Herança Poligênica

Na aula de hoje aprenderemos um pouco mais sobre interação gênica. Como foi mostrado na aula passada, dois ou mais genes atuam em conjunto na determinação de fenótipos diferentes dos esperados pela proporção clássica de Mendel. Muitas das características encontradas nos seres vivos surgem do acúmulo de genes dominantes que se expressam como ocorre na determinação da cor, do peso, da altura etc. Nesse caso, estamos falando em Herança Poligênica ou Herança Quantitativa.

Embora as características sejam determinadas pelo número de genes dominantes, esse tipo de herança sofre grande influência do meio ambiente.

Por exemplo, uma pessoa possui um conjunto de genes dominantes que determinaria sua altura como, digamos, 1,90 m. Entretanto, se essa pessoa, determinada geneticamente a possuir 1,90 m de altura, não possuir um ambiente favorável a esse fenótipo, como por exemplo, a disponibilidade de alimento, ela não alcançará 1,90 m. Em outras palavras, de que vale possuir os genes se não se possui o alimento? Uma rápida analogia pode ser feita com uma construção: de que adianta ter uma planta de uma casa de três andares se não possui tijolos suficientes para esse tamanho? Quando analisamos os fatos por esse lado podemos concluir que Determinação Genética não é o termo apropriado para a definição dos problemas naturais. Nesse caso, o termo mais correto seria Pré-disposição Genética.

Para exemplificar, vamos falar sobre a herança da cor da pele na espécie humana. O primeiro problema que enfrentamos é determinar o número de genes envolvidos em tal evento. Para solucionar esse problema aplicamos uma equação de primeiro grau bem simples:

2n + 1 = x

onde n é o número de genes envolvidos e x é o número de fenótipos existentes nesse problema. No caso da cor da pele humana, encontramos indivíduos brancos, mulatos claros, mulatos médios, mulatos escuros e negros, ou seja, 5 fenótipos diferentes. Aplicando-se a equação acima temos:

2n + 1 = 5

2n = 5 – 1

2n = 4 n = 4/2

n = 2

assim, nesse caso estão envolvidos 2 genes, os quais chamaremos de A/a e B/b.

Como nesse tipo de herança o que importa é a quantidade de genes dominantes, indivíduos aabb serão brancos (sem nenhum gene dominante), Aabb ou aaBb serão mulatos claros (lembre-se que a herança é quantitativa e não qualitativa, ou seja, o indivíduo Aabb e aaBb terão o mesmo fenótipo), AAbb, aaBB e AaBb serão mulatos médios, AABb ou AaBB serão mulatos escuros e AABB serão negros. Observe a tabela abaixo: 

Outros modelos para a cor da pele humana admitem a existência de 3 pares de genes envolvidos no processo, nesse caso adicionaríamos o alelo C/c. Isso demonstraria a existência de pessoas de pele muito clara (aabbcc) e pessoas de pele muito escura (AABBCC). Vale lembrar que a cor da pele é determinada pela quantidade de melanina presente, a qual é codificada nos alelos discutidos acima. Lembrando um pouquinho da disciplina de histologia, a melanina deposita-se na forma de um capuz em cima do núcleo, filtrando os raios UV provenientes do sol. Ou seja, quanto mais escura for a pele maior será a quantidade de melanina protegendo o núcleo, e menores serão as mutações causadas por esse tipo de radiação.

Para treinar, vamos a um exemplo prático que foi cobrado no vestibular da UNESP: a altura de uma certa espécie de planta é determinada por dois pares de genes A e B e seus respectivos alelos a e b. Os alelos A e B apresentam efeito aditivo e, quando presentes, cada alelo acrescenta à planta 0,15m. Verificou-se que as plantas dessa espécie variam de 1,00m a 1,60m de altura.

Cruzando-se plantas AaBB com aabb pode-se prever que, entre os descendentes,

a)  100% terão 1,30m de altura,

b)  75% terão 1,30m e 25% terão 1,45m de altura,

c)  25% terão 1,00m e 75% terão 1,60m de altura,

d)  50% terão 1,15m e 50% terão 1,30m de altura,

e)  25% terão 1,15m, 25% 1,30m, 25% 1,45m e 25% 1,60m de altura.

Resolvendo o problema: cruzando-se os indivíduos AaBB com aabb teremos:

P: AaBB x aabb

G: AB, aB x ab

F1:

Analisando-se os resultados encontramos 50% das plantas AaBb (1,30m) e 50% das plantas aaBb (1,15m), sendo, portanto, a resposta d correta.

Genética da Cor dos Olhos

A primeira tentativa de explicar a determinação genética da cor dos olhos foi proposta em 1907. Essa proposta admitia apenas 1 par de genes nessa característica. Assim, indivíduos A_ teriam olhos pretos ou castanhos e indivíduos aateriam olhos azuis. Obviamente que essa explicação é insatisfatória, uma vez que não consegue explicar a existência de cor de olhos como o verde, as variações do castanho (claro, médio e escuro) etc.

A cor da íris no olho humano varia do preto ao azul-claro e cinza. Entretanto, não existem pigmentos azuis ou verdes na íris, sendo que as diversas cores são produzidas pelas diferentes quantidades de melanina e por efeitos ópticos.

Assim, o olho escuro é resultante do acúmulo de células com muita melanina (chamadas melanócitos) encontradas na camada de tecido anterior à íris. A melanina presente nessas células absorve a maior parte da luz incidente, refletindo a luz marrom-amarelada. Já em casos de pessoas de olhos claros, a quantidade de melanócitos encontrados na camada anterior da íris é muito reduzida e assim, apenas pouca luz marrom-amarelada é refletida pela melanina. Dessa forma, a maior parte da luz incidente atravessa a camada sem pigmento da íris no qual os comprimentos de onda mais curtos (azul) são refletidos seletivamente, sendo esse fenômeno de reflexão seletiva conhecido como “dispersão Rayleigh”, como já discutido brevemente em aula anterior. É esse o efeito que determina a existência da cor azul dos olhos.

Já a cor verde é determinada no caso de a camada anterior da íris conter uma quantidade intermediária do pigmento melanina, onde a cor marrom-amarelada se combina com a luz azul que foi produzida pela dispersão Rayleigh. Assim, quanto menor for a quantidade de melanina na camada anterior da íris produzirá uma variação de tonalidades da cor castanha dos olhos. A ausência quase que total da melanina produz olhos que variam e tonalidade do verde ao cinza.

Os genes que atuam na determinação da cor dos olhos em humanos já foram identificados pelos cientistas: o gene EYCL1, mais conhecido como GEY, localizado no cromossomo número 19 e o gene EYCL3, localizado no cromossomo 15 e mais conhecido com BEY.

O gene GEY possui dois alelos bem caracterizados, embora exista a possibilidade da existência de mais alelos. O alelo dominante é chamado de G^v, o qual condiciona a cor verde à íris e seu alelo recessivo G^A, o qual condiciona a cor azul. O termo GEY deriva do termo inglês green eye color gene.

O gene BEY também possui dois alelos, o dominante B^M, o qual condiciona a cor castanha e seu alelo recessivo B^A, que condiciona a cor azul. A denominação do termo BEY deriva do inglês brown eye color gene.