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Razão fenotípica

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição

A razão fenotípica nos ajuda a prever a expressão gênica nas gerações futuras de organismos. Nos cálculos da razão fenotípica, mapeamos alelos específicos dos pais e prevemos a probabilidade de como eles serão expressos em seus filhos. É necessário o conhecimento do domínio do alelo, embora seja possível descobrir a composição genética dos pais muito simples, observando características observáveis (fenótipos) em seus jovens.

O que é a razão fenotípica?

A razão fenotípica é um termo que descreve a probabilidade de encontrar os padrões e a frequência dos resultados dos características genéticas nos filhos de organismos. Um fenótipo é uma característica observável ou mensurável e é o resultado de genes expressos. Por exemplo, observando as características em um par de cabelos de cabelos compridos, rosa e de cabelos curtos e de nó de níedia preta, podemos calcular a probabilidade de seus filhos terem narizes rosa ou preto e cabelos curtos ou longos. O número de vezes que cada fenótipo deve ocorrer de acordo com o cálculo rigoroso determina a razão fenotípica.

Razão fenotípica: como encontrá -la.

Antes de descobrir como encontrar a proporção fenotípica, vale a pena elevar vários termos usados no campo da genética.

  • Gene: Uma unidade básica de herança que é o resultado dos genes dos pais. Os genes são mensagens codificadas que produzem proteínas específicas dentro de uma célula, mas apenas se uma célula tiver sido ligada para expressá -la.
  • ALELE: Uma versão de um gene que vem de um dos dois pais. Quando um alelo de ambos os pais é o mesmo, é chamado de gene homozigoto. Se dois alelos herdados dos pais são diferentes, os alelos dos filhos desse organismo também podem ser heterozigotos. (Veja a imagem abaixo).
  • Locus: Um locus nos dá as coordenadas para a posição de um gene específico em um cromossomo.
  • Genótipo: o conjunto total de genes em um organismo que compõe uma característica específica; Esses genes não precisam ser expressos; Eles estão presentes em toda fita de DNA.
  • Fenótipo: uma característica observável ou mensurável em um organismo em qualquer ponto da vida desse organismo. Um fenótipo é um gene expresso.
  • Mono -híbrido: Os filhos de dois pais que diferem apenas em um locus gene específico e para uma característica específica. Qual desses dois locos heterozigotos é expresso (dominante) decide o fenótipo da prole.
  • DIHYBRID: A prole de dois pais que diferem apenas em dois loci genéticos específicos. Os filhos podem expressar diferentes combinações de fenótipos.
  • Trihybrid: os filhos de dois pais que diferem apenas em três loci genéticos específicos. Os filhos podem expressar uma faixa maior de fenótipos do que em di -híbridos.
  • Dominante autossômico: um padrão de herança em cromossomos não sexos (autossômicos). Um alelo ou gene dominante sempre será expresso como um fenótipo quando o alelo correspondente do outro pai for recessivo.
  • Recessivo autossômico: um alelo ou gene que não pode substituir um alelo dominante; No entanto, se o outro pai também tiver um alelo recessivo no mesmo local, a característica recessiva será observada na prole.
  • Punnett Square: Uma representação gráfica de potenciais genótipos e fenótipos que prediz a probabilidade de uma característica específica em um par de reprodução.

A razão fenotípica é o número de vezes que uma combinação específica de alelos aparece nos fenótipos previstos de qualquer prole. Informações genéticas relacionadas à característica estudada devem ser conhecidas. Também é possível descobrir quais alelos dos pais são dominantes ou recessivos estudando os fenótipos de seus filhos.

Este é um exemplo de herança mendeliana ou padrões de herança que ocorrem na prole após reprodução sexual entre dois organismos. O nome vem de Gregor Mendel, que-a princípio involuntariamente-experimentou cruzamentos de planta de ervilha no jardim de seu mosteiro. Essas observações levaram à nossa compreensão de características dominantes e recessivas.

Cálculos de razão fenotípica para tipos cruzados

Os cálculos da razão fenotípica são fáceis de executar usando quadrados Punnett ou com calculadoras de razão fenotípica especialmente desenvolvidas.

Como os traços mais observáveis são o resultado de várias combinações de alelos (às vezes em loci completamente diferentes), esses cálculos podem ser extremamente complexos. Para os propósitos deste artigo, fingiremos que um único alelo é responsável por uma única característica.

Não apenas podemos calcular a chance de um certo fenótipo aparecer na primeira geração (F1) de um par de reprodução, como também podemos prever os efeitos da criação nas gerações subsequentes.

Embora os primeiros criadores de cavalos e cães não soubessem nada sobre DNA, eles sabiam produzir animais com diferentes características ao longo do tempo. A criação seletiva nos trouxe a enorme variedade de raças domesticadas com as quais estamos familiarizados hoje.

Razão fenotípica de uma cruz mono -híbrida

Para elaborar a proporção fenotípica de uma cruz mono -híbrida, voltemos ao exemplo da cobaia.

Temos dois porquinhos da cobaia do sexo oposto-a fêmea tem cabelos compridos; o cabelo curto masculino.

O comprimento do cabelo é, para fins deste exemplo, determinado por um único alelo. Ambos os pais carregam um conjunto completo de DNA que inclui instruções para os dois comprimentos do cabelo e ambos vêm de filas muito longas que incluem apenas o comprimento específico do cabelo.

Ao estudar gerações, o primeiro conjunto de pais é rotulado como geração P1 (parental). Suas ninhadas são chamadas de geração F1 (primeira filial); As ninhadas produzidas pela geração F1 são observadas como a geração F2 e assim por diante.

Para descobrir qual dos alelos de cabelo curto e longo é recessivo, precisamos ter estudado esse alelo de antemão ou – como foi o caso por milhares de anos -, observe os fenótipos da prole depois que eles nascem. Sem saber qual alelo de comprimento de cabelo é dominante, não podemos prever um resultado confiável.

A cobaia feminina produz quatro filhos. Tudo isso tem cabelos compridos. Com essas informações, podemos supor que o gene de cabelos compridos é dominante. A partir deste ponto, usamos LL, LL e LL para representar três resultados em potencial para as gerações futuras – LL é um alelo homozigoto para cabelos longos, um alelo heterozigoto para cabelos longos, e um alelo recessivo homozigoso para cabelos curtos.

Na praça Monohybrid Cross Punnett abaixo, todos os filhos da F1 são heterozigotos para cabelos longos (LL). Agora sabemos que a mãe de cabelos compridos é homozigota para este alelo (LL). Se ela fosse heterozigótica (LL), esperávamos que 50% de qualquer descendente fossem com cabelos curtos. Você pode ver como isso funciona na próxima Praça LL/LL/LL Punnett. Como o pai tem cabelos curtos e cabelos curtos são produzidos por um gene recessivo, ele deve ter o alelo LL.

Em uma praça Punnett, os alelos da mãe são notados no topo e o pai do lado. O alelo dominante está sempre listado primeiro.

Como todos os quatro filhos são de cabelos compridos, um cálculo da razão fenotípica é redundante. Precisamos apenas medir a razão fenotípica quando existe mais de um fenótipo. Neste exemplo, existem dois possíveis resultados genotípicos – cabelos longos e cabelos curtos – mas apenas cabelos longos são expressos (fenótipo). Há uma taxa de visibilidade de 100% no fenótipo único dominante. Como não há segundo fenótipo, não há razão fenotípica. Se colocássemos esse resultado como uma proporção, seria 4: 0.

A razão genotípica, no entanto, não olha para a característica observável (o fenótipo), mas em possíveis combinações de alelos. Nesse caso, existe apenas um fenótipo – LL -, mas três combinações em potencial estão envolvidas usando esses alelos, sejam eles expressos ou não – LL, LL e LL. A razão genotípica é, portanto, 0: 4: 0.

Agora, descobrimos que todos os quatro filhos têm alelos heterozigotos LL que favorecem os cabelos compridos, mas carregam o gene de cabelos curtos. Isso significa que temos o conhecimento para incentivar a prole de cabelos curtos nas gerações futuras.

Quando pegamos uma dessas prole e criamos um par de acasalamento com uma cobaia de cabelos curtos, podemos prever que cerca de 50% dessa segunda geração será de cabelos curtos, como visto na praça Punnett a seguir.

Nesse caso, há mais de um fenótipo potencial-as ninhadas F2 de cabelos curtos e de cabelos compridos são possíveis ao reproduzir com a geração F1 (LL). Há uma taxa de visibilidade de 50% para o fenótipo dominante ou recessivo.

Para calcular a razão fenotípica, analisamos os traços observáveis – fenótipos longos (dominantes) e curtos (recessivos). Dois bebês têm cabelos compridos (LL) e dois têm cabelos curtos (LL). Isso nos dá uma proporção fenotípica de 2: 2. Isso pode ser arredondado para 1: 1.

A razão genotípica, no entanto, calcula a probabilidade de todas as combinações potenciais de alelos: LL, LL e LL (nessa ordem). Neste exemplo, o resultado é 0: 2: 2.

Razão fenotípica de uma cruz di -híbrida

Se os criadores se concentrarem em um fenótipo, recursos menos úteis poderiam aparecer. Não há utilidade na criação de um cavalo de corrida rápido se tiver herdado problemas cardíacos de ambos os pais. É por isso que criadores e geneticistas procuram mais de um recurso para incentivar ou bloquear das gerações futuras. Quando dois fenótipos estão em jogo, chamamos isso de cruz de di -híbrido.

No exemplo da cobaia, notamos que um pequeno número de bebês tem ouvidos muito pequenos quando os dois pais dessas lixo têm orelhas grandes. Podemos representar esse alelo em particular com a letra E. Aqui, o pequeno gene da orelha é recessivo e ambos os pais têm o alelo EE, onde e representa o fenótipo para orelhas grandes e orelhas pequenas.

Agora é possível prever a proporção fenotípica de cabelos curtos e orelhas pequenas e cabelos curtos, bebês de orelhas pequenas e cabelos compridos e cabelos compridos de vários pares de reprodução. Isso é feito usando uma praça punnett cruzada de di -híbrida ou uma calculadora de razão fenotípica.

Na Praça Punnett acima, existem nove possíveis resultados genotípicos:

No entanto, devido a alelos dominantes e recessivos, existem apenas quatro possíveis resultados fenotípicos:

O resultado do cálculo da razão fenotípica exige que contemos os quadrados coloridos relacionados ao fenótipo e os adicionem. Em seguida, listamos -os como proporções, começando com o maior número. Isso nos dá o seguinte resultado: 9: 3: 3: 1. Podemos esperar que os filhos desses pais tenham nove vezes mais chances de ter cabelos longos e orelhas grandes do que cabelos curtos e orelhas pequenas; Uma probabilidade três vezes maior de ter cabelos longos e orelhas grandes do que cabelos longos ou curtos com orelhas pequenas.

Um cálculo da razão genotípica, por outro lado, não considera fenótipo, mas as nove combinações de alelos potenciais. Isso produziria 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1.

Razão fenotípica de uma cruz tri -híbrida

Adicione um terceiro fenótipo à mistura e os possíveis resultados da expressão gênica no aumento da próxima geração.

Se a maioria dos porquinhos -da -índia em uma ninhada possui narizes rosa (NN ou NN) e apenas um ou dois narizes pretos (NN), o nariz rosa pode ser considerado dominante. Este artigo não lidará com tópicos mais complexos, como a co-dominância, pois o objetivo aqui é deixar claro o conceito de razão fenotípica.

Agora podemos calcular a razão fenotípica dos filhos de dois porquinhos -da -índia. Para economizar tinta, não precisamos listar toda a lista de alelos para cada pai, apenas os três alelos em suas possíveis combinações, como no exemplo abaixo.

Quando olhamos para a proporção fenotípica, analisamos as oito combinações em potencial dos três fenótipos expressos:

Isso nos dá oito possíveis resultados fenotípicos. Lembre -se de que um resultado genotípico analisaria todas as combinações possíveis de alelos, se esses genes são expressos ou não.

No exemplo acima, a proporção genotípica lia 1: 2: 2: 2: 4: 8: 4: 4: 2: 2: 4: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1: 4: 2: 2: 1: 2: 1: 2: 1 – onde Lleenn é representado pelo primeiro número e Lleenn até o último. Existem vinte e seis combinações de alelos expressas e não expressas.

Agora podemos elaborar a proporção fenotípica ou uma cruz tri -híbrida. A ordem é organizada de acordo com a probabilidade. Onde a probabilidade é a mesma, os resultados são ordenados de acordo com o gene dominante que viaja da esquerda para a direita (L a N).

A partir desse cálculo, podemos esperar que a maioria dos filhotes tenha cabelos compridos, orelhas grandes e narizes rosa. Se queremos especificamente um bebê de nariz rosa pequeno e de cabelos curtos, a lei da probabilidade nos diz que os pais terão que produzir cerca de vinte e sete filhotes.

Bibliografia

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Morvillo N, Schmidt M. (2016). O MCAT Biology Book: Revisão abrangente da MCAT Biology e MCAT Verbal. Califórnia, Nova Press.

  • Morvillo N, Schmidt M. (2016). O MCAT Biology Book: Revisão abrangente da MCAT Biology e MCAT Verbal. Califórnia, Nova Press.

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