Evolução - Aula 7 (variabilidade gênica e o processo evolutivo)

A VARIABILIDADE E O PROCESSO EVOLUTIVO

Thiago de Ávila Medeiros

[email protected]

Disciplina: Evolução4º e 5º período em Ciências Biológicas

Faculdades São José

Rio de Janeiro – 2015.2

MUTAÇÃO E A RECOMBINAÇÃO GÊNICA

MUDANÇAS NAS FREQUÊNCIAS GÊNICAS

Até agora, vimos que uma grande população com cruzamento ao

acaso é estável com respeito às frequências gênicas e genotípicas,

na ausência de processos que levem à mudança nas propriedades

genéticas.

Agora, podemos prosseguir no estudo desses processos, através

dos quais ocorrem as mudanças nas frequências gênicas e,

consequentemente, nas frequências genotípicas.

Recapitulando . . .

São representações simplificadas da natureza que servem para realizar estudos e retirar conclusões

sobre uma determinada situação.

Modelos

TEOREMA DE HARDY-WEINBERG (o enunciado)

”Em uma população infinitamente grande, em que os cruzamentos ocorrem ao acaso e sobre o qual não há

atuação de fatores evolutivos, as freqüências gênicas e genotípicas permanecem constantes ao logo das

gerações”.

Uma população de indivíduos diplóides que possuem dois alelos com frequências A=p e B=q, onde p+q=1.

Para que uma população seja considerada em Equilíbrio de Hardy-Weinberg, um conjunto de condições (pressupostos) deve ser respeitado:

– Os organismos devem ser diplóides;

– A reprodução, sexuada;

– As gerações, não sobrepostas;

– O cruzamento, ao acaso;

– O tamanho de população, grande;

– A freqüência de alelos nos sexos deve ser igual;

– A ausência de migração;

– A ausência de mutação;

– A ausência de seleção.

Equilíbrio de Hardy-Weinberg



Existem dois tipos de processos:

PROCESSOS SISTEMÁTICOS, que tendem a mudar as frequências gênicas de

maneira previsível, tanto na quantidade como na direção; e PROCESSOS

DISPERSIVOS, que surgem dos efeitos de amostragem em populações

pequenas, sendo previsível na quantidade, e não na direção.

Vamos estudá-los separadamente primeiro, assumindo que cada um deles está

atuando em um determinado momento para, então, colocá-los em conjunto e ver

como eles interagem.

Começaremos por um processo sistemático, o de mutação, considerando uma

população grande com cruzamento ao acaso, de forma a excluir o processo de

dispersão do cenário.



MUTAÇÃO

Constitui a origem de todas as variações genéticas em uma população, sejam elas

grandes (mutações cromossômicas, supergenes), ou pequenas (um único

nucleotídeo de um gene).

Mutação, portanto, é um conceito que se aplica desde a rearranjos

cromossômicos até a troca, perda ou adição de nucleotídeos de um gene,

produzindo novos alelos.

Usada no seu sentido amplo, a mutação refere-se a qualquer mudança imprevista

e herdável no genótipo de um organismo.

O termo mutação refere-se tanto à (1) mudança no material genético quanto (2)

ao processo pelo qual ocorre a mudança. Um organismo que exibe um fenótipo

novo, resultante de mutação, é chamado mutante.

MUTAÇÃO

Alterações do material genético (DNA) que originam novas versões de

um gene, definitivas e hereditárias;

Acúmulo de mutações vantajosas ocorrem pela ação da seleção natural,

durante os bilhões de anos de evolução biológica;

São fontes primárias da variabilidade dos seres vivos;

As mutações são feitas ao acaso, não têm qualquer relação com as

necessidades do organismo;

Ocorrem espontaneamente ou podem ser induzidas por agentes

externos como radiações ionizantes e certas substâncias;

Células germinativas (gametas) hereditariedade evolução;

Células somáticas câncer.

TIPOS DE MUTAÇÃO

Afetam a sequência de bases do gene que codifica

uma determinada proteína.Afetam cromossomos

Substituição: substituição de uma só base do DNA.

Mutação silenciosa: é muito comum e responsável pela diversidade genética que não é expressa fenotipicamente;

Mutação com perda de sentido: tem como consequência a substituição de um aminoácido por outro na proteína codificada. Ex.: anemia falciforme;

Mutação sem sentido (nonsense): origina uma proteína mais curta ou mais longa do que a proteína normal.

Deleção: remoção de uma ou mais bases do DNA.

Inserção: adição de uma ou mais bases ao DNA.

MUTAÇÕES GÊNICAS

A Base Molecular

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS

Mutações Cromossômicas Numéricas

Euploidia: alteração completa do genoma. Haploidia: perda de metade do material genético; Poliploidia: ganho de material genético.Aneuploidia: existem cromossomos a mais ou a menos em relação ao númeronormal. Nulissomia – faltam os dois cromossomos de um par de homólogos (2n-2); Monossomia – ausência de um dos homólogos num dado par (2n-1); Polissomia – um ou mais cromossomos extras.

Mutações Cromossômicas Estruturais

Deleção: falta uma porção de um cromossomo;Duplicação: existência de duas cópias de uma dada região cromossômica;Translocação: transferência de segmentos entre cromossomos não homólogos;Inversão: remoção de um segmento de DNA e inserção numa posição invertidanum outro local do cromossomo.

RECOMBINAÇÃO GÊNICA

Mistura de genes provenientes de indivíduos diferentes que ocorre na

reprodução sexuada;

Ocorre por meio de dois processos que acontecem na meiose

(crossing-over e segregação independente);

Produz gametas com diferentes combinações de alelos (genes);

Os genes dos pais recombinam-se e são transmitidos aos

descendentes;

Ocorrem novos arranjos nos indivíduos nos quais a seleção natural

atua;

Gera maior variabilidade genética.

A variabilidade genética

As trocas de pedaços das cromátides homólogas provocam o

surgimento de novas sequências de genes ao longo dos cromossomos.

Quiasma

Cromossomos

Homólogos

A variabilidade genética

Os alelos de cada gene

localizados em diferentes

pares de cromossomos

homólogos se separam

independentemente e

determinam as características

distintas.

Alterações no material genético

Variações nos indivíduos de uma

mesma espécie

Gametas com as variações

Descendentes com características

variadas

Seleção natural

Mutação

Recombinação genética

Variabilidade genética

Adaptação

A VARIABILIDADE E O PROCESSO EVOLUTIVO

Thiago de Ávila Medeiros

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