HERANÇA EXTRA-CROMOSSÔMICA


Prof. Saulo Chaves

ESALQ / USP - Departamento de Genética

LGN 215 - Genética

Anteriormente em LGN0215

A genética é o estudo da variação hereditária, a qual está intimamente relacionada à reprodução sexuada (geração de gametas via meiose, fertilização, etc.)

National Human Genome Research Institute

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Gabe Buckley

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Mutações são mecanismos aleatórios geradores de variação genética. “A mutação gera novas cartas, a recombinação as embaralha e distribui”

XCODE
XCODE

Conteúdo de hoje

  1. Herança extra-cromossômica
    • DNA mitocondrial e cloroplastidial
  2. Efeito materno
    • Relação com a herança extra-cromossômica
  3. Uso no melhoramento
    • Macho-esterilidade genético-citoplasmática

Herança extra-cromossômica

DNA extra-cromossômico


Felipe Fontoura/Wikimedias
Khan Academy

DNA extra-cromossômico

  • Herdados independentemente do genoma nuclear
  • Relacionados principalmente às funções internas das organelas
    • Mitocôndria: produção de energia
    • Cloroplasto: fotossíntese
  • Ambas ainda são dependentes de genes nucleares (ver teoria da endossimbiose)
  • Muitas cópias de DNA circular, organizados ou não em nucleóides

DNA extra-cromossômico

Kamimura et al. (2018)

DNA extra-cromossômico

DNA circular, semelhante ao de bactérias

Cincu (2014)

mtDNA

Cincu (2014)

cpDNA

Herança extra-cromossômica

O DNA de organelas é herdado de um único genitor. Comumemente, a herança é materna

Dahl (2018)

Herança extra-cromossômica

Mondadori Portfolio
Pierce (2016)

Herança extra-cromossômica

  • Cruzamentos recíprocos podem gerar resultados diferentes
  • Dependente do genótipo de um dos pais (herança geralmente materna)
  • No experimento de Correns: dependente do ramo
    • A variação fenotípica pode ocorrer dentro de uma mesma família
  • Aleatoriedade: segregação citoplasmática
    • Relacionada à multiplicação de organelas e divisão aleatória na divisão celular

Herança extra-cromossômica

Pierce (2016)


Herança extra-cromossômica

Griffiths et al. (2016)

Efeito materno

Efeito materno

Na herança citoplasmática, os genes para uma característica são herdados apenas de um genitor, em geral da mãe. No efeito genético materno, os genes são herdados de ambos os genitores, mas o fenótipo dos descendentes não é determinado pelo seu próprio genótipo, mas pelo de sua mãe

  • Transmissão direta de alelos maternais (nucleares)
  • Ambiente preparado (ou provido) pela mãe para o desenvolvimento da progênie
    • Genes nucleares maternos influenciam as condições citoplasmáticas do óvulo
    • Proteínas e outros produtos gênicos

Efeito materno

A segregação de fenótipos com efeito materno é percebida uma ou duas gerações após aquela em que deveria ter ocorrido

Fioreze et al. (2023)

Efeito materno

  • Fenômeno diferente da herança extra-cromossômica
  • Pontos de confusão:
    • O fenótipo da progênie é determinado pela mãe
    • É identificado em cruzamentos recíprocos
  • Principais diferenças:
    • A herança é determinada por genes nucleares
    • A herança é mendeliana (identificada uma ou duas gerações afrente)

Uso no melhoramento

Macho-esterilidade citoplasmática

  • Plantas possuem o aparelho masculino normal, mas não produzem pólens viáveis
    • Não há autofecundação
    • Dispensa a emasculação
  • Diferentes mecanismos
    • Genes mitocondriais aberrantes
    • Interação com genes nucleares

Macho-esterilidade citoplasmática

Macho-esterilidade citoplasmática

Importância: produção de híbridos

Abdullah et al. (2025)

Macho-esterilidade citoplasmática

Zhang et al. (2018)

Macho-esterilidade citoplasmática

Are et al.

Macho-esterilidade citoplasmática

Ni et al. (2017)

Macho-esterilidade citoplasmática

Chang et al. (2016)

Macho-esterilidade citoplasmática

Efeito materno genético

Melhoramento animal: desenvolvimento inicial

Javier et al. (2024)

Apanhado geral

Vimos hoje

A herança extra-cromossômica está relacionada com os genes presentes em organelas como mitocôndrias e cloroplastos.

Scitable

Vimos hoje

Efeitos genéticos maternos ocorrem quando genes expressos no genoma da mãe afetam o fenótipo da prole.

Chang et al. (2016)

Material de apoio

  • GRIFFITHS, A. J. F., WESSLER, S. R., CARROLL, S. B., & DOEBLEY, J. (2016). Capítulo 3: Distribuição independente de genes. Introdução à Genética.
  • RAMALHO, M. A. P., SANTOS, J. B., & PINTO, C. A. B. P. (2004). Capítulo 16: Efeito materno e herança extra-cromossômica. Genética Na Agropecuária.
  • De onde vêm as células (eucariotos)
  • Desenvolvimento de híbridos de arroz