Linkage

 Linkage

Linkage, ou ligação gênica, refere-se ao fenômeno em que dois ou mais genes localizados no mesmo cromossomo tendem a ser herdados juntos, contrariando a Segunda Lei de Mendel. Esse conceito é fundamental na genética moderna porque esclarece como a posição dos genes nos cromossomos influencia a herança das características.

O Que é Linkage?

Mendel, em sua Segunda Lei, afirmou que os genes segregam-se de forma independente, mas essa regra aplica-se apenas a genes que estão em cromossomos diferentes ou muito distantes no mesmo cromossomo. No entanto, quando dois genes estão fisicamente próximos no mesmo cromossomo, é provável que eles sejam herdados juntos porque não se separam durante a meiose. Isso é chamado de linkage ou ligação gênica.

Em resumo:

• Genes ligados estão no mesmo cromossomo e tendem a ser herdados juntos.
• Quanto mais próximos dois genes estão no cromossomo, maior a probabilidade de que eles sejam herdados juntos.

Tipos de Linkage

1. Linkage Completo (Ligação Completa):

   • Ocorre quando dois genes estão muito próximos um do outro no mesmo cromossomo, a ponto de nunca serem separados pelo crossing-over durante a meiose.
   • Em um linkage completo, os genes ligados são sempre herdados juntos.
   • Esse tipo de ligação é relativamente raro, pois a maioria dos genes pode ser separada por crossing-over.

2. Linkage Incompleto (Ligação Incompleta):

   • Ocorre quando dois genes estão no mesmo cromossomo, mas não são tão próximos um do outro, permitindo que o crossing-over ocorra entre eles durante a meiose.
   • Nesse caso, a probabilidade de que eles sejam herdados juntos depende da distância entre os genes no cromossomo. Quanto maior a distância, maior a probabilidade de que o crossing-over os separe.
   • A ligação incompleta é o tipo mais comum de linkage.

Crossing-Over e a Recombinação

Crossing-over (ou permuta) é o processo pelo qual cromossomos homólogos trocam partes de seu material genético durante a Profase I da meiose. Isso resulta na recombinação genética, onde os alelos de genes ligados podem ser separados.

• Quando dois genes estão próximos no mesmo cromossomo, é menos provável que o crossing-over ocorra entre eles, e eles serão frequentemente herdados juntos.
• Quando os genes estão mais distantes, há uma chance maior de que o crossing-over ocorra entre eles, o que pode separar os alelos e gerar novas combinações nos gametas.

Portanto, a frequência de recombinação (a probabilidade de que o crossing-over ocorra entre dois genes) depende da distância entre eles no cromossomo. Isso é a base da mapa gênico.

Mapeamento Gênico

O conceito de linkage foi crucial para o desenvolvimento do mapeamento gênico, que determina a distância relativa entre genes em um cromossomo com base nas taxas de recombinação. Quanto maior a frequência de recombinação, maior a distância entre os genes.

• 1% de recombinação (ou 1 unidade de mapa) equivale a 1 cM (centiMorgan) de distância entre dois genes.
• Se a frequência de recombinação entre dois genes for de 10%, eles estão a aproximadamente 10 cM de distância.

Isso permite aos geneticistas criar mapas de ligação, que são representações lineares da localização relativa dos genes nos cromossomos.

Linkage e a Violação da Segunda Lei de Mendel

Segundo a Segunda Lei de Mendel (Lei da Segregação Independente), os genes localizados em cromossomos diferentes (ou longe no mesmo cromossomo) são herdados independentemente. No entanto, quando dois genes estão ligados no mesmo cromossomo, eles não se segregam de forma independente, violando essa lei.

Experimentos Clássicos sobre Linkage

O cientista Thomas Hunt Morgan, ao estudar a mosca-das-frutas (Drosophila melanogaster) no início do século XX, foi o primeiro a identificar o fenômeno da ligação gênica. Ele observou que alguns genes eram herdados juntos com mais frequência do que outros, contrariando as expectativas mendelianas.

Um exemplo clássico foi o estudo dos genes que controlam a cor do corpo e a forma das asas em Drosophila:

• As moscas podem ter corpo cinza ou preto.
• As moscas podem ter asas normais ou vestigiais (asas pequenas).

Quando Morgan cruzou moscas para essas duas características, ele descobriu que as combinações de cor do corpo e forma das asas não se segregavam independentemente, indicando que os genes estavam no mesmo cromossomo.

Coeficiente de Coincidência e Interferência

Dois conceitos avançados relacionados ao linkage são o coeficiente de coincidência e a interferência:

1. Coeficiente de Coincidência: Mede a relação entre a frequência observada de duplos crossovers (quando o crossing-over ocorre em dois pontos diferentes do mesmo cromossomo) e a frequência esperada. Se a coincidência for 1, a frequência observada e esperada são iguais.

2. Interferência: Refere-se ao fenômeno pelo qual a ocorrência de um crossover reduz a probabilidade de que outro crossover ocorra próximo no cromossomo. A interferência pode ser completa (nenhum duplo crossover ocorre) ou parcial.

Importância do Linkage na Genética

O estudo do linkage é importante por várias razões:

1. Mapeamento Gênico: Como já mencionado, o linkage ajuda a mapear a localização dos genes nos cromossomos, o que é essencial para identificar genes responsáveis por doenças genéticas.

2. Herança de Doenças: Algumas doenças genéticas são causadas por genes ligados. Compreender como esses genes são herdados pode ajudar a prever o risco de transmissão de uma condição genética.

3. Melhoramento Genético: No melhoramento de plantas e animais, o linkage é utilizado para combinar características desejáveis em novos híbridos. Genes ligados podem ser herdados juntos, o que facilita a seleção de características.

4. Análise de Padrões de Herança: O linkage altera os padrões esperados de herança mendeliana e precisa ser levado em consideração ao analisar cruzamentos genéticos e pedigrees familiares.

Exceções à Ligação Gênica

1. Ligação ao Sexo: Genes localizados nos cromossomos sexuais (como os genes ligados ao X em humanos) não seguem os padrões de linkage vistos em cromossomos autossômicos, porque a segregação dos cromossomos sexuais ocorre de maneira diferente.

2. Desvios por Interferência: A interferência pode causar desvios no número esperado de eventos de crossing-over, o que pode afetar a interpretação de mapas de linkage.

Conclusão

Linkage é o fenômeno pelo qual genes que estão próximos no mesmo cromossomo são herdados juntos, violando a segregação independente postulada por Mendel. A descoberta do linkage levou à compreensão dos mapas gênicos, permitindo aos geneticistas localizar genes ao longo dos cromossomos e estudar sua transmissão nas populações. A frequência de recombinação entre genes ligados é usada para medir suas distâncias relativas, o que é fundamental para a genética moderna, especialmente na medicina e na biotecnologia.