 2pq + q² = 1 ou p² + 2p(1-p) + (1-p)² = 1
Para esclarecer  melhor a aplicação da fórmula de Hardy-Weinberg exemplificamos:
      Exemplo 1: supondo que, em uma população teórica em equilíbrio, 16% dos indivíduos são míopes e o restante tem visão normal, qual a frequência de genes recessivos e dominantes para esse caráter nessa população, sabendo-se que a miopia é determinada por gene recessivo?
Cálculo
      p² + 2pq + q² = 1
      onde: p= frequência do gene M
         
q= frequência do gene m
      q 2 = 16% = 0,16
 
q =
0,16 = 0,4            à q = 0,4
      como: p + q = 1
                            p = 1 - q
Ø  p = 1 - 0,4 = 0,6             à p = 0,6
Ø  a frequência do gene m é 0,4 e a do gene M é 0,6
sabendo disto, podemos estimar a frequência genotípica do seguinte modo:
Ø  (p + q) ² =    p²    +     2pq      +       q²  =     
                        ↓                ↓                   ↓
                    (0,6)²   +  2.(0,6).(0,4)  + (0,4)² =
                                        ↓                ↓                   ↓
                    0,36    +         0,48       +  0,16  =
logo, a freq. genotípica é: 36% MM48 % Mm; 16 % mm
Exemplo 2: aplicação do teorema de Hardy-Weimberg
      Supondo uma população com as seguintes frequências gênicas:
                            p= frequência do gene B = 0,9
                             q= frequência do gene b = 0,1
       Estimar a frequência genotípica dos descendentes utilizando a fórmula de Hardy-Weimberg
       (p + q) ² =    p²     +      2pq     +          q²            
                           ↓                   ↓                   ↓
                         (0,9)²   +  2.(0,9).(0,1)  + (0,1)²
                              ↓                   ↓                ↓
                          0,81    +        0,18         + 0,01

frequência genotípica à 81% BB18 % Bb; 1 %

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