Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”

Departamento de Genética

LGN 215 - Genética

Herança Extra-cromossômica

Prof. Saulo Chaves

Piracicaba, São Paulo, Brasil

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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

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Conteúdo de hoje

  1. Herança extra-cromossômica
    • DNA mitocondrial e cloroplastidial
  2. Efeito materno
    • Relação com a herança extra-cromossômica
  3. Importância para o 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

Carl Correns

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

  • Influência de atributos maternos no fenótipo da prole
  • 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)

Importância para o 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)

Efeito materno genético

  • Melhoramento florestal: efeito materno “através do ambiente”
Vivas et al. (2020)

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

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