Ligação Gênica

Vamos começar com uma perguntinha básica: você se lembra das proporções que nós obtínhamos pela segregação independente? Em se tratando de apenas um gene, a nossa resposta seria 3:1 e quando levamos em consideração dois genes tínhamos a proporção 9:3:3:1.

Essas proporções existem por que os genes encontram-se em cromossomos diferentes e, assim, durante a divisão celular tendem a ir para células diferentes. Entretanto, muitos genes encontram-se no mesmo cromossomo, sendo que nesse caso dizemos que os genes estão ligados, de onde deriva o tema da aula: Ligação Gênica.

Se você se lembra das aulas de citologia, quando estudamos meiose, existe um fenômeno responsável pela variação genética entre os indivíduos, que é a recombinação gênica (também chamada de crossing-over). Essa recombinação gênica ocorre na prófase I da meiose e se dá pela troca de fragmentos cromossômicos entre os alelos paterno e materno. Assim, em determinados casos onde consideramos duas ou mais características que fogem da proporção clássica de Mendel, os genes responsáveis por essas características tendem a ir juntos para o mesmo gameta, o que altera os resultados esperados.

Em Drosophila melanogaster, podemos observar esse tipo de comportamento na herança da cor do corpo e tamanho das asas. Essas moscas são encontradas na natureza com uma cor cinzento-amarelada, sendo determinada por um alelo dominante P. Em laboratório consegue-se induzir uma mutação nesse gene, inativando-o. Assim, temos agora um gene recessivo p. No mesmo cromossomo onde se encontra o gene para a cor do corpo encontra-se também o gene que determina o tamanho da asa, sendo V o alelo dominante que determina asas alongadas e seu alelo recessivo v que determina asas vestigiais. Se cruzarmos indivíduos PPVV com ppvv obteremos uma F1 constituída de 100% dos indivíduos com o genótipo PpVv. Agora, cruzando-se esses indivíduos com outros do mesmo genótipo deveríamos esperar, pela lei da segregação independente, 25% dos gametas PV, 25% Pv, 25% pV e 25% pv. Entretanto não é isso que acontece. Esse cruzamento produz gametas nas seguintes porcentagens: 41,5% PV, 41,5% pv, 8,5% Pv e 8,5% pV. Esse tipo de resultado, onde não temos a proporção esperada da segregação independente, nos mostra que os genes estão localizados no mesmo cromossomo, ou seja, estão ligados. O primeiro cientista a observar esse fato foi Thomas H. Morgan, sendo que muito dos termos que usaremos ainda nessa aula são em sua homenagem.

Morgan e seus colaboradores, em 1915, já haviam identificado 85 mutações em D. melanogaster. Ao analisar os cruzamentos, eles observaram que algumas das mutações apresentavam segregação independente e ou-tras apresentavam ligação gênica. Essas 85 mutações foram distribuídas em quatro grupos, que foram denominados grupos de ligação, onde um dos grupos não apresentava mutações com ligação gênica.

Posteriormente, estudos citológicos demonstraram que essas moscas apresentam 4 pares de cromossomos (2n = 8). Assim, Morgan e seus colaboradores notaram uma exata relação entre os 4 grupos onde foram divididas as mutações e o número de cromossomos, o que era mais um indício de que os genes se localizavam nos cromossomos.

Em 1909 o belga Frans Alfons Janssen (1863-1924) propôs uma explicação para o entrelaçamento dos cromossomos que ocorriam durante a meiose e que vinham sendo estudados pelos cientistas há algum tempo. Janssen considerou que nos entrelaçamentos dos cromossomos havia trocas de fragmentos cromossômicos, evento que ele chamou de permuta. O termo quiasma, utilizado para designar o mesmo evento designa do termo grego

Khiasmós, que significa “posição em cruz”, ou em forma da letra khi, x.

Assim, com base na proposta de Janssen, Morgan criou uma hipótese para explicar a proporção de gametas que fugiram aos padrões mendelianos. Sua hipótese sugeria que os genes que estavam localizados no mesmo cromossomo (o da forma da asa e o da cor do corpo), na prófase I da meiose, sofriam permuta, formando cromátides recombinantes que iriam formar gametas diferentes. A sua hipótese foi comprovada em diversas espécies.

Arranjos “cis” e “trans”

Tomando-se como exemplo o caso da mosca D. melanogaster, podemos verificar duas possibilidades de arranjo dos alelos P/p e V/v no cromossomo. Veja a imagem abaixo:

No arranjo cis os genes dominantes P/V encontram-se no mesmo cromossomo e os genes recessivos p/v encontram-se no cromossomo homólogo correspondente. Já no arranjo trans um cromossomo possui um gene dominante e outro recessivo. Para se saber na prática qual é o arranjo gênico em questão basta realizar um cruzamento-teste. Analisando-se a descendência, as classes que aparecem com maior frequência são as portadoras das combinações parentais e, consequentemente, as que aparecem em menor frequência são as recombinantes.