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05/06/2013 1 Efeitos do ambiente na expressão gênica Efeitos do ambiente na expressão gênica • Para a maior parte das características estudadas até o momento, foi considerado que o genótipo é o único responsável pela produção de um dado fenótipo, independentemente da condição ambiental em que o indivíduo se encontra. • No entanto, para a maioria dos caracteres, a expressão do fenótipo é resultante da ação conjunta do genótipo e do ambiente. Efeitos do ambiente na expressão gênica • Por exemplo, quando duas sementes de mesmo genótipo são plantadas em tipos de solo diferentes, uma em solo fértil e outra em solo arenoso, as duas plantas resultantes serão bastante diferentes • Fenótipo (F) = Genótipo (G) + Ambiente (E) Efeitos do ambiente na expressão gênica • Existem alterações marcantes nos fenótipos devido a influência de fatores do ambiente, tais como temperatura, nutrição, luz e hormônios, por exemplo. Efeitos da temperatura • Em pelagem de coelhos, o genótipo chch produz o tipo himalaia, com extremidades pigmentadas (preto ou marrom). Fenótipo himalaia ocorre quando os coelhos estão expostos a temperaturas entre 15 e 24 °C . O alelo ch é responsável pela produção da enzima termosensível tirosinase. Esta enzima só catalisa a síntese de melanina nas regiões do corpo em que a temperatura é inferior a 15°C. Efeitos da temperatura • Coelhos chch expostos a temperaturas abaixo de 2°C tornam-se pigmentados no corpo todo. • Em temperaturas acima de 29°C, o alelo ch não é ativo e o corpo do animal será branco. 05/06/2013 2 Efeitos da luz • Produção de clorofila nas plantas: genes só se expressam na presença de luz. Quando uma planta cresce na ausência de luz, fica albina. Efeitos da luz • Em suínos e aves, a síntese de vitamina D é regulada pela exposição direta dos animais à luz solar. Efeitos da nutrição • Em coelhos, a gordura dos animais pode ser amarela ou branca. • Essa diferença é atribuída a uma gene, sendo o alelo recessivo a responsável pela gordura amarela. • O alelo A produz uma enzima específica, que atua sobre a xantofila, que é amarela e é encontrada nas partes verdes das plantas transformando-se em uma substância incolor. Efeitos da nutrição • Nos indivíduos aa, não há produção da enzima, a xantofila é armazenada no tecido gorduroso. • Se os animais aa comerem alimentos não verdes, a gordura será branca como nos animais A_. Efeitos hormonais • Reversão sexual em peixes: em tilápias, os alevinos tratados com hormônios alteram a proporção sexual. Efeitos do ambiente na expressão gênica Uma vaca pode ter habilidade genética para produção de leite; porém, sua produção será reduzida em conseqüência de nutrição inadequada, parto complicado, período seco curto, mastite etc... Portanto, a produção de leite é influenciada pela constituição genética do animal e por fatores ligados ao seu ambiente e manejo. 05/06/2013 3 Penetrância • Penetrância: porcentagem de indivíduos de uma população com um determinado genótipo que exibem o fenótipo associado a esse genótipo. • Completa: quando o gene produz o fenótipo correspondente sempre que estiver presente em condições de se expressar • Incompleta: quando apenas uma parcela dos indivíduos com o mesmo genótipo expressa o fenótipo correspondente. • Um determinado genótipo pode não expressar o fenótipo correspondente devido a genes epistáticos ou devido ao efeito do ambiente, por exemplo Expressividade • Expressividade: corresponde ao modo de expressão do alelo, que pode ser uniforme ou variável – Uniforme: ocorre quando um alelo expressa sempre um único tipo de fenótipo, de fácil reconhecimento. – Variável: quando a expressão do alelo resulta no aparecimento de vários padrões de fenótipos ou vários graus de expressão. Expressividade • A expressividade variável representa uma dificuldade para o geneticista e melhorista, pois, à primeira vista, parece tratar-se de caracteres com controle genético mais complexo (caracteres quantitativos), quando na verdade trata-se de um caráter em que um alelo apresenta expressões variadas. Expressividade Expressividade variável: • 10 gradações de manchas em beagles. • Cada um destes cães tem o alelo SP. Penetrância e expressividade • Os termos penetrância e expressividade quantificam a modificação da expressão gênica em função da variação ambiental e de fundo genético. Eles medem respectivamente a porcentagem de casos nos quais o gene é expresso e o nível de expressão. Feijão carioca: penetrância incompleta e expressividade variável. Alelo L- listras marrons na semente 05/06/2013 4 Feijão carioca Interação genótipo x ambiente • F = G + A + GA