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 lei do equilíbrio de Hardy-Weinberg é uma importante forma de verificar se a seleção natural ou outros fatores evolutivos estão influenciando uma determinada população. Por meio da equação de Hardy-Weinberg, podemos determinar a configuração genética de uma população que não está sofrendo evolução. A partir dessa análise, podemos comparar os dados com as informações reais da população e, desse modo, perceber se há ou não evolução. Leia também: Tipos de seleção natural → Hardy e WeinbergWilhelm Weinberg (1862-1937) e Godfrey Harold Hardy (1877-1947) foram os pesquisadores responsáveis pelas conclusões que levaram à criação da chamada lei do equilíbrio de Hardy-Weinberg. Weinberg era um fisiologista alemão que se destacou por seus trabalhos com genética humana e genética médica, enquanto Hardy era um importante matemático inglês. Os dois pesquisadores chegaram às suas conclusões em 1908, de maneira independente e praticamente simultânea. → População em equilíbrio de Hardy-WeinbergDe acordo com Hardy e Weinberg, uma população que não está evoluindo apresenta, de uma geração para outra, frequência dos alelos e genótipos constante. Nesses casos, nos quais se observa apenas a recombinação de acordo com as leis de Mendel, dizemos que a população está em equilíbrio de Hardy-Weinberg. → Premissas para o estabelecimento do equilíbrio de Hardy-WeinbergUma população está em equilíbrio de Hardy-Weinberg quando suas frequências genotípicas e alélicas permanecem constantes. Para que o equilíbrio ocorra, a população analisada deverá obedecer algumas premissas. As condições essenciais para que uma população permaneça em equilíbrio de Hardy-Weinberg são:
→ Fórmula do equilíbrio de Hardy-WeinbergA equação de Hardy-Weinberg deve ser usada para testar se uma população está ou não evoluindo. Considerando que existem dois alelos para um determinado locus, chamaremos o alelo dominante (p) de A, e o alelo recessivo (q) será chamado de a. Assim, p será a frequência alélica de A e q será a frequência de a, logo teremos que p + q = 1, uma vez que a soma desses dois alelos será igual a 100%. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) De acordo com o modelo de Hardy-Weiberg, teremos as frequências dos genótipos AA, Aa e aa representados, respectivamente, por p2, 2pq e q2. Isso se deve ao fato de que, para formar um indivíduo AA, é necessário um espermatozoide A e um óvulo A, cuja frequência é a mesma, portanto, p x p = p2. O mesmo raciocínio vale para o indivíduo aa. Já o heterezigoto (Aa) poderá resultar de um espermatozoide A e de um óvulo a, e vice-versa. A probabilidade de ocorrência é, portanto, 2 x p x q= 2pq. Desse modo, teremos: F (AA) = p2 F (Aa) = 2pq F (aa) = q2 Se somarmos todas as frequências, teremos 100%. Portanto, a fórmula do equilíbrio de Hardy-Weinberg é: Leia também: Teorias evolutivas → Exercícios sobre equilíbrio de Hardy-WeinbergPara exemplificar o que foi dito acima, veja um exercício resolvido a respeito do equilíbrio de Hardy-Weinberg: (VUNESP) Em uma população em equilíbrio, constituída por 1000 indivíduos, 160 apresentam uma anomalia hereditária causada por um gene recessivo autossômico. Espera-se que sejam portadores desse gene recessivo, entre os indivíduos normais, o total de: a) 480 indivíduos b) 240 indivíduos c) 160 indivíduos d) 560 indivíduos e) 840 indivíduos Resolução Se 160 indivíduos apresentam a anomalia, temos 16% dos indivíduos afetados: q2 = 0,16 q = 0,4 Como p + q = 1, temos que: p = 1 – q p = 1 – 0,4 p = 0,6 O exercício pede que se encontre o número de indivíduos portadores do gene, ou seja, o número de indivíduos heterozigotos. Para calcular essa frequência, temos que: F (Aa) = 2pq F(Aa) = 2.0,6.0,4 F(Aa) = 0,48 Assim, a resposta é a alternativa a,pois 48% de 1000 indivíduos equivalem a 480 indivíduos. Veja abaixo mais um exercício sobre o tema: (UFPI) Em 1908, os cientistas Hardy e Weinberg formularam um teorema cuja importância está no fato de estabelecer um modelo para o comportamento dos genes nas populações naturais. Se os valores das frequências gênicas de uma população, observada ao longo de gerações, forem significativamente diferentes dos valores esperados por meio da aplicação do teorema, pode-se concluir corretamente que: a) A população estudada é infinitamente grande, inviabilizando a aplicação do teorema. b) Não houve a atuação dos fatores evolutivos sobre a população. c) A população encontra-se em equilíbrio genético. d) A população está evoluindo, uma vez que as frequências gênicas foram alteradas. e) Os cruzamentos nessa população ocorrem ao acaso. Resolução O exercício pede uma definição bastante simples relacionada ao equilíbrio de Hardy-Weinberg. Considerando que uma população em equilíbrio não está sofrendo a ação de fatores evolutivos, podemos concluir que, se os valores das frequências forem diferentes dos valores esperados, a população está evoluindo. A resposta, portanto, é a alternativa d. Quais são os fatores que podem alterar a frequência de genes 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.
Que fatores podem interferir na frequência gênica?Os principais fatores que afetam o equilíbrio gênico são a mutação, a migração, a seleção e a deriva gênica.
Quais são os fatores que podem levar à alteração nas frequências gênicas e genotípicas em uma população?Alguns fatores que podem atuar alterando a frequência dos alelos são a seleção natural, mutação, migração e oscilações genéticas.
Quais são os fatores que provocam mudanças nas frequências alélicas e ou genotípicas através do tempo?São elas: mutação, acasalamentos não aleatórios, fluxo gênico, tamanho finito da população (deriva genética) e seleção natural.
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