Ligação gênica (linkage): o que é, tipos e diferença da 2ª Lei de Mendel
Você já aprendeu que os genes são responsáveis por características hereditárias e que eles estão localizados nos cromossomos. Mas sabia que alguns genes podem ser herdados juntos?
É o que acontece na ligação gênica, também chamada de linkage; ocorre quando dois ou mais genes estão localizados no mesmo cromossomo e, por isso, tendem a ser herdados juntos.
Isso porque os genes ocupam posições específicas nos cromossomos. Quando dois genes estão próximos um do outro, existe uma menor chance de ocorrer uma troca de segmentos entre eles durante a meiose. Assim, os alelos desses genes tendem a permanecer juntos nos mesmos gametas.
Quanto mais próximos dois genes estiverem no mesmo cromossomo, maior tende a ser a chance de serem herdados juntos. Quanto mais distantes estiverem, maior será a possibilidade de ocorrer recombinação entre eles.
A ligação gênica é importante porque mostra que nem todos os genes são herdados de forma independente, como previsto pela 2ª Lei de Mendel.
Neste conteúdo você encontra:
- Ligação gênica completa e incompleta
- Crossing-over (permutação)
- Como calcular a taxa de recombinação?
- Mapas gênicos
- Exercícios resolvidos
- Perguntas frequentes
Ligação gênica x 2ª Lei de Mendel
A 2ª Lei de Mendel, ou Lei da Segregação Independente, estabelece que os pares de alelos de diferentes genes podem se distribuir independentemente durante a formação dos gametas. Isso acontece, por exemplo, quando estão em pares diferentes de cromossomos.
Na ligação gênica, os genes estão no mesmo cromossomo e tendem a ser herdados juntos.
Observe a diferença:
Imagine um indivíduo que possui os genes A e B em um cromossomo e os genes a e b no cromossomo correspondente.
-
Ligação genica: os gametas mais comuns são AB e ab.
-
Segregação independente: podem ser formados quatro tipos de gametas em proporções semelhantes: AB, ab, aB e Ab.
Portanto, a ligação gênica é uma situação em que os genes não apresentam a distribuição independente esperada pela 2ª Lei de Mendel.
Comparando as duas situações
| 2ª Lei de Mendel | Ligação gênica |
|---|---|
| Genes segregam independentemente | Genes tendem a ser herdados juntos |
| Ocorre quando os genes são independentes | Ocorre quando os genes estão no mesmo cromossomo |
| Pode gerar diferentes combinações de alelos em proporções semelhantes | Favorece as combinações parentais |
| Não há ligação entre os genes | Há ligação entre os genes |
É importante lembrar que genes localizados no mesmo cromossomo não necessariamente permanecem sempre juntos. O crossing-over pode produzir novas combinações de alelos.
Veja também: Segunda Lei de Mendel: resumo, experimento e exercícios
Ligação gênica completa e incompleta
A ligação gênica pode ser classificada em dois tipos:
Ligação gênica completa
Ocorre quando não são observados gametas recombinantes, ou seja, gametas com novas combinações dos genes analisados.
Imagine um indivíduo com os genes organizados como AB em um cromossomo e ab no outro. Nesse caso, ele produziria os gametas AB e ab.
Ligação gênica incompleta
Ocorre quando há recombinação entre os cromossomos. Assim, além dos gametas parentais AB e ab, também podem surgir os gametas Ab e aB.
Os gametas parentais geralmente aparecem em maior quantidade, enquanto os recombinantes aparecem em menor quantidade.
Observe a diferença:
No linkage completo, os genes são herdados juntos, sem crossing-over entre eles, enquanto no linkage incompleto, ocorre crossing-over, gerando gametas recombinantes.
Crossing-over (permutação)
O crossing-over, também chamado de permutação ou recombinação, é uma troca de segmentos entre cromátides de cromossomos homólogos durante a meiose.
Essa troca pode modificar a combinação de alelos que será transmitida aos gametas.
Imagine um indivíduo que apresenta os alelos organizados assim:
- Um cromossomo: AB
- Seu homólogo: ab
Sem crossing-over entre os genes, podem ser formados gametas AB e ab.
Se ocorrer crossing-over entre os genes, também poderão surgir gametas Ab e aB.
As combinações AB e ab são chamadas de parentais, pois mantêm o arranjo original. Já Ab e aB são chamadas de recombinantes, porque apresentam novas combinações de alelos.
O crossing-over aumenta a variabilidade genética, pois permite o surgimento de diferentes combinações de alelos.
Ou seja:
- Linkage completo: não ocorre crossing-over entre os genes ligados, portanto, são herdados juntos.
-
Linkage incompleto: ocorre crossing-over entre os genes ligados, produzindo gametas recombinantes.
Como calcular a taxa de recombinação?
A taxa de recombinação indica a porcentagem de descendentes ou gametas que apresentam novas combinações de alelos.
Para calculá-la, usamos:
Taxa de recombinação (FR) = (número de recombinantes ÷ número total de descendentes) × 100%
Vamos a um exemplo.
Imagine que um cruzamento produziu 100 descendentes:
- 80 apresentaram combinações parentais.
- 20 apresentaram combinações recombinantes.
Nesse caso:
Taxa de recombinação = (20 ÷ 100) × 100
Taxa de recombinação = 20%
Quanto maior a taxa de recombinação, maior tende a ser a distância entre os genes no cromossomo. Isso acontece porque há mais espaço para ocorrer uma troca entre eles.
A frequência de recombinação observada entre dois genes pode chegar a 50%. Quando ela se aproxima desse valor, os genes podem apresentar um comportamento semelhante ao da segregação independente.
Mapas gênicos
Os mapas gênicos são representações que mostram a posição relativa dos genes em um cromossomo.
Eles podem ser construídos usando as taxas de recombinação. Em geral, quanto menor a taxa, mais próximos estão os genes. Quanto maior a taxa, maior tende a ser a distância entre eles.
Exemplo:
Porcentagem de recombinação entre genes A e B: 23%
Porcentagem de recombinação entre A e C: 32%
Porcentagem de recombinação entre B e C: 9%
A distância entre A e B será de 23 cM (centimorgan); A e C, de 32 cM e B e C, de 9 cM
Assim, os estudos de ligação gênica ajudam os cientistas a estimar a posição relativa dos genes nos cromossomos.
Exercícios resolvidos
Exercício 1
Em uma espécie, dois genes ligados foram representados pelo híbrido MN/mn. Após a meiose, foram observadas as seguintes proporções de gametas:
- MN = 46%
- mn = 46%
- Mn = 4%
- mN = 4%
Qual é a distância genética entre os genes M e N?
a) 4 morganídeos.
b) 8 morganídeos.
c) 46 morganídeos.
d) 50 morganídeos.
e) 92 morganídeos.
Resolução passo a passo
Passo 1: identificar os gametas recombinantes.
Os gametas recombinantes são Mn e mN, pois apresentam novas combinações de alelos.
Passo 2: Somamos as frequências dos gametas recombinantes:
4%+ 4%= 8%
Passo 3: determinar a distância genética.
Cada 1% de recombinação corresponde aproximadamente a 1 centimorgan (cM). Logo, a distância genética entre os genes M e N é de 8 cM.
Resposta: alternativa b.
Exercício 2
Em um cruzamento-teste entre um indivíduo duplo heterozigoto, com genótipo PQ/pq, e um indivíduo duplo homozigoto recessivo, com genótipo pq/pq, foram obtidos 300 descendentes:
- 117 descendentes com combinação parental PQ;
- 117 descendentes com combinação parental pq;
- 33 descendentes com combinação recombinante Pq;
- 33 descendentes com combinação recombinante pQ.
Qual é a taxa de recombinação e qual é a distância genética entre os genes P e Q?
Resolução passo a passo
Passo 1: identificar os recombinantes.
Os descendentes recombinantes são Pq e pQ.
Passo 2: somar os recombinantes.
33+ 33= 66
Foram obtidos 66 descendentes recombinantes.
Passo 3: calcular a taxa de recombinação.
Taxa de recombinação (FR) = (número de recombinantes ÷ número total de descendentes) × 100%
FR = (66/300) x 100
FR = (0,22) x 100
FR = 22%
Passo 4: determinar a distância genética.
Cada 1% de recombinação corresponde aproximadamente a 1 centimorgan (cM). Logo, a distância genética estimada é de 22 cM.
Resposta: taxa de recombinação de 22% e distância genética aproximada de 22 cM.
Para praticar:
- 15 exercícios de Genética para testar seus conhecimentos
- 10 exercícios sobre a Segunda Lei de Mendel com gabarito
Perguntas frequentes
O que significa linkage?
Significa que dois ou mais genes estão localizados no mesmo cromossomo e podem ser herdados juntos.
Qual é a diferença entre ligação gênica e a 2ª Lei de Mendel?
Na ligação gênica, genes próximos no mesmo cromossomo tendem a ser transmitidos juntos. Na segregação independente, os alelos de diferentes genes podem se combinar independentemente durante a formação dos gametas.
O crossing-over sempre acontece?
O crossing-over é um processo natural da meiose, mas uma troca entre dois genes específicos não ocorre em todas as células. Por isso, nem sempre são formadas novas combinações para esses genes.
Quanto maior a distância entre os genes, maior a recombinação?
Em geral, sim. Quanto maior a distância entre dois genes no mesmo cromossomo, maior a chance de ocorrer uma recombinação entre eles, até o limite de 50% de frequência observada.
Qual a diferença entre Linkage Total e Parcial?
Linkage Total (ou Completo): Os genes estão tão próximos que nunca ocorre crossing-over entre eles. São gerados apenas gametas idênticos aos dos pais (parentais), na proporção de 50% para cada. Linkage Parcial: Os genes estão mais afastados e ocorre crossing-over
O que são gametas parentais e recombinantes?
Parentais: Mantêm a combinação original do cromossomo do indivíduo. Aparecem sempre em maior quantidade.
Recombinantes: Surgem apenas se houver crossing-over. Apresentam novas combinações e aparecem sempre em menor quantidade
Como calcular a Distância Gênica?
A Taxa de Recombinação (FR) é a porcentagem total de gametas recombinantes gerados. Ela indica diretamente a distância entre os genes.
Distância Gênica = Soma das % dos gametas recombinante
Referências Bibliográficas
LOPES, Sônia; ROSSO, Sergio. Bio: volume 3. 3. ed. São Paulo: Saraiva, 2016.
SILVA JÚNIOR, César da; SASSON, Sezar; CALDINI JÚNIOR, Nelson. Biologia: ensino médio, volume 3. 11. ed. São Paulo: Saraiva, 2016.
RIBEIRO, Rafaela. Ligação gênica (linkage): o que é, tipos e diferença da 2ª Lei de Mendel. Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/ligacao-genica-linkage-o-que-e-tipos-e-diferenca-da-2-lei-de-mendel/. Acesso em:
