linkage

O termo linkage ou ligação gênica refere-se ao fenômeno em que genes localizados próximos uns dos outros em um mesmo cromossomo tendem a ser herdados juntos. Este conceito contradiz a Segunda Lei de Mendel, que afirma que os genes para características diferentes se segregam de forma independente, mas apenas para genes localizados em cromossomos diferentes ou distantes no mesmo cromossomo.

Definição de Ligação Gênica:

A ligação gênica ocorre quando dois ou mais genes estão localizados no mesmo cromossomo, e, devido à proximidade física entre eles, eles não se segregam de maneira independente durante a meiose. Dessa forma, os genes "ligados" tendem a ser herdados em conjunto, contrariando o princípio de segregação independente de Mendel.

Contexto Histórico: O conceito de linkage foi descoberto por Thomas Hunt Morgan no início do século XX, durante seus estudos com a mosca-das-frutas (Drosophila melanogaster). Morgan percebeu que certos genes não obedeciam à proporção de segregação esperada de acordo com a Segunda Lei de Mendel e concluiu que isso ocorria porque esses genes estavam no mesmo cromossomo e não se separavam de forma independente.

Cromossomos e Ligação:

• Cromossomos carregam milhares de genes, e aqueles que estão fisicamente próximos uns dos outros são ditos "ligados".
• Esses genes não se recombinam com a mesma frequência que genes mais distantes, o que faz com que suas combinações de alelos sejam frequentemente transmitidas juntas de geração em geração.

Crossing-over e Recombinação Gênica:

Embora genes ligados tendam a ser herdados juntos, o fenômeno de crossing-over (permuta) que ocorre durante a meiose I pode trocar segmentos de cromossomos homólogos, quebrando a ligação gênica. Quando isso ocorre, novos arranjos de alelos são formados, um processo conhecido como recombinação gênica.

A frequência de recombinação entre dois genes é diretamente proporcional à distância entre eles no cromossomo. Quanto mais próximos estiverem, menor será a chance de ocorrer recombinação; quanto mais distantes, maior será a chance.

Mapa de Ligação (Mapas Gênicos):

A frequência de recombinação entre genes ligados permite aos geneticistas mapear a posição relativa dos genes em um cromossomo. Genes que apresentam maior frequência de recombinação estão mais distantes, enquanto genes com menor frequência de recombinação estão mais próximos.

Um mapa de ligação mostra a ordem dos genes e a distância relativa entre eles em unidades de mapa ou centimorgans (cM):

• 1 centimorgan (cM) representa uma chance de 1% de que um crossing-over ocorrerá entre dois genes durante a formação dos gametas.

Exemplo de Ligação Gênica: 

Se dois genes, A e B, estiverem muito próximos em um cromossomo, e uma planta heterozigota (AaBb) for autofecundada, a proporção esperada de fenótipos na descendência não seguirá a típica proporção 9:3:3:1 da Segunda Lei de Mendel. Em vez disso, haverá uma super-representação dos fenótipos parentais, porque os genes A e B estarão sendo herdados juntos com mais frequência.

Tipos de Ligação Gênica:

• Ligação completa: Quando dois genes estão tão próximos que nunca ocorre crossing-over entre eles, e eles sempre são herdados juntos.
• Ligação incompleta: Quando dois genes estão próximos, mas ainda assim o crossing-over pode ocorrer ocasionalmente, gerando novas combinações de alelos.

Exceções à Ligação Gênica:

Em situações de crossing-over frequente entre dois genes, esses genes podem se comportar como se estivessem segregando independentemente, apesar de estarem no mesmo cromossomo. Isso ocorre especialmente quando os genes estão muito distantes no cromossomo, o que aumenta a chance de recombinação.

Ligação Gênica e Hereditariedade:

O fenômeno de linkage tem grande impacto na herança de características em organismos, especialmente em casos de doenças genéticas, onde genes associados podem ser herdados juntos. Também é um conceito crucial na genética de populações e no melhoramento genético, permitindo prever combinações de características em descendentes.

Conclusão:

• A ligação gênica ocorre quando genes localizados no mesmo cromossomo tendem a ser herdados juntos.
• O crossing-over pode quebrar essa ligação, mas a frequência de recombinação depende da distância física entre os genes no cromossomo.
• O estudo de linkage permite a criação de mapas genéticos e é crucial para a compreensão de como certas características são herdadas em conjunto, além de ajudar a identificar genes relacionados a doenças.

Esse fenômeno explica porque certas características não seguem as proporções esperadas pelas leis de Mendel em todos os casos, complementando e expandindo o conhecimento sobre a genética e a hereditariedade.

Referências: fonte1 fonte2 fonte3