As 3 leis de Mendel e os experimentos das ervilhas

O 3 leis de Mendel ou genética mendeliana são as declarações mais importantes da herança biológica. Gregorio Mendel, um monge e naturalista austríaco, é considerado o pai da Genética. Através de suas experiências com plantas, Mendel descobriu que certas características foram herdadas seguindo padrões específicos.

Mendel estudou herança experimentando ervilhas de uma planta da espécie Pisum sativum que ele tinha em seu jardim. Esta planta foi um excelente modelo de teste porque pode ser auto-polinizada ou fertilizada cruzada, além de ter várias características que só têm duas formas.

Por exemplo: o recurso "cor" pode ser apenas verde ou amarelo, o recurso "textura" pode ser apenas suave ou áspero, e assim com os outros 5 recursos com dois formulários cada.

Gregor Mendel formulou suas três leis em seu trabalho publicado como Experimentos em hibridização de plantas (1865), que ele apresentou na Brünn Natural History Society, apesar de terem sido ignorados e não foram levados em conta até o ano de 1900.

Índice

• 1 História de Gregor Mendel
• 2 experimentos de Mendel
  • 2.1 Resultados dos experimentos
  • 2.2 Como as experiências de Mendel foram realizadas?
  • 2.3 Por que Mendel escolheu as plantas de ervilha?
• 3 As 3 leis de Mendel resumidas
  • 3.1 Primeira lei de Mendel
  • 3.2 Segunda Lei de Mendel
  • 3.3 Terceira Lei de Mendel
• 4 Termos introduzidos por Mendel
  • 4.1 Dominante
  • 4.2 Recessivo
  • 4.3 Híbrido
• 5 herança mendeliana aplicada em humanos
• 6 Exemplo de herança em gatos
• 7 4 Exemplos de traços mendelianos
• 8 Fatores que alteram a segregação mendeliana
  • 8.1 Hereditariedade ligada ao sexo
• 9 referências

História de Gregor Mendel

Gregor Mendel é considerado o pai da genética, devido às contribuições que ele deixou através de suas três leis. Ele nasceu em 22 de julho de 1822, e diz-se que desde cedo ele estava em contato direto com a natureza, uma situação que o fez interessado em botânica.

Em 1843 ele entrou no convento de Brünn e três anos depois foi ordenado sacerdote. Posteriormente, em 1851, ele decidiu estudar botânica, física, química e história na Universidade de Viena.

Depois de estudar, Mendel retornou ao mosteiro e foi lá onde conduziu os experimentos que lhe permitiram formular as chamadas Leis de Mendel.

Infelizmente, quando ele apresentou seu trabalho, passou despercebido e diz-se que Mendel abandonou os experimentos sobre herança.

No entanto, no início do século XX, seu trabalho começou a ganhar reconhecimento, quando vários cientistas e botânicos realizaram experimentos semelhantes e encontraram seus estudos.

Experimentos de 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 para os experimentos de Mendel:

1-Por auto-fertilização produziu uma geração de plantas puras (homozigotos). Isto é, plantas com flores roxas sempre produziram sementes que geraram flores roxas. Ele chamou essas plantas da geração P (dos pais).

2-Então, ele cruzou pares de plantas puras com características diferentes e os descendentes destes chamados a segunda geração filial (F1).

3-Por fim, ele obteve uma terceira geração de plantas (F2) auto-polinizando duas plantas de geração F1, ou seja, cruzando duas usinas da geração F1 com as mesmas características.

Resultados das experiências

Mendel encontrou alguns resultados incríveis de seus experimentos.

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 é porque a flor roxa é a característica dominante. Portanto, a flor branca é a característica recessivo

Estes resultados podem ser mostrados em um diagrama chamado o quadrado de Punnett. O gene dominante para a cor é mostrado com uma letra maiúscula e o gene recessivo com uma letra minúscula. Aqui a cor roxa 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 traço recessivo presente em ambos os pais. Aqui está o gráfico de Punnett mostrando que 25% dos descendentes tinham dois genes "b" que produziam as flores brancas:

Como as experiências de Mendel foram realizadas?

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 parte feminina, isto é, se auto-poliniza.

Então, como poderia Mendel controlar os descendentes das plantas? Como eu poderia cruzá-los?

A resposta é simples, para poder controlar a descendência das plantas de ervilha, Mendel criou um procedimento que lhe permitiu evitar que as plantas se autofertilizassem.

O procedimento envolveu o corte do estame (órgãos masculinos das flores, contendo os sacos do pólen, isto é, aqueles que produzem pólen) primeiro andar flores (chamado BB) e polvilhar pólen no segundo andar na pistilo (órgão feminino de flores, que está no centro dele) do primeiro.

Com essa ação, Mendel controlou o processo de fertilização, uma situação que lhe permitiu realizar cada experimento várias vezes, a fim de garantir que a mesma descendência fosse sempre obtida.

Foi assim que ele conseguiu a formulação do que hoje é conhecido como Leis de Mendel.

Por que Mendel escolheu as plantas de ervilha?

Gregor Mendel escolheu plantas de ervilha para experimentos genéticos, porque eles eram mais barato do que qualquer outra planta e porque o tempo de geração dos mesmos é muito curto e tem um monte de filhos.

Os descendentes eram importantes, pois era necessário realizar muitos experimentos para formular suas leis.

Ele também os escolheu por causa da grande variedade que existia, isto é, das ervilhas verdes, das ervilhas amarelas, das vagens redondas, entre outras.

A variedade era importante porque era necessário saber quais características poderiam ser herdadas. Assim, o termo da herança mendeliana surge.

As 3 leis de Mendel resumidas

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.

Isto é devido ao domínio de alguns personagens, uma cópia simples destes é suficiente para mascarar o efeito de um personagem recessivo. Portanto, tanto descendentes homozigotos quanto heterozigotos apresentarão o mesmo fenótipo (traço visível).

Segunda Lei de Mendel

A segunda lei de Mendel, também chamado lei de segregação de caracteres, prevê que, durante a formação dos gâmetas, alelos (factores hereditários) são separados (segregado), para que a prole adquire um alelo a partir de cada um dos pais.

Este princípio genético modificou a crença inicial de que a hereditariedade é um processo exclusivamente "combinação" em que os descendentes exibem traços intermediários 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 dos gametas, os caracteres para os diferentes traços são herdados independentemente uns dos outros.

Atualmente, sabe-se que esta 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 usado a palavra-chave em seus experimentos, ele se referiu ao caráter manifesta externamente no indivíduo, se era apenas um deles ou dois deles eram.

Recessivo

Com recessivo, Mendel quis dizer que é um personagem que não se manifesta do lado de 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 diferentes espécies ou 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 completaram seu trabalho e usaram o restante dos termos usados ​​hoje: gene, alelo, fenótipo, homozigoto, heterozigoto.

Herança mendeliana aplicada a humanos

Os traços dos seres humanos podem ser explicados através da herança mendeliana, desde que o conhecimento familiar seja conhecido.

É necessário conhecer a história da família, já que com eles você pode coletar as informações necessárias sobre um determinado traço.

Para isto, uma árvore genealógica é feita onde cada um dos traços dos membros da família é descrito e assim pode ser determinado quem herdou o mesmo.

Exemplo de herança em gatos

Neste exemplo, a cor da pelagem é indicado por B (Brown, dominante) ou b (branco), enquanto que o comprimento da fila é indicado por S (curto, dominante) ou s (comprimento).

Quando os pais são homozigotos para cada recurso (ssbb e ssbb), seus filhos na geração F1 são heterozigotos em ambos os alelos e mostrar fenótipos única dominantes (ssbb).

Se os filhotes se acasalam, na geração F2 todas as combinações de cor e tamanho da cauda são produzidas: 9 são marrons / curtas (caixas roxas), 3 são brancas / curtas (caixas rosa), 3 são marrom / longo (caixas azuis) e 1 é branco / longo (caixa verde).

4 Exemplos de traços mendelianos

-Albinismo: é uma característica hereditária que consiste na alteração da produção de melanina (pigmento que os humanos possuem e é responsável pela cor da pele, cabelo e olhos), de modo que em muitos casos há uma ausência total disso. Esse traço é recessivo.

-Lóbulos da orelha livre: é uma característica dominante.

-Lóbulos da orelha unidos: é uma característica recessiva.

-Cabelo da viúva ou bico: Esse recurso se refere à maneira como a linha termina na testa. Nesse caso, terminaria com um pico no centro. Aqueles que apresentam esse recurso têm uma letra "w" de cabeça para baixo. É uma característica dominante.

Fatores que alteram a segregação mendeliana

Hereditariedade ligada ao sexo

A herança ligada ao sexo refere-se àquela que está relacionada ao par de cromossomos sexuais, isto é, aqueles que determinam o sexo do indivíduo.

Os humanos têm cromossomos X e cromossomos Y. As mulheres têm cromossomos XX, enquanto os homens têm XY.

Alguns exemplos de herança ligados ao sexo são:

-Daltonismo: é uma alteração genética que faz com que as cores não sejam distinguidas. Normalmente você não pode distinguir entre vermelho e verde, mas isso dependerá do grau de daltonismo que a pessoa apresenta.

O daltonismo é transmitido pelo alelo recessivo ligado ao cromossoma X, portanto, se um homem herdar um cromossoma X que apresenta este alelo recessivo, será daltônico.

Enquanto para as mulheres apresentarem essa alteração genética, é necessário que elas tenham os dois cromossomos X alterados. É por isso que o número de mulheres com daltonismo é menor do 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 corretamente.

Por esse motivo, se uma pessoa que sofre de hemofilia for cortada, seu sangramento durará muito mais do que o de outra pessoa que não a tenha. Isso acontece porque você não tem proteína suficiente no sangue para controlar o sangramento.

-Distrofia muscular de Duchenne: é uma doença hereditária recessiva que está ligada ao cromossomo X. É uma doença neuromuscular, caracterizada pela presença de fraqueza muscular significativa, que se desenvolve de forma generalizada e progressiva.

-Hipertricose: é uma doença hereditária presente no cromossomo Y, para a qual só é transmitida de um pai para um filho do sexo masculino. Este tipo de herança é chamado holándrica.

A hipertricose é o crescimento em excesso do cabelo, de modo que quem sofre, tem partes do seu corpo que são excessivamente peludas. Esta doença também é chamada de síndrome do lobisomem, uma vez que muitos dos que sofrem dela são quase completamente cobertos com pêlos.

Referências

1. Brooker, R. (2012). Conceitos de Genética (1ª ed.) The McGraw-Hill Companies, Inc. 
2. Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Introdução ao Genético Análise (11a ed.). W.H. Freeman 
3. Hasan, H. (2005). Mendel e as Leis da Genética (1ª ed.) O Rosen Publishing Group, Inc. 
4. Lewis, R. (2015). Genética Humana: Conceitos e Aplicações (11a ed.). Educação McGraw-Hill.
5. Snustad, D. e Simmons, M. (2011). Princípios da Genética (6a ed.). John Wiley e filhos. 
6. Trefil, J. (2003). A natureza da ciência (1ª ed.) Houghton Mifflin Harcourt.