Herança Extranuclear
Origem destas organelas:
hipótese mais aceita: surgiram a partir de organismos endossimbiontes. As células préeucarióticas ancestrais teriam sido “invadidas” em diferentes épocas por organismos
procariontes fotossintetizantes e não-fotossintetizantes que estabeleceram uma simbiose
mutuamente benéfica e, no curso da evolução, originaram, respectivamente, os cloroplastos
e as mitocôndrias presentes nas células dos eucariontes modernos.
Herança Extranuclear
Herança Extranuclear
 nDNA de humanos = 3x109 pb e 30.000 genes
 mtDNA = 16.000 pb e 37 genes
 algumas ptns do sistema de fosforilação oxidativa
 tRNAs,
 rRNAs.
 cpDNA = 150.000 pb e 135 genes
 ptns da fotossintese e transporte de elétrons
 tRNAs
 rRNAs
Marchantia
Particularidades:
 cromossomos circulares;
 menor grau de condensação;
 presentes em centenas ou milhares de cópias por células;
 herança uniparental (predominante)
Herança Extranuclear
Os Primeiros Estudos sobre a Herança Extranuclear...
Ex 1.: variegação de folhas em angiospermas: Mirabilis jalapa (maravilha)
Conclusão
 os cloroplastos são transmitidos para a prole pelas células reprodutivas femininas,
mas são inteiramente excluídos das células reprodutivas masculinas. Portanto, os
cloroplastos eram os candidatos óbvios para conter esses fatores.
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Ex 2.: variegação de folhas em Pelargonium zonale
Conclusão
 Esta herança biparental não-mendeliana indica que a cor das folhas de Pelargonium é
determinada por uma mistura de fatores maternos e paternos situados fora do núcleo,
provavelmente nos cloroplastos.
 Dessa forma, fica evidente que nessa espécie os cloroplastos são transmitidos tanto pelo
pólen como pelo ovócito. Contudo,
 A base molecular da variegação das folhas de Pelargonium ainda é desconhecida.
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Ex 3.: defeitos metabólicos em leveduras
mutantes petites - formam colônias pequenas em meio com glicose
- defeito nas mitocôndrias impossibilita o metabolismo aeróbico
 Boris Ephrussi (1940 – 1950)
 Duas classes de mutantes: petite neutra
petite supressiva
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DOENÇAS MITOCONDRIAIS HUMANAS
 Doenças provenientes de defeitos em genes do genoma mitocondrial são transmitidas
como as próprias mitocôndrias, isto é, da mãe para toda a prole, independente do sexo;
 Entretanto uma criança pode herdar de sua mãe mais que um tipo de genoma
mitocondrial (heteroplasmia).
Ex 1.: Atrofia óptica de Leber
 caracteriza-se pela morte do nervo óptico nos adultos
 é herdada estritamente pela linhagem materna
 possui heterogeneidade genética, ou seja, pode ser causada por mutações
em diferentes genes
Ex 2.: Síndrome de Pearson
 caracteriza-se pela perda de células da medula óssea durante a infância,
sendo geralmente fatal;
 deleção relativamente grande no mtDNA;
 pessoas doentes quase nunca têm os genitores afetados: deleção responsável
provavelmente ocorre espontaneamente durante o desenvolvimento da criança
ou durante a ovocitogênese da mãe;
 As pessoas com síndrome de Pearson têm uma mistura de mtDNA deletado e
normal – um exemplo de heteroplasmia mitocondrial.
Ex 5.: Alguns casos de Alzaimer
 Perda da capacidade cognitiva
 Mutação do gene que codifica o tRNA para o aminoácido glutamina (encontrada
em 5% dos casos de Europeus com Alzheimer tardio)
Herança Extranuclear
DNA MITOCONDRIAL E O ESTUDO DA EVOLUÇÃO HUMANA
Vantagens:
(1) ser transmitido exclusivamente pela mulher;
(2) não sofrer recombinação;
(3) evoluir mais rápido que o DNA nuclear.
permite que os cientistas rastreiem
seqüências modernas de DNA até
uma ancestral feminina comum.
permite que sejam detectadas
mudanças genéticas significativas
em um período curto de tempo
Estudos com mtDNA humano deste 1980 demostram que...
 pouca variação no mtDNA de populações humanas diferentes
 populações africanas são as mais polimórficas
 Seres Humanos modernos se originaram nos últimos 200.000 anos na África.
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DNA CLOROPLÁSTICO E O ESTUDO DA EVOLUÇÃO VEGETAL
 Espécies Arbóreas: Fluxo gênico se dá por 2 vias distintas:
dispersão do pólen
dispersão das sementes
♂
♀
Angiospermas: Herança do cpDNA é materna na maioria das espécies
Gimnospermas: Herança do cpDNA e mtDNA pode ser materna ou paterna
Ex: Quercus: carvalho europeu (Petit et al. 2002. Forest Ecology and Management 156)
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