A GENÉTICA MOLECULAR NA ANÁLISE FORENSE E NO ESTUDO DA BIOLOGIA DAS ESPÉCIES

Termos

• Teste de atribuição

• Biparental

• Endocruzamento

• Clado

• Coalescência

• Forense

• Árvores gênicas

• Haplótipos

• Redes de haplótipos

• Análise de distribuição das diferenças

• Teoria da neutralidade

• Filogeografia

• Varredura seletiva

A genética molecular contribui para a conservação ajudando na detecção da caça ilegal e na resolução de importantes aspectos da biologia das espécies. As análises de coalescência e as árvores gênicas são ferramentas importantes para o entendimento de muitos desses fatores.

Caça e exploração ilegal afetam uma grande variedade de espécies, como por exemplo aquelas que podem ter interesse financeiro (chifres de rinoceronte; presas de marfim dos elefantes, etc.).

Casos antigos: Pessoa pega com ovos duvidosos, esmaga eles antes que se possa identificar a espécie

Casos novos: Possibilidade de identificado por genética molecular (possível com pequenas amostras)

O estudo genético permite conhecer que espécime corresponde a uma determinada amostra e, junto com dados sobre a espécie, inferir possíveis locais de caça ou exploração.

CASO QUADRO 9.1 – A CARNE DE BALEIAS: explicar o caso (mostrar filogenia)

As análises de genética molecular podem revelar muitos aspectos da biologia das espécies que são críticos para a conservação.

FUNCIONALIDADES: As análises de genética molecular podem resolver paternidades, definir a estrutura das populações, detectar a introgressão de outras espécies, avaliar as fontes de novos fundadores para populações pequenas e ameaçadas e podem indicar locais para reintrodução. Comparações de seqüências de DNA também devem ser usadas para a detecção de gargalos, de padrões de migração e para determinar a história da demografia de populações.

CASOS: O marsupial em perigo Lasiorhinus krefftii || Tartarugas de Galápagos (apresentar apenas um ou os dois?)

Tabela 9.1 apresenta os métodos mais comuns em genética forense e a sua aplicabilidade

As árvores gênicas e as análises de coalescência garantem informações sobre muitos aspectos da biologia das espécies que são necessárias para a conservação efetiva.

As seqüências de DNA retêm informações sobre seus históricos evolutivos dos tamanhos populacionais, fragmentação, seleção, etc. As análises das diferenças existentes nas seqüências de DNA, entre indivíduos e populações, permitem explorar os processos evolutivos e os eventos demográficos do passado de uma espécie.

A coalescência e as árvores gênicas são os dois maiores métodos utilizados para se extrair essas informações. Baseados na teoria da amostragem para alelos neutros (teoria da neutralidade), eles garan-tem uma hipótese nula contra a qual os dados podem ser testados.

Os métodos de coalescência trabalham voltando no tempo e permitem que dimensões de tempo (gerações) sejam adicionadas às análises. Conseqüentemente, elas são mais poderosas que as análises convencionais que usam apenas distribuições atuais e padrões de diferenças de seqüências de DNA.

Coalescência é a análise de distribuição e diferenças entre seqüências de DNA alélicas e os eventos e intervalo de tempo envolvidos no desenvolvimento dessas sequências. A coalescência é uma teoria que permite modelar a sobrevivência e a dispersão dos alelos ao longo do tempo nas linhagens de uma população.

O método de coalescência é baseado no conceito de que, se tra-çarmos as seqüências alélicas atuais numa população do passado voltando tempo suficiente, elas coalescem na seqüência de um úni-co indivíduo (Fig. 9.1). Outros alelos, uma vez presentes no passado, foram perdidos por deriva genética ou seleção, e novos alelos foram gerados por mutação. O padrão evolutivo da distribuição dos alelos existentes num loco pode ser representado na forma dos ramos de uma árvore que coalesce de volta para uma única seqüência alélica ancestral.

Os padrões de coalescência são geralmente representados por árvores gênicas, que mostram a genealogia dos alelos da população atual. Os nós (eventos de coalescência) e o comprimento dos ramos da árvore refletem as origens e a estrutura temporal envolvida na derivação dos padrões observados. As árvores gênicas traçam a história evolutiva dos alelos (por exemplo, diferentes seqüências de DNAmt) da mesma maneira que se traça a origem, ou a perda, de alelos em genealogias. Por exemplo, o alelo da hemofilia, ligado ao sexo, de famílias reais da Europa podem ser traçados de volta no tempo até a Rainha Victoria, da Grã Bretanha.

A base do método de coalescência é o fato de que as diferenças existentes nas seqüências de DNA dos diferentes alelos de um loco retêm informações sobre a história evolutiva dessas seqüências. Por exemplo, dois alelos da álcool desidrogenase de Drosophila que diferem por duas bases são mais proximamente relacionados e di-vergiram mais recentemente do que dois alelos que diferem por 11 pares de bases.

A teoria da neutralidade permite fazer predições sobre o tempo, em gerações, até a coalescência, adicionando assim, uma dimensão temporal à análise. Pela teoria da neutralidade, dois alelos devem descender do mesmo alelo ancestral na geração anterior com a probabilidade 1/Nef para DNAmt (onde Nef é o número efetivo de fêmeas), ou 1/(2Ne) para um loco nuclear numa espécie diplóide.

Alternativamente, dois alelos devem derivar de dois alelos diferentes na geração anterior (ou derivar do mesmo alelo muitas gerações atrás) com a probabilidade 1 – 1/Nef, ou 1 - 1/(2Ne). Este é o mesmo raciocínio utilizado para se determinar a perda de diversidade genética (Capítulo 4).

EXEMPLO 9.1

A estrutura das árvores gênicas e os padrões de coalescência são fortemente influenciados