Mestrado em Genética (UFMG, 2011) Show
Ouça este artigo: A genética de populações ou genética populacional é um campo matemático da biologia que estuda a composição genética das populações e as mudanças nesta composição que resultam da influência de vários fatores. Os fatores que influenciam a diversidade genética dentro de um conjunto de genes incluem o tamanho da população, mutação, deriva genética, a seleção natural, a diversidade ambiental, a migração e os padrões de acasalamento não-aleatórios. Nesta área da genética também são estudos fenômenos como adaptação, especiação, subdivisão da população e estrutura da população. A variação genética de uma população que se reproduz aleatoriamente resulta em uma distribuição de equilíbrio de genótipos após uma geração. Essa distribuição é chamada de equilíbrio de Hardy-Weinberg. O modelo de Hardy-Weinberg traz que a reprodução sexual mantém a variação genética constante geração após geração, no qual não há forças evolutivas em ação além das impostas pela própria reprodução. Assim, o modelo de Hardy-Weinberg prevê que a soma das frequências alélicas (p+q) seja igual a 1, e a soma das frequências genotípicas (p² + 2pq + q²) seja também 1, o que indica a viabilidade dos indivíduos que possuem os alelos em estudo. Em populações naturais, no entanto, a composição genética do conjunto de genes de uma população pode mudar ao longo do tempo. A fonte principal de toda variação é a mutação, mas suas taxas são lentas e apenas a mutação em si não responde pelas mudanças rápidas na genética de uma população. Assim, em populações naturais, a frequência quantitativa dos genótipos pode ser mudada por recombinação, imigração de genes e eventos mutacionais. A migração deve ser compreendida como qualquer introdução de genes de uma população para outra, fazendo com que a população resultante tenha uma frequência intermediária ao valor das populações original e imigrante. A deriva genética ocorre como resultado de flutuações aleatórias na transferência de alelos de uma geração para a próxima, especialmente em pequenas populações formadas, por exemplo, como resultado de condições adversas ambientais (o efeito gargalo) ou a separação geográfica de um subconjunto da população (o efeito fundador). A genética populacional vê a seleção natural como uma propensão ou probabilidade de sobrevivência e reprodução em um ambiente particular. Os efeitos de seleção natural sobre um determinado alelo podem ser direcionáveis. Um alelo pode conferir uma vantagem seletiva, e se expandir pelo conjunto de genes, ou ele pode significar uma desvantagem seletiva, e fazer a espécie desaparecer a partir dele. Atualmente, a variação genética dentro das populações e espécies pode ser analisada ao nível das sequências de nucleotídeos em DNA (análise do genoma) e as sequências de aminoácidos das proteínas (de análise do proteoma). As diferenças genéticas entre as espécies podem ser usadas para inferir a história evolutiva, na base de que os parentes mais próximos terão conjuntos de genes que são mais similares. Referências Bibliográficas: Yotoko, K. Genética de populações. Universidade Federal de Viçosa. Disponível em: <ftp://www.ufv.br/DBG/Bio642/Bio240/Karla/apostilas/GEnetica%20de%20Populacoes%201.pdf> Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/biologia/genetica-populacional/ A genética populacional, também chamada de genética de populações, é um campo teórico dentro da Biologia que busca, através de cálculos matemáticos, estudar a distribuição e a composição genética em uma ou mais populações e as consequências de possíveis mudanças
nessa composição. A genética populacional está diretamente relacionada com os fenômenos de especiação, bem como as teorias evolutivas e adaptativas. O estudo teórico da distribuição genética, em uma dada população, busca explicar e quantificar os processos adaptativos, com base na frequência de alelos que sofre influência das quatro principais forças evolutivas: Deriva Genética, Fluxo Gênico, Mutação e Seleção Natural. Além das forças evolutivas, outros fatores que podem influenciar a diversidade genética dentro de um conjunto de genes é com relação ao tamanho da população, diversidade ambiental e padrões não aleatórios de acasalamento. A variação genética dentro de uma população ou espécie é, atualmente, analisada a partir das sequências de nucleotídeos de DNA e das sequências de aminoácidos presentes nas proteínas. As diferenças genéticas entre espécies podem ser utilizadas para determinar a história evolutiva da espécie e até encontrar um possível parente ou ancestral próximo que possua um conjunto de genes ou estrutura protéica semelhantes ao analisado. 📚 Você vai prestar o Enem 2020? Estude de graça com o Plano de Estudo Enem De Boa 📚 Deriva GenéticaA deriva genética, também chamada de deriva gênica ou, ainda, oscilação genética, é uma força evolutiva que pode alterar aleatoriamente as frequências alélicas ao longo do tempo, principalmente em uma população não muito grande. Estudos mostram que a deriva genética pode estar relacionada a eventos de desastres ecológicos, como, por exemplo, a desertificação. Em uma população de indivíduos que vivem próximos de um deserto, a frequência de alelos pode ser constante em um determinado período. Porém, uma vez que a região desértica passa a aumentar, levando parte do bioma vizinho consigo pelo processo de desertificação, a frequência de alelos na população inicial se altera com a morte ou migração de determinados indivíduos que habitavam a região. Com a alteração da frequência de alelos, ao longo do tempo e dos eventos reprodutivos entre os indivíduos da população que sobrou, os genótipos presentes nos descendentes são derivados do material genético dos indivíduos que sobreviveram. Dessa forma, a nova população gerada a partir dos indivíduos que restaram da população inicial não são amostras representativas da população inicial. A deriva genética, portanto, é uma força que altera o equilíbrio gênico em uma população, e quando presente, mostra que eventos evolutivos estão ocorrendo. Representação esquemática da deriva genética em um ecossistema desertificado 🎓 Você ainda não sabe qual curso fazer? Tire suas dúvidas com o Teste Vocacional Grátis do Quero Bolsa 🎓 Fluxo GênicoO fluxo gênico, também chamado de migração gênica, é a atividade migratória que um determinado gene pode desempenhar ao longo de uma população. Como consequência, os alelos que migraram ao longo de uma população são transferidos entre os indivíduos, e passa a depender das frequências do gene nas duas populações. Um exemplo é quando um grupo migratório entra em contato com uma outra população e acabam se relacionando. Os genes levados pelos indivíduos imigrantes passam a ter uma determinada frequência na nova população, e isso altera o equilíbrio gênico da mesma. Por isso, o fluxo gênico é uma força evolutiva, pois a migração de genes pode alterar as características fenotípicas dos indivíduos de uma determinada população. MutaçãoEntende-se por mutação qualquer alteração, geralmente ao acaso, que ocorre no DNA. A alteração do material genético de um organismo pode gerar mudanças nas suas características. Eventos de mutações ocorrem naturalmente nos organismos, e geralmente ocorrem ao acaso, sendo um importante fator para garantir melhor adaptação dos indivíduos ao meio em que vivem. As mutações estão, portanto, relacionadas diretamente aos eventos de variabilidade genética e evolução. As mutações podem ser classificadas em:
 Tipos de mutações cromossômica, como a deleção (retirada de um trecho do cromossomo), duplicação (duplicação de um trecho dentro do cromossomo), inversão (quando trechos de um cromossomo são invertidos), inserção (quando um trecho de um cromossomo é inserido no cromossomo), translocação (quando dois cromossomos trocam trechos de DNA). A mutação é uma força evolutiva que altera o equilíbrio gênico em uma população. Como eventos mutagênicos promovem alterações no DNA, ao longo do tempo, a incidência de mutação pode desequilibrar um determinado conjunto de alelos ou, ainda, não deixar constante a frequência relativa dos alelos ao longo de um período. Por isso, a mutação em uma população influencia na diversidade genética. Para cálculos teóricos acerca da genética populacional, eventos de mutação não podem ser considerados, já que alteram a frequência entre dois alelos ou entre uma determinada característica fenotípica. 🎯 Simulador de Notas de Corte Enem: Descubra em quais faculdades você pode entrar pelo Sisu, Prouni ou Fies 🎯 Seleção NaturalA seleção natural é um fator ambiental proposto por Charles Darwin em seus estudos evolutivos. Para Darwin, o ambiente exerce uma força que seleciona os organismos mais adaptados a sobreviverem nele, dada as condições existentes. Um exemplo da seleção natural é o melanismo industrial. Em um população de traças (Biston betularia) onde há indivíduos de coloração clara e indivíduos de coloração escura, o ambiente pode selecionar as mais adaptadas a sobreviverem à predação, por exemplo. Um predador pode enxergar muito mais fácil uma traça escura que uma clara no ambiente. Portanto, a seleção natural está agindo contra indivíduos de coloração escura. Com a revolução industrial e com a liberação de fumaça e cinzas industriais na atmosfera, as traças escuras começam a apresentar vantagem nesse mesmo ambiente, conseguindo se camuflar com facilidade. Os predadores que antes conseguiam visualizar as mariposas escuras, agora, nessa nova condição ambiental, passam a visualizar mais facilmente as mariposas de coloração clara. Indivíduos de traça (Biston betularia) de coloração clara e escura, utilizados como exemplo de melanismo industrial. As mariposas escuras, portanto, passam a se reproduzir, e a presença de indivíduos de coloração escura começa a aumentar. Dessa forma, a seleção natural altera a frequência gênica de acordo com a adaptabilidade dos indivíduos, selecionando e beneficiando determinados indivíduos com características favoráveis para a sobrevivência, não deixando uma população em equilíbrio gênico. Princípio de Hardy-WeinbergO princípio de Hardy-Weinberg, também chamado de equilíbrio de Hardy-Weinberg é um modelo matemático criado em 1908 por Godfrey Hardy e Wilhelm Weinberg muito utilizado para inferir ou determinar se uma determinada população está sob efeitos evolutivos. Segundo o princípio, se uma população não está sob atuação das forças evolutivas, como seleção natural, mutação, deriva genética e fluxo gênico, as frequências alélicas e as proporções genéticas permanecem constantes ao longo do tempo, ou seja, qualquer alteração observada na frequência de dois ou mais alelos de uma população indica que a população está sob efeitos dos mecanismos evolutivos. Para utilizar o princípio de Hardy-Weinberg, a população analisada precisa estar sob certas condições. Uma população está em equilíbrio de Hardy-Weinberg quando:
Portanto, pode-se concluir que o princípio de Hardy-Weinberg pode ser utilizado apenas como um modelo teórico, para indicar se determinada população sofreu eventos evolutivos em condições pré-estabelecidas e sem a presença de forças evolutivas, como ocorrem na natureza. Os cálculos necessários derivados do Princípio de Hardy-Weinberg iniciam-se com a determinação da frequência (p) de um determinado alelo em uma população. Por exemplo, a frequência do alelo A (pA) em uma população é a relação entre o número total de alelos A encontrados na população pelo número total de alelos relacionados (A e a) encontrados na mesma população. pA = número de alelos Anúmero de alelos totais Da mesma forma, a frequência do alelo recessivo a (pa), às vezes abreviado apenas para q, é determinada pela relação do número de alelos a pelo número total de alelos na população: pa = número de alelos a número de alelos totais Segundo o princípio de Hardy-Weinberg, a população está em equilíbrio se a soma entre a frequência do alelo A e a frequência do alelo a for igual a 1: pA + pa = 1 Sabendo as frequências relativas de cada alelo, é possível, ainda segundo o princípio de Hardy-Weinberg, estabelecer a frequência genotípica de cada par de alelos presentes em uma população, considerando que os indivíduos sejam seres diplóides (2n) e com reprodução sexuada: Para indivíduos homozigóticos, a frequência do par de alelos se dá multiplicando a frequência relativa (p) de cada alelo. Para homozigotos dominantes (AA): Frequência do genótipo AA (pAA ou apenas p) = pA x pA = pA² Para homozigóticos recessivos (aa): Frequência do genótipo aa (paa ou apenas q) = pa x pa = pa² Para indivíduos heterozigóticos (Aa) com as características citadas acima (diplóides e com reprodução sexuada), há duas possibilidades de formação genotípica: o gameta masculino portando o alelo A e o gameta feminino portanto o alelo a, ou vice-versa. Dessa forma, a frequência do par de alelos é dada pela equação: Frequência do genótipo Aa (pAa) = 2 x pA x pa Da mesma forma que as frequências relativas, o somatório da frequência genotípica deve ser igual a 1:
📝 Você quer garantir sua nota mil na Redação do Enem? Baixe gratuitamente o Guia Completo sobre a Redação do Enem! 📝 Exercício de fixação PUC-RJ/2016 Uma população de besouros está em equilíbrio para um determinado lócus gênico A, apresentando, para o alelo A frequência igual a 0,7; e, para o alelo a frequência igual a 0,3. As frequências para os genótipos AA, Aa e aa são, respectivamente, as seguintes: A 0,42; 0,09 e 0,49. B 0,49; 0,09 e 0,42. C 0,49; 0,42 e 0,09. D 0,42; 0,49 e 0,09. E 0,09; 0,49 e 0,42. Quais os fatores que alteram a frequência gênica em uma população?Os fatores que influenciam a diversidade genética dentro de um conjunto de genes incluem o tamanho da população, mutação, deriva genética, a seleção natural, a diversidade ambiental, a migração e os padrões de acasalamento não-aleatórios.
O que são frequências gênicas?A freqüência gênica ou alélica de um determinado alelo, dentre um grupo de indivíduos, é definida como a proporção (%) de todos os alelos de um loco de determinado tipo. A soma das freqüências gênicas em uma população deve ser igual a um (1), devido ao fato de cada freqüência gênica ser uma proporção do total.
Quais os dois fatores que aumentam a variabilidade genética da população?Fatores que influenciam na variabilidade genética. Reprodução sexuada: é um tipo de reprodução que envolve gametas. ... . Fluxo gênico: nada mais é do que a movimentação de alelos entre populações. ... . Deriva genética: diferentemente de outros fatores, está relacionada com a diminuição da variabilidade genética.. Quais as principais características da genética de populações?Genética de populações é o ramo da Biologia que estuda a distribuição e mudança na frequência de alelos sob influência das quatro forças evolutivas: seleção natural, deriva gênica, mutação e fluxo gênico. A genética populacional também busca explicar fenômenos como especiação e adaptação ao ambiente.
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Quais são os fatores que influenciam as frequências gênicas em uma população?
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