Planejativo

Genética das populações e Lei de Hardy-Weinberg

Poríferos

Platelmintos e suas verminoses

Nematelmintos e suas verminoses

Anelídeos

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Mamíferos

Introdução à Botânica

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Gimnospermas

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Morfologia vegetal: Flor, semente e fruto

Histologia vegetal

Fisiologia e Transpiração vegetal

Hormônios e Movimentos vegetais

Origem da vida

Especiação

Evolução dos primatas e humana

Introdução à ecologia

Dinâmica populacional e Potencial biótico

Fluxo de energia e Pirâmides ecológicas

Relações ecológicas

Ecossistemas e Biomas

Ciclos biogeoquímicos

Morfologia vegetal: Raiz, caule e folha

Cnidários

Desequilíbrios ecológicos

Sucessão ecológica

Teorias evolutivas

Anfíbios

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Ciclo reprodutivo dos vegetais

Artrópodes

Genética das populaçõesIntroduçãoA genética populacional, também chamada de genética de populações, é um campo teórico dentro da Biologia que busca, através de cálculos matemáticos, estudar a distribuição e a composição genética em uma ou mais populações e as consequências de possíveis mudanças nessa composição.A genética populacional está diretamente relacionada com os fenômenos de especiação, bem como as teorias evolutivas e adaptativas.O estudo teórico da distribuição genética, em uma dada população, busca explicar e quantificar os processos adaptativos, com base na frequência de alelos que sofre influência das quatro principais forças evolutivas: Deriva Genética, Fluxo Gênico, Mutação e Seleção Natural.Além das forças evolutivas, outros fatores que podem influenciar a diversidade genética dentro de um conjunto de genes é com relação ao tamanho da população, diversidade ambiental e padrões não aleatórios de acasalamento. A variação genética dentro de uma população ou espécie é, atualmente, analisada a partir das sequências de nucleotídeos de DNA e das sequências de aminoácidos presentes nas proteínas. As diferenças genéticas entre espécies podem ser utilizadas para determinar a história evolutiva da espécie e até encontrar um possível parente ou ancestral próximo que possua um conjunto de genes ou estrutura protéica semelhantes ao analisado.Deriva Genética A deriva genética, também chamada de deriva gênica ou, ainda, oscilação genética, é uma força evolutiva que pode alterar aleatoriamente as frequências alélicas ao longo do tempo, principalmente em uma população não muito grande.Estudos mostram que a deriva genética pode estar relacionada a eventos de desastres ecológicos, como, por exemplo, a desertificação. Em uma população de indivíduos que vivem próximos de um deserto, a frequência de alelos pode ser constante em um determinado período. Porém, uma vez que a região desértica passa a aumentar, levando parte do bioma vizinho consigo pelo processo de desertificação, a frequência de alelos na população inicial se altera com a morte ou migração de determinados indivíduos que habitavam a região. Com a alteração da frequência de alelos, ao longo do tempo e dos eventos reprodutivos entre os indivíduos da população que sobrou, os genótipos presentes nos descendentes são derivados do material genético dos indivíduos que sobreviveram. Dessa forma, a nova população gerada a partir dos indivíduos que restaram da população inicial não são amostras representativas da população inicial.A deriva genética, portanto, é uma força que altera o equilíbrio gênico em uma população, e quando presente, mostra que eventos evolutivos estão ocorrendo.  <img src="https://static.planejativo.com/uploads/novas/fe8d15d72671c506bd00028ea7f26e02.png">Representação esquemática da deriva genética em um ecossistema desertificado Fluxo Gênico O fluxo gênico, também chamado de migração gênica, é a atividade migratória que um determinado gene pode desempenhar ao longo de uma população. Como consequência, os alelos que migraram ao longo de uma população são transferidos entre os indivíduos, e passa a depender das frequências do gene nas duas populações.Um exemplo é quando um grupo migratório entra em contato com uma outra população e acabam se relacionando. Os genes levados pelos indivíduos imigrantes passam a ter uma determinada frequência na nova população, e isso altera o equilíbrio gênico da mesma. Por isso, o fluxo gênico é uma força evolutiva, pois a migração de genes pode alterar as características fenotípicas dos indivíduos de uma determinada população.MutaçãoEntende-se por mutação qualquer alteração, geralmente ao acaso, que ocorre no DNA. A alteração do material genético de um organismo pode gerar mudanças nas suas características.Eventos de mutações ocorrem naturalmente nos organismos, e geralmente ocorrem ao acaso, sendo um importante fator para garantir melhor adaptação dos indivíduos ao meio em que vivem. As mutações estão, portanto, relacionadas diretamente aos eventos de variabilidade genética e evolução.As mutações podem ser classificadas em:<ul><li>Gênicas: quando ocorrem alterações em determinadas bases nitrogenadas que compõem os genes do DNA;</li><li>Cromossômicas: quando as alterações ocorrem em longos trechos do DNA de um cromossomo.</li></ul><img src="https://static.planejativo.com/uploads/novas/27e69ad0cb19cb28400b03b82bab0a08.png">Tipos de mutações cromossômica, como a deleção (retirada de um trecho do cromossomo), duplicação (duplicação de um trecho dentro do cromossomo), inversão (quando trechos de um cromossomo são invertidos), inserção (quando um trecho de um cromossomo é inserido no cromossomo), translocação (quando dois cromossomos trocam trechos de DNA).A mutação é uma força evolutiva que altera o equilíbrio gênico em uma população. Como eventos mutagênicos promovem alterações no DNA, ao longo do tempo, a incidência de mutação pode desequilibrar um determinado conjunto de alelos ou, ainda, não deixar constante a frequência relativa dos alelos ao longo de um período. Por isso, a mutação em uma população influencia na diversidade genética.Para cálculos teóricos acerca da genética populacional, eventos de mutação não podem ser considerados, já que alteram a frequência entre dois alelos ou entre uma determinada característica fenotípica.Seleção Natural A seleção natural é um fator ambiental proposto por Charles Darwin em seus estudos evolutivos. Para Darwin, o ambiente exerce uma força que seleciona os organismos mais adaptados a sobreviverem nele, dada as condições existentes.Um exemplo da seleção natural é o melanismo industrial. Em um população de traças (Biston betularia) onde há indivíduos de coloração clara e indivíduos de coloração escura, o ambiente pode selecionar as mais adaptadas a sobreviverem à predação, por exemplo. Um predador pode enxergar muito mais fácil uma traça escura que uma clara no ambiente. Portanto, a seleção natural está agindo contra indivíduos de coloração escura. Com a revolução industrial e com a liberação de fumaça e cinzas industriais na atmosfera, as traças escuras começam a apresentar vantagem nesse mesmo ambiente, conseguindo se camuflar com facilidade. Os predadores que antes conseguiam visualizar as mariposas escuras, agora, nessa nova condição ambiental, passam a visualizar mais facilmente as mariposas de coloração clara.<img src="https://static.planejativo.com/uploads/novas/fdfd94e94db4dd52694d993850beefa8.png" style="width: 448px; height: 216.702px;"><img src="https://static.planejativo.com/uploads/novas/92dba334e869e697fc5e7fbecb61440d.png" style="width: 443.116px; height: 261.766px;"> Indivíduos de traça (Biston betularia) de coloração clara e escura, utilizados como exemplo de melanismo industrial.As mariposas escuras, portanto, passam a se reproduzir, e a presença de indivíduos de coloração escura começa a aumentar. Dessa forma, a seleção natural altera a frequência gênica de acordo com a adaptabilidade dos indivíduos, selecionando e beneficiando determinados indivíduos com características favoráveis para a sobrevivência, não deixando uma população em equilíbrio gênico.Lei de Hardy-Weinberg    Uma população está em equilíbrio de Hardy-Weinberg quando não está evoluindo. Isso significa que a frequência de seus alelos será mantida sempre igual. <img src="https://static.planejativo.com/uploads/novas/ecfb94ae7cdb5ddd0388fbfed63d4983.jpg" alt="Por meio da equação de Hardy-Weinberg, podemos determinar a frequência dos alelos em uma população que não esteja evoluindo." title="Cromossomo" style="width: 404.343px; height: 235.867px;">  Por meio da equação de Hardy-Weinberg, podemos determinar a frequência dos alelos em uma população que não esteja evoluindo.A lei do equilíbrio de Hardy-Weinberg é uma importante forma de verificar se a seleção natural ou outros fatores evolutivos estão influenciando uma determinada população. Por meio da equação de Hardy-Weinberg, podemos determinar a configuração genética de uma população que não está sofrendo evolução. A partir dessa análise, podemos comparar os dados com as informações reais da população e, desse modo, perceber se há ou não evolução.→ Hardy e WeinbergWilhelm Weinberg (1862-1937) e Godfrey Harold Hardy (1877-1947) foram os pesquisadores responsáveis pelas conclusões que levaram à criação da chamada lei do equilíbrio de Hardy-Weinberg.Weinberg era um fisiologista alemão que se destacou por seus trabalhos com genética humana e genética médica, enquanto Hardy era um importante matemático inglês. Os dois pesquisadores chegaram às suas conclusões em 1908, de maneira independente e praticamente simultânea.→ População em equilíbrio de Hardy-WeinbergDe acordo com Hardy e Weinberg, uma população que não está evoluindo apresenta, de uma geração para outra, frequência dos alelos e genótipos constante. Nesses casos, nos quais se observa apenas a recombinação de acordo com as leis de Mendel, dizemos que a população está em equilíbrio de Hardy-Weinberg.→ Premissas para o estabelecimento do equilíbrio de Hardy-WeinbergUma população está em equilíbrio de Hardy-Weinberg quando suas frequências genotípicas e alélicas permanecem constantes. Para que o equilíbrio ocorra, a população analisada deverá obedecer algumas premissas. As condições essenciais para que uma população permaneça em equilíbrio de Hardy-Weinberg são:<ol><li>Ausência de seleção natural: para que uma população esteja em equilíbrio de Hardy-Weinberg, é necessário que a seleção natural não esteja atuando nela. Caso haja atuação da seleção natural, alguns genótipos serão selecionados, modificando as frequências alélicas da população.</li><li>Ausência de mutações: mutações alteram o total de alelos presentes em uma população (pool gênico). Logo, em uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg, não ocorrem mutações.</li><li>Ausência de fluxo gênico: quando há fluxo gênico, alguns genes podem ser incluídos ou excluídos da população. Desse modo, em uma situação de equilíbrio, não ocorre fluxo gênico.</li><li>População grande: para que uma população esteja em equilíbrio, é importante que ela seja grande, pois populações pequenas favorecem a deriva genética(flutuações não previstas nas frequências alélicas de uma geração para outra).</li><li>Mesmo número de machos e fêmeas na população.</li><li>Todos os casais deverão ser férteis e gerar o mesmo número de filhotes.</li><li>Cruzamentos ao acaso: para que ocorra o equilíbrio de Hardy-Weinberg, é necessário que os cruzamentos aconteçam de maneira aleatória, sem que ocorra preferência por determinados grupos dentro da população. Nesse caso, dizemos que a população está em panmixia, ou seja, todos acasalam-se de maneira aleatória.</li></ol>→ Fórmula do equilíbrio de Hardy-WeinbergA equação de Hardy-Weinberg deve ser usada para testar se uma população está ou não evoluindo. Considerando que existem dois alelos para um determinado locus, chamaremos o alelo dominante (p) de A, e o alelo recessivo (q) será chamado de a. Assim, p será a frequência alélica de A e q será a frequência de a, logo teremos que p + q = 1, uma vez que a soma desses dois alelos será igual a 100%.<table align="center" border="1" cellpadding="4" cellspacing="0"><tbody><tr><td>p + q = 1</td></tr></tbody></table>De acordo com o modelo de Hardy-Weiberg, teremos as frequências dos genótipos AA, Aa e aa representados, respectivamente, por p2, 2pq e q2. Isso se deve ao fato de que, para formar um indivíduo AA, é necessário um espermatozoide A e um óvulo A, cuja frequência é a mesma, portanto, p x p = p2. O mesmo raciocínio vale para o indivíduo aa. Já o heterezigoto (Aa) poderá resultar de um espermatozoide A e de um óvulo a, e vice-versa. A probabilidade de ocorrência é, portanto, 2 x p x q= 2pq. Desse modo, teremos:<table align="center" border="1" cellpadding="4" cellspacing="0"><tbody><tr><td>F (AA) = p2F (Aa) = 2pqF (aa) = q2</td></tr></tbody></table>Se somarmos todas as frequências, teremos 100%. Portanto, a fórmula do equilíbrio de Hardy-Weinberg é:<table align="center" border="1" cellpadding="4" cellspacing="0"><tbody><tr><td>p2 + 2pq + q2 = 1</td></tr></tbody></table> Fontes: <a href="https://querobolsa.com.br/enem/biologia/genetica-de-populacoes" target="_blank">Quero Bolsa</a> -  Disponível em < <a href="https://querobolsa.com.br/enem/biologia/genetica-de-populacoes" target="_blank">https://querobolsa.com.br/enem/biologia/genetica-de-populacoes</a>> Acesso em 09 abr. 2022.     <a href="https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/equilibrio-hardyweinberg.htm" target="_blank">Mundo Educação -</a>  Disponível em < <a href="https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/equilibrio-hardyweinberg.htm" target="_blank">https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/equilibrio-hardyweinberg.htm</a>> Acesso em 09 abr. 2022.