Alelos Múltiplos, Poli-Hibridismo, Poligenia e Pleiotropia

Alelos Múltiplos, Poli-Hibridismo, Poligenia e Pleiotropia

Além dos casos vistos na aula anterior, outros tipos de manifestação também são bastante recorrentes nas olimpíadas de biologia e ciências. Nessa aula, serão abordados: Alelos Múltiplos, Poli-Hibridismo, Poligenia e Pleiotropia.

Alelos Múltiplos

A grosso modo, polialelia ou alelos múltiplos ocorre quando o genótipo apresenta mais de dois alelos determinantes do fenótipo. Ou seja, ao invés dos alelos serem apenas Rr ou Aa (como anteriormente), nesse caso teríamos 3 alelos ou mais.

Um exemplo bem conhecido de alelos múltiplos é encontrado na pelagem de coelhos, onde é possível observar 4 alelos: C, que expressa o fenótipo Aguti; $c^{ch}$, que expressa o fenótipo Chinchila; $c^{h}$, que expressa o fenótipo Himalaia; e $c^{a}$, que expressa o fenótipo Albino.

Além disso, a ordem de dominância segue o seguinte: $C>c^{ch}>c^{h}>c^{a}$

Outro exemplo de extrema importância sobre alelos múltiplos é o sistema ABO, que será melhor explorado na próxima aula!

Poli-Hibridismo

Poli-Hibridismo é a denominação utilizada quando o cruzamento envolve várias características fenotípicas, enquanto o di-hibridismo envolve apenas duas características. Um exemplo clássico de di-hibridismo é o experimento das ervilhas de Mendel, no qual ele analisou a cor e a textura das ervilhas. Inicialmente, Mendel cruzou uma ervilha lisa e amarela pura (RRVV) com outra ervilha rugosa e verde também pura (rrvv):

 

Após isso, ele cruzou a prole entre si, gerando o seguinte:

Perceba que a proporção é dada por 9:3:3:1 (nove ervilhas amarelas lisas, para três verdes lisas, para três amarelas rugosas, para uma verde rugosa). Portanto, amarelo (V_) é dominante ao verde (vv), e liso (R_) é dominante ao rugoso (rr).

A explicação proposta por Mendel foi que o primeiro cruzamento gerou 4 tipos de gametas: RV, Rv, rV, rv. E que no segundo cruzamento, esses gametas se combinaram para gerar as ervilhas. Além disso, Mendel também concluiu que os alelos se segregam independentemente, ou seja, a cor não afeta a textura e vice-versa.

O primeiro cruzamento gera 4 gametas da seguinte forma:

De modo que são apresentadas todas as possibilidades de "juntar" a letra "r" e a letra "v". Para o caso de RRVv, por exemplo os gametas seriam o seguinte:

Essa explicação proposta por Mendel deu vida a segunda lei de Mendel ou lei da segregação independente! Essa lei pode ser dada da seguinte forma para segunda reprodução (RrVv x RrVv):

Perceba que o resultado é equivalente ao esperado 9:3:3:1.

Vale ressaltar que outros cruzamentos também são possíveis, por exemplo: uma reprodução entre RrVv x RRVv é dado da seguinte forma:

Outra observação importante a fazer é que como os alelos se propagam independentemente, podemos resolver os problemas de di-hibridismo e poli-hibridismo separando as características independentemente. Por exemplo, caso a questão peça a probabilidade de se obter uma ervilha lisa e verde a partir do cruzamento de RrVv x RrVv; uma das soluções é utilizar a segunda lei de Mendel, como no exemplo, e obter a proporção 9:3:3:1. Logo, a probabilidade disso acontecer é de $\frac{3}{16}$. Entretanto, uma solução alternativa é calcular a probabilidade de ser verde e depois a probabilidade de ser lisa, para no fim multiplicar uma pela outra, fazendo isso, temos que para a ervilha ser verde: Vv x Vv $\rightarrow$ 3:1(amarela:verde) $\rightarrow$ $\frac{1}{4}$ e para a ervilha ser lisa: Rr x Rr $\rightarrow$ 3:1(lisa:rugosa) $\rightarrow$ $\frac{3}{4}$. Logo, a chance da ervilha ser verde e lisa é $\frac{1}{4} \cdot \frac{3}{4}=\frac{3}{16}$. Perceba que os resultados são idênticos!

Essa estratégia é principalmente interessante nos casos de poli-hibridismo, já que para o caso de 4 características, por exemplo, seriam necessários construir 256 quadradinhos pela segunda lei de Mendel, enquanto pela solução alternativa, apenas 4 cruzamentos são necessários.

Poligenia

Poligenia ou herança quantitativa é um tipo de interação gênica, onde dois ou mais genes interagem para determinar uma característica. Seu efeito é aditivo, o que significa que os fenótipos possíveis são diferentes entre si, mas graduais. Um exemplo muito comum de poligenia é a cor da pele dos humanos, que é resultado da ação de 4 alelos (AaBb), onde a relação entre fenótipo e genótipo é dada da seguinte forma:

Obs: o genótipo pode ser obtido por meio da segunda lei de Mendel

Pleiotropia

Pleiotropia é a denominação utilizada quando um único gene "controla" várias características fenotípicas que muitas vezes não estão relacionadas. Um exemplo bem conhecido de pleiotropia é a Síndrome de Marfan, cujos sintomas são os seguintes:

• Braços, pernas, dedos muito compridos
• Ectopia lentis(deslocamento do cristalino)
• Enfraquecimento das paredes das veias e artérias

Perceba que os sintomas são aparentemente não correlacionados, entretanto, eles são causados devido a um único gene. O motivo dessa alteração ocorrer é porque a Sindrome de Marfan ocorre devido a mutações no gene que codifica uma proteína chamada fibrilina, o que reduz a produção de fibras em geral, afetando diferentes partes do corpo.

Aula elaborada por Vitor Takashi