Genética Populacional Flashcards
Genética Populacional
Ramo da biologia evolutiva que estuda as diferenças genéticas dentro e entre as populações de uma espécie, assim como fenómenos de adaptação, especiação, e estrutura populacional.
É a análise das mudanças de frequências alélicas ao longo do tempo.
Objetivos da Genética populacional humana
- Descrever a variação genética humana e a forma como esta muda ao longo do tempo
- Entender os mecanismos da evolução da nossa espécie
- Prever, prevenir e tratar doenças hereditárias (i.e. aconselhamento genético)
- Estudar a pré-história humana (i.e. aDNA, arqueogenética)
- Desmitificar preconceitos e males sociais (i.e. racismo, eugenia, homofobia, etc.)
Gene
1) Um segmento de de DNA que é transcrito e traduzido para uma proteína que tem atividade biológica capaz de afetar o fenótipo de um organismo
2) Fator hereditário que controla um fenótipo e segrega de acordo com as leis de Mendel
Polimorfismo
A existência numa população (ou num indivíduo) de duas ou mais formas de um gene, cromossoma ou característica (ex: SNP, indels, microssatélite, RFLPs, transposable elements)
Alelo
Versão alternativa de um segmento de DNA no locus de um cromossoma, presente na população
População
Um grupo de organismos da mesma espécie que podem reproduzir-se entre si.
Número total de indivíduos numa dada categoria como por exemplo área, região administrativa, grupo étnico, família, característica ou humanidade inteira
Regras Básicas da Nomenclatura Humana
É decidida pela Human Genome Organisation (HUGO) Gene Nomenclature Committee (HGNC).
- Maiúsculas e itélico, contendo números (ex.: CFTR, IGF1)
- Não deve conter referência a espécie
- Para alelos usar o nome do gene seguido de um asterisco e depois o nome ou número (PGM*1). No caso de SNPs: NC_000023.10:g.33038255C>A , substituição do nucleótido C na posição g.33038255 por um A
- Por vezes usa-se rd1799971:A>G
- No caso de indels: NC_000023.11:g.33344591del , uma deleção de um T na posição g.33344591 na sequência TGTGATTCT to TGTG_TTCT
- Os prefixos usados g., m., c. e n. indicam genomic, mitochondrial, coding DNA e non-coding DNA
Genótipo
Combinação de alelos num locus particular em um indivíduo
Homozigótico
Indivíduo que contém dois alelos idênticos para um determinado gene/locus polimórfico
Hererozigótico
Indivíduo (num organismo diploide) que contém dois alelos diferentes para um determinado gene/locus polimórfico
Dominância
Um alelo sobrepõe-se ao efeito do outro alelo do mesmo gene na outra cópia do cromossoma. O primeiro alelo é denominado dominante e o segundo recessivo
Codominância
Ambos os alelos num indivíduo heterozigótico são igualmente expressos. O fenótipo é uma combinação do fenótipo dos pais.
Dominância incompleta
Falta de dominância em qualquer um dos alelos, indivíduos heterozigóticos têm fenótipo intermédio
Pool Genético (ou Fundo Genético)
Quando um gene (ou um locus, ou um SNP) tem duas ou mais versões (alelos), estes vão ser mais ou menos abundantes numa população. Ao conjunto de alelos presentes na população chamamos pool genético
Frequência Alélica
É o número de cópias de um alelo presente numa população a dividir pelo número total de cópias do gene. É a proporção de todos os alelos de um gene que são o alelo em causa.
Calculo:
f(A) = N(A)/2N f(a) = N(a)/2N
f(A) — frequência alelo A
f(a) — frequência alelo a
N(A) — número de cópias alelo A
N(a) — número de cópias alelo a
N — número total de indivíduos
Frequência Genotípica
É o número de ocorrências de um genótipo numa população a dividir pelo número total de indivíduos. É a proporção de cada genótipo numa população.
Calculo:
f(AA) = N(AA)/N f(aa) = N(aa)/N
f(Aa) = N(Aa)/N
f(AA) — frequência de AA
f(aa) — frequência de aa
f(Aa) — frequência de Aa
N(AA) — número de cópias de AA
N(aa) — número de cópias de aa
N(Aa) — número de cópias de Aa
N — número total de indivíduos na população
Princípio de Hardy-Weinberg
Fornece uma relação matemática entre frequências alélicas e frequências genotípicas.
p^2 + 2pq + q^2 = 1
p^2 — frequência do genótipo AA~
2pq —frequência do genótipo Aa
q^2 — frequência do genótipo aa
População em Princípio de Hardy-Weinberg
Uma população diz-se em Equilíbrio de Hardy-Weinberg (HWE) se não existir variação de frequência alélica de geração para geração. Numa população em HWE é possível determinar a frequência dos genótipos a partir da frequência dos alelos na população e vice-versa.
Condições para uma População encontrar-se em Equilíbrio de Hardy-Weinberg
- Acasalamento ao acaso (panmixia)
- A população é infinitamente grande
- A seleção não atua (qualquer genótipo sobrevive e reproduz-se igualmente)
- A população é fechada (não saem indivíduos nem entram indivíduos de outras populações)
- Não existem mutações de um alelo para outro ou a gerar novos alelos
Desvios do Equilíbrio de Hardy-Weinberg
O equilíbrio de Hardy-Weinberg é uma abstração e as populações no mundo real quase nunca se encontram neste estado (i.e. as frequências alélicas e genotípicas alteram-se ao longo do tempo de formas que se desviam do previsto pela fórmula). Por isso é que as populações evoluem, divergindo ao longo do tempo e originando novas espécies.
Fatores que causam os desvios de uma geração do Equilíbrio de Hardy-Weinberg
Acasalamento não-aleatório:
- Acasalamento preferencial
- Inbreeding (consanguinidade)
Acasalamento na frequência alélica:
- Mutações novas
- Seleção (estabilizadora, direcional, diversificante)
- Fluxo genético
- Deriva genética
Acasalamento preferencial
Tendência para acasalar com indivíduos semelhantes a si mesmos, com um genótipo ou fenótipo semelhante (acasalamento preferencial ou homogamia) ou, pelo contrário, a preferir indivíduos diferentes (heterogamia).
Existem diferentes formas de acasalamento preferencial que podem levar a desequilíbrios de Hardy-Weinberg criando mesmo sub-populações.
Sub-populações do Acasalamento Preferencial
1) Geografia: tendência para procurar parceiros fisicamente próximos
2) Aspeto físico (ex.: pessoas altas tendem a escolher pessoas altas como parceiros)
3) Patologias (ex.: indivíduos que sofrem de surdez tendem a acasalar com outras pessoas com a mesma condição)
4) Grupo étnico
5) Grupo linguístico
6) Aspetos culturais (i.e. religião, classe social, grau de educação, casta)
7) Tipo de matrimónio (i.e. poligamia/poliandria)
Polineuropatia Amiloidótica familiar (Doença dos Pézinhos)
Autossómica dominante.
Gene TTR no cromossoma 18. Mutação Val30Met.
A doença surge entre os 25 e 35 anos. Afeta os membros inferiores, a sensibilidade aos estímulos e a capacidade motora.
É hereditária, crónica e fatal, com progressão em cerca de 10 anos. Em Portugal existem cerca de 2 mil doentes com paramiloidose.