A GENÉTICA POPULAÇÕES

Princípio de Hardy-Weinberg

A lei de Hardy-Weinberg, mais recentemente conhecida como teorema de Castle-Hardy-Weinberg (C-H-W), foi demonstrada pela primeira vez por Castle em 1903. No entanto, passou a história da Ciência como sendo proposta pelo matemático inglês Goldfrey Harold Hardy e pelo médico alemão Wilhelm Weinberg, que a reescreveram independentemente em 1908. O Teorema postula que as frequências gênicas e genotípicas permanecerão constantes na população ao longo das gerações, independentemente das frequências iniciais. Além disso, estabelece que o equilíbrio das frequências genotípicas será estabelecido após uma geração aleatória de acasalamento. Nessa formulação, se os genes A e a são alelos de um determinado lócus gênico, e cada indivíduo diplóide tem dois desses genes, então, numa população, p é designado como a frequência do alelo A e q, como a frequência do alelo a. Quando as populações são estudadas sob o ponto de vista genético, um dos principais problemas que surgem é a determinação da frequência com que um gene ocorre na população. O que acontece com as frequências alélicas e genotípicas nas gerações futuras? A resposta foi dada por Castle-Hardy-Weinberg, que chegaram à conclusão de um ponto muito importante: as frequências das diferentes combinações de zigotos permanecem constantes de geração a geração, na ausência de fatores como mutações, seleção ou entrada e saída de genes do “gene pool” da população pelas migrações. De posse de tal dado podemos calcular a frequência dos alelos na população, bem como as frequências dos genótipos homozigotos e heterozigotos e ainda poderemos calcular a frequência em que eles ocorrerão na próxima geração. Para efetuarmos este cálculo precisaremos assumir algumas hipóteses, são elas:

a) A população precisa ser de tamanho infinito. Os genes transmitidos de uma geração para outra são sempre amostras dos genes existentes na geração paterna; e portanto, as frequências gênicas podem estar sujeitas à variação de amostragem que ocorre nas gerações que se sucedem, e quanto menor o número de pais tanto maior será a variação causada pela amostragem. Estas variações podem automaticamente modificar a constituição genética da população.

b) A população precisa ser constituída por organismos sexuados ou de reprodução cruzada em que o processo de fecundação ocorre ao acaso, sem preferências para o acasalamento (população panmítica).

c) Nenhum dos genótipos deverá ser sujeito à seleção natural, isto é, os portadores de qualquer genótipo devem ter as mesmas probabilidades de sobrevivência e de reprodução, ou seja, perpetuação diferencial e não aleatória de diferentes genótipos.

d) Não devem ocorrer mutações. Mudança de um alelo existente na população.

e) Não deverá haver migrações, isto é, nem entrada e nem saída de indivíduos da população, já que isto poderá mudar tanto as frequências alélicas como as genotípicas de geração a geração.

f) As frequências gênicas de machos e fêmeas devem ser a mesma.

Além dessas suposições são assumidas várias condições para a população referida:

a) organismos diplóides;

b) genes autossômicos;

c) dois alelos por loco;

d) um gene.

Ou seja, se as frequências alélicas e as genotípicas permanecem constantes, significa que a população está em equilíbrio genético. Este princípio é de fundamental importância, para a Genética de Populações, sendo conhecido como Lei de Hardy-Weinberg.

Atividades de fixação

1. Considere as condições que ocorrem em certas populações:

I- Os cruzamentos ocorrem ao acaso

II- Os genes não sofrem mutações

III- Ocorrem emigrações e imigrações

IV- O número de gametas produzidos é variável

A fórmula (p + q)2 = 1 de Hardy-Weimberg, pode ser aplicada em populações que apresentam apenas as condições:

a) I e II   b) I e III   c) II e IV   d) II e III    e) III e IV   f) nda

2. Assinale a alternativa cujos fatores modificam as populações mendelianas (mudanças na frequência genética):

      a) seleção, mutação, migração e isolamento;

      b) seleção, mortalidade, natalidade e isolamento;

      c) seleção, mutação, natalidade e isolamento;

      d) mutação, migração, mortalidade e natalidade;

      e) natalidade, migração, mortalidade e seleção.

3. Nos estudos de populações, a condição necessária para que o equilíbrio de Hardy-Weinberg seja verificado é a seguinte:

a) A população considerada deve ser pequena.

b) As migrações e as mutações devem ocorrer na população.

c) As frequências alélicas devem se alterar ao longo das gerações.

d) Os cruzamentos devem ocorrer aleatoriamente.

4. Considere os casos de herança numerados abaixo:
 I.    Alelos múltiplos.
II.   Herança de características determinadas por um par de genes.   
III.  Herança ligada ao sexo.
 As fórmulas p + q = 1 e (p + q)2 = 1 permitem calcular, respectivamente, a frequência dos genes envolvidos e a frequência dos indivíduos que exibem características contrastantes apenas em:
a) I       b) II        c) III        d) I e II         e) II e III

5. As frequências gênicas permanecem constantes nas populações de acordo com o equilíbrio de Hardy-Weinberg e dentro de certos critérios. Dos critérios citados a seguir: (Consanguinidade muito frequente; Migrações; Oscilação gênica e Mutações). Quantos, prejudicam o equilíbrio?
a) 4         b) 3            c) 2         d) 1            e) nenhum

6. No estudo da genética de populações, é utilizado a expressão

 p2 + 2pq + q2 = 1. Em uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg espera-se que:

a) O genótipo homozigoto dominante tenha frequência p2 = 0,25, o genótipo heterozigoto tenha frequência 2pq = 0,5 e o genótipo homozigoto recessivo tenha frequência q2 = 0,25.

b) Manutenção do tamanho da população ao longo das gerações.

c) Os alelos que expressam fenótipos mais adaptativos sejam favorecidos por seleção natural.

d) Ocorra manutenção das mesmas frequências genotípicas ao longo das gerações.