Genética Mendeliana

Objetivos com o texto:

• Entender como foram os experimentos de Mendel
• Aprender como ocorre a hereditariedade das características
• Saber que os alelos se segregam antes de serem transmitidos
• Entender o que é o cruzamento teste

Tópicos:

• Introdução às leis de hereditariedade
• Primeira lei de Mendel
• Mendel e a atualidade
• Cruzamento teste

A genética mendeliana explica como é determinada a herança de uma certa característica, ou seja, com ela podemos responder porque os indivíduos aparentados possuem ou não características semelhantes.

O monge agostiniano Gregor Mendel foi quem estabeleceu os princípios de herança, seus trabalhos basearam-se em análises estatística de resultados experimentais obtidos em cruzamentos de plantas de ervilha. Esses trabalhos determinaram a definição da hereditariedade, para a genética, que é a transmissão das características de uma geração para a seguinte.

A escolha das plantas de ervilhas favoreceu o sucesso dos estudos de Mendel, pois são plantas de fácil cultivo e de ciclo curto, ou seja, deixam muitos descendentes em um curto período de tempo, as flores possuem estames e carpelos, sendo possível fazer autofecundação e controlar a autofecundação por meio da polinização cruzada e, ainda, foi possível estudar várias características qualitativas, um total de sete, adequadas ao estudo da hereditariedade.

Primeira Lei de Mendel — Lei da segregação dos fatores

Nessa primeira lei Mendel realizou experiências de monoibridismo, ou herança monogênica, caso em que os genitores utilizados nos cruzamentos diferem em somente uma característica, controlada por um gene, outros autores, em contrapartida, têm utilizado esse termo para qualquer cruzamento em que somente uma característica controlada por um gene está sendo considerada, não interessando se os genitores diferem em outros caracteres.

No primeiro cruzamento do experimento que resultou na conclusão da lei da segregação dos fatores, conhecido como cruzamento parental - P, foram utilizadas plantas de linhagens puras, que são aquelas que a uma dada característica quando autopolinizadas originam sempre descendência igual a elas (progenitoras).

Os cruzamentos parentais foram realizados através de fertilização cruzada artificial, para não ocorrer autopolinização das linhagens puras.

A fertilização cruzada consiste em remover os estames de uma flor (parte masculina) antes de produzirem pólen e, posteriormente, fertilizar essa flor transferindo-se o pólen de uma outra planta.

Mendel realizou cruzamentos recíprocos uma variedade foi usada como progenitora masculina e, também, como progenitora feminina em um novo experimento.

O cruzamento parental consistia no cruzamentos entre plantas puras de variedades antagônicas para uma característica, por exemplo: cruzamento entre plantas de sementes verdes e plantas de sementes amarelas, plantas de sementes lisas com plantas de sementes rugosas, plantas de vagens verdes com plantas de vagens amarelas e etc.

Os filhos resultantes do cruzamento parental, denominada geração F1, apresentavam todos a mesma característica de uma das variedades da geração parental. Por exemplo, do cruzamento entre plantas puras de sementes amarelas com plantas puras de sementes verdes a geração F1 são todos plantas de sementes amarelas.

Após o cruzamento parental, Mendel realizou o autocruzamento das plantas da geração F1 e observou as características dos filhos resultado desse cruzamento, que denominamos de geração F2. Nessa geração, 75% das plantas apresentavam a mesma característica que as plantas da geração F1 e 25% das plantas apresentavam a característica das plantas da geração parental que não eram expressadas na geração F1.

No exemplo das plantas de sementes amarelas e verdes, após o cruzamento parental, foi realizado o cruzamento entre as plantas de sementes amarelas da geração F1 e o resultado observado, na geração F2, foi de 75% das plantas de sementes amarelas e 25% das plantas de sementes verdes.

Mendel concluiu que uma das características é dominante e outra é recessiva.

Dominantes = características dos indivíduos da geração F1, iguais a um dos progenitores (ex.: sementes amarelas).

Recessivas = características que reaparecem após a autofecundação das plantas da geração F1 (ex.: sementes verdes).

Assim sendo, cada indivíduo apresenta dois fatores hereditários e os pais passam aos seus descendentes um gameta que contém um de seus fatores. Esses fatores são representados por letras. Existem fatores dominantes, que são expressos por letras maiúsculas, e fatores recessivos, que são expressos por letras minúsculas.

Os fatores dominantes são os que expressam as características dominantes, basta o indivíduo ter um fator dominante para expressar a característica dominante. Os fatores recessivos quando em dupla expressam as características recessivas.

Os fatores do par segrega-sem na formação dos gametas.

Mendel classificou os indivíduos como puros e híbridos. Os puros eram os que possuíam os dois fatores do par idênticos e, assim, formavam somente um tipo de gameta, enquanto que os híbridos possuíam dois fatores diferentes e, dessa forma, produziam dois tipos diferentes de gametas. Como os gametas apresentam somente um fator a primeira lei, também, é conhecida como Lei da pureza dos gametas.

Há uma técnica simples de combinar os gametas produzidos pelos indivíduos de F1 para obter a constituição genética dos indivíduos de F2 que é conhecida como Xadrez Mendeliano ou Quadro de Punnett.

Mendel e a Atualidade

Após os estudos de Mendel, outros estudos complementares foram realizados para compreender melhor a hereditariedade das características e alguns termos foram acrescidos e outros substituídos.

Genes e Alelos

Mendel não sabia que o material genético é composto pelo ácido desoxirribonucleico (DNA), organizado em cromossomos e que os seus segmentos funcionais são os genes. Cada unidade do par de um gene são denominados alelos que se encontram em locais do cromossomo chamados de locus (pl. loci).

Dessa forma, o que era chamado de fator hereditário hoje são os alelos.

Homozigoto e Heterozigoto

Atualmente os indivíduos puros são conhecidos como homozigotos e os indivíduos híbridos conhecidos como heterozigotos.

Os indivíduos homozigotos para uma determinada característica são aqueles que apresentam alelos idênticos no locus determinado e produzirão apenas um tipo de gameta. Os homozigotos podem ser recessivos ou dominantes.

Os indivíduos heterozigotos para uma determinada característica são aqueles que apresentam alelos distintos no locus determinado e produzirão dois tipos de gametas diferentes.

Fenótipo e Genótipo

Estes dois termos (fenótipo e genótipo) foram criados em 1909 pelo pesquisador dinamarquês Wilhelm L. Johannsen.

• Fenótipo (P) = características observadas ou determinadas do indivíduo resultante da expressão do genótipo (G) e da influência do ambiente (E), dessa forma pode ser alterada no ser vivo. Por exemplo, cor da pelagem, cor dos olhos, tipo sanguíneo, peso do animal. P = G + E.
• Genótipo = constituição genética ou, em outras palavras, conjunto de genes de um indivíduo em relação às características consideradas, são constantes. Logo, os genes que formam uma pessoa procedem de seus pais e estes determinam seu genótipo.

Então, com o auxílio do xadrez mendeliano conseguimos obter as frequências genotípicas e fenotípicas dos cruzamentos:

Resumo dos trabalhos de Mendel:

Cruzamento Teste ou Retrocruzamento

Como saber se um indivíduo com fenótipo dominante é homozigoto dominante ou heterozigoto?

Para isso, cruza-se o indivíduo com fenótipo dominante com um indivíduo de fenótipo recessivo e analisa-se as proporções fenotípicas dos descendente.

Concluímos que Obtendo-se 100% de descendentes com o fenótipo dominante o testado é homozigoto, porém obtendo-se 50% de descendentes com o fenótipo dominantes e 50% com o fenótipo recessivo, então o testado é heterozigoto.

Para que os resultados de um cruzamento teste sejam conclusivos é necessário obter uma descendência com um número elevado de indivíduos.

Resumo

• Cada característica é determinada por fatores hereditários, presentes aos pares em um indivíduo;
• Cada progenitor forma gametas contendo um só tipo de fator;
• Indivíduo = ½ fator pai + ½ um fator mãe;
• No cruzamento parental os progenitores são puros: homozigoto dominante (VV) e homozigoto recessivo (vv);
• Os indivíduos da geração F1 são 100% heterozigotos (Vv);
• Genótipo da geração F2: 25% homozigotos dominantes (VV), 50% heterozigotos (Vv) e 25% homozigotos recessivos (vv);
• Fenótipo da geração F2: 75% manifestam o fenótipo dominantes e 25% manifestam o fenótipo recessivo.