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Genes vinculados

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de genes vinculados

Os genes vinculados são genes que provavelmente serão herdados juntos porque são fisicamente próximos um do outro no mesmo cromossomo. Durante a meiose, os cromossomos são recombinados, resultando em trocas de genes entre cromossomos homólogos. Se os genes estiverem próximos, as chances de serem recombinadas são maiores do que se estiverem longe um do outro. É impossível que os genes vinculados estejam em diferentes cromossomos.

Recombinação homóloga

Os cromossomos são recombinados durante a meiose. Durante a recombinação homóloga, os cromossomos podem ser “cortados” em pontos aleatórios, após os quais são combinados com outra cópia de um cromossomo homólogo que foi cortado no mesmo ponto. Dessa forma, o DNA de um cromossomo acaba em outro cromossomo homólogo. Vamos dar uma olhada mais de perto.

Os cromossomos são fios de DNA contendo centenas ou até milhares de genes. A maioria dos organismos que se envolvem na reprodução sexual tem duas cópias de cada cromossomo. Enquanto ambas as cópias de cada cromossomo têm os genes para o mesmo recurso (por exemplo, cor do cabelo), cada cópia do cromossomo pode conter um alelo diferente (por exemplo, uma cópia pode codificar para cabelos pretos e outra cópia para cabelos ruivos). Dois cromossomos com os mesmos genes, mesmo que tenham alelos diferentes, são chamados de cromossomos homólogos.

No entanto, existe um tipo de células que possuem apenas uma cópia de cada cromossomo em vez de dois: gametas (ovos e esperma no caso de humanos). Para formar gametas, as células sofrem meiose, que consiste na divisão celular, pela qual as células filhas obtêm uma cópia de cada cromossomo em vez de duas. É durante a meiose que ocorre a recombinação homóloga.

A figura a seguir mostra como ocorre a recombinação homóloga durante a meiose:

Nesta figura, a célula à esquerda originalmente tem duas cópias diferentes (cinza e rosa) de dois cromossomos diferentes (grandes e pequenos). Cada cópia tem os mesmos genes que a outra cópia, mas é muito provável que tenha alelos diferentes; É por isso que eles são mostrados em cores diferentes.

A célula faz uma cópia idêntica de cada cópia (segundo painel na figura). Agora existem dois pares de cromossomos homólogos, todos eles anexados a uma cópia idêntica. Cada cópia idêntica também é chamada de Sister Chromatid. Existem, portanto, quatro pares de cromátides irmãs.

No terceiro painel da figura, podemos ver que cada par de cromátides irmãs fica alinhado ao lado do outro par de cromátides irmãs, ou, em outras palavras, os cromossomos homólogos estão alinhados. Este é o momento em que a recombinação ocorre.

A recombinação ocorre no quarto painel da figura: o DNA de duas cromátides irmãs homólogas é cortado e se juntou. Esta etapa também é ilustrada e pode ser vista mais claramente aqui:

Uma parte do DNA foi trocada entre cromossomos homólogos, resultando em uma nova combinação de alelos. É importante ressaltar que o local em que esse corte de DNA ocorre é principalmente aleatório. Além disso, a meiose ocorre sempre que novos gametas são formados; Portanto, o corte está em um local diferente ao longo do DNA, levando a inúmeras combinações possíveis.

Na próxima etapa (quinto painel da figura), a célula se divide em dois, com as duas células filhas recebendo duas cópias de cada cromossomo, cada cópia carregando alelos diferentes e também o DNA recombinado.

Na última etapa (sexto painel), as duas células filhas se dividem novamente sem replicar seu DNA, levando a quatro células filhas, cada uma com uma cópia de cada cromossomo. Observe como o DNA recombinado torna as células filhas diferentes uma da outra.

Recombinação de genes vinculados

É essencial entender a recombinação homóloga para compreender genes vinculados. Agora que sabemos que os cromossomos são cortados em locais aleatórios durante a recombinação homóloga, podemos ver como os genes vinculados são herdados juntos. Vamos dar um exemplo real para entender melhor: sardas e cabelos ruivos.

É muito comum encontrar pessoas com sardas e cabelos ruivos. De fato, isso ocorre com mais frequência do que por acaso; Caso contrário, muitas pessoas loiras ou morenas teriam sardas com mais frequência, e menos pessoas com cabeceiras teriam sardas. Isso acontece porque os genes que codificam sardas e os genes que codificam cabelos ruivos se juntam ao mesmo cromossomo. Quando a recombinação homóloga ocorre, é muito improvável que o DNA seja cortado entre os dois genes. Embora a recombinação homóloga ocorra inúmeras vezes, essas duas características são herdadas juntas na maior parte do tempo, porque as chances de que o DNA codifica para esses dois genes seja dividido são muito baixas, consequentemente levando os genes herdados juntos a maior parte do tempo.

Mapas de genes

Os cientistas desenvolveram maneiras de descobrir onde os genes estão localizados com base nas frequências de recombinação. Isso é feito analisando os filhos de um organismo como moscas da fruta (Drosophila melanogaster).

Se dois genes diferentes estiverem em dois cromossomos separados, a prole herdará os quatro alelos (dois alelos para cada gene) em porcentagens iguais: 25% herdarão o alelo A do cromossomo 1 e o alelo A do cromossomo 2, 25% herdariam o alelo B do cromossomo 1 e alelo A do cromossomo 2, 25% herdarão o alelo A do cromossomo 1 e o alelo B do cromossomo 2, e 25% herdarão o alelo B do cromossomo 1 e o alelo B do cromossomo 2. O modo como geralmente é calculado é em termos de alelos compartilhados com os organismos pais. Nesse caso, 50% herdariam os genes parentais e os outros 50% herdaria uma combinação dos genes parentais.

Se, por outro lado, os dois genes diferentes ficarem no mesmo cromossomo, a prole herdará os quatro alelos em porcentagens diferentes. A porcentagem de filhos herdando os genes parentais será maior que 50%, enquanto a porcentagem de filhos herdando uma combinação dos genes parentais será inferior a 50%. Se a porcentagem for menor, mas ainda próxima dos 50% esperados dos genes parentais combinados, os genes estão no mesmo cromossomo, mas distante, talvez um de cada lado do cromossomo, de modo que é muito provável que o DNA entre eles entre eles será cortado durante a recombinação. Se a porcentagem da prole ter genes parentais combinados em vez de genes parentais for muito baixa, p. 4%, então os genes ficam muito próximos no cromossomo.

Questionário

1. O que são genes vinculados? A. genes relacionados em termos do fenótipo que eles induzem. B. genes que provavelmente serão herdados juntos. C. genes que ficam no mesmo cromossomo. D. B e C.

Resposta à pergunta nº 1

D está correto. Os genes vinculados que ficam no mesmo cromossomo e provavelmente serão herdados juntos porque geralmente não são separados durante a recombinação.

2. Por que os genes vinculados são herdados juntos? A. Porque eles estão relacionados. B. porque eles são transcritos simultaneamente. C. Porque eles se sentam juntos no mesmo cromossomo. D. Porque eles são dominantes.

Resposta à pergunta nº 2

C está correto. Durante a recombinação homóloga, o DNA é cortado em locais aleatórios e os genes são trocados entre cromátides irmãs. Se os genes ficarem muito próximos no mesmo cromossomo, é muito improvável que sejam divididos quando isso acontecer.

Referências

  • Centro de Aprendizagem de Ciência Genética. (2014, 2 de dezembro). Ligação genética. Retirado de: http://learn.getics.utah.edu/content/pigeons/geticlinkage/
  • Lobo, I. & Shaw, K. (2008). Descoberta e tipos de ligação genética. Nature Education, 1, 1: 139.

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