Herdabilidade: bases genéticas, métodos de estudo, exemplos - Ciência - 2023

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o herdabilidade É a propriedade de que um caráter fenotípico quantificável de uma população deve ser compartilhado ou herdado por meio do genótipo. Geralmente, esse traço ou caráter é passado de seus pais para seus descendentes.

A expressão fenotípica (que corresponde aos traços visíveis de um indivíduo) de caráter hereditário é suscetível ao meio em que a prole se desenvolve, portanto não necessariamente se expressará da mesma forma que nos pais.

Em populações de organismos experimentais, é relativamente fácil determinar quais são as características hereditárias, uma vez que a expressão de uma característica de um pai na prole pode ser observada criando-se a prole no mesmo ambiente em que os pais se desenvolvem.

Em populações selvagens, por outro lado, é difícil distinguir quais são as características fenotípicas transmitidas por herança e quais são produto de mudanças nas condições ambientais, ou seja, são mudanças epigenéticas.

Isso é especialmente difícil de distinguir para a maioria dos traços fenotípicos em populações humanas, onde foi sugerido que os melhores modelos para estudo são pares de gêmeos idênticos que são separados no nascimento e que crescem no mesmo ambiente.

Um dos primeiros cientistas a estudar a herdabilidade foi Gregor Mendel. Em seus experimentos, Mendel obteve linhagens de ervilhas com caracteres herdados e expressos quase inteiramente entre pais e filhos.

Bases genéticas para o estudo da herdabilidade

A herdabilidade é o resultado da transferência de genes por meio de gametas (de pais para filhos) por meio da reprodução sexuada. No entanto, durante a síntese e fusão de gametas, ocorrem duas recombinações que podem alterar o arranjo e a sequência desses genes.

Cientistas que trabalham na identificação experimental de características hereditárias trabalham com linhagens puras, isogênicas para a maioria dos loci (geneticamente idênticos), uma vez que indivíduos de linhagens puras apresentam o mesmo genótipo de forma homozigótica.

Linhas isogênicas garantem que a arquitetura dos genes no núcleo não afeta o fenótipo que se observa, pois, apesar de os indivíduos compartilharem o mesmo genótipo, ao variar a posição dos genes no núcleo, variações no fenótipo.

Para os pesquisadores, a obtenção de linhagens puras e isogênicas é uma espécie de "garantia" de que os traços fenotípicos compartilhados pelos pais e descendentes são produtos do genótipo e, portanto, são totalmente hereditários.

Apesar de o fenótipo ser sempre produto do genótipo, é importante lembrar que, embora os indivíduos tenham o mesmo genótipo, pode acontecer que nem todos os genes sejam expressos naquele fenótipo.

Garantir a expressão de genes é um estudo muito complexo, pois sua expressão pode ser diferente para cada genótipo e, às vezes, esses genes são regulados por outros fatores como fatores epigenéticos, ambientais ou outros genes.

Métodos de estudo

O ramo da genética conhecido como "Genética Clássica" se concentra no estudo da herdabilidade das características. Na genética clássica, cruzamentos de pais com descendentes de populações inteiras são realizados durante várias gerações, até a obtenção de linhagens puras e isogênicas.

Estatística H2

Uma vez que a herdabilidade de uma característica tenha sido demonstrada, o grau de herdabilidade pode ser quantificado por um índice estatístico identificado como H2.

A herdabilidade (H2) é calculada como a razão entre as variâncias das médias genotípicas (S2g) e a variância fenotípica total da população (S2p). A variância fenotípica da população pode ser decomposta na variância das médias genotípicas (S2g) e na variância residual (S2e).

A estatística de herdabilidade (H2) nos diz qual proporção da variação fenotípica em uma população é devida à variação genotípica. Este índice não indica a proporção de um fenótipo individual que pode ser atribuída à sua herança e ao seu ambiente.

Deve-se levar em consideração que o fenótipo de um indivíduo é consequência da interação entre seus genes e as condições ambientais em que se desenvolve.

Técnicas modernas

Atualmente, existem ferramentas como o Sequenciamento de Próxima Geração (SNG), com o qual é possível sequenciar todo o genoma dos indivíduos, de modo que características herdáveis possam ser rastreadas in vivo no genoma de organismos.

Além disso, as ferramentas de bioinformática modernas permitem que a arquitetura nuclear seja modelada com bastante precisão para localizar genes dentro do núcleo.

Exemplos

- Herdabilidade em plantas

O método estatístico para medir o grau de herdabilidade dos caracteres foi proposto para espécies vegetais de interesse comercial. Portanto, a maioria dos exemplos na literatura se refere a espécies de plantas importantes para a indústria de alimentos.

Em todas as espécies de culturas, estuda-se a herdabilidade de caracteres de interesse agronômico, como resistência a patógenos, produção de frutos, resistência a temperaturas quentes ou frias, tamanho da folhagem, etc.

O clássico melhoramento genético de hortaliças, como o tomate, busca selecionar plantas com genótipo que possua caracteres hereditários para obter tomates maiores, vermelhos e resistentes a ambientes úmidos.

Em espécies de gramíneas como o trigo, o objetivo é selecionar os caracteres herdáveis para tamanho, teor de amido e dureza da semente, entre outros. Com este objetivo, as variedades de diferentes locais são misturadas até obter linhas puras de cada uma.

Com a obtenção das linhagens puras, estas podem ser combinadas em uma variedade híbrida, por meio da engenharia genética, para obter safras transgênicas que reúnem os melhores caracteres em uma única variedade.

- Herdabilidade em humanos

Na medicina, estuda-se como alguns transtornos de personalidade são transmitidos entre pais e descendentes.

A depressão crônica, por exemplo, é um traço fenotípico produto do genótipo, mas se as pessoas com esse genótipo vivem em um ambiente familiar, feliz, estável e previsível, o genótipo pode nunca ser visto no fenótipo.

A genética comportamental é de particular interesse na determinação da herdabilidade do quociente de inteligência (QI). Até o momento, altos níveis de QI foram considerados traços tão hereditários quanto um QI normal.

No entanto, um QI alto ou depressão crônica são expressos dependendo da estimulação do ambiente.

Um exemplo típico de herdabilidade é o caráter da estatura. Se o pai for alto, é muito provável que a prole seja alta. Porém, seria claramente errado acreditar que, na altura de um indivíduo, 1,80 m se deva aos genes e outros 0,3 m ao meio ambiente.

Em muitos casos, a longevidade também foi estudada como uma característica hereditária. Para estudos de longevidade em humanos, é realizada a genealogia da família, procurando incorporar os dados do ambiente em que viveu cada um dos indivíduos da árvore genealógica.

A maioria dos estudos de longevidade descobriu que esse traço se comporta como um traço hereditário na maioria dos casos e até aumenta a cada geração se for criado no ambiente certo.

Referências

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