Probabilidade

Os cálculos envolvendo probabilidades estão presentes nas situações ligadas à genética, abrangendo diversos estudos relacionados às leis de Mendel. Vamos utilizar as noções de probabilidade na determinação do sexo dos filhos de um casal. Suponhamos que um casal deseja ter dois filhos e quer saber qual a probabilidade de ocorrer os seguintes pares: 

Dois meninos; 
Duas meninas; 
Um menino e uma menina. 
Para determinarmos a probabilidade do sexo dos filhos, precisamos saber as seguintes condições: 
O sexo do segundo filho independe do sexo do primeiro, e assim sucessivamente. 
As chances de ter um menino são iguais às chances de ter uma menina, isto é, 50%. Portanto, temos: 
Menino = 1/2 = 50% 
Menina = 1/2 = 50% 

Com base nesses dados, vamos determinar as chances de ocorrer os pares fornecidos anteriormente. Para tal situação, utilizamos um desenvolvimento binomial dado por 
(x + y)ⁿ, onde n equivale ao número de filhos que o casal deseja ter. Nesse binômio, x representará menino e y, menina. Observe o desenvolvimento da expressão: 

(x + y)² → (x + y) * (x + y) → x² + xy + xy + y² → x² + 2xy + y² 

x (menino) = 1/2 
y (menina) = 1/2 
Dois meninos → x² → (1/2)² → 1/4 → 25% 

Duas meninas → y² → (1/2)² → 1/4 → 25% 

Um menino e uma menina → 2xy → 2 * 1/2 * 1/2 → 2/4 → 1/2 → 50% 

Supondo que um casal deseja ter três filhos, determine as possibilidades e probabilidades dos filhos desejados pelo casal. 

(x + y)3 → (x + y) * (x + y) * (x + y) → x³ + 3x²y + 3xy² + y³ 

Três meninos → x³ → (1/2)³ → 1/8 → 12,5% 

Dois meninos e uma menina → 3x²y → 3 * (1/2)² * 1/2 → 3 * 1/4 * 1/2 → 3/8 → 37,5% 

Duas meninas e um menino → 3xy² → 3 * 1/2 * (1/2)² → 3 * 1/2 * 1/4 → 3/8 → 37,5% 

Três meninas → y³ → (1/2)³ → 1/8 → 12,5% 

Ausência de dominância

O gene dominante bloqueia totalmente a atividade do seu alelo recessivo, de maneira que apenas o caráter condicionado pelo gene dominante se manifesta.Nesses casos, portanto, um indivíduo heterozigoto(Aa) exibirá o mesmo fenótipo do homozigoto(AA). Tal fenômeno é chamado de dominância completa.

Mas existem casos em que o gene interage com seu alelo, de maneira que o híbrido ou o heterozigoto apresenta um fenótipo diferente e intermediário em relação aos pais homozigotos ou então expressa simultaneamente os dois fenótipos paternos.Fala-se, então, de ausência de dominância.

 Ausência de dominância é quando um alelo dominante (A) associado a um alelo recessivo (a) ( formando um genótipo heterozigoto) não expressa o caráter dominante e sim outra característica intermediária ou quando existem dois alelos diferentes para a mesma característica ( um condiciona um caráter e o outro outro) Por exemplo : 

AA = Vermelho 
AB = Rosa - Característica intermediária 
BB = Branco 

Um cruzamento entre hibridos (AB) ( Rosa x Rosa) 
AB x AB = AA , AB, AB, BB Proporção genótipica = 1:2:1 ( 1/4 ou 25% AA , 1/2 ou 50% AB , 1/4 ou 25% BB) 

Proporção fenótipica ( Vou usar o exemplo das cores que coloquei) = 1 Vermelho, 2 Rosa, 1 Branco 

1/4 ou 25% Vermelho 
1/2 ou 50% Rosa 
14 ou 15% Branco 

Hemofilia

A hemofilia é um distúrbio na coagulação do sangue. Por exemplo: Quando cortamos alguma parte do nosso corpo e começa a sangrar, as proteínas (elementos responsáveis pelo crescimento e desenvolvimento de todos os tecidos do corpo) entram em ação para estancar o sangramento. Esse processo é chamado de coagulação. As pessoas portadoras de hemofilia, não possuem essas proteínas e por isso sangram mais do que o normal.

Existem vários fatores da coagulação no sangue, que agem em uma seqüência determinada. No final dessa seqüência é formado o coágulo e o sangramento é interrompido. Em uma pessoa com hemofilia, um desses fatores não funciona. Sendo assim, o coagulo não se forma e o sangramento continua. 

Tipos de Hemofilia
A hemofilia é classificada nos tipos A e B. Pessoas com Hemofilia tipo A são deficientes de fator VIII (oito). Já as pessoas com hemofilia do tipo B são deficientes de fator IX. Os sangramentos são iguais nos dois tipos, porém a gravidade dos sangramentos depende da quantidade de fator presente no plasma (líquido que representa 55% do volume total do sangue).

Transmissão
A hemofilia é uma doença genética, ou seja, é transmitida dos pais para os filhos no momento em que a criança é gerada.
O corpo humano se desenvolve a partir de uma única célula. Esta célula é formada pela união do espermatozóide do pai com o óvulo da mãe. Cada um destes possui um núcleo com 23 pares de cromossomos, que se juntam e dão origem aos 23 pares de cromossomos que contem todas as informações necessárias para a formação de uma pessoa, como tipo de cabelo, cor dos olhos, etc. Cada cromossomo é formado por um conjunto de genes. Se apenas um desses genes apresentar alguma alteração, também representará uma alteração na criança que está sendo gerada.

Daltonismo

Daltonismo

Trata-se da incapacidade relativa na distinção de certas cores que, na sua forma clássica, geralmente cria confusão entre o verde e o vermelho.

É um distúrbio causado por um gene recessivo localizado na porção heteróloga do cromossomo X, o gene Xd, enquanto o seu alelo dominante XD determina a visão normal. A mulher de genótipo XDXd, embora possua um gene para o daltonismo, não manifesta a doença, pois se trata de um gene recessivo. Ela é chamada de portadora do gene para o daltonismo. O homem de genótipo XdY, apesar de ter o gene Xdem dose simples, manifesta a doença pela ausência do alelo dominante capaz de impedir a expressão do gene recessivo. O homem XdY não é nem homozigoto ou heterozigoto: é hemizigoto recessivo, pois do par de genes ele só possui um. O homem de genótipo XDY é hemizigoto dominante.

Heranças do sexo

Em condições normais, qualquer célula diplóide humana contém 23 pares de cromossomos homólogos, isto é, 2n= 46. Desses cromossomos, 44 são autossomos e 2 são os cromossomos sexuais também conhecidos como heterossomos.

Nos seres humanos, o sexo é determinado pelo sistema XY. Mesmo sendo diferentes os cromossomos masculinos e femininos, esses cromossomos sexuais são homólogos e pareia-se na meiose, porém no cromossomo masculino não há cromátides, e por esse motivo o pareamento deles é parcial. Nas regiões homólogas, há pareamento entre os cromossomos X e Y, e nas regiões não homologas, não há pareamento entre os cromossomos X e Y. 
Quando os genes se encontram em partes homólogas, eles exibem uma herança chamada herança parcialmente ligada ao sexo, essa herança pode aparecer tanto nos machos como nas fêmeas. Já quando os genes se estão na parte não homóloga do cromossomo X, eles apresentam uma herança totalmente ligada ao sexo. Os machos neste caso possuem um cromossomo X e por este motivo não possuem alelos dos genes que se localizam na região não homologa do cromossomo, por isso são chamados de homozigotos. Já as fêmeas poderão ser tanto homozigotas como heterozigotas, pois elas apresentam dois cromossomos X que se pareiam por completo. É importante lembrar que os genes do cromossomo X que fica na região não homóloga, não possuem alelos na região não homóloga do cromossomo Y. 

Os genes recessivos que estão na região homóloga do cromossomo X, revelam-se fenotipicamente com uma freqüência maior nos machos, pois basta ele estar presente para se manifestar. Nas fêmeas, os genes recessivos só se manifestam em dose dupla, é o que chamamos de homozigoze recessiva. 

Os genes que estão na região não homóloga do cromossomo, apresentam um tipo de herança denominada herança restrita ao sexo e essa herança só ocorre nos machos.

Síndromes

Síndrome é um conjunto de sinais e sintomas que define as manifestações clínicas de uma ou várias doenças ou condições clínicas, independentemente da etiologia que as diferencia. Por exemplo, a Síndrome de Raynaud pode ser uma manifestação de várias patologias ou mesmo considerado idiopático quando o estudo do paciente não encontra uma causa plausível. Também a Síndrome meníngea (associação de cefaleias, vômitos, rigidez da nuca e fotofobia) pode ser o reflexo de patologias muito diferentes como hemorragia cerebral, meningite purulenta, tuberculose meníngea ou uma simples meningite vírica. Se os sinais são exclusivamente laboratoriais e não clínicos chama-se de síndrome laboratorial para realçar o fato de que não há sinais ou sintomas clínicos que evidenciem doença. A síndrome laboratorial está presente por exemplo em indivíduos portadores de vírus mas que não têm manifestações de doença. Várias patologias podem também apresentar anomalias laboratoriais comuns com sinais e sintomas clínicos diferentes.

As síndromes usualmente são denominadas pelo nome do médico ou cientista que primeiro os descreveu (por exemplo a Síndrome de Down ou a Síndrome de Susac). Outras vezes recebe o nome do paciente no qual foi diagnosticado pela primeira vez, ou ainda em referência à poesia, geografia ou história, como a Síndrome de Estocolmo, em referência ao assalto ao Kreditbanken em Norrmalmstorg, Estocolmo de 23 a 28 de Agosto de 1973.

Também se chama de síndrome certas situações em que a doença ainda não está bem declarada com todos os seu sinais e sintomas ou em que os sintomas são frustres como por exemplo a Síndrome gripal ou mesmo a gravidez.

Com a evolução do nosso conhecimento algumas sintomatologias antes consideradas como reflexo de uma doença bem individualizada, provaram hoje corresponder a um conjunto de patologias diferenciadas e passaram a ser chamadas de síndrome: é o caso da Síndrome de Parkinson ou Parkinsonismo cuja patologia mais frequente, antes considerada a única, é a doença de Parkinson.

Algumas patologias são ainda chamadas de síndrome por razões históricas, pois o conjunto de sinais e sintomas foi descrito antes de se conhecer a etiologia e a fisiopatologia: é o caso da Síndrome da imunodeficiência adquirida, a síndrome metabólica ou a síndrome da disgenesia testicular.

Se com o tempo algumas doenças se tornaram síndromes, o inverso também ocorreu e algumas síndromes são hoje consideradas doenças: é o caso da síndrome da polimialgia idiopática difusa hoje chamado de Fibromialgia.

Entre as síndromes congênitas mais conhecidas estão a síndrome de Down (que corresponde a uma só doença), as síndromes bioquímicas ou metabólicas por erros inatos do metabolismo, e as síndromes displásicas ou displasias que constituem um conjunto de malformações, por exemplo, meso endodérmicas, como as angiodisplasias.

Lista com algumas síndromes:

• Síndrome alcoólica fetal
• Síndrome anticolinérgica
• Síndrome do anticorpo antifosfolipídeo
• Síndrome de Angelman
• Síndrome de Aarskog

• Síndrome de Felty
• Síndrome do Floppy Baby
• Síndrome floral

• Síndrome de Goodpasture
• Síndrome de Hanhart
• Síndrome HELLP
• Síndrome hemolítico-urêmica
• Síndrome do pânico

Grupos Sanguíneos

       Os grupos sanguíneos ou tipos sanguíneos foram descobertos no início do século XX (cerca de 1900 - 1901), quando o cientista austríaco Karl Landsteinerse dedicou a comprovar que havia diferenças no sangue de diversos indivíduos. Ele colheu amostras de sangue de diversas pessoas, isolou os glóbulos vermelhos (hemácias) e fez diferentes combinações entre plasma e hemácias, tendo como resultado a presença de aglutinação dos glóbulos em alguns casos, e sua ausência em outros. Landsteiner explicou então por que algumas pessoas morriam depois de transfusões de sangue e outras não. Em 1930 ele ganhou o Prêmio Nobel por esse trabalho.

Os tipos sanguíneos são determinados pela presença, na superfície das hemácias, de antígenos que podem ser de natureza bioquímica variada, podendo ser compostos por carboidratos, lipídeos, proteínas ou uma mistura desses compostos. Estes antígenos eritrocitários são independentes do Complexo principal de histocompatibilidade, o qual determina a histocompatibilidade humana e é importante nos transplantes. 

O fornecimento seguro de sangue de um doador para um receptor requer o conhecimento dos grupos sanguíneos. Estudaremos dois sistemas de classificação de grupos sanguíneos na espécie humana: os sistemas ABO e Rh. Nos seres humanos existem os seguintes tipos básicos de sangue em relação aos sistema ABO: grupo A, grupo B, grupo AB e grupo O.

Cada pessoa pertence a um desses grupos sanguíneos.  Nas hemácias humanas podem existir dois tipos de proteínas: o aglutinogênio A e o aglutinogênio B. De acordo com a presença ou não dessas hemácias, o sangue é assim classificado:

• Sangue tipo A, cujas hemácias possuem o antígeno A e não podem, por isso, possuir o anticorpo A, embora possuam o  anticorpo anti-B.
• Sangue tipo B, cujas hemácias possuem o antígeno B e não podem, por isso, possuir o  anticorpo B, embora possuam o  anticorpo anti-A.
• Sangue tipo AB, cujas hemácias possuem os antígeno s A e B e não podem, por isso, possuir  anticorpos anti-A nem anti-B.
• Sangue tipo O, cujas hemácias não possuem antígenos e podem, pois possuir  anticorpos anti-A ou anti-B.

Segunda lei de Mendel

A segregação independente de dois ou mais pares de genes

Além de estudar isoladamente diversas características fenotípicas da ervilha, Mendel estudou também a transmissão combinada de duas ou mais características. Em um de seus experimentos, por exemplo, foram considerados simultaneamente a cor da semente, que pode ser amarela ou verde, e a textura da casca da semente, que pode ser lisa ou rugosas. A geração F2, obtida pela autofecundação das plantas originadas das sementes de F1, era composta por quatro tipos de sementes: as de sementes amarelas e lisas, ambos traços dominantes, foram cruzadas com plantas originadas de sementes verdes e rugosas, traços recessivos. Todas as sementes produzidas na geração F1 eram amarelas e lisas. Do cruzamento de ervilhas com características puras, em homozigose dominante e recessiva respectivamente para a cor da semente (amarela e verde) e para a textura da semente (lisa e rugosa), temos a seguinte representação para a geração parental e seus gametas:  RRVV (semente lisa e amarela) x rrvv (semente rugosa e verde)  Gameta → RV Gameta → rv  Desse cruzamento são originados exemplares vegetais de ervilha 100% heterozigóticas RrVv, com característica essencialmente lisa e amarela (geração F1 – primeira geração filial).  A partir do cruzamento entre organismos da geração F1, são formados tipos diferentes de gametas e combinações diversas para constituição dos indivíduos que irão surgir após a fecundação (geração F2).  Tipos de gametas da geração F1 → RV, Rv, rV e rv  Prováveis combinações entre os gametas: Proporção fenotípica obtida:  9/16 → ervilhas lisa e amarela;  3/16 → ervilhas lisa e verde;  3/16 → ervilhas rugosa e amarela;  1/16 → ervilhas rugosa e verde; 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.

Primeira lei de Mendel

Conhecido como o pai da genética, Mendel realizou todas as suas pesquisas sobre hereditariedade com ervilhas de cheiro, escolha que foi uma das razões de seu sucesso com suas pesquisas, pois essa leguminosa apresenta diversas vantagens como fácil cultivo, produção de grande quantidade de sementes, ciclo de vida curto, além de características contrastantes e de fácil identificação. Outro fato que contribuiu para o sucesso das pesquisas de Mendel foi que ele analisou apenas uma característica de cada vez, sem se preocupar com as demais características.

Em seus experimentos, Mendel teve o cuidado de utilizar apenas plantas de linhagens puras, por exemplo, plantas de sementes verdes que só originassem sementes verdes e plantas de sementes amarelas que só originassem sementes amarelas. Você deve estar se perguntando, como Mendel sabia que as plantas eram puras? Pois bem, para que ele tivesse certeza de qual planta era pura, ele as observava durante seis gerações, período de aproximadamente dois anos. Se durante essas gerações as plantas originassem indivíduos diferentes da planta inicial, elas não eram consideradas puras, mas se ocorresse o contrário e elas só originassem descendentes com as mesmas características da planta inicial, eram consideradas puras.

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.

Exemplo da primeira lei de Mendel em um animal

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.

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. O quadrado de Punnet para o cruzamento de cobaias heterozigotas é:

Conceitos da Genética

    Genética é a ciência que estuda a transmissão das características hereditárias ao longo das gerações. Por volta de 1986, Gregor Mendel postulou duas Leis que serviriam como ponto de partida e até hoje são a base do estudo da hereditariedade. Abordaremos neste tema alguns conceitos básicos da genética que irão auxiliar no entendimento de outros conteúdos sobre o assunto.

• Cromossomos Homólogos: são cromossomos iguais, pertencentes ao mesmo par;
• Cromossomos Sexuais: cromossomos X e Y, que contém os genes que definem o sexo;
• Cromossomos Autossomos: cromossomos não sexuais;
• Herança ligada ao sexo: determinada pelos genes situados no cromossomo X;
• Herança holândrica: determinada pelos pelos genes situados no cromossomo Y;
• Herança autossômica: determinada pelos genes situados nos cromossomos autossômicos;
• Alelos: são genes diferentes que ocupam o mesmo lócus genético, no mesmo par de homólogos, e que definem variedades diferentes do mesmo caráter;
• Lócus genético: posição ocupada pelos alelos nos cromossomos;
• Gene dominante: gene que manifesta as características fenotípicas tanto em homozigose quanto em heterozigose.
• Gene recessivo: gene que manifesta as características fenotípicas somente em homozigose;
• Homozigoto: organismo que possui genes iguais no genótipo;
• Heterozigoto: organismo que possui genes diferentes no genótipo;
• Genótipo: genes que o indivíduo possui que determinam certa característica;
• Fenótipo: aspecto ou caráter discernível que o indivíduo apresenta.

Gregor Mendel

Gregor Mendel foi um monge agostiniano, botânico e meteorologista austríaco. Nasceu em 20 de julho de 1822, num pequeno povoado chamado Heinzendorf, na atual Áustria. Ele foi batizado com o nome de Johann Mendel, mudando o nome para Gregor após ingressar para a ordem religiosa dos agostinianos. Foi ordenado sacerdote no ano de 1847. 

Na sua infância revelou-se muito inteligente; em casa costumava observar e estudar as plantas. Sendo um brilhante estudante a sua família encorajou-o a seguir estudos superiores, e, aos 21 anos, a entrar num mosteiro da Ordem de Santo Agostinho em 1843, pois não tinham dinheiro para suportar o custo dos estudos. Obedecendo ao costume ao tornar-se monge, optou um outro nome: "Gregor". Então Mendel tinha a seu cargo a supervisão dos jardins do mosteiro.

Estudou ainda, durante dois anos, no Instituto de Filosofia de Olmütz (hoje Olomouc, República Checa) e na Universidade de Viena (1851-1853). Entre 1843 a 1854 tornou-se professor de ciências naturais na Escola Superior de Brno, dedicando-se ao estudo do cruzamento de muitas espécies: feijões, chicória, bocas-de-dragão, plantas frutíferas, abelhas, camundongos e principalmente ervilhas cultivadas na horta do mosteiro onde vivia analisando os resultados matematicamente, durante cerca de sete anos. Gregor Mendel, "o pai da genética", como é conhecido, foi inspirado tanto pelos professores como pelos colegas do mosteiro que o pressionaram a estudar a variação do aspecto das plantas. Propôs que a existência de características (tais como a cor) das flores é devido à existência de um par de unidades elementares de hereditariedade, agora conhecidas como genes.

Mas Mendel não só se interessou nas plantas, ele também era meteorologista e estudou as teorias da evolução. Ao longo da sua vida foi membro, diretor e fundador de muitas sociedades locais: diretor do Banco da Morávia, foi fundador da Associação Meteorológica austríaca, membro da Real e Imperial Sociedade da Morávia e Silésia para melhor agricultura, entre outras.

 Em 1865, formula e apresenta em dois encontros da Sociedade de História Natural de Brno as leis da hereditariedade, hoje chamadas Leis de Mendel, que regem a transmissão dos caracteres hereditários. Após 1868, as tarefas administrativas mantiveram-no tão ocupado que ele não pode dar continuidade às suas pesquisas, vivendo o resto da sua vida em relativa obscuridade.

Morreu no dia 6 de Janeiro de 1884.