Introdução à Genética
Herança monogênica em haploides
Observe que enfocamos os amplos aspectos genéticos da meiose necessários para explicar a herança monogênica. Descrições mais completas dos estágios detalhados da mitose e da meiose são apresentadas nos Apêndices 2.1 e 2.2 ao fim deste capítulo.
Herança monogênica em haploides
Vimos que a base celular da lei da segregação igual é a segregação dos cromossomos na primeira divisão da meiose. Até então na discussão, a evidência em relação à segregação igual de alelos nos meiócitos de plantas e de animais é indireta, com base na observação que cruzamentos demonstram proporções adequadas de progênie esperadas pela segregação igual. Reconheça que os gametas nesses estudos (tais como o de Mendel) precisam advir de muitos meiócitos diferentes. Entretanto, em alguns organismos, seu ciclo de vida especial possibilita o exame dos produtos de um único meiócito. Esses organismos são denominados haploides, bons exemplos dos quais são a maior parte dos fungos e das algas. Eles passam a maior parte de suas vidas no estado haploide, mas conseguem se cruzar, no processo que forma uma célula diploide temporária, que se torna o meiócito. Em algumas espécies, os quatro produtos de uma única meiose são temporariamente mantidos juntos em um tipo de saco.
Saccharomyces cerevisiae (um fungo), fornece um bom exemplo (ver
Organismo-modelo, Levedura, no Capítulo 12). Em fungos, existem formas simples de sexos, denominadas tipos reprodutivos. Em S. cerevisiae, existem dois tipos reprodutivos e um cruzamento de sucesso somente pode ocorrer entre linhagens de tipos reprodutivos opostos. Vejamos um cruzamento que inclui um mutante de levedura. Colônias de levedura do tipo selvagem normais são brancas, mas, ocasionalmente, surgem mutantes vermelhos em virtude de uma mutação em um gene na via bioquímica que sintetiza a adenina. Utilizemos o mutante vermelho para investigar a segregação igual em um único meiócito. Podemos denominar o alelo mutante r para vermelho. Qual símbolo podemos utilizar para o alelo normal, ou do tipo selvagem? Em genética experimental, o alelo do tipo selvagem em relação a qualquer gene em geral é designado por um sinal de mais, +. Esse sinal é unido como um sobrescrito ao símbolo inventado para o alelo mutante. Portanto, o alelo do tipo selvagem nesse exemplo será designado r+, mas com frequência é utilizado apenas o sinal + como uma abreviação. Para verificar a segregação monogênica, o mutante vermelho é cruzado com o tipo selvagem. O cruzamento será:
r+ × r
Quando duas células do tipo reprodutivo oposto se fundem, é formada uma célula diploide, e é essa célula que se torna o meiócito. No presente exemplo, o meiócito diploide será heterozigoto, r+/r. A replicação e a segregação de r+ e r originam uma tétrade de dois produtos meióticos (esporos) de genótipo r+ e dois de genótipo r, todos contidos dentro de um saco membranoso denominado asco. Portanto,
Os detalhes do processo estão demonstrados na Figura 2.9. Se os quatro esporos de um asco forem isolados (representando uma tétrade de cromátides) e utilizados para gerar quatro culturas de leveduras, a segregação igual dentro de um meiócito é revelada diretamente como duas culturas brancas e duas vermelhas. Se analisarmos os esporos aleatórios de muitos meiócitos, encontraremos aproximadamente 50% de vermelhos e 50% de brancos.
Observe a simplicidade da genética haploide: um cruzamento requer a
análise de apenas uma meiose; contrariamente, um cruzamento diploide requer uma consideração da meiose em ambos os genitores dos sexos masculino e feminino. Essa simplicidade é um motivo importante para a utilização de haploides como organismos-modelo. Outro motivo é que, em haploides, todos os alelos estão expressos no fenótipo, tendo em vista que não existe mascaramento de recessivos por alelos dominantes no outro homólogo.