Bases genéticas de herdabilidade, métodos de estudo, exemplos

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Abraham McLaughlin

O herdabilidade É a propriedade de que um caráter fenotípico quantificável de uma população deve ser compartilhado ou herdado por meio do genótipo. Geralmente, esse traço ou caráter é passado de seus pais para seus descendentes.

A expressão fenotípica (que corresponde aos traços visíveis de um indivíduo) de caráter hereditário é suscetível ao ambiente em que a prole se desenvolve, portanto não será necessariamente expressa da mesma forma que nos pais.

Padrão de herança do tipo de sangue entre os pais AB e O (Fonte: AB & O_RegularInheritance.PNG: usuário: Dr.saptarshiderivative work: Ksd5 [CC0] via Wikimedia Commons)

Em populações de organismos experimentais, é relativamente fácil determinar quais são as características hereditárias, uma vez que a expressão de uma característica de um progenitor pode ser observada na prole ao criá-la no mesmo ambiente em que os pais se desenvolvem..

Em populações selvagens, por outro lado, é difícil distinguir quais são os caracteres fenotípicos transmitidos pela hereditariedade e quais são o produto de mudanças nas condições ambientais, ou seja, são mudanças epigenéticas..

Isso é especialmente difícil de distinguir para a maioria das características fenotípicas em populações humanas, onde foi sugerido que os melhores modelos para estudo são pares de gêmeos idênticos que são separados no nascimento e que crescem no mesmo ambiente..

Um dos primeiros cientistas a estudar a herdabilidade foi Gregor Mendel. Em seus experimentos, Mendel obteve linhagens de ervilhas com caracteres herdados e expressos quase inteiramente entre pais e descendentes..

Índice do artigo

  • 1 Bases genéticas para o estudo da herdabilidade
  • 2 métodos de estudo
    • 2.1 estatística H2
    • 2.2 Técnicas modernas
  • 3 exemplos
    • 3.1 - Herdabilidade em plantas
    • 3.2 - Herdabilidade em humanos
  • 4 referências

Bases genéticas para o estudo da herdabilidade

A herdabilidade é o resultado da transferência de genes por meio de gametas (dos pais para a prole) por meio da reprodução sexuada. No entanto, durante a síntese e fusão de gametas, ocorrem duas recombinações que podem alterar o arranjo e a sequência desses genes..

Cientistas que trabalham na identificação experimental de características hereditárias trabalham com linhagens puras, isogênicas para a maioria dos loci (geneticamente iguais), uma vez que indivíduos de linhagens puras possuem o mesmo genótipo na forma homozigótica..

Linhas isogênicas garantem que a arquitetura dos genes no núcleo não afeta o fenótipo que se observa, pois, apesar de os indivíduos compartilharem o mesmo genótipo, ao variar a posição dos genes no núcleo, variações no fenótipo.

Para os pesquisadores, a obtenção de linhagens puras e isogênicas é uma espécie de "garantia" de que os traços fenotípicos compartilhados pelos pais e descendentes são produtos do genótipo e, portanto, são totalmente hereditários..

Herança mendeliana de características da cor do pelo em bovinos (Fonte: Sciencia58 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

Apesar de o fenótipo ser sempre produto do genótipo, é importante lembrar que, embora os indivíduos tenham o mesmo genótipo, pode acontecer que nem todos os genes sejam expressos no referido fenótipo..

Garantir a expressão de genes é um estudo muito complexo, pois sua expressão pode ser diferente para cada genótipo e, às vezes, esses genes são regulados por outros fatores como a epigenética, as do meio ambiente ou outros genes..

Métodos de estudo

O ramo da genética conhecido como "Genética Clássica" concentra-se no estudo da herdabilidade das características. Na genética clássica, os pais são cruzados com descendentes de populações inteiras por várias gerações, até a obtenção de linhagens puras e isogênicas..

Estatística H2

Uma vez que a herdabilidade de uma característica tenha sido demonstrada, o grau de herdabilidade pode ser quantificado por um índice estatístico identificado como H2.

A herdabilidade (H2) é calculada como a razão entre as variâncias das médias genotípicas (S2g) e a variância fenotípica total da população (S2p). A variância fenotípica da população pode ser decomposta na variância das médias genotípicas (S2g) e na variância residual (S2e).

A estatística de herdabilidade (H2) nos diz qual proporção da variação fenotípica em uma população é devida à variação genotípica. Este índice não indica que proporção de um fenótipo individual pode ser atribuída à sua herança e ao seu ambiente..

Deve-se levar em consideração que o fenótipo de um indivíduo é consequência da interação entre seus genes e as condições ambientais em que se desenvolve..

Técnicas modernas

Atualmente, existem ferramentas como o Next Generation Sequencing (SNG), com o qual é possível sequenciar o genoma completo dos indivíduos, de modo que características hereditárias possam ser rastreadas in vivo no genoma dos organismos..

Além disso, ferramentas modernas de bioinformática permitem que a arquitetura nuclear seja modelada com bastante precisão para localizar genes dentro do núcleo..

Exemplos

- Herdabilidade em plantas

O método estatístico para medir o grau de herdabilidade dos caracteres foi proposto para espécies de cultivo com interesse comercial. Portanto, a maioria dos exemplos na literatura se refere a espécies de plantas importantes para a indústria de alimentos..

Em todas as espécies de culturas, estuda-se a herdabilidade dos caracteres de interesse agronômico, como resistência a patógenos, produção de frutos, resistência a temperaturas quentes ou frias, tamanho da folhagem, etc..

O melhoramento genético clássico de hortaliças como o tomate, busca selecionar plantas com genótipo que possuam caracteres hereditários para obter tomates maiores, vermelhos e resistentes a ambientes úmidos..

Em espécies de gramíneas como o trigo, o objetivo é selecionar os caracteres herdáveis ​​para tamanho, teor de amido e dureza da semente, entre outros. Com este objetivo, as variedades de diferentes locais são misturadas até obter linhas puras de cada uma..

Com a obtenção das linhagens puras, estas podem ser combinadas em uma variedade híbrida, por meio da engenharia genética, para a obtenção de safras transgênicas que reúnem os melhores caracteres em uma única variedade..

- Herdabilidade em humanos

Na medicina, estuda-se como alguns transtornos de personalidade são transmitidos entre pais e descendentes..

A depressão crônica, por exemplo, é um traço fenotípico produto do genótipo, mas se as pessoas com esse genótipo vivem em um ambiente familiar, feliz, estável e previsível, o genótipo pode nunca ser visto no fenótipo..

A genética comportamental é de particular interesse na determinação da herdabilidade do quociente de inteligência (QI). Até o momento, níveis elevados de QI foram considerados traços tão hereditários quanto um QI normal..

No entanto, um QI alto ou depressão crônica é expressa dependendo da estimulação do ambiente.

Um exemplo típico de herdabilidade é o caráter da estatura. Se o pai for alto, é muito provável que a prole seja alta. No entanto, seria claramente errado acreditar que, na altura de um indivíduo, 1,80 m se deva aos genes e outros 0,3 m ao meio ambiente..

Em muitos casos, a longevidade também foi estudada como uma característica hereditária. Para estudos de longevidade em humanos, é realizada a genealogia da família, procurando incorporar os dados do ambiente em que viveu cada um dos indivíduos da árvore genealógica..

A maioria dos estudos de longevidade descobriu que esse traço se comporta como um traço hereditário na maioria dos casos e até aumenta a cada geração se for criado no ambiente certo..

Referências

  1. Bratko, D., Butković, A., & Vukasović Hlupić, T. (2017). Herdabilidade da personalidade. Medos de Psihologijske, 26 (1), 1-24.
  2. de los Campos, G., Sorensen, D., & Gianola, D. (2015). Herdabilidade genômica: o que é? PLoS Genetics, 11 (5), e1005048.
  3. Devlin, B., Daniels, M., & Roeder, K. (1997). A herdabilidade do IQ. Nature, 388 (6641), 468.
  4. Griffiths, A. J., Wessler, S. R., Lewontin, R. C., Gelbart, W. M., Suzuki, D. T., & Miller, J. H. (2005). Uma introdução à análise genética. Macmillan.
  5. Mousseau, T. A., & Roff, D. A. (1987). Seleção natural e herdabilidade de componentes de aptidão. Hereditariedade, 59 (2), 181.
  6. Vukasović, T., & Bratko, D. (2015). Herdabilidade da personalidade: uma meta-análise de estudos de genética do comportamento. Boletim psicológico, 141 (4), 769.
  7. Wray, N., & Visscher, P. (2008). Estimando a herdabilidade da característica. Educação da natureza, 1 (1), 29.

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