Segregação genética: o que é, características e exemplos

Os seres vivos adotam dois tipos de estratégias vitais basais no que diz respeito à concepção da prole: a reprodução assexuada e a sexuada.

Na reprodução assexuada, uma célula ou grupo de células de um organismo parental dá origem a outro indivíduo funcional, geneticamente igual a seu pai ou mãe. Isso é obtido por meio de bipartição, brotamento, poliembrionia, partenogênese e outros processos complexos.

Por outro lado, na reprodução sexuada existem indivíduos de dois gêneros dentro de uma espécie: machos e fêmeas. Ambos produzem gametas com metade da informação genética do resto das células (são haplóides) e, quando somados, dão origem a um zigoto que recupera seu número cromossômico normal (diploidia). Este processo é muito mais caro do que o anterior, mas tem uma série de vantagens que explicam a evolução em si.

Na reprodução assexuada, todos os descendentes são iguais ao organismo parental. Por outro lado, na sexualidade cada criança possui uma composição genética diferente, já que metade de seus cromossomos são maternos e a outra metade paternos. Devido ao cruzamento, às permutações cromossômicas e a outros processos que ocorrem durante a meiose, nenhum filho é igual ao irmão (a menos que sejam gêmeos). A seguir, vamos dizer o que isso tem a ver com

segregação genética com todos esses termos.

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O que é segregação genética?

Se você se interessou por genética em algum momento de sua vida, isso certamente lhe parece familiar Gregor mendel. Este frade agostiniano, católico e naturalista, formulou graças às suas experiências com ervilhas (Pisum sativum) as mais do que conhecidas leis de Mendel, publicadas entre 1865 e 1866. Infelizmente, esses documentos não começaram a ganhar destaque na cultura científica até 1900, quando Mendel já havia falecido.

Por sua parte, o termo "segregação genética" refere-se à distribuição de genes de pais para filhos durante a meiose, ou seja, o porquê do genoma resultante da prole após a união de diferentes pais. Para exemplificar os mecanismos de segregação gênica, será de grande ajuda examinar brevemente as três leis de Mendel; portanto, fizemos uma menção especial a sua figura.

Já que vamos mergulhar no mundo de Mendel, devemos lançar alguns alicerces. Em primeiro lugar, deve-se destacar que vamos nos concentrar nos seres diplóides, ou seja, animais e plantas que apresentam em seu núcleo dois conjuntos de cromossomos homólogos de cada tipo (2n). Se o ser humano possui 46 cromossomos em cada célula, 23 vêm da mãe e 23 do pai.

Dentro de cada cromossomo, há uma série de sequências de DNA ordenadas que possuem as informações necessárias para sintetizar proteínas ou RNA: genes. Por outro lado, cada gene pode ter diferentes "formas" que dependem da sequência de nucleotídeos, que são chamadas de alelos. Como temos dois cromossomos de cada tipo em nossos núcleos celulares, afirmamos que também temos dois alelos para cada gene.

Um alelo específico, de acordo com a genética mendeliana típica, pode ser dominante (A) ou recessivo (a). Alelos dominantes são aqueles que são expressos independentemente de seu parceiro (AA ou Aa), enquanto alelos recessivos requerem que ambos os alelos sejam iguais para o mesmo gene (aa). Para um determinado gene, um indivíduo pode ser homozigoto dominante (AA), homozigoto recessivo (aa) ou heterozigoto (Aa). No último caso, o traço dominante (A) é expresso e o outro é mascarado (a).

Com essas ideias em mente, só podemos esclarecer que o genótipo é o conjunto de informações genéticas na forma de DNA transportado por um ser vivo específico, enquanto o fenótipo é a parte desse genoma que se expressa no nível visível.

Neste ponto, deve ser enfatizado que o fenótipo é um produto do ambiente e dos genes, então o genoma nem sempre explica totalmente as características externas. Agora vamos dar uma olhada nas leis de Mendel.

Fenótipo: genótipo + ambiente

1. Princípio de uniformidade (1ª geração)

Vamos dar um exemplo fictício que se desvia um pouco das sementes de ervilha mendelianas típicas. Imagine conosco, por um momento, que uma espécie de ave tenha em seu genoma o gene COL1, que codifica a coloração das penas.

Por sua vez, esse gene possui duas variantes: COL1A e COL1a. O primeiro alelo (A) é dominante e se manifesta no nível do fenótipo com uma tonalidade vermelha, enquanto o segundo (a) é recessivo e se manifesta com uma cor amarela.

De acordo com o princípio da uniformidade, se dois pais homozigotos ficarem juntos (um tem os dois alelos AA e o outro os dois alelos aa), todos os filhos serão heterozigotos (Aa) para esse gene, sem exceção. Assim, um dos progenitores será vermelho (AA), o outro será amarelo (aa) e todos os descendentes também serão vermelhos (Aa), pois o traço vermelho se sobrepõe ao amarelo.

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2. Princípio de segregação (segunda geração)

Vamos ver agora o que acontece se essa geração vermelha (Aa) for reproduzida entre eles. Primeiro aplicamos a fórmula e depois explicamos o resultado:

Aa x Aa = ¼ AA, ¼ Aa, ¼ Aa, ¼ aa

Com base nesses valores, se dois heterozigotos se cruzam para um determinado gene, 1 em cada 4 filhotes serão homozigotos dominantes, 2 em 4 serão heterozigotos e 1 em 4 serão homozigotos recessivos.

Se voltarmos ao nosso exemplo, veremos que três em cada quatro filhos vermelhos vêm de dois pais vermelhos emparelhados também (o Aa e o AA), mas um deles recupera o fenótipo amarelo (aa), que foi mascarado na geração anterior.

Assim, a frequência do traço vermelho é distribuída na população na proporção de 3: 1. Com esta inferência estatística muito básica, é mostrado que alelos parentais são secretados durante a produção de gametas por divisão celular meiótica.

3. Princípio de transmissão independente (3ª geração)

Para ver como os alelos são distribuídos se cruzarmos membros da terceira geração entre eles, precisaríamos de um mesa com um total de 16 espaços, já que cada variante (AA, Aa, Aa e aa) pode ser reproduzida com qualquer uma das demais (4x4: 16).

Não vamos nos concentrar nesses resultados, pois ficou claro para nós a partir do exemplo anterior que o traço vermelho dominante é aquele que prevalecerá na cor das penas de nossos pássaros.

Em qualquer caso, estamos interessados ​​em resgatar uma ideia do princípio da transmissão independente: diferentes características codificadas por diferentes genes são herdadas de forma independenteEm outras palavras, o padrão de herança do traço de “cor da pena” que mostramos não precisa afetar o caractere de “tamanho do bico”. Isso se aplica apenas a genes que estão em cromossomos diferentes ou a distâncias consideráveis ​​dentro do mesmo cromossomo.

As limitações das postulações de segregação genética

Embora essas leis tenham lançado as bases para o que agora conhecemos como herança genética (e, portanto, genética molecular e todos os aspectos da disciplina), é necessário reconhecer que eles ficam um pouco aquém da obtenção de certos conhecimento.

Por exemplo, essas aplicações não levam em consideração o efeito do ambiente sobre o fenótipo (aparência externa da amostra) e genótipo (seu genoma). Se pela ação dos raios do sol as penas de nossos pássaros murcharem (algo sem apenas por exemplo), é possível que o fenótipo dos pássaros vermelhos se torne laranja, não Vermelho. Apesar de serem espécimes com alelos AA ou Aa para o gene COL1, o ambiente modifica o externo e o visível.

Também é possível que a cor das penas seja codificada pela interação entre vários genes, como COL1, COL2, COL3 e COL4. Imagine, além disso, que um deles tenha maior predominância sobre os demais e seja mais decisivo para o fenótipo final. Aqui entram em jogo 8 alelos diferentes e questões genéticas muito complexas que não podem ser explicadas apenas com as leis de Mendel, então seria hora de entrar nos campos da genética quantitativa.

Como esclarecimento final, queremos deixar claro que todos os exemplos aqui citados são fictícios, uma vez que não temos conhecimento sobre se realmente existe um gene COL1 que codifica uma tonalidade ou outra em uma espécie de pássaro no natureza. O ser humano possui cerca de 25.000 genes em seu genomaEntão imagine ter que afirmar ou negar a existência de fenótipos e genótipos em muitas outras espécies selvagens que nem mesmo foram sequenciadas.

O que queremos deixar claro é que, com essas leis de segregação genética que mostramos por meio de exemplos, é explicado a separação de alelos durante a produção de gametas por divisão celular meiótica em eventos reprodutiva. Embora muitas características não sejam governadas por esses mecanismos, eles são sempre um bom ponto de partida para começar o estudo dos genes, seja em nível educacional ou profissional.