As três leis da genética Mendel ou Mendeliana são as afirmações mais importantes da herança biológica. Gregorio Mendel, monge austríaco e naturalista, é considerado o pai da genética. Através de suas experiências com plantas, Mendel descobriu que certas características eram herdadas seguindo padrões específicos.
Mendel estudou a herança experimentando ervilhas de uma planta da espécie Pisum sativum que ele possuía em seu jardim. Esta planta foi um excelente modelo de teste, pois podia autopolinizar ou fertilizar cruzadamente, além de possuir várias características que possuem apenas duas formas.
Por exemplo: o recurso “cor” pode ser apenas verde ou amarelo, o recurso “textura” pode ser suave ou áspero e, portanto, com os outros 5 recursos com duas formas cada.
Gregor Mendel formulou suas três leis em seu trabalho publicado como Experiments on Plant Hybridization (1865), apresentado na Sociedade de História Natural de Brünn, embora tenham sido ignorados e não tenham sido levados em consideração até 1900.
A história de Gregor Mendel
Gregor Mendel é considerado o pai da genética, devido às contribuições que deixou por meio de suas três leis.Ele nasceu em 22 de julho de 1822, e diz-se que desde tenra idade ele estava em contato direto com a natureza, uma situação que o interessou pela botânica.
Em 1843, ele entrou no convento de Brünn e três anos depois foi ordenado sacerdote. Mais tarde, em 1851, ele decidiu estudar botânica, física, química e história na Universidade de Viena.
Depois de estudar, Mendel retornou ao mosteiro e foi lá que ele realizou os experimentos que lhe permitiram formular as chamadas Leis de Mendel.
Infelizmente, quando ele apresentou seu trabalho, ele passou despercebido e diz-se que Mendel abandonou os experimentos sobre herança.
No entanto, no início do século XX, seu trabalho começou a ser reconhecido, quando vários cientistas e botânicos conduziram experimentos semelhantes e conheceram seus estudos.
Experimentos Mendel
Mendel estudou sete características da planta de ervilha: cor da semente, forma da semente, posição da flor, cor da flor, forma da vagem, cor da vagem e comprimento do caule.
Havia três etapas principais nas experiências de Mendel:
1-A autofertilização produziu uma geração de plantas puras (homozigotos). Ou seja, plantas com flores roxas sempre produziam sementes que geravam flores roxas. Ele chamou essas plantas de geração P (dos pais).
2-Em seguida, pares cruzados de plantas puras com características diferentes e os descendentes destes chamados filial de segunda geração (F1).
3-Finalmente, ele obteve uma terceira geração de plantas (F2) autopolinizando duas plantas de geração F1, ou seja, cruzando duas plantas de geração F1 com as mesmas características.
Resultados das experiências
Mendel encontrou alguns resultados incríveis de suas experiências.
Geração F1
Mendel descobriu que a geração F1 sempre produzia a mesma característica, embora os dois pais tivessem características diferentes. Por exemplo, se você cruzou uma planta com flores roxas com uma planta com flores brancas, todas as plantas descendentes (F1) tinham flores roxas.
Isso ocorre porque a flor roxa é a característica dominante . Portanto, a flor branca é a característica recessiva.
Esses resultados podem ser mostrados em um diagrama chamado quadrado de Punnett. O gene dominante da cor é mostrado com uma letra maiúscula e o gene recessivo com uma letra minúscula. Aqui a cor púrpura é o gene dominante que é mostrado com um “M” e o branco é o gene recessivo que é mostrado com um “b”.
Geração F2
Na geração F2, Mendel descobriu que 75% das flores eram roxas e 25% eram brancas. Ele achou interessante que, embora ambos os pais tivessem flores roxas, 25% dos filhos tinham flores brancas.
O aparecimento de flores brancas é devido a um gene ou característica recessiva presente em ambos os pais. Aqui está o quadrado de Punnett, que mostra que 25% dos filhos tinham dois genes “b” que produziam as flores brancas:
Como foram realizadas as experiências de Mendel?
Os experimentos de Mendel foram realizados com plantas de ervilha, uma situação um tanto complexa, já que cada flor tem uma parte masculina e uma feminina, ou seja, ela se aut fertiliza.
Então, como Mendel poderia controlar a prole das plantas? Como eu poderia cruzá-los?
A resposta é simples: para controlar a prole das plantas de ervilha, Mendel criou um procedimento que lhe permitia impedir que as plantas se autofecundassem.
O procedimento consistiu em cortar os estames (órgãos masculinos das flores, que contêm os sacos de pólen, ou seja, aqueles que produzem o pólen) das flores da primeira planta (denominada BB) e polvilhar o pólen da segunda planta na pistilo (órgão feminino de flores, que está no centro) do primeiro.
Com essa ação, Mendel controlou o processo de fertilização, uma situação que lhe permitiu realizar cada experimento repetidamente, a fim de garantir que a mesma prole fosse sempre obtida.
Foi assim que ele conseguiu a formulação do que agora é conhecido como Leis de Mendel.
Por que Mendel escolheu plantas de ervilha?
Gregor Mendel escolheu as plantas de ervilha para realizar seus experimentos genéticos, porque eram mais baratas do que qualquer outra planta e porque o tempo de geração delas é muito curto e tem muitos descendentes.
Os filhos eram importantes, pois muitas experiências eram necessárias para formular suas leis.
Ele também os escolheu pela grande variedade que existia, ou seja, as de ervilhas verdes, de ervilhas amarelas, de vagens redondas, entre outras.
A variedade era importante porque era necessário saber quais características poderiam ser herdadas. Daí surge o termo herança mendeliana.
As 3 leis de Mendel resumiram
Primeira lei de Mendel
A primeira lei de Mendel ou a lei da uniformidade afirma que, ao cruzar dois indivíduos puros (homozigotos), todos os descendentes serão iguais (uniformes) em suas características.
Isso ocorre devido à predominância de alguns caracteres, uma cópia simples deles é suficiente para mascarar o efeito de um personagem recessivo. Portanto, os filhos homozigotos e heterozigotos terão o mesmo fenótipo (característica visível).
Segunda Lei de Mendel
A segunda lei de Mendel, também chamada lei de segregação de caracteres, afirma que durante a formação dos gametas, os alelos (fatores hereditários) são separados (segregados), de modo que a prole adquira um alelo de cada parente.
Esse princípio genético modificou a crença inicial de que a herança é um processo apenas de “combinação”, no qual a prole exibe características intermediárias entre os dois pais.
Terceira lei de Mendel
A terceira lei de Mendel também é conhecida como a lei da separação independente. Durante a formação de gametas, os caracteres para diferentes características são herdados independentemente um do outro.
Atualmente, sabe-se que essa lei não se aplica a genes no mesmo cromossomo, que seriam herdados juntos. No entanto, os cromossomos se separam independentemente durante a meiose .
Termos introduzidos por Mendel
Mendel cunhou vários dos termos atualmente usados no campo da genética, incluindo: dominante, recessivo, híbrido.
Dominante
Quando Mendel usou a palavra dominante em seus experimentos, ele estava se referindo ao personagem que se manifestava externamente no indivíduo, se um deles foi encontrado ou se dois deles foram encontrados.
Recessivo
Com recessivo, Mendel quis dizer que é um personagem que não se manifesta fora do indivíduo, porque um personagem dominante o impede. Portanto, para que isso prevaleça, será necessário que o indivíduo possua dois caracteres recessivos.
Híbrido
Mendel usou a palavra híbrido para se referir ao resultado de um cruzamento de dois organismos de espécies diferentes ou de características diferentes.
Da mesma forma, foi ele quem estabeleceu o uso da letra maiúscula para os alelos dominantes e a letra minúscula para os alelos recessivos.
Posteriormente, outros pesquisadores concluíram seu trabalho e usaram o restante dos termos atualmente usados: gene, alelo, fenótipo, homozigoto, heterozigoto.
Herança Mendeliana aplicada em seres humanos
As características dos seres humanos podem ser explicadas através da herança mendeliana, desde que a história da família seja conhecida.
É necessário conhecer a história da família, pois com eles você pode coletar as informações necessárias sobre uma característica em particular.
Para isso, é feita uma árvore genealógica onde cada uma das características dos membros da família é descrita e, portanto, pode ser determinado de quem eles foram herdados.
Exemplo de herança em gatos
Neste exemplo, a cor da pelagem é indicada por B (marrom, dominante) ou b (branca), enquanto o comprimento da cauda é indicado por S (curta, dominante) ou (longa).
Quando os pais são homozigotos para cada característica (SSbb e ssBB), seus filhos na geração F1 são heterozigotos em ambos os alelos e apenas mostram os fenótipos dominantes (SsbB).
Se os filhotes se acasalam, na geração F2 são produzidas todas as combinações de cor e comprimento da cauda: 9 são marrons / curtas (caixas roxas), 3 são brancas / curtas (caixas cor-de-rosa), 3 são Marrom / comprido (caixas azuis) e 1 é branco / comprido (caixa verde).
4 Exemplos de traços mendelianos
– Albinismo : é uma característica hereditária que consiste na alteração da produção de melanina (pigmento que o ser humano possui e é responsável pela cor da pele, cabelos e olhos), de modo que em muitos casos existe a total ausência disso. Esse recurso é recessivo.
– Lóbulos das orelhas livres : é uma característica dominante.
– Earlobes anexado : é uma característica recessiva.
– Pêlo ou bico da viúva : esse recurso se refere à maneira pela qual a linha do cabelo na testa termina. Nesse caso, terminaria com um pico no centro. Aqueles que apresentam esse recurso têm o formato da letra “w” para trás. É uma característica dominante.
Fatores que alteram a segregação mendeliana
Herança ligada ao sexo
A herança ligada ao sexo refere-se àquela que está relacionada ao par de cromossomos sexuais, ou seja, aqueles que determinam o sexo do indivíduo.
Os seres humanos têm cromossomos X e cromossomos Y. As mulheres têm cromossomos XX, enquanto os homens têm XY.
Alguns exemplos de herança ligada ao sexo são:
– Daltonismo : é uma alteração genética que faz com que as cores não possam ser distinguidas. Normalmente, você não pode distinguir entre a cor vermelha e verde, mas isso depende do grau de daltonismo que a pessoa apresenta.
O daltonismo é transmitido pelo alelo recessivo ligado ao cromossomo X, portanto, se um homem herda um cromossomo X que apresenta esse alelo recessivo, ele é daltônico.
Enquanto as mulheres apresentam essa alteração genética, é necessário que elas possuam os dois cromossomos X alterados. É por isso que o número de mulheres com daltonismo é menor que o dos homens.
– Hemofilia : é uma doença hereditária que, como o daltonismo, está ligada ao cromossomo X. A hemofilia é uma doença que faz com que o sangue das pessoas não coagule adequadamente.
Por esse motivo, se uma pessoa que sofre de hemofilia é cortada, seu sangramento vai durar muito mais tempo do que o de outra pessoa que não sofre. Isso acontece porque você não possui proteína suficiente no sangue para controlar o sangramento.
– distrofia muscular de Duchenne : É uma doença hereditária recessiva que está associada ao cromossoma X. É uma doença neuromuscular, caracterizada pela presença de fraqueza muscular significativa, que desenvolve e amplamente progresiv
– Hipertricose : é uma doença hereditária presente no cromossomo Y, por isso só é transmitida de pai para filho. Este tipo de herança é chamado holándrica.
A hipertricose consiste no crescimento excessivo de pêlos, de modo que quem sofre disso possui partes do corpo excessivamente peludas.Essa doença também é chamada de síndrome de lobisomem, já que muitos dos que sofrem dela são quase completamente cobertos de pelos.
Referências
- Brooker, R. (2012). Conceitos de Genética (1ª ed.). As empresas McGraw-Hill, Inc.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. e Doebley, J. (2015). Introdução à Análise Genética (11ª ed.). WH Freeman
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- Lewis, R. (2015). Genética Humana: Conceitos e Aplicações (11ª ed.). Educação McGraw-Hill.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principles of Genetics (6ª ed.). John Wiley e filhos.
- Trefil, J. (2003). The Nature of Science (1ª ed.). Houghton Mifflin Harcourt.