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A Base do Mapeamento Cromossômico


 Genética

Introdução

A chance de ocorrer crossing-over entre dois pares de genes alelos que estão em linkage é diretamente proporcional à distância que existe entre eles. Quanto maior for a distância, maior é a probabilidade de permutação. A partir dessa constatação, Thomas Hunt Morgan e alguns outros geneticistas propuseram uma forma de se medir distâncias entre os genes de um cromossomo. Não se trata de uma distância absoluta, como o comprimento de um objeto, mas um valor relativo, útil para se mapear os cromossomos.

Para se avaliar a ocorrência da permutação, determina-se a taxa de recombinação entre dois genes.

 

 

 

 

Como a relação é multiplicada por 100, o valor expressa a porcentagem de gametas recombinantes, no total de gametas. Dessa forma, se os gametas recombinantes perfazem 30% do total, a taxa de recombinação é de 30%. Foi estabelecido que, para cada 1% de taxa de recombinação, a distância entre os dois genes seria convencionada em uma unidade de recombinação. Essa unidade também é chamada unidade de mapeamento cromossômico (u.m.c.) ou centimorganídeo, em homenagem a Thomas Morgan, pesquisador americano que desenvolveu os primeiros trabalhos nessa área da genética, no início do século XX.

É bom frisar que a taxa de recombinação não reflete a quantidade de células que sofrem recombinação, mas a porcentagem de gametas recombinantes. Verifique que, mesmo as células nas quais acontece o crossing-over, as cromátides externas não trocam fragmentos e dão origem a gametas parentais. Por exemplo, imagine que um indivíduo tenha o genótipo AB/ab e que, durante a formação dos seus gametas, 20% das células sofram permutação entre esses dois loci gênicos.

 

As células que não sofrem permutação (80% do total) formam apenas dois tipos de gametas: 40% AB e 40% ab. Os 20% de células nas quais aconteceu o crossing-over originam 4 tipos de gametas: 5% AB, 5% Ab, 5% aB e 5% ab. No total dos gametas produzidos, teremos:

 

 45% AB
 5% aB
 5% Ab
 45% ab

 

 

Portanto, são 90% de gametas parentais (AB e ab) e 10% de gametas recombinantes (Ab e aB). Conclui-se que a taxa de recombinação equivale à metade da porcentagem de células que sofre permutação.

Essa constatação leva a outra, também muito importante: os gametas parentais são sempre aqueles que surgem em maiores quantidades!

 

2. Posicionando os genes nos cromossomos

Sabendo-se quais são os tipos de gametas que um indivíduo é capaz de produzir e as quantidades nas quais eles aparecem, podemos determinar a posição que eles ocupam no par de cromossomos homólogos. Para tanto, nos baseamos em dois dados:

a) os gametas que aparecem em maiores quantidades são os tipos parentais, que refletem a distribuição dos genes, nos cromossomos.

b) a taxa de recombinação indica a distância entre eles.

 

Por exemplo, vamos supor que um animal produza os seguintes gametas, indicados com as suas respectivas proporções:

 

 

 15% CD
 35% cD
 35% Cd
 15% cd

 

 

Pela análise desses dados, concluímos tratar-se de um caso de linkage. Se assim não fosse, todos os tipos de gametas deveriam aparecer nas mesmas quantidades. Como os gametas dos tipos Cd e cD surgem nas maiores quantidades, são os tipos parentais e espelham a posição dos genes, nos cromossomos.

O genótipo desse animal é Cd/cD (duplo-heterozigoto do tipo "trans"). Uma vez conhecida a distribuição dos genes, podemos determinar a distância entre eles, que é dada pela taxa de recombinação. No total de gametas gerados, 30% são recombinantes. Logo, a taxa de recombinação é de 30%, e a distância entre esses dois loci vale 30 u.m.c.

O mesmo raciocínio pode ser aplicado quando se conhece a posição dos genes, nas células de um indivíduo, e se deseja estabelecer quais os tipos de gametas que ele pode produzir, além das suas respectivas quantidades.

Por exemplo: nas células das drosófilas (ou "moscas-da-fruta"), há dois pares de genes alelos Rr e Ss, cujos loci distam 8 u.m.c. Uma mosca tem genótipo duplo-heterozigoto do tipo "cis". Quais os tipos de gametas ela pode gerar, e quais são as suas proporções?

 

Os gametas parentais serão dos tipos RS e rs. Sua formação não depende da ocorrência da permutação, de tal forma que eles deverão ser formados em maiores quantidades. Como a distância entre os dois loci é de 8 u.m.c., a taxa de recombinação é de 8%, ou seja, os gametas recombinantes perfazem 8% do total, e os restantes 92% são de gametas parentais.

46% RS

4% Rs

4% rS

46% rs