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Apostila de Biologia EJA-3° ano do ensino médio Escola Estadual Alizon Themoter Professora: Mariana Vaz

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Page 1: Apostila de Biologia 3 Ano Eja

Apostila de BiologiaEJA-3° ano do ensino médio

Escola Estadual Alizon Themoter

Professora: Mariana Vaz

Cap. 1 Introdução à genética.

Page 2: Apostila de Biologia 3 Ano Eja

A genética é o campo da biologia que estuda a natureza química do material hereditário, isto é, o mecanismo de transferência das informações contidas nos genes, compartilhados de geração em geração (dos pais para os filhos).

Além de auxiliar na identificação de anormalidades cromossômicas, ainda durante o desenvolvimento embrionário, promove em caráter preventivo e curativo a utilização de terapias gênicas como medidas corretivas. A maior colaboração para a genética atual foi dada pelo monge Gregor Mendel, através de seus experimentos com ervilhas e a proposição de suas leis (segregação independente), mesmo antes de se conhecer a estrutura da molécula de DNA.

Hereditariedade os primeiros estudos

Gregor Mendel nasceu em 1822, em Heinzendorf, na Áustria. Era filho de pequenos fazendeiros e, apesar de bom aluno, teve de superar dificuldades financeiras para conseguir estudar. Em 1843, ingressou como noviço no mosteiro de agostiniano da cidade de Brünn, hoje Brno, na atual República Tcheca.

Após ter sido ordenado monge, em 1847, Mendel ingressou na Universidade de Viena, onde estudou matemática e ciências por dois anos. Ele queria ser professor de ciências naturais, mas foi mal sucedido nos exames.

De volta a Brünn, onde passou o resto da vida. Mendel continuou interessado em ciências. Fez estudos meteorológicos, estudou a vida das abelhas e cultivou plantas, tendo produzido novas variedades de maças e peras. Entre 1856 e 1865, realizou uma série de experimentos com ervilhas, com o objetivo de entender como as características hereditárias eram transmitidas de pais para filhos.

Em 8 de março de 1865, Mendel apresentou um trabalho à Sociedade de História Natural de Brünn, no qual enunciava as suas leis de hereditariedade, deduzidas das experiências com as ervilhas. Publicado em 1866, com data de 1865, esse trabalho permaneu praticamente desconhecido do mundo científico até o início do século XX. Pelo que se sabe, poucos leram a publicação, e os que leram não conseguiram compreender sua enorme importância para a Biologia. As leis de Mendel foram redescobertas apenas em 1900, por três pesquisadores que trabalhavam independentemente.

Os experimentos de Mendel

A escolha da planta

A ervilha é uma planta herbácea leguminosa que pertence ao mesmo grupo do feijão e da soja. Na reprodução, surgem vagens contendo sementes, as ervilhas. Sua escolha como material de experiência não foi casual: uma planta fácil de cultivar, de ciclo reprodutivo curto e que produz muitas sementes.

Desde os tempos de Mendel existiam muitas variedades disponíveis, dotadas de características de fácil comparação. Por exemplo, a variedade que flores púrpuras podiam ser comparadas com a variedade que produzia flores brancas; a que produzia sementes lisas poderia ser comparado com a que produzia sementes rugosas, e assim por diante. Outra vantagem dessas plantas é que estame e pistilo, os componentes envolvidos na reprodução sexuada do vegetal, ficam encerrados no interior da mesma

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flor, protegidas pelas pétalas. Isso favorece a autopolinização e, por extensão, a autofecundação, formando descendentes com as mesmas características das plantas genitoras.

A partir da autopolinização, Mendel produziu e separou diversas linhagens puras de ervilhas para as características que ele pretendia estudar. Por exemplo, para cor de flor, plantas de flores de cor de púrpura sempre produziam como descendentes plantas de flores púrpuras, o mesmo ocorrendo com o cruzamento de plantas cujas flores eram brancas. Mendel estudou sete características nas plantas de ervilhas: cor da flor, posição da flor no caule, cor da semente, aspecto externo da semente, forma da vagem, cor da vagem e altura da planta.

Os primeiros cruzamentos

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Depois de obter linhagens puras, Mendel efetuou um cruzamento diferente. Cortou os estames de uma flor proveniente de semente verde e depois depositou, nos estigmas dessa flor, pólen de uma planta proveniente de semente amarela. Efetuou, então, artificialmente, uma polinização cruzada: pólen de uma planta que produzia apenas semente amarela foi depositado no estigma de outra planta que só produzia semente verde, ou seja, cruzou duas plantas puras entre si. Essas duas plantas foram consideradas como a geração parental (P), isto é, a dos genitores.

Após repetir o mesmo procedimento diversas vezes, Mendel verificou que todas as sementes originadas desses cruzamentos eram amarelas – a cor verde havia aparentemente “desaparecido” nos descendentes híbridos (resultantes do cruzamento das plantas), que Mendel chamou de F1 (primeira geração filial). Concluiu, então, que a cor amarela “dominava” a cor verde. Chamou o caráter cor amarela da semente de dominante e o verde de recessivo.

A seguir, Mendel fez germinar as sementes obtidas em F1 até surgirem às plantas e as flores. Deixou que se auto fertilizassem e aí houve a surpresa: a cor verde das sementes reapareceu na F2 (segunda geração filial), só que em proporção menor que as de cor amarela: surgiram 6.022 sementes amarelas para 2.001 verdes, o que conduzia a proporção 3:1. Concluiu que na verdade, a cor verde das sementes não havia “desaparecido” nas sementes da geração F1. O que ocorreu é que ela não tinha se manifestado, uma vez que, sendo um caráter recessivo, era apenas “dominado” (nas palavras de Mendel) pela cor amarela. Mendel concluiu que a cor das sementes era determinada por dois fatores, cada um determinando o surgimento de uma cor, amarela ou verde.

Era necessário definir uma simbologia para representar esses fatores: escolheu a inicial do caráter recessivo. Assim, a letra v (inicial de verde), minúscula, simbolizava o fator recessivo. Assim, a letra v (inicial de verde), minúscula, simbolizava o fator recessivo – para cor verse – e a letra V, maiúscula, o fator dominante – para cor amarela.

Persistia, porém, uma dúvida: Como explicar o desaparecimento da cor verde na geração F1 e o seu reaparecimento na geração F2?

A resposta surgiu a partir do conhecimento de que cada um dos fatores se separava durante a formação das células reprodutoras, os gametas. Dessa forma, podemos entender como o material hereditário passa de uma geração para a outra. Acompanhem nos esquemas abaixo os procedimentos adorados por Mendel com relação ao caráter cor da semente em ervilhas.

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Resultado: em F2, para cada três sementes amarelas, Mendel obteve uma semente de cor verde. Repetindo o procedimento para outras seis características estudadas nas plantas de ervilha, sempre eram obtidos os mesmos resultados em F2, ou seja, a proporção de três expressões dominantes para uma recessiva.

1 ª Lei de Mendel: Lei da Segregação dos Fatores

A comprovação da hipótese de dominância e recessividade nos vários experimentos efetuados por Mendel levou, mais tarde à formulação da sua 1º lei: “Cada característica é determinada por dois fatores que se separam na formação dos gametas, onde ocorrem em dose simples”, isto é, para cada gameta masculino ou feminino encaminha-se apenas um fator. Mendel não tinha idéia da constituição desses fatores, nem onde se localizavam.

As bases celulares da segregação

A redescoberta dos trabalhos de Mendel, em 1900, trouxe a questão: onde estão os fatores hereditários e como eles se segregam?

Em 1902, enquanto estudava a formação dos gametas em gafanhotos, o pesquisador norte americano Walter S. Sutton notou surpreendente semelhança entre o comportamento dos cromossomos homólogos, que se separavam durante a meiose, e os fatores imaginados por Mendel. Sutton lançou a hipótese de que os pares de fatores hereditários estavam localizados em pares de cromossomos homólogos, de tal maneira que a separação dos homólogos levava à segregação dos fatores.

Hoje sabemos que os fatores a que Mendel se referiu são os genes (do grego genos, originar, provir), e que realmente estão localizados nos cromossomos, como Sutton havia proposto. As diferentes formas sob as quais um gene pode se apresentar são denominadas alelos. A cor amarela e a cor verde da semente de ervilha, por exemplo, são determinadas por dois alelos, isto é, duas diferentes formas do gene para cor da semente.

Figura 1 – gene Figura 2 – Quadrado de Punnet

Exemplo da primeira lei de Mendel em um animal

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Vamos estudar um exemplo da aplicação da primeira lei de Mendel em um animal, aproveitando para aplicar a terminologia modernamente usada em Genética. A característica que escolhemos foi a cor da pelagem de cobaias, que pode ser preta ou branca. De acordo com uma convenção largamente aceita, representaremos por B o alelo dominante, que condiciona a cor preta, e por b o alelo recessivo, que condiciona a cor branca. As cobaias escolhidas eram heterozigotas para a cor da pelagem ou seja: possuíam simultaneamente o alelo B e o alelo b.

Uma técnica simples de combinar os gametas produzidos pelos indivíduos de F1 para obter a constituição genética dos indivíduos de F2 é a montagem do quadrado de Punnet. Este consiste em um quadro, com número de fileiras e de colunas que correspondem respectivamente, aos tipos de gametas masculinos e femininos formados no cruzamento.

Conceitos importantes em genética:

Cariótipo → Conjunto de cromossomos de cada célula de um organismo.

Herança Biológica (hereditariedade) → Transmissão das informações genéticas de pais para filhos durante a reprodução.

Genes → Seguimento da molécula de DNA que contém uma instrução gênica codificada para a síntese de uma proteína.

Genótipo → Constituição genética de um indivíduo que em interação com o meio ambiente determina suas características.

Fenótipo → Características ou conjunto de características físicas, fisiológicas ou comportamentais de um ser vivo.

Cromossomo → Cada um dos longos filamentos presentes no núcleo das células eucarióticas, constituídos basicamente por DNA e proteínas.

Cromossomos Homólogos → Cada membro de um par de cromossomos geneticamente equivalentes, presentes em uma célula diploide, apresentando a mesma sequência de lócus gênico.

Lócus Gênico → Posição ocupada por um gene no cromossomo.

Homozigótico → Indivíduo em que os dois genes alelos são idênticos.

Heterozigóticos → Indivíduos em que os dois alelos de um gene são diferentes entre si.

Dominância → Propriedade de um alelo (dominante) de produzir o mesmo fenótipo tanto em condição homozigótica quanto heterozigótica.

Segregação dos Alelos → Separação dos alelos de cada gene que ocorre com a separação dos cromossomos homólogos durante a meiose.

Codominância → Propriedade do alelo de um gene expressar-se sem encobrir ou mesmo mesclar sua expressão com a de seu outro alelo, em indivíduos heterozigóticos.

Interação Gênica → Ação combinada de dois ou mais genes na produção de uma mesma característica.

Herança Quantitativa (Poligênica) → Tipo de herança biológica em que uma característica é codificada por dois ou mais genes, cujos alelos exercem efeitos cumulativos sobre a intensidade da característica (peso, altura, pigmentação da pele).

Exercícios

1. Pesquisar quatro características humanas que podem ser passadas de pai para filho e descrever qual é o provável mecanismo de transmissão dessas características.

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2. Quais as vantagens que as plantas de ervilha apresentaram e porque Mendel as escolheu para seu trabalho?

3. Por que era importante para Mendel obter linhagens de plantas puras?

4. Monte um esquema representando os primeiros cruzamentos de Mendel. O que ele obteve na geração F1 e na geração F2?

5. Como Mendel explicou o reaparecimento de ervilhas verdes na geração F2?

6. O que diz a primeira lei de Mendel?

7. Como são chamados os fatores que se segregam na primeira lei de Mendel?

8. Dê o conceito dos termos:

a) Homozigoto

b) Heterozigoto

c) Fenótipo

d) Genótipo

9. Em urtigas o caráter denteado das folhas domina o caráter liso. Numa experiência de polinização cruzada, foi obtido o seguinte resultado: 89 denteadas e 29 lisas. A provável fórmula genética dos cruzantes é:

a) Dd x dd

b) DD x dd

c) Dd x Dd

d) DD x Dd

e) DD x DD

10. Se um rato cinzento heterozigótico for cruzado com uma fêmea do mesmo genótipo e com ela tiver dezesseis descendentes, a proporção mais provável para os genótipos destes últimos deverá ser:

a) 4 Cc : 8 Cc : 4 cc

b) 4 CC : 8 Cc : 4 cc

c) 4 Cc : 8 cc : 4 CC

d) 4 cc : 8 CC : 4 Cc

e) 4 CC : 8 cc : 4 Cc

11. De um cruzamento de boninas, obteve-se uma linhagem constituída de 50 % de indivíduos com flores róseas e 50 % com flores vermelhas. Qual a provável fórmula genética dos parentais?

a) VV x BB

b) VB x VB

c) VB x VV

d) VB x BB

e) BB x BB

12. (PUCSP-83) Em relação à anomalia gênica autossômica recessiva albinismo, qual será a proporção de espermatozóides que conterá o gene A em um homem heterozigoto?

a) 1/2

b) 1/4

e) 1

c) 1/8

d) 1/3

13. (UFC-CE-83) Olhos castanhos são dominantes sobre os olhos azuis. Um homem de olhos castanhos, filho de pai de olhos castanhos e mãe de olhos azuis, casa-se com uma mulher de olhos azuis. A probabilidade de que tenham um filho de olhos azuis é de:

a) 25%

b) 50%

c) 0%

d) 100%

Page 8: Apostila de Biologia 3 Ano Eja

e) 75%

15. (UFPR-83) Um retrocruzamento sempre significa:

a) cruzamento entre dois heterozigotos obtidos em F1.

b) cruzamento entre um heterozigoto obtido em F1 e o indivíduo dominante da geração P.

c) cruzamento de qualquer indivíduo de F2 com qualquer indivíduo de F1.

d) cruzamento entre um heterozigoto de F1 e o indivíduo recessivo da geração P.

e) cruzamento de dois indivíduos de F2

16. Podemos dizer que o fenótipo de um indivíduo é dado por suas características:

a) unicamente morfológicas.

b) morfológicas e fisiológicas apenas.

c) estruturais, funcionais e comportamentais.

d) herdáveis e não herdáveis.

e) hereditárias

17. (Fac. Objetivo-SP) Em camundongos o genótipo aa é cinza; Aa é amarelo e AA morre no início do desenvolvimento embrionário. Que descendência se espera do cruzamento entre um macho amarelo com uma fêmea amarela?

a) 1/2 amarelos e 1/2 cinzentos

b) 2/3 amarelos e 1/3 cinzentos

c) 3/4 amarelos e 1/4 cinzentos

d) 2/3 amarelos e 1/3 amarelos

e) apenas amarelos

18. A 1ª lei de Mendel considera que:

a) os gametas são produzidos por um processo de divisão chamado meiose.

b) na mitose, os pares de fatores segregam-se independentemente.

c) os gametas são puros, ou seja, apresentam apenas um componente de cada par de fatores considerado.

d) o gene recessivo se manifesta unicamente em homozigose.

e) a determinação do sexo se dá no momento da fecundação.

19. Um homem de aspecto exterior normal, casado com uma mulher normal, tem 11 filhos, todos normais. O seu irmão gêmeo, univitelino, tem 6 filhos normais e dois albinos. Qual o genótipo dos dois irmãos e das duas mulheres?

a) irmãos (Aa), 1ª mulher (AA) e 2ª mulher (Aa ou aa)

b) irmãos (AA e Aa), 1ª mulher (Aa) e 2ª mulher (Aa ou aa)

c) irmãos (AA), 1ª mulher (AA) e 2ª mulher (Aa ou aa)

d) irmãos (AA), 1ª mulher (AA ou Aa) e 2ª mulher (Aa)

e) irmãos (Aa), 1ª mulher (Aa) e 2ª mulher (AA)

20. Quando o heterozigoto apresenta um fenótipo intermediário entre os dois homozigotos, dizemos que houve:

a) mutação reversa

b) não-dominância ou co-dominância

c) recessividade

d) dominância

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e) polialelia

21. Identifique entre as características mencionadas abaixo aquela que não é hereditária.

a) cor dos cabelos.

b) conformação dos olhos, nariz e boca.

c) cor dos olhos.

d) deformidade física acidental.

e) hemofilia.

22. (UFPA) Usando seus conhecimentos de probabilidade, Mendel chegou às seguintes conclusões, com exceção de uma delas. Indique-a:

a) Há fatores definidos (mais tarde chamados genes) que determinam as características hereditárias.

b) Uma planta possui dois alelos para cada caráter os quais podem ser iguais ou diferentes.

c) Os alelos se distribuem nos gametas sem se modificarem e com igual probabilidade.

d) Na fecundação, a união dos gametas se dá ao acaso, podendo-se prever as proporções dos vários tipos de descendentes.

e) Os fatores (genes) responsáveis pela herança dos caracteres estão localizados no interior do núcleo, em estruturas chamadas cromossomos.

23. O albinismo, a ausência total de pigmento é devido a um gene recessivo. Um homem e uma mulher planejam se casar e desejam saber qual a probabilidade de terem um filho albino. O que você lhes diria se:( a ) embora ambos tenham pigmentação normal, cada um tem um genitor albino; ( b ) o homem é um albino, a mulher é normal mas o pai dela é albino; ( c ) o homem é albino e na família da mulher não há albinos por muitas gerações. As respostas para estas três questões, na seqüência em que foram pedidas, são:

a) 50%; 50%; 100%

b) 25%; 50%; 0%

c) 100%; 50%; 0%

d) 0%; 25%; 100%

e) 25%; 100%; 10%

24. (UFSCAR) Que é fenótipo?

a) É o conjunto de características decorrentes da ação do ambiente.

b) Influi no genótipo, transmitindo a este as suas características.

c) É o conjunto de características decorrentes da ação do genótipo

d) É o conjunto de características de um indivíduo.

e) É o conjunto de caracteres exteriores de um indivíduo.

25. (FUVEST-SP) Dois genes alelos atuam na determinação da cor das sementes de uma planta: A, dominante, determina a cor púrpura e a, recessivo, determina a cor amarela. A tabela abaixo apresenta resultados de vários cruzamentos feitos com diversas linhagens dessa planta:

Apresentam genótipo Aa as linhagens:

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a) I e II b) II e III c) II e IV

d) I e IV e) III e IV

26. (MED. SANTO AMARO) Do primeiro cruzamento de um casal de ratos de cauda média nasceram dois ratinhos de cauda média e um ratinho de cauda longa. Foram então feitas várias suposições a respeito da transmissão da herança desse caráter. Assinale a que lhe parecer mais correta.

a) Cauda média é dominante sobre cauda longa.

b) Ambos os pais são homozigotos.

c) Ambos os pais são heterozigotos.

d) Cauda longa é dominante sobre cauda média.

e) As suposições a e c são aceitáveis.

27. Se um rato cinzento heterozigótico for cruzado com uma fêmea do mesmo genótipo e com ela tiver dezesseis descendentes, a proporção mais provável para os genótipos destes últimos deverá ser:

a) 4 Cc : 8 Cc : 4 cc

b) 4 CC : 8 Cc : 4 cc

c) 4 Cc : 8 cc : 4 CC

d) 4 cc : 8 CC : 4 Cc

e) 4 CC : 8 cc : 4 Cc

28. De um cruzamento de boninas, obteve-se uma linhagem constituída de 50 % de indivíduos com flores róseas e 50 % com flores vermelhas. Qual a provável fórmula genética dos parentais?

a) VV x BB

b) VB x VB

c) VB x VV

d) VB x BB

e) BB x BB

29. (UFC-CE-83) Olhos castanhos são dominantes sobre os olhos azuis. Um homem de olhos castanhos, filho de pai de olhos castanhos e mãe de olhos azuis, casa-se com uma mulher de olhos azuis. A probabilidade de que tenham um filho de olhos azuis é de:

a) 25%

b) 50%

c) 0%

d) 100%

e) 75%

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30. (FEEQ-CE-79) O heredograma representado abaixo refere-se a uma família com casos de albinismo (anomalia que se caracteriza por total ausência do pigmento melanina na pele).

Baseando-se na genealogia, podemos afirmar:

a) O albinismo é um caráter dominante, sendo os indivíduos albinos todos homozigotos.

b) O albinismo é um caráter dominante, sendo os indivíduos albinos todos heterozigotos.

c) O albinismo é um caráter recessivo, sendo os indivíduos de números 2 e 6 ( no gráfico ) heterozigotos.

d) O albinismo é um caráter recessivo, sendo os indivíduos normais todos heterozigotos.

e) O albinismo é um caráter dominante porque o indivíduo de número 4 é albino e filho de pais normais.

Cap. 2 Conceitos fundamentais para entender genética II

Estrutura da célula eucariota

Componentes do núcleo

Núcleo celular microscopia eletrônica.

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Sabemos que o núcleo é o centro de controle das atividades celulares e o “arquivo” das informações hereditárias, que a célula transmite às suas filhas ao se reproduzir.

Células eucariontes e procariontes: A membrana celular presente nas células eucariontes, mas ausente nos procariontes. Na célula eucarionte, o material hereditário está separado do citoplasma por uma membrana – a carioteca – enquanto na célula procarionte o material hereditário se encontra mergulhado diretamente no líquido citoplasmático.

Os componentes do núcleo: O núcleo das células que não estão em processo de divisão apresenta um limite bem definido, devido à presença da carioteca ou membrana nuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico. A maior parte do volume nuclear é ocupada por uma massa filamentosa denominada cromatina. Existem ainda um ou mais corpos densos (nucléolos) e um líquido viscoso (cariolinfa ou nucleoplasma).

A carioteca: A carioteca (do grego karyon, núcleo e theke, invólucro, caixa) é um envoltório formado por duas membranas lipoprotéicas cuja organização molecular é semelhante às demais membranas celulares. Entre essas duas membranas existe um estreito espaço, chamado cavidade perinuclear. A face externa da carioteca, em algumas partes, se comunica com o retículo endoplasmático e, muitas vezes, apresenta ribossomos aderidos à sua superfície. Neste caso, o espaço entre as duas membranas nucleares é uma continuação do espaço interno do retículo endoplasmático.

A cromatina: A cromatina (do grego chromatos, cor) é um conjunto de fios, cada um deles formado por uma longa molécula de DNA associada a moléculas de histonas, um tipo especial de proteína. Esses fios são os cromossomos. Quando se observam núcleos corados ao microscópio óptico, nota-se que certas regiões da cromatina se coram mais intensamente do que outras. Os antigos citologistas já haviam observados esse fato e imaginado, acertadamente, que as regiões mais coradas correspondiam a porções dos cromossomos mais enroladas, ou mais condensadas, do que outras.

Para assinalar diferenças entre os tipos de cromatina, foi criado o termo heterocromatina (do grego heteros, diferente), que se refere à cromatina mais densamente enrolada. O restante do material cromossômico, de consistência mais frouxa, foi denominado eucromatina (do grego eu, verdadeiro). (Figura 1).

Os nucléolos: Na fase que a célula eucariótica não se encontra em divisão é possível visualizas vários nucléolos, associados a algumas regiões específicas da cromatina. Cada nucléolo é um corpúsculo esférico, não membranoso, de aspecto esponjoso quando visto ao microscópio eletrônico, rico em RNA ribossômico (a sigla RNA provém do inglês RiboNucleic Acid).

Figura 1- Diferentes níveis de condensação do DNA. (1) Cadeia simples de DNA . (2) Filamento de cromatina (DNA com histonas). (3) Cromatina condensada em interfase com centrómeros. (4) Cromatina condensada em profase. (Existem agora duas cópias da molécula de DNA) (5) Cromossoma em metáfase.

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Este RNA é um ácido nucléico produzido a partir o DNA das regiões específicas da cromatina e se constituirá um dos principais componentes dos ribossomos presentes no citoplasma.

Cromossomos

Ao observarmos células em processo de divisão pelo microscópio óptico, aparecem corpúsculos compactos em forma de bastonete no lugar da cromatina. Chamados de cromossomos (cromo = cor; soma = corpo), esses corpúsculos são formados por filamentos dobrados várias vezes sobre si mesmos, por causa de um intenso enrolamento do DNA e do agrupamento das histonas, (figura abaixo). O DNA ao redor de oito moléculas de histonas compõe uma unidade chamada de nucleossoma. Essa forma compacta facilita o movimento do material genético durante a divisão celular. (figura2)

Antes de uma célula se dividir, cada cromossomo se duplica e aparece como dois filamentos compactos, chamados de cromátides, que permanecem ligados por uma região, o centrômero (figura ao lado). As cromátides que pertencem ao mesmo cromossomo são chamadas de cromátides-irmãs; as não-irmãs são aquelas localizadas em cromossomos diferentes. No centrômero há o cinetócoro, disco de proteína ao qual se prendem os filamentos do fuso cromático durante a divisão celular, visível apenas ao microscópio eletrônico.(Figura 3)

O telômero é a ponta do cromossomo (telos  = fim) e se relaciona ao tempo de vida de uma célula, funcionando como um "relógio molecular". A cada divisão celular, ela perde um pequeno pedaço.

Cariótipo

É fácil contar os cromossomos de uma célula e perceber que eles possuem formas (dependem da posição do centrômero) e tamanhos diferentes. Cada espécie de ser vivo tem sua coleção particular de cromossomos, chamada de cariótipo, que pode ser identificada pelo número, pela forma e pelo tamanho característico.

Figura 2- Cromossomo em formação Figura 3- Cromossomo duplicado

Observe na figura abaixo a montagem do cariótipo humano. Os cromossomos são organizados de acordo com a posição do centrômero e numerados por ordem de tamanho, de 1 (o maior) a 22 (o menor). Esses cromossomos são chamados de autossomos. Os cromossomos sexuais (X e Y) não são numerados e aparecem separados dos outros. Na espécie humana há 44 autossomos e os dois cromossomos sexuais. Essa informação pode ser escrita assim: mulher: 46, XX; homem: 46, XY.

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Outra característica é que, à exceção dos sexuais masculinos, os cromossomos aparecem aos pares; os cromossomos de cada par são homólogos. Esse fato é consequência de a maioria dos organismos se desenvolver de uma célula-ovo, formada pela união de um espermatozoide com um óvulo. Na espécie humana cada gameta possui 23 cromossomos. Por isso a célula-ovo possui 46 cromossomos; em cada par de homólogos, um foi herdado da mãe e o outro do pai.

Por meio de divisões celulares, a célula-ovo origina a maioria das células que formam o corpo dos seres vivos, as células somáticas. Cada célula tem 23 pares de cromossomos homólogos. As células reprodutoras (espermatozóide e óvulo) possuem apenas um cromossomo de cada tipo (não há pares de homólogos).

Chamando de n o número de tipos diferentes de cromossomos de uma célula, podemos dizer que as células somáticas são diplóides (2n) e as reprodutoras são haplóides (n). O conjunto haplóide de cromossomos - ou o total dos genes (DNA) contidos em um conjunto haplóide de cromossomos - é chamado de genoma.

Cromatina sexual

Na mulher e em outras fêmeas de mamíferos, há uma minúscula massa heterocromática, chamada de cromatina sexual ou corpúsculo de Barr, que corresponde a um dos cromossomos X, que está condensado. Em alguns glóbulos brancos esse cromossomo forma uma projeção característica, chamada de baqueta (por se assemelhar à baqueta do tambor ou à raquete de tênis). No homem, como ele possui apenas um cromossomo X (o outro é o Y), que permanece "desenrolado", não aparece cromatina sexual, a não ser em algumas anomalias cromossomiais.

DNA e RNA

Os ácidos nucléicos são as substâncias responsáveis pela transmissão da herança biológica: as moléculas que regem a atividade da matéria viva, tanto no espaço (coordenando e dirigindo a química celular por meio da síntese de proteínas) como no tempo (transmitindo os caracteres biológicos de uma geração a outra, nos processos reprodutivos).

O RNA foi provavelmente o primeiro tipo de ácido nucléico a surgir na natureza. Sua estrutura mais simples, a diversidade de tipos, a capacidade de auto-replicação, a ação catalítica encontrada em certos RNA aponta para a condição de molécula hereditária primordial. O DNA foi na verdade uma cria do RNA de algumas células primitivas que ganharam com isso maior estabilidade e durabilidade do seu material em dupla hélice. Com essa nova invenção das células era possível aumentar consideravelmente o tamanho dos ácidos nucléicos e assim, estocar mais informações e a partir daí desencadear a síntese de um maior arsenal de proteínas que tornou o metabolismo celular mais complexo, diversificado e conseqüente eficiência no seu funcionamento.

Embora a ordem de surgimento das moléculas informacionais tenha sido: RNA ⇒ DNA ⇒ PROTEÍNA, sabemos que as células modernas transferem a informação biológica da forma: DNA ⇒ RNA ⇒ PROTEÍNAS. Essa seqüência de eventos é considerada o DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR.

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Composição e natureza química

Ácido desoxirribonucleico: O ADN, ácido desoxirribonucléico, é formado pela pentose desoxirribose, o ácido fosfórico e as bases citosina, timina, adenina e guanina. É a substância responsável pela herança biológica de todos os seres vivos, à exceção de muitos vírus, nos quais esse papel é representado pelo ARN. No período denominado interfase, imediatamente anterior à divisão celular, o ADN experimenta o processo de autoduplicação, ou seja: suas moléculas duplicam-se, de modo que mais tarde, ao formarem-se as duas hélices-filhas a partir de uma única célula-mãe, cada uma delas possa receber a totalidade do material genético. Na autoduplicação, a dupla hélice se abre e cada um dos dois filamentos que a compõem se separa e se sintetiza, graças à intervenção de diferentes enzimas, o filamento complementar. Veja figura abaixo:

Ácido ribonucleico: O ARN é o ácido ribonucléico, constituído pela pentose ribose, o ácido fosfórico e as bases citosina, uracila (esta ausente do ADN), adenina e guanina. Compõe-se de uma só cadeia helicoidal e apresenta três classes, cada uma das quais cumpre uma função específica na célula: o chamado ARN mensageiro (ARNm), sintetizado pela ação de diversas enzimas a partir de um filamento de ADN que lhe serve de guia, no processo conhecido como transcrição; o ARN ribossômico, componente essencial, junto com as proteínas, dos orgânulos celulares chamados ribossomas; e o ARN de transferência, que translada os diversos aminoácidos (unidades estruturais das proteínas) até onde se está sintetizando uma molécula protéica, sob a direção de um ARNm, e os insere no ponto exato para obter a seqüência exata, no processo denominado tradução.(Figura 4).

Figura 4 – Estrutura do DNA e RNA

Sequência e função genética

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A sequência dos ácidos nucléicos é específica e característica de cada ser vivo. Em tal seqüência radicam-se em suma a individualidade e as diferenças existentes entre os organismos. As cinco bases, combinadas em todas as seqüências imagináveis, com ou sem repetições e sem limite teórico de extensão, dão lugar a uma série infinita de distintas cadeias possíveis. As cadeias são representadas pelas iniciais maiúsculas de cada base na ordem de seqüência característica; por exemplo: AATCAGCTTTACGC. Logicamente, essa representação corresponde a uma das hélices; a da outra hélice será complementar, levando-se em conta os emparelhamentos antes indicados (adenina, A, com timina, T, e guanina, G, com citosina, C, no que se refere a ADN). Assim no exemplo proposto, a complementar seria TTAGTCGAAATGCG. (Figura 5).

Figura 5 – Sequencia de DNA

A composição anteriormente detalhada é universal e válida para todos os seres vivos, desde o vírus até o homem, o que reflete um fato importante: a unidade básica da estrutura da vida na Terra. Nos vírus, o ácido nucléico situa-se no interior, protegido por um invólucro proteico. Nos organismos unicelulares, ou seja, que não dispõem de núcleo ou que o apresentam difuso, sem membrana nuclear, caso das bactérias, o ADN forma uma única estrutura circular que constitui o cromossomo bacteriano.

Nos eucariotes, que já dispõem de núcleo protegido por invólucro próprio, como as plantas e animais, o ADN encontra-se encerrado no núcleo como uma substância difusa, na qual há também certas proteínas básicas chamadas histonas: é o que se conhece como cromatina.

Antes de ocorrer a divisão celular, a cromatina fragmenta-se numa série de unidades ou cromossomos, cujo número é constante para cada espécie. Em tais cromossomos acham-se os genes, conjuntos mais ou menos grandes de nucleotídeos dispostos segundo uma sequência dada, que codificam a informação precisa para um determinado caráter biológico.

Síntese de proteínas

Alguns trechos do DNA presente nos cromossomos dão início a processos de fabricação de proteínas com as mais diversas funções no organismo. Esses trechos de DNA são o que chamamos de genes. Existem três tipos de RNA: mensageiro (mRNA), ribossômico (rRNA) e transportador (tRNA). Todos eles também participam dos processos de síntese proteica, cada um apresentando diferentes funções.

O início da síntese de uma proteína se dá quando determinado trecho de DNA, um gene, tem suas duas cadeias separadas pela ação de uma enzima chamada polimerase do RNA. A polimerase do RNA orienta os nucleotídeos livres presentes no núcleo junto a uma dessas cadeias de DNA. Os nucleotídeos de RNA agrupam-se segundo um emparelhamento de bases nitrogenadas parecido com o das duas cadeias do DNA, com a diferença de que a adenina se emparelha com a uracila (A - U). Forma-se então uma nova molécula de RNA, chamada de mRNA, que se desprende da cadeia de DNA e migra para o citoplasma. Este processo é chamado de transcrição.

A sequência de bases transcritas a partir do DNA carrega consigo a informação codificada para a construção de uma molécula de proteína. Essa codificação se dá na forma de trincas de bases nitrogenadas, chamadas códons.

As proteínas são moléculas formadas por uma sequência de unidades menores chamadas aminoácidos. Os códons do RNA formado nesse processo determinam os aminoácidos que constituirão uma determinada molécula de proteína. Eles contêm, portanto, uma mensagem para a síntese proteica.

A etapa seguinte da síntese proteica ocorre no citoplasma das células, onde o mRNA formado durante a transcrição acopla-se a organelas chamadas ribossomos, que são constituídas por rRNA associado a proteínas. É nos ribossomos que ocorre a síntese - e eles podem encontrar-se livres no citoplasma ou associados ao retículo

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endoplasmático rugoso. Entra em ação, então, o RNA transportador, que recebe esse nome em virtude de transportar com ele os aminoácidos (unidades constituintes das proteínas). No tRNA há uma trinca de bases nitrogenadas denominadas anticódon, por meio das quais ele se liga temporariamente ao mRNA no ribossomo, pelas bases complementares (códon).

Os aminoácidos transportados em cada tRNA unem-se entre si por meio de uma ligação química conhecida por ligação peptídica. O ribossomo, que catalisa esse processo, desloca-se então sobre o mRNAe o primeiro tRNA se desliga do conjunto ribossomo-RNAm, sendo que os aminoácidos permanecem ligados.

Em seguida, uma nova molécula de tRNA se une ao ribossomo, transportando mais um aminoácido que se junta aos outros dois. O processo continua até que todos os códons do mRNA tenham sido percorridos pelo ribossomo, recebendo os tRNA complementares e formando uma cadeia de aminoácidos, ou seja, uma molécula de proteína. Este processo é chamado de tradução. Todas as proteínas presentes nos mais diferentes seres vivos são compostas por combinações entre 20 aminoácidos. Chamamos de código genético a correspondência entre os códons e os aminoácidos.

As quatro bases nitrogenadas do mRNA combinam-se, três a três, formando 64 códons que correspondem a apenas 20 aminoácidos. Dois ou mais códons podem codificar um mesmo aminoácido, por isso costuma-se dizer que o código genético é degenerado. Existem também alguns códons que não correspondem a aminoácido nenhum. Neste último caso, tratam-se de códons que determinam o término do processo de tradução.

Figura 6 – Esquema mostrando a síntese proteica e tabela mostrando o código genético degenerado

Exercícios

01. Quais são os componentes do núcleo?

02. O que é carioteca?

03. O que é cromatina?

04. Desenhe um cromossomo e aponte suas principais estruturas.

05. Em qual fase da célula encontramos o cromossomo? Porque esta estrutura é importante?

06. O que é cariótipo? Explique sua importância para identificação dos seres vivos.

07. Cite as principais diferenças entre a molécula de DNA e RNA.

08. Monte um esquema mostrando como ocorre a duplicação do DNA.

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09. O que essencialmente torna uma molécula de DNA diferente de outra?

10. A molécula de DNA é frequentemente comparada a uma escada. Que moléculas químicas fazem parte dos degraus e das laterais dessa “escada”?

11. Por que a sequencia de bases de uma fita determina, obrigatoriamente, a sequencia de outra?

12. Se uma fita de DNA tem a sequencia AATCCGGAT qual a sequencia na fita complementar?

13. Transcreva a mensagem TAGGTACCT do código do DNa para o código de RNA. Com auxilio da tabela de códons, indique que aminoácidos serão encadeados por esse trecho de DNA.

14. Uma célula que apresenta grande quantidade de síntese proteica tende a apresentar, em geral, um grande nucléolo. Explique esta relação.

15. Podemos afirmar que o nucléolo é uma estrutura: a) intranuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico, presente em células em anáfase;b) intranuclear, rica em RNA mensageiro, presente em alguns vírus;c) intranuclear, rica me RNA ribossômico, presente em células em anáfase;d) citoplasmática, presente em alguns protozoários;e) citoplasmática, rica em RNA ribossômico, com função de sintetizar enzimas do ciclo respiratório.

16. (PUC) A cromatina, sob o aspecto morfológico, é classificada em eucromatina e heterocromatina. Elas se distinguem porque: a) a eucromatina se apresenta condensada durante a mitose e a heterocromatina já se encontra condensada na interfase;   b) a eucromatina se apresenta condensada na interfase e a heterocromatina, durante a mitose;c) só a heterocromatina se condensa e a eucromatina não;d) a eucromatina é Feulgen positivo e a heterocromatina é Feulgen negativo;e) a eucromatina é a que ocorre no núcleo a e heterocromatina é a que ocorre no citoplasma.

17. Considerando o núcleo interfásico, diferenciar a eucromatina de heterocromatina.

18. O material genético é envolvido por uma membrana, a carioteca. Qual é o aspecto e a origem de tal membrana? Porque ela apresenta esse aspecto?

19.  (FUND. CARLOS CHAGAS) A cromatina presente no núcleo interfásico aparece durante a divisão celular com uma organização estrutural diferente, transformando-se nos: a) cromômetrosb) cromossomosc) centrômerosd) cromocentrose) cromonemas

20. UFRN-90) A carioteca é formada por: 

a) duas membranas proteicas com poros.b) uma membrana proteica sem poros.c) uma membrana lipoproteica com poros.d) duas membranas lipoproteicas com poros.e) duas membranas lipoproteicas sem poros.

21. (PUC-PR) No esquema abaixo sobre a estrutura do DNA, os números 1, 2 e 3 representam, respectivamente:

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a) Base nitrogenada, desoxirribose e fosfato;

b) Base nitrogenada, fosfato e desoxirribose;

c) Fosfato, desoxirribose e base nitrogenada;

d) Fosfato, base nitrogenada e desoxirribose;

e) Desoxirribose, fosfato e base nitrogenada.

22. (PUCC-SP) Os itens abaixo referem-se à estrutura, composição e função dos ácidos nucleicos.

• Estrutura: I) Dupla hélice; II) Cadeia simples.

• Composição: 1) Presença de uracila; 2) Presença de timina.

• Função: a) síntese de proteínas; b) transcrição gênica.

São características do ácido ribonucleico:

a)      II – 2 – b

b)      I – 1 – a

c)       I – 2 – b

d)      II – 1 – a

e)      II – 1 – b

23. As bases nitrogenadas podem ser divididas em bases púricas e pirimídicas. Assinale a alternativa que contém os nomes das bases pirimídicas.

a)      Adenina, citosina e timina;

b)      Adenina, timina e uracila;

c)       Guanina, timina e uracila;

d)      Citosina, timina e uracila;

e)      Citosina, timina e guanina.

24. Assinale a alternativa que contém as palavras que completam a frase abaixo:

Existem cinco tipos principais de bases nitrogenadas: adenina, ______________, citosina, __________ e uracila. As duas primeiras possuem um duplo anel de átomos de carbono e derivam de uma substância chamada ____________, sendo, por isso, denominadas bases ______________.

a)      Guanina, timina, purina, púricas.

b)      Timina, guanina, pirimidina, púricas.

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c)       Timina, guanina, pirimidina, púricas.

d)      Timina, guanina, púricas, pirimídicas.

e)      Guanina, timina, purina, pirimidina.

25. Assinale a alternativa incorreta:

a) O nome ácido nucleico indica que as moléculas de DNA e RNA são ácidas e foram identificadas, a princípio, no núcleo das células.

b) O DNA é encontrado no núcleo, formando os cromossomos e parte dos nucléolos, e também em pequena quantidade na mitocôndria e no cloroplasto.

c) O ácido ribonucleico é encontrado no nucléolo, nos ribossomos, no citosol, nas mitocôndrias e nos cloroplastos.

d) Tanto DNA como o RNA são formados pelo encadeamento de grande número de moléculas menores, os nucleotídeos.

e) As bases existentes na molécula de DNA são a adenina, guanina, citosina e uracila.

26. A molécula de ADN é constituída por...A. uma cadeia de polipéptidos unidos por pontes de hidrogénio.B. duas cadeias de polipéptidos formando uma dupla hélice.C. uma cadeia de nucleótidos que tem a capacidade de se replicar.D. duas cadeias de nucleótidos unidas por pontes de hidrogénio.E. duas cadeias de bases azotadas unidas por polipéptidos.

27. Numa molécula de ADN, a quantidade de...A. adenina mais timina é igual à de citosina mais guanina.B. citosina mais uracilo é igual à de timina mais adenina.C. uracilo mais adenina é igual à de citosina mais guanina.D. guanina mais timina é igual à de citosina mais uracilo.E. adenina mais citosina é igual à de guanina mais timina.

28. O esquema seguinte representa duas cadeias de ácidos nucleicos. Podemos concluir que...

A. I e II correspondem a duas moléculas de RNA.B. I e II correspondem a duas cadeias de uma molécula de RNA.C. I e II correspondem a duas cadeias de uma molécula de ADN.D. I corresponde a uma cadeia de ADN e II a uma cadeia de RNA.E. I corresponde a uma cadeia de RNA e II a uma cadeia de ADN.

29. À medida que se tornou evidente que os genes controlam a estrutura das proteínas, a atenção foi centrada em como a sequência de quatro pares de bases (adenina, guanina, citosina e timina) no DNA poderia controlar a sequência dos 20 aminoácidos encontrados nas proteínas. Várias experiências foram realizadas com o objectivo de desvendar a natureza do código genético. Refira quatro das características deste código genético.

30. A tabela 1 diz respeito ao código genético.

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Analise atentamente o seguinte segmento de DNA e consulte o código genético quando necessário.

5’ AAA TTC ACG CGG ACG 3’

1.Indique o resultado da transcrição do segmento do DNA acima representado.2.Indique o RNAt correspondente ao segmento de DNA acima representado.3.Traduza o segmento de DNA acima representado.4.Indique os códons do segmento de DNA acima representado.5.Indique os anticódons referentes ao segmento de DNA representado.6.Replique a cadeia de DNA correspondente ao segmento acima representado.

31. (Unioeste) Em uma das fitas de DNA de uma espécie de vírus encontram-se 90 Adeninas e 130 Citosinas. Sabendo-se ainda que nesta fita ocorre um total de 200 bases púricas e 200 bases pirimídicas, assinale a alternativa correta.

a) Na dupla fita de DNA ocorrem 180 Adeninas. b) Na dupla fita de DNA ocorrem 140 Guaninas. c) Na fita complementar ocorrem 300 bases púricas e 100 bases pirimídicas. d) Na fita complementar ocorrem 70 Adeninas e 110 Citosinas. e) Não é possível determinar a composição de bases nitrogenadas da fita complementar.

32. (Uerj) O esquema abaixo representa o mecanismo de biossíntese proteica em um trecho de DNA de uma célula eucariota. Observe que sua hélice inferior será transcrita e que as bases nitrogenadas, em destaque, compõem um íntron, a ser removido no processamento do pró-RNAm.

Identifique a sequência de bases que irá compor o trecho de RNA mensageiro a ser traduzido em proteína e determine o número de aminoácidos a serem introduzidos na proteína nascente.

33. (Uel) Em uma população, foi identificado um indivíduo que possui resistência genética a um vírus que provoca uma importante doença. Em um estudo comparativo, verificou-se que esse indivíduo produz uma proteína que

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confere tal resistência, com a seguinte sequência de aminoácidos: serina-tirosina-cisteína-valina-arginina. A partir da tabela de código genético, a seguir:

E considerando que o RNA mensageiro deste gene contém: 46,7% de uracila; 33,3% de guanina; 20% de adenina e 0% de citosina, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de bases da fita-molde deste gene. a) TCA - ATA - ACA - CAA - TCC b) TCA - ATA - ACG - CAT - TCC c) TCA - ATG - ACA - CAT - TGG d) AGU - UAU - UGU - GUU - AGG e) AGC - UAC - UGC -CAA- CGA

34. A respeito dos ácidos nucléicos (DNA e RNA) podemos afirmar que:A) gene é um segmento de RNA capaz de produzir proteína.B) a uracila é a base nitrogenada exclusiva do DNA.C) a duplicação do DNA é dita semiconservativa porque cada novo DNA conserva metade do DNA antigo.D) a pentose do DNA é a ribose.E) durante a transcrição, os dois segmentos do DNA permanecem ativos.

35. Para que possa ocorrer a síntese de proteínas, devem ocorrer em ordem os seguintes eventos:A) replicação, transcrição e tradução.B) transcrição, replicação e tradução.C) transcrição e tradução.D) tradução, transcrição e replicação.E) replicação e transcrição.

Cap. 3 Segunda lei de Mendel – Lei da segregação independente

Em suas primeiras experiências, Mendel verificou apenas uma característica de cada vez (monoibridismo), não se preocupando com as demais características. Depois de muitas experiências, Mendel prosseguiu com suas pesquisas e começou a se preocupar com o comportamento de duas características, analisando dois caracteres ao mesmo tempo. Ao verificar cruzamentos que envolviam dois tipos de características (di-hibridismo), Mendel enunciou a sua segunda lei, também chamada de lei da segregação independente ou lei da recombinação.

Para realizar essa experiência, Mendel cruzou plantas puras de ervilha originadas de sementes amarelas e lisas (traços dominantes), com plantas puras de ervilha originadas de sementes verdes e rugosas (traços recessivos). A geração F1 era totalmente constituída por sementes amarelas e lisas. O resultado da geração F1 já era esperado, já que as características eram dominantes e os pais eram puros.

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Após o primeiro cruzamento, Mendel realizou uma autofecundação entre as plantas originadas das sementes da geração F1, e obteve como resultado quatro tipos de sementes: amarelas-lisas (9/16); amarelas-rugosas (3/16); verdes-lisas (3/16) e verde-rugosa (1/16).

“Amarela-lisa” e “verde-rugosa” eram fenótipos já conhecidos, mas “amarela-rugosa” e “verde-lisa”, não estavam presentes na geração paterna e nem na geração F1. A partir daí, Mendel concluiu que a característica de cor da semente (amarela ou verde), não está ligada à característica formal da semente (lisa ou rugosa), ou seja, a herança da cor era independente da herança da superfície da semente. A geração F2, obtida pela autofecundação das plantas originadas das sementes de F1, era composta por quatro tipos de sementes: 9 amarelo-lisas: 3 amarelo-rugosas: 3 verde-lisas: 1 verde-rugosa.

Em proporções essas frações representam 9 amarelo-lisas: 3 amarelo-rugosas: 3 verde-lisas: 1 verde-rugosa. Com base nesse e em outros experimentos, Mendel aventou a hipótese de que, na formação dos gametas, os alelos para a cor da semente (Vv) segregam-se independentemente dos alelos que condicionam a forma da semente (Rr). De acordo com isso, um gameta portador do alelo V pode conter tanto o alelo R como o alelo r, com igual chance, e o mesmo ocorre com os gametas portadores do alelo v. Uma planta duplo-heterozigota VvRr formaria, de acordo com a hipótese da segregação independente, quatro tipos de gameta em igual proporção: 1 VR: 1Vr: 1 vR: 1 vr.

 A segunda lei de Mendel

Mendel concluiu que a segregação independente dos fatores para duas ou mais características era um princípio geral, constituindo uma segunda lei da herança. Assim, ele denominou esse princípio segunda lei da herança ou lei da segregação independente, posteriormente chamada segunda lei de Mendel: Os fatores para duas ou mais características segregam-se no híbrido, distribuindo-se independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso. 

A proporção 9:3:3:1

Ao estudar a herança simultânea de diversos pares de características. Mendel sempre observou, em F2, a proporção fenotípica 9:3:3:1, conseqüência da segregação independente ocorrida no duplo-heterozigoto, que origina quatro tipos de gameta.

Segregação independente de 3 pares de alelos

Ao estudar 3 pares de características simultaneamente, Mendel verificou que a distribuição dos tipos de indivíduos em F2 seguia a proporção de 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1. Isso indica que os genes para as 3 características consideradas segregam-se independentemente nos indivíduos F1, originando 8 tipos de gametas. Em um dos seus experimentos, Mendel considerou simultaneamente a cor (amarela ou verde), a textura da casca (lisa ou rugosa) e a cor da casca da semente (cinza ou branca).

O cruzamento entre uma planta originada de semente homozigota dominante para as três características (amarelo-liso-cinza) e uma planta originada de semente com traços recessivos (verde-rugosa-branca) produz apenas ervilhas com fenótipo dominante, amarelas, lisas e cinza. Esses indivíduos são heterozigotos para os três pares de genes (VvRrBb). A segregação independente desses três pares de alelos, nas plantas da geração F1, leva à formação de 8 tipos de gametas. Os gametas produzidos pelas plantas F1 se combinam de 64 maneiras possíveis (8 tipos maternos X 8 tipos paternos), originando 8 tipos de fenótipos.

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Determinando o número de tipos de gametas na segregação independente

Para determinar o número de tipos de gametas formados por um indivíduo, segundo a segregação independente, basta aplicar a expressão 2n, em que n representa o número de pares de alelos no genótipo que se encontram na condição heterozigota. ( veja figura 2 acima).

 A 2º lei de Mendel é um exemplo de aplicação direta da regra do E de probabilidade, permitindo chegar aos mesmos resultados sem a construção trabalhosa de quadro de cruzamentos. Vamos exemplificar, partindo do cruzamento entre suas plantas de ervilha duplo heterozigotas:

P: VvRr X VvRr

Consideremos, primeiro, o resultado do cruzamento das duas características isoladamente:

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A segregação independente e a meiose:

Existe uma correspondência entre as leias de Mendel e a meiose. Acompanhe na figura o processo de formação de gametas de uma célula de indivíduo diíbrido, relacionando-o à 2ª Lei de Mendel. Note que, durante a meiose, os homólogos se alinham em metáfase e sua separação ocorre ao acaso, em duas possibilidades igualmente viáveis. A segregação independente dos homólogos e, consequentemente, dos fatores (genes) que carregam, resulta nos genótipos AB, ab, Ab e aB.

A descoberta de que os genes estão situados nos cromossomos gerou um impasse no entendimento da 2º Lei de Mendel. Como vimos, segundo essa lei, dois ou mais genes não-alelos segregam-se independentemente, desde que estejam localizados em cromossomos diferentes. Surge, no entanto, um problema. Mendel afirmava que os genes relacionados a duas ou mais características sempre apresentavam segregação independente. Se essa premissa fosse verdadeira, então haveria um cromossomo para cada gene. Se considerarmos que existe uma infinidade de genes, haveria, então, uma quantidade assombrosa de cromossomos, dentro de uma célula, o que não é verdade. Logo, como existem relativamente poucos cromossomos no núcleo das células e inúmeros genes, é intuitivo concluir que, em cada cromossomo, existe uma infinidade de genes, responsáveis pelas inúmeras características típicas de cada espécie. Dizemos que esses genes presentes em um mesmo cromossomo estão ligados ou em linkage e caminham juntos para a formação dos gametas.

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Exercícios

1. Atividade complementar: Pesquisa Tri-Hibridismo e Poli-Hibridismo.2. Uma planta que produz fruto vermelho e biloculado foi cruzada com outra de fruto amarelo e

multiloculado, resultando 160 descendentes, assim distribuídos:

41 de frutos vermelhos biloculados

39 de frutos vermelhos multiloculados

38 de frutos amarelos biloculados

42 de frutos amarelos multiloculados.

Quais os fenótipos e genótipos dos tipos parentais?

a) fruto vermelho biloculado = AaMm; fruto amarelo multiloculado = aamm

b) fruto vermelho biloculado = AAMm; fruto amarelo multiloculado = aaMM

c) fruto vermelho biloculado = aamm; fruto amarelo multiloculado = AAMM

d) fruto vermelho biloculado = AaMM; fruto amarelo multiloculado = aamm

e) fruto vermelho biloculado = AaMm; fruto amarelo multiloculado = Aamm

3. (ACAFE-SC) De acordo com as leis de Mendel, indivíduos com genótipo:

a) AaBb produzem gametas A, B, a e b.

b) AaBB produzem gametas AB e aB.

c) Aa produzem gametas AA, Aa e aa.

d) AA produzem gametas AA.

e) AABB produzem dois tipos de gametas.

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4. (UFPA) Na Drosophila melanogaster, a cor do corpo ébano é produzida por um gene recessivo (e) e o corpo de cor cinza, pelo seu alelo (E). A asa vestigial é produzida por um gene recessivo (v) e o tamanho normal da asa é determinado pelo seu alelo (V). Se moscas diíbridas são cruzadas entre si e produzem 256 indivíduos, quantas moscas desta progênie apresentarão o mesmo genótipo dos pais?

a) 144

b) 128

c) 64

d) 8

e) 16

5. (U.F.SE-SE) A proporção fenotípica encontrada na descendência do cruzamento entre indivíduos heterozigotos para dois caracteres com dominância completa é:

a) 3:1

b) 1:2:1

c) 9:4:3

d) 9:7

e) 9:3:3:1

6. (FEI-SP) Em Drosophila melanogaster, asa vestigial (curta) e corpo ébano (preto) são características determinadas por dois pares de gens recessivos v e e, respectivamente. Asa longa e corpo cinzento são características determinadas pelos gens dominantes V e F. Do cruzamento entre parentais surgiu, em F1, 25% de

indivíduos de asa longa e corpo cinzento. O genótipo provável dos pais será:

a) VvEe X VvEe d) VvEe X vvee

b) VVEE X vvee e) VvEe X VVEE

c) vvee X vvee

7. (F.C.Chagas-BA) Sendo Aa, Bb e Cc três pares de gens com segregação independente, quantos tipos de gametas poderão ser formados por um indivíduo AA Bb Cc?

a) 3

b) 4

c) 6

d) 8

e) 12

8. Da autofecundação de uma planta heterozigota para dois pares de alelos independentes e com dominância completa em cada par, foram obtidos 192 descendentes. É esperado que nessa descendência devam existir aproximadamente:

a) 16 tipos diferentes de genótipos.

b) apenas indivíduos heterozigóticos.

c) 48 indivíduos homozigóticos para dois pares de genes.

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d) 188 indivíduos heterozigóticos.

e) 144 indivíduos heterozigóticos para os dois pares de genes.

9. (FUVEST-SP) Um indivíduo heterozigoto quanto a dois pares de genes localizados em diferentes pares de cromossomos formará:

a) dois tipos de gameta na proporção 1:1.

b) dois tipos de gameta na proporção 3:1.

c) três tipos de gameta na proporção 1:2:1.

d) quatro tipos de gameta na proporção 1:1:1:1.

e) quatro tipos de gameta na proporção 9:3:3:1.

10. (FUVEST-SP) Em Drosophila melanogaster os alelos recessivos dumpy e ebony estão em cromossomos não homólogos. Do cruzamento entre indivíduos duplamente heterozigotos, a proporção de indivíduos que apresentam ao mesmo tempo os fenótipos dumpy e ebony é:

a) 1/2.

b) 1/4.

c) 1/8.

d) 1/16.

e) 1/32.

11. Que tipos de gametas são produzidos pelos individuos AALL, Aall e AaLa?

12. De os resultados dos cruzamentos entre os seguintes individuos: AALL X aall; AaLL X AaLL; AaLl x aall.

13. A Segunda Lei de Mendel postula:

a) Distribuição conjugada dos genes.

b) Segregação independente.

c) Troca de partes entre cromossomos.

d) Importância da recessividade.

14. Em urtigas o caráter denteado das folhas domina o caráter liso. Numa experiência de polinização cruzada, foi obtido o seguinte resultado: 89 denteadas e 29 lisas. A provável fórmula genética dos cruzantes é:

a) Dd x dd

b) DD x dd

c) Dd x Dd

d) DD x Dd

e) DD x DD

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