Herança Quantitativa

1. Herança quantitativa
Edgar Bione

2. Herança quantitativa
É a parte da genética que estuda os caracteres
quantitativos.
Caracteres quantitativos:
Herança poligênica: Os caracteres quantitativos são, em
geral, regulados por vários genes, ao passo que os
caracteres qualitativos são de herança monogênica ou
oligogênica.
Estudo em nível populacional: As características
quantitativas são estudadas a nível de população e são
descritas através de parâmetros tais como média, variância
e covariância.
Variações contínuas e efeito do meio: As características
quantitativas são as que exibem variações contínuas (às
vezes descontínuas) e são parcialmente de origem não
genética; ou seja, são grandemente afetadas pelo ambiente.

3. Caracteres quantitativos
Caracteres como a cor das flores ou a fibrose
cística produzem fenótipos facilmente
distinguíveis;
Estes caracteres discretos, são determinados
por um único gene e são um número limitado na
natureza;
A maior parte dos caracteres são determinados
pelo efeito de múltiplos genes.

4. Herança quantitativa
Geralmente está relacionada a fenótipos que sofrem
variação gradativa, como peso, altura, cor da pele na
espécie humana, etc.
Ex: Cor da pele
a ou b = produção mínima de melanina
A ou B = intensificam a produção de melanina
Branco: aabb
Mulato claro: Aabb ou aaBb
Mulato médio: Aabb ou AaBb ou aaBB
Mulato escuro: AABb ou AaBB
Negro: AABB

5. Caracteres contínuos
No estudo da herança quantitativa é importante saber identificá-la e
diferenciá-la das demais heranças genéticas.

Dois aspectos sugerem que uma certa característica seja
condicionada por herança quantitativa:
A variação gradual do fenótipo: Tomemos o exemplo da cor da
pele, na espécie humana. Entre os extremos (branco e negro) há
diversos fenótipos intermediários. Outros exemplos de herança
poligênica também ilustram bem a variação gradual do fenótipo: em
muitas plantas, a altura do pé é determinada por mais de um par de
alelo. Há plantas com altura máxima e plantas com altura mínima. Entre
esses dois tipos, há fenótipos intermediários.
Distribuição dos fenótipos em curva normal ou de Gauss:
Normalmente, os fenótipos extremos são aqueles que se encontram em
quantidades menores, enquanto os fenótipos intermediários são
observados em freqüências maiores. A distribuição quantitativa desses
fenótipos estabelece uma curva chamada normal (curva de Gauss).

6. Variação contínua
Os caracteres que são determinados por muitos
genes mostram uma variação contínua;
Exemplos no homem são a altura, a inteligência,
a habilidade no esporte, a cor da pele, etc.
A espessura e o comprimento do bico dos
tentilhões de Darwin mostram uma variação
contínua.

8. Fenótipo em herança quantitativa
O conceito mais fundamental em Genética quantitativa
pode ser representado através da seguinte fórmula:
P = G + E
Onde P é o fenótipo (do inglês phenotype), G é
genótipo (também do inglês genotype) e E é o
ambiente (environment em inglês).
Os valores P, G e E podem ser expressos
em quaisquer unidades que representem uma
propriedade biológica que possa ser medida de
maneira contínua, tal como peso, altura, idade
na primeira reprodução, teor de gordura,
amplitude de resistência à temperatura, etc.

9. Herança quantitativa em humanos

10. AaBbCc ( Mulato médio ) x AaBbCc ( Mulato médio )
Na herança quantitativa são estudados casos de variação contínua do caráter
na população, tendo os fenótipos uma distribuição através da curva de Gauss.
Na herança quantitativa é considerado o número de classes fenotípicas em F2
(2n + 1) em que “n” é o número de pares de genes envolvidos na herança.

11. Nº. de classes fenotípicas em F
2
= 2n + 1
Onde:
n = nº. De pares de genes envolvidos

12. Três genes agem de maneira aditiva determinando
a cor da semente. O alelo dominante de qualquer
gene faz aumentar o pigmento vermelho da
semente da mesma maneira em todos os três
genes; os alelos recessivos dos 3 genes não
contribuem para a produção de pigmento.
A aumento de 1 unidade do pigmento, a efeito nulo.
B aumento de 1 unidade do pigmento, b efeito nulo.
C aumento de 1 unidade do pigmento, c efeito nulo.
Herman Nilsson-Ehle
Cor dos grãos de trigo - 1909

13. Edward East – 1916
No início dos 1900 havia um debate aceso
acerca do fato que a genética Mendeliana
pudesse explicar os caracteres quantitativos;
Edward East (1916) mostrou pela primeira vez
como isto era possível com seus estudos sobre
tabaco (Nicotiana longiflora);
East estudou o comprimento da corola em
tabaco;
Cruzou linhagens puras de tabaco com pétalas
curtas e longas para produzir uma F
1
e também,
uma F
2
.

14. aabbaaBbAabbAaBbab
aaBbaaBBAaBbAaBBaB
AabbAaBbAAbbAABbAb
AaBbAaBBAABbAABBAB
abaBAbAB
Podemos fazer previsões acerca da distribuição esperada
dos caracteres conforme seja controlado por 1, 2 ou mais
genes.
Recordando o quadro de Punett:

15. East estudou a herança do tamanho da corola
no tabaco. A figura mostra as freqüências com
as quais os indivíduos se enquadram em
várias classes de tamanho da corola

16. East e seus caracteres
quantitativos
Secundo o número de genes, os modelos
genéticos prevêem um número diferente
de fenótipos:
Um gene: 3 fenótipos
Dois genes: 5 fenótipos
Seis genes: 13 fenótipos

17. East e seus caracteres
quantitativos
Como se estabelece se um caráter
quantitativo é controlado por mais genes?
No modelo com um ou dois genes muitos
indivíduos da F
2
têm um fenótipo igual ao
dos parentais;
Isto não acontece no caso do modelo com
6 loci. Neste caso só 1 indivíduo em 4096
possui genótipo aabbccddeeff.

18. East e seus caracteres
quantitativos
Se o modelo mendeliano é correto, deveríamos
estar em condições de retornar ao fenótipo
parental através de uma seleção dirigida.
East, de fato, conseguiu selecionar duas
populações de plantas: uma com pétalas curtas
e uma com pétalas longas.
Em 5 gerações, a maior parte das plantas
destas duas populações tinham o comprimento
das pétalas análogo aquele dos parentais.

20. East e seus caracteres
quantitativos
Porquê?
Obviamente as plantas da
geração F
5
não tinham
corola exatamente da
mesma dimensão das
parentais mesmo sendo
geneticamente idênticas.

21. East e seus caracteres
quantitativos
As plantas não eram de
linhagem puras como as
parentais;
O número de genes
envolvidos era maior que 4;
Efeitos ambientais:
De fato, diferenças ambientais
podem causar grandes
diferenças também entre
organismos geneticamente
idênticos

22. Média e variância
Classes centrais
Média
X = (X
i
)/n
Moda
Classes de dispersão
Variância
s
2
=  (X
i
-X)
2
/ (n – 1)
Desvio padrão
s = s
2

23. Cálculo da variância

24. Variabilidade herdável
A altura de uma pessoa é determinada
por seus genes que agem em um
determinado ambiente;
A herdabilidade mede qual a fração da
variação da altura é devida à variação dos
genes e qual fração é devida ao ambiente;
A herdabilidade se mede a partir dos
dados retirados de uma população de
indivíduos.

25. Variabilidade Genética
A variação total do caráter fenotípico se
indica com V
p
;
A variação entre indivíduos que é devida
aos seus genes é expressa pela variação
genética: V
g
;
A variação entre indivíduos devida ao
ambiente (ou a causas não controláveis) é
expressa pela variação ambiental: V
e
.

26. Como se mede a variabilidade
herdável
A variação fenotípica: V
p
= V
g
+ V
e
Herdabilidade = V
g
/V
p
Herdabilidade = V
g
/V
g
+V
e
Esta é dita Herdabilidade lato senso
A herdabilidade é um número compreendido
entre 0 e 1.

27. Como se estima a herdabilidade
Se a variação entre indivíduos é devida à
variação gênica, a progênie se
assemelhará aos próprios parentais;
Pode-se avaliar esta relação analisando
um gráfico de dispersão;
Pode-se estimar a herdabilidade dos
parentais para a progênie.

28. Como se estima a herdabilidade
Plotar em um gráfico o valor médio dos parentais com o valor dos
indivíduos da progênie.
Se a progênie não se assemelha aos
genitores, a melhor reta que interpola
os dados tem um coeficiente angular
de 0.
Um coeficiente angular próximo a zero
indica que a maior parte da variação
presente entre indivíduos é devida ao
ambiente.

29. Como se estima a herdabilidade
Se a progênie assemelha-se muito aos genitores, a reta que melhor
se expressa os dados terá um coeficiente angular próximo a 1.

30. Como se estima a herdabilidade
Obviamente, se a maior parte dos caracteres de uma população cai à meio
caminho entre as duas hipóteses extremas, quer dizer que a progênie se
assemelha aos próprios genitores.

31. Como se estima a herdabilidade
O coeficiente angular da reta de regressão está
compreendido entre 0 e 1
O coeficiente angular representa a
herdabilidade stricto senso (h
2
)
A herdabilidade stricto senso se distingue entre
dois componentes da variabilidade genética:
V
a
é a parte aditiva da variação, devida a ação dos
genes com efeito aditivo.
V
d
é a parte referente à dominância: isto é, a variação
devida às relações de dominância entre alelos.
h
2
= V
a
/(V
a
+ V
d
+ V
e
)

32. Adendo:
Característica com limiar de expressão.