As informações genéticas são transmitidas de geração para geração e isso determina as características de cada indivíduo. Nesse sentido, os genes que estão situados no mesmo cromossomo podem ficar separados ou juntos durante a transmissão da informação genética — para esse fenômeno dá-se o nome de linkage.
Neste texto você acompanhará um resumo sobre a ligação gênica, sua relação com a variabilidade genética das espécies, a importância dele para a vida na terra, bem como as classificações dos tipos de linkage. Veja também a resolução de questões de vestibulares sobre esse assunto que é muito frequente no Enem e provas concorridas.
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O que é linkage?
Linkage ou ligação gênica pode ser definido como a presença de dois genes diferentes em um mesmo cromossomo. Durante a formação dos gametas, óvulo e espermatozoides no humano, esses genes podem permanecer juntos ou serem separados entre si.
Para que eles se separem, é necessário que ocorra uma recombinação gênica, que é quando os genes do cromossomo se “misturam” entre si, formando diferentes genótipos (composição de genes) e possibilitando o aparecimento de fenótipos (características) diferentes.
Esse fenômeno de “embaralhamento genético” também pode ser chamado de crossing-over ou permuta gênica e acontece durante a prófase I da meiose, divisão celular que origina células reprodutivas haploides.
Ligação gênica e as leis mendelianas
O processo de linkage diferencia-se da Segunda Lei de Mendel, já que essa trata sobre a separação independente entre dois genes que se encontram em cromossomos diferentes — por isso ela também é chamada de Lei da Segregação Independente.
Nesse sentido, entende-se que o linkage é uma exceção a essa regra, já os genes são processados unidos e não de uma maneira independente.
+ Veja também: Primeira Lei de Mendel: o que é e como cai na prova do vestibular
Tipos de Linkage
Antes de continuarmos nosso estudo sobre as ligações gênicas, é importante trazer à tona alguns conceitos básicos da genética, que facilitarão seu entendimento sobre o tema do artigo de hoje:
- DNA: ácido nucleico responsável por conter genes importantes para a sobrevivência. A partir deles são decodificadas informações para a transcrição de proteínas e formação de todas as estruturas corporais dos seres vivos;
- Cromossomo: é uma grande molécula de DNA compacta que possui as informações genéticas necessárias para a manutenção da vida naquela célula;
- Cromossomos homólogos:
- Gene: parte da molécula de DNA que é responsável pela ativação de mecanismos para a formação de estruturas, moléculas, enzimas, organelas ou outras partes do ser vivo em questão.;
- Locus ou loci: representa o local em que um gene se localiza em um determinado cromossomo. O termo “loci” é o plural de locus.; e
- Gameta: células responsáveis pela transmissão dos genes durante a reprodução sexuada de dois indivíduos da mesma espécie.
Ligação gênica completa
É a presença de dois genes que não se separaram no processo de formação dos gametas. Nesse caso, o processo de meiose ocorreu sem que os genes tenham sido submetidos ao processo de recombinação.
Nesse caso, todos os gametas formados os cromossomos exatamente como eles foram retirados da célula original. Assim, uma ligação gênica completa resulta em uma proporção de 50% de um tipo e 50% do outro — esse tipo de célula é chamada de “parental”.
Ligação gênica parcial
Quando dois genes sofrem crossing-over durante a gametogênese, eles aparecem separados em alguns dos gametas gerados ao fim do processo. Nesse caso, trata-se de uma ligação gênica parcial — as células filhas possuem tanto genes parentais, como genes recombinantes, em proporções diferentes.
Crossing-over ou recombinação gênica
O processo de crossing-over ou recombinação gênica acontece quando duas cromátides homólogas permutam parte de seus braços, trocando porções genéticas com a outra. Ao final do processo, o resultado é que genes de uma cromátide vão para a outra e os gametas formados são diferentes.
Mas por que os gametas formados são diferentes? Bom, vamos pensar: se os gametas possuem apenas uma cromátide daquele cromossomo, quando ocorre a recombinação gênica, a porção que deveria estar ali não estará mais e o mesmo acontece do outro lado.
Acompanhe a imagem abaixo para melhor esclarecimento — os braços rosa e azul permutam entre si e geram diferentes tipos de informações genéticas recombinadas:
O que determina a ocorrência ou não do crossing-over
A permuta gênica acontece aleatoriamente, em qualquer ponto das cromátides homólogas, que irão entrar em contato para estabelecer a troca de informações. Assim, quanto maior a distância entre os loci, maior a chance do crossing over acontecer entre os genes.
A unidade que mensura quanto um gene está longe do outro pode ser chamada de morganídeo, unidade de recombinação (UR) ou centimorgan (cM). A porcentagem total de gametas recombinantes representa a distância entre os loci em questão. Na imagem acima a distância entre os genes i e j é de 1 UR; entre h e k existem 38 morganídeos, o que aumenta a possibilidade de recombinação entre eles.
Representação da ligação gênica
O linkage pode ocorrer em indivíduos heterozigotos, ou seja, que possuem:
- genes recessivos representados por letra minúscula; e
- genes dominantes, referidos por meio de letras maiúsculas.
Nesse caso, a distribuição genética pode ser trans ou cis, como veremos a seguir:
Cis
Se as informações dominantes estão dispostas em um dos cromossomos homólogos e todos os genes recessivos estão no outro, trata-se de um arranjo cis para a recombinação gênica.
Trans
Se, por outro lado, os genes recessivos e dominantes estiverem presentes em ambos os cromossomos homólogos, então o arranjo do linkage é denominado trans.
Importância do linkage e da recombinação gênica
A possibilidade de haver crossing-over entre os genes, seja em casos de linkage ou não, é importante para a variabilidade genética das espécies. Assim, dois parentais com características X podem gerar uma prole com características Y, simplesmente pela interação de diferentes genes em seu DNA.
Ao longo do tempo, esse processo se combina com a lei da Seleção Natural, quando os indivíduos mais adaptados ao ambiente estabelecem melhores condições de vivência em um determinado hábitat.
+ Veja mais: Heredogramas ou Genealogias: as representações da Genética
Como reconhecer uma questão de linkage?
Para entender se uma questão trata-se de genes dispostos no mesmo cromossomo, é importante conhecer as proporções de recombinação para os diferentes tipos de interação genéticas:
- Segunda lei de Mendel: a segregação é independente e a proporção das células formadas é igual. >
AaBb -> ¼ AB, ¼ Ab, ¼ ab, ¼ aB
- Ligação gênica completa: as células formadas possuem, obrigatoriamente, cromossomos idênticos aos parentais, em uma proporção de 50%.
- Ligação gênica parcial: a segregação acontece de maneira recombinante, para genes que estão no mesmo cromossomo, as proporções de cada um dos genótipos varia com a distância entre os loci
AbBb -> 10% AB, 10% ab, 40% Ab, 40% aB
Nesse caso, ainda, a configuração genética que aparece com maior proporção é aquela presente nos parentais. Ao passo que a soma entre os gametas recombinantes 10 + 10 = 20, fornece a distância entre os dois genes no cromossomo, 20 unidades de recombinação (UR).
Questão de linkage no vestibular
ACAFE 2014
Um cruzamento entre uma fêmea duplo-heterozigota (AaBb) com um macho duplo recessivo revelou a seguinte proporção genotípica entre os descendentes: 40% AaBb, 40% aabb, 10% Aabb, 10% aaBb. Assim, assinale a alternativa correta.
a) Não há evidência que tenha ocorrido permutação na formação dos gametas.
b) A segregação observada dos genes está de acordo com a Segunda Lei de Mendel.
c) Os resultados indicam que os genes estão em ligação, a uma distância de 20 UR.
d) O arranjo dos genes alelos na fêmea é trans (AB/ab).
A divergência entre as proporções trazidas no enunciado evidenciam que trata-se de um caso de linkage parcial. Assim, as alternativas A e B estão incorretas.
Como os genótipos predominantes são AaBb e aabb, podemos inferir que a disposição dos genes nos cromossos traz o seguinte arranjo: A—B e a—b, indicativo para a configuração cis.
Se essa é a disposição dos genes, entende-se que as células recombinantes são Aabb e aaBb. Se a distância entre os loci é dada pela soma entre a porcentagem de recombinantes, entendemos que essa distância é dada por 10+10=20 UR, como aponta a alternativa D.
+ Veja mais: O que mais cai sobre Genética no Enem
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