Os Experimentos de Mendel e a Primeira Lei

Os Experimentos de Mendel Gregor Mendel descobriu que as características hereditárias são herdadas segundo regras definidas e propôs uma explicação para a existência dessas regras, a partir de um estudo realizado com as ervilhas-de-cheiro (Pisum sativum), nos jardins do monastério onde vivia, na cidade de Bürnn, hoje Brno, na República Theca.

O mérito do trabalho de Mendel deve-se, basicamente, à (ao): escolha adequada do material de pesquisa; planejamento cuidadoso dos experimentos; coleta de grande quantidade de dados; aplicação de análise matemática aos resultados.

Mendel estudou as ervilhas-de-cheiro, pois apresentam: fácil cultivo; ciclo de vida (tempo de geração) curto, que permite obter várias gerações e grande quantidade de prole em pouco tempo; ampla gama de formas e cores facilmente identificáveis; podem ser autofecundadas naturalmente ou terem polinização/fecundação cruzada (forma artificial).

As ervilhas realizam autofecundação As ervilhas realizam autofecundação. Para realizar a fecundação cruzada, o cultivador deve abrir, manualmente, a quilha e cortar as anteras antes de liberarem os grãos-de-pólen, a fim de evitar a autopolinização. Quando a parte feminina está madura, abre-se novamente a quilha e, então, coloca-se o pólen de outra planta sobre o estigma receptor. Assim, podemos cruzar variedades distintas e obter sementes híbridas (misturadas por cruzamento).

Partes de uma Flor Hermafrodita As ervilhas pertencem à família das leguminosas (apresentam fruto em forma de vagem/legume);. Possuem flor hermafrodita (apresentam os órgãos reprodutores masculinos (anteras) e femininos (ovários) na mesma flor, os quais ficam envolvidos por duas pétalas fundidas chamada de quilha ou carena). Partes de uma Flor Hermafrodita

Mendel concentrou-se no estudo de sete características bem contrastantes para estudar: forma da semente (lisa ou rugosa); cor da semente (amarela ou verde); forma da vagem (lisa/inflada ou ondulada/comprimida); cor da vagem (amarela ou verde); posição das flores nos ramos (axilar ou terminal); altura da planta/caule longo ou curto (alta/longo ou baixa/curto) cor da flor (púrpura ou branca).

As sete características estudadas por Mendel: Para cada uma dessas características, Mendel se certificou que possuia linhagens puras, isto é, toda a prole produzida por autofecundação ou cruzamento dentro da população tinha que apresentar a mesma forma para a característica em questão.

Cruzamentos realizados por Mendel. Resultado dos cruzamentos Mendelianos nos quais os genitores diferiam em uma característica. Fenótipos parentais (geração parental) Geração F1 Geração F2 e proporção de fenótipos 1. Sementes lisas X rugosas Todas lisas 2,96 lisas : 1 rugosa 2. Sementes amarelas X verde Todas amarelas 3,01 amarelas : 1 verde 3. Vagem lisa X ondulada 2,95 lisas : 1 ondulada 4. Vagens amarelas X verdes Todas verdes 2,82 verdes : 1 amarela 5. Flores axiais X terminais Todas axiais 3,14 axiais : 1 terminal 6. Caules longos X Caules curtos Todos longos 2,84 longos : 1 curto 7. Flor púrpura X branca Todas púrpuras 3,15 púrpuras : 1 branca

Conceitos... Geração parental: plantas de linhagens puras. Geração F1: plantas descendentes imediatas das linhagens puras; primeira geração filial, a qual é híbrida. Geração F2, F3, e assim por diante: gerações subseqüentes produzidas por autofecundação a partir da geração F1

Mendel concluiu que: Os indivíduos da geração F1 eram sempre iguais a um dos pais. A autofecundação dos híbridos (geração F1) produzia indivíduos (geração F2) com ambos os fenótipos da geração parental. Isto levou Mendel a concluir que um dos fenótipos ficava em recesso, isto é, encoberto na geração F1. O traço (fenótipo) que desaparecia na geração F1 das plantas híbridas foi chamado de recessivo, enquanto o que se manifestava foi chamado de dominante. O estudo das autofecundações da Geração F2 revelou que subjacente à proporção fenotípica de 3:1, na geração F2, há uma proporção mais fundamental (1/4 pura para o fenótipo dominante; 2/4 híbridas com o fenótipo dominante e ¼ pura para o fenótipo recessivo).

Ex.: Cruzamento entre sementes amarelas x sementes verdes.

Cruzamento entre ervilhas com cores de sementes amarelas (VV) e verdes (vv), gera descendentes híbridos com sementes de com amarela (Vv), os quais, por sua vez, ao autofecundarem, produzem ¼ sementes amarelas puras (VV), 2/4 sementes amarelas híbridas (Vv) e ¼ sementes verdes (vv). ¾ são de sementes amarelas e ¼ sementes verdes (proporção fenotípica 3:1).

Característica Fenótipo Genótipo Alelo Cor da semente Amarela (dominante) VV (Homozigoto dominante) Vv (heterozigoto) V (dominante) Verde (recessivo) vv (Homozigoto recessivo) v (recessivo)

Para explicar o desaparecimento do fenótipo recessivo em F1 e seu reaparecimento em F2, na proporção de 3 dominantes para 1 recessivo, Mendel elaborou uma hipótese, cujas premissas são: Cada característica hereditária é determinada por fatores (genes), herdados em igual quantidade da mãe e do pai; Os fatores de cada par separam-se quando os indivíduos produzem gametas; Se o indivíduo é puro quanto a determinada característica, todos os seus gametas terão o mesmo fator para aquela característica; Se o indivíduo é híbrido, ele produzirá dois tipos de gameta em mesma proporção: metade com o fator para um dos alelos e metade com o fator para outro.

O quadrado de Punnett: o cruzamento entre dois indivíduos heterozigóticos costuma ser esquematizado na forma de uma tabela. Essa representação é conhecida como quadrado de Punnet, em homenagem ao seu inventor o geneticista Reginal Crundall Punnett. F1

Primeira Lei de Mendel (lei da segregação dos fatores ou lei da pureza dos gametas): “Os fatores que condicionam uma característica segregam-se (separam-se) na formação dos gametas; estes, portanto, são puros com relação a cada fator”. A primeira lei de Mendel está baseada na segregação de apenas um par de alelos de um gene. Este tipo de herança recebe o nome de monoibridismo ou herança monogênica. Monoibridismo: aplica-se aos casos em que apenas um par de alelos de um gene está envolvido na herança da característica em questão.

Cruzamento-teste: permite distinguir indivíduos homozigotos dominantes de indivíduos heterozigotos. Este cruzamento-teste consiste em cruzar o indivíduo de fenótipo dominante com um indivíduo de fenótipo recessivo, que é certamente homozigoto.

Se o indivíduo testado for homozigoto, originará apenas um tipo de descendência.

Se o indivíduo testado for heterozigoto, originará dois tipos de descendentes, 50% com fenótipo dominante e 50% com fenótipo recessivo. Heterozigoto