domingo, 20 de setembro de 2009

Gregor Mendel: Princípios da Hereditariedade



Mendel nasceu de uma família alemã em Heinzendorf, Silesia, então parte do império austríaco e atual República Tcheca. Religioso e botânico austríaco cujo nome completo era Gregor Jonhann Mendel (1822-1884). No dia 6 de janeiro de 1884 morreu o obscuro abade de um obscuro mosteiro na cidade de Brno, na Morávia. Sua vocação científica desenvolveu-se paralela à vocação religiosa.
Os seus dois grandes trabalhos, hoje clássicos, são: Ensaios sobre a Hibridação das Plantas e Sobre Algumas Bastardas das Hieráceas Obtidas pela Fecundação Artificial. As leis de Mendel (ou mendelismo) são a base da moderna genética e foram estabelecidas a partir do cruzamento de ervilhas. Suas observações também o levaram à criação de dois termos que continuam sendo empregados na genética moderna: dominante e recessivo
Ao realizar experimentos com sete características diferentes de variedades puras de ervilhas, Mendel deduziu a existência de unidades hereditárias, que atualmente chamamos de genes, os quais expressam, freqüentemente, caracteres dominantes ou recessivos. Por sete anos, de 1856 a 1863, Mendel cruzou e produziu híbridos de plantas com características distintas - plantas altas com plantas anãs, ervilhas amarelas com ervilhas verdes e assim por diante. Ele observou com surpresa que tais características não são diluídas nem resultam em meio-termo, mas se mantêm distintas: o rebento híbrido de uma planta alta e de uma anã era sempre alto, não de tamanho médio.

Conceitos Introdutórios

Linhagens puras – (homozigóticas) definem-se por terem sempre, durante várias gerações, descendentes com a mesma forma.

Fenótipo – característica detectável que resulta da manifestação do genótipo (um ou mais caracteres).
Genótipo – composição alélica específica de um indivíduo, para um dado gene ou para um grupo de genes.
Alelos – genes responsáveis pela mesma característica fenotípica e situados no mesmo par de cromossomas homólogos – no mesmo locus.
Gene – fragmento funcional de DNA, cuja atividade pode originar o aparecimento de um fenótipo observável.
Locus – lugar no cromossoma que ocupam os alelos para uma mesma característica.
Homozigótico – indivíduo que para um dado caracter apresenta um gene com alelos iguais.
Heterozigótico – indivíduo que para um dado caracter apresenta genes diferentes, um dominante e outro recessivo.
Hemizigótico – termo usado para genes ligados ao cromossoma X no homem e em outros seres vivos que só tenham um cromossoma X.
Cromossoma – composto por uma única molécula de DNA. Extremamente longa e associada a proteínas.
Cromatina – complexo formado por DNA e proteínas que constitui os cromossomas das células eucarióticas.
Autossomas – cromossomas não sexuais.
Heterossomas – cromossomas sexuais.

Primeira Lei de Mendel/Lei da Segregação Independente dos Fatores

Gregor Mendel foi o primeiro cientista da história a estudar a hereditariedade.
Em suas pesquisas, ele obteve êxito em relação
aos demais cientistas, devido à escolha de um material de pesquisa adequado, utilizou métodos que empregava as ervilhas de linhagens puras, observando uma característica de cada vez e não todos ao mesmo tempo, como fizeram alguns dos seus antecessores. Interpretou os dados de suas experiências, utilizando análises estatísticas de modo que obteve resultados quantitativos sobre suas pesquisas. Gregor Mendel escolheu Pisum sativum (ervilha-de-cheiro), uma planta de fácil cultivo e que produz muitas sementes, conseqüentemente, grande número de descendentes; sua flor é hermafrodita e reproduz por autofecundação.Ele procurou selecionar as plantas puras, observando por diversas gerações (cerca de seis gerações, mais ou menos, dois anos) se as características destas plantas sofreriam mudanças. Após atestar que as ervilhas eram puras, Mendel cruzou plantas que produziam sementes lisas com plantas que produziam sementes rugosas, essas plantas foram o marco inicial para as pesquisas de Mendel. A primeira geração destes cruzamentos, que deu o início à experimentação, foi chamada de geração parental ou geração de pais, representada pela letra P. Os descendentes da geração P constituíram a geração F1 ou a primeira geração de filhos. Mendel observou que o resultado de F1 foram ervilhas com sementes lisas, ou seja, as sementes rugosas não apareceram, Mendel chamou as plantas resultantes de híbridas, já que estas plantas eram descendentes de pais com características diferentes (sementes lisas e rugosas). A seguir, Mendel permitiu a autofecundação das plantas resultantes em F1 e analisou os seus descendentes, chamados de F2. O resultado apresentou que cerca de 75% das descendentes apresentavam sementes lisas e 25% rugosas. Baseado em suas pesquisas, Mendel concluiu que os genes dominantes se manifestavam na geração F1 e que os genes recessivos eram aqueles que suas características permanenciam “escondidas” em F1 e só apareciam na geração F2.

Segunda Lei de Mendel/Lei da Segregação Independente dos Caracteres

Além de estudar isoladamente diversas características fenotípicas da ervilha, Mendel estudou também a transmissão combinada de duas ou mais características. Em um de seus experimentos, por exemplo, foram considerados simultaneamente a cor da semente, que pode ser amarela ou verde, e a textura da casca da semente, que pode ser lisa ou rugosa. Plantas originadas de sementes amarelas e lisas, ambos traços dominantes, foram cruzadas com plantas originadas de sementes verdes e rugosas, traços recessivos. Todas as sementes produzidas na geração F1 eram amarelas e lisas.

Com base nesse e em outros experimentos, Mendel aventou a hipótese de que, na formação dos gametas, os alelos para a cor da semente (Vv) segregam-se independentemente dos alelos que condicionam a forma da semente (Rr). De acordo com isso, um gameta portador do alelo V pode conter tanto o alelo R como o alelo r, com igual chance, e o mesmo ocorre com os gametas portadores do alelo v. Uma planta duplo-heterozigota VvRr formaria, de acordo com a hipótese da segregação independente, quatro tipos de gameta em igual proporção: 1 VR: 1Vr: 1 vR: 1 vr. Mendel concluiu que a segregação independente dos fatores para duas ou mais características era um princípio geral, constituindo uma segunda lei da herança. Assim, ele denominou esse princípio segunda lei da herança ou lei da segregação independente, posteriormente chamada segunda lei de Mendel: Os fatores para duas ou mais características segregam-se no híbrido, distribuindo-se independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso.

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