Na primeira década do século XIX, alguns cientistas descobriram os trabalhos do monge austríaco Gregor Mendel (1822-1884), que cerca de quarenta anos antes havia estudado a transmissão das características através das gerações, observando-a diretamente em pés de ervilhas-de-cheiro.
Nascido em um vilarejo chamado Heinzendorf, no nordeste da Morávia, é filho de modestos agricultores. Mendel estudou Filosofia por dois anos, mas deixou o curso. Aos 21 anos, foi para o mosteiro de Brünn (atual Brno) e estudou História Natural na Universidade de Viena, onde realizou experimentos com hibridização de plantas, tendo o primeiro contato com os estudos sobre ervilhas.
Em 1865, já como monge, Mendel iniciou os estudos com cruzamento de ervilhas. Morreu em 1884, sem ter recebido reconhecimento sobre sua contribuição aos estudos de hereditariedade.
A análise dos resultados desses experimentos mostrou que a transmissão de características entre gerações em seres com reprodução sexuada ocorria segundo padrões bem definidos, que Mendel sistematizou em formas de leis, que depois foram conhecidas como as Leis de Mendel.
Estudo com ervilhas
A ervilha-de-cheiro, com a qual Mendel trabalhou, é uma planta da família das leguminosas. Ele escolheu essa planta especialmente pelas suas características, que favoreciam os experimentos que pretendia realizar.
Características da ervilha-do-cheiro:
- é de fácil cultivo,
- cresce rapidamente,
- produz numerosos descendentes,
- apresenta muitas variedades com características claramente distinguíveis,
- é fácil realizar polinização artificial.
A flor dessa ervilha é hermafrodita, ou seja, além de ter os dois órgãos reprodutivos, elas realizam autofecundação naturalmente.
Mendel pretendia pegar o pólen de outras flores para polinizar a flor da ervilha-do-cheiro, e fazer fecundação cruzada. Ele removia previamente as anteras (órgão masculino) das flores de um pé, impedindo assim que elas produzissem pólen. Depois, quando o estigma (órgão feminino) estivesse maduro, abria as quilhas (estrutura fechada que impede a entrada de pólen de outras plantas), e introduzia o pólen das flores de outro pé de ervilha de seu interesse.
Em seus experimentos, Mendel analisou características como:
- cor da semente (amarela ou verde),
- aspecto da semente (lisa ou rugosa),
- cor da vagem (verde ou amarela),
- aspecto da vagem (lisa ou ondulada),
- cor da casca da semente (cinza ou branca),
- altura das flores (alta ou baixa) e
- posição das flores (axilar ou terminal).
Mendel começou a polinizar as flores de uma planta com o pólen produzido por outras plantas. Em um lote cujas sementes eram verdes e produziam apenas descendentes com semente da mesma cor, Mendel utilizou o pólen de plantas que produziam sementes amarelas.
A geração das plantas puras (que só produzem descendentes iguais a ela) ele denominou de parental, que foi abreviado para geração P. Os descendentes gerados pela polinização cruzada dessa geração receberam o nome de primeira geração híbrida, atualmente geração F1.
Mendel observou que o cruzamento entre indivíduos da geração P, sempre resultava em descendentes iguais a um dos pais.
A Primeira Lei de Mendel
Essa observação levou Mendel a suspeitar que certas variantes, apesar de invisíveis, continuaram presentes naquelas plantas. Para testar essa ideia, Mendel permitiu que os indivíduos da geração F1 realizassem autofecundação.
A experiência provou que a teoria de Mendel estava correta.
O autocruzamento de plantas da geração F1, produziu descendentes com sementes não só amarelas, como verdes. Mendel denominou essa geração de segunda geração híbrida, que hoje tem o nome de geração F2.
Ele chegou a conclusão à conclusão de que nas plantas híbridas (geração F1) a variante ficava em "recesso". Ele nomeou as características que não apareciam nessa geração de recessivas e aquelas que estão presentes 100% dos indivíduos F1, ele chamou de dominantes.
Mendel também observou que, diante dos resultados, a proporção era sempre 3 ervilhas amarelas para 1 ervilha verde, isto é, 3 : 1. Assim, ele procurou explicar porque isso acontecia pelos seguintes princípios:
- Cada característica é determinada por um par de fatores hereditários, presente nas células do indivíduo.
- O par de fatores de um indivíduo é formado por um fator herdado da mãe e outro do pai.
- Os fatores de cada par se separam durante a formação dos gametas, que, assim, carregam apenas um fator.
- Se o indivíduo é puro para a característica em questão, produzirá gametas iguais.
- Se o indivíduo é híbrido em relação a essa característica, produzirá dois tipos de gametas, na mesma proporção.
Os fatores que determinam uma característica hereditária segregam-se durante a formação dos gametas de modo que cada gameta contenha apenas um fator. Por isso, os gametas são puros em relação a cada um dos fatores.
As plantas híbridas, Vv, produzem dois tipos de gametas: 50% com fator V e, os outros 50% com fator v. Esse cruzamento, possibilita quatro resultados:
- Fecundação entre o gameta V e V que resulta em descendentes puros VV, com sementes amarelas.
- Fecundação entre V e v, resulta em descendentes híbridos Vv, com sementes amarelas.
- Fecundação entre v e V, resulta em descendentes híbridos Vv, com sementes amarelas.
- Fecundação entre v e v, resulta em descendentes puros vv, com sementes verdes.
Em geral, o nome do gene corresponde à primeira letra do alelo recessivo. Os fatores idealizados por Mendel foram batizados com o nome genes, e as diferentes variantes de alelos. Por exemplo: V é um alelo, Vv é um gene.
Fenótipo e Genótipo
Fenótipo é um termo empregado para designar as características observáveis de um organismo. Assim, a cor amarela e a cor verde da ervilha, são os seus fenótipos.
O fenótipo de um indivíduo por varia ao longo de sua vida, e do ambiente em que vive. Exemplo: se irmãos gêmeos se separarem e forem cada um para uma parte do mundo; um com ambiente quente e outro com com ambiente frio, eles podem ser fenotipicamente, diferentes.
O genótipo designa a constituição genética de um organismo. Exemplo: as ervilhas de Mendel possuem fenótipo amarelo mas seu genótipo pode ser VV ou Vv.
Quando um indivíduo apresenta um par de alelos iguais, é chamado de homozigoto, e se for igual e dominante, é homozigoto dominante. Exemplo: VV. Quando são ambos recessivos são homozigotos recessivos. Um dominante e um recessivo, é heterozigoto.
O fenótipo, então, é o resultado do genótipo mais o meio em que o indivíduo vive.
Fenótipo e Genótipo
Fenótipo é um termo empregado para designar as características observáveis de um organismo. Assim, a cor amarela e a cor verde da ervilha, são os seus fenótipos.
O fenótipo de um indivíduo por varia ao longo de sua vida, e do ambiente em que vive. Exemplo: se irmãos gêmeos se separarem e forem cada um para uma parte do mundo; um com ambiente quente e outro com com ambiente frio, eles podem ser fenotipicamente, diferentes.
O genótipo designa a constituição genética de um organismo. Exemplo: as ervilhas de Mendel possuem fenótipo amarelo mas seu genótipo pode ser VV ou Vv.
Quando um indivíduo apresenta um par de alelos iguais, é chamado de homozigoto, e se for igual e dominante, é homozigoto dominante. Exemplo: VV. Quando são ambos recessivos são homozigotos recessivos. Um dominante e um recessivo, é heterozigoto.
O fenótipo, então, é o resultado do genótipo mais o meio em que o indivíduo vive.
Exercícios
1. Mendel, durante as suas pesquisas, elaborou algumas hipóteses. Entre estas, estava a de que fatores se segregam quando ocorre a produção dos gametas. O que Mendel chamou de fatores, hoje sabemos que se trata dos (as):
a) cromossomos.
b) genes.
c) RNA.
d) espermatozoides.
e) fenótipos.
2. (Fuvest-SP) Dois genes alelos atuam na determinação da cor das sementes de uma planta: A, dominante, determina a cor púrpura e a, recessivo, determina a cor amarela. A tabela abaixo apresenta resultados de vários cruzamentos feitos com diversas linhagens dessa planta:
Apresentam genótipo Aa as linhagens:
a) I e II.
b) II e III.
c) II e IV.
d) I e IV.
e) III e IV.
3. Sabemos que o albinismo é uma anomalia genética recessiva em que o indivíduo portador apresenta uma deficiência na produção de melanina em sua pele. Se um rapaz albino se casa com uma menina que produz melanina normalmente, porém que possui mãe albina, qual é a probabilidade de o filho do casal nascer albino?
a) 100%.
b) 75%.
c) 50%.
d) 25%.
e) 0%.
4. Imagine que, no cruzamento entre dois ratos de pelagem preta (característica dominante), nasceu um filhote de pelagem branca. Ao observar esse fato, podemos afirmar que:
a) Os pais do rato branco são heterozigotos.
b) Os pais do rato branco são homozigotos.
c) O rato branco é heterozigoto.
d) O rato branco tem o mesmo genótipo dos pais, diferindo apenas no fenótipo.
e) É impossível que o rato branco seja filho dos ratos de pelagem preta.
5. (FUC-MT) Cruzando-se ervilhas verdes vv com ervilhas amarelas Vv, os descendentes serão:
a) 100% vv, verdes;
b) 100% VV, amarelas;
c) 50% Vv, amarelas; 50% vv, verdes;
d) 25% Vv, amarelas; 50% vv, verdes; 25% VV, amarelas;
e) 25% vv, verdes; 50% Vv, amarelas; 25% VV, verdes.
6. Se cruzarmos dois gatos, sendo ambos heterozigóticos (Aa), obteremos:
a) Apenas indivíduos Aa;
b) Indivíduos AA e aa, na proporção de 3:1, respectivamente;
c) Indivíduos AA e aa, na proporção de 2:1, respectivamente;
d) Indivíduos AA, Aa e aa, na proporção de 1:2:1, respectivamente.
7. Um gato da cor marrom foi cruzado com duas fêmeas. A primeira fêmea era da cor preta, e teve 7 filhotes da cor preta e 6 filhotes da cor marrom. Já a outra fêmea, também era da cor preta, e teve 14 filhotes, sendo todos eles da cor preta. A partir desses cruzamentos marque a opção que contém os genótipos do macho, da primeira e da segunda fêmea respectivamente.
a) Aa, aa, aa.
b) AA, aa, aa.
c) aa, AA, aa.
d) aa, Aa, AA.
e) Aa, AA, Aa.
Respostas:
1. letra B
2. letra C
3. letra C
4. letra A
5. letra C
6. letra D
7. letra D
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