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Primeira Lei de Mendel
A primeira lei de Mendel, chamada de lei da
segregação ou lei da pureza dos gametas, pode ser enunciada da seguinte forma:
na formação dos gametas, os pares de fatores se segregam.
O Trabalho de Mendel
Gregor Johann Mendel nasceu em 1822, na Silésia.
Segundo consta, era pobre, e aos 21 anos de idade entrou para um convento da
Ordem de Santo Agostinho, de onde seus superiores o enviaram a Viena a fim de
estudar história natural. Indicado depois para professor-substituto dessa
matéria, jamais consegui, entretanto, a aprovação nos exames para se tornar
efetivo no cargo. Seu trabalho genial, colocou-o no nível dos maiores
cientistas da humanidade. Sua obra Experiências com hibridação de plantas, que
não abrange mais de 30 páginas impressas, é um modelo de método científico. O
que descobriu, e vem sendo ensinado desde 1900, se tornou absolutamente
imprescindível para a compreensão da Biologia moderna.
Baseado em trabalhos já existentes acerca de hibridação de
plantas ornamentais, mas que não haviam sido bem-sucedidos, tais como o
trabalho de Kolreuter, Gartner, e outros, Mendel decidiu estudar o mesmo
problema. O primeiro cuidado que teve foi selecionar devidamente o material de
estudo; para isso, estabeleceu alguns critérios e procurou material que se
lhes adequassem. Tais critérios consistiam principalmente em encontrar plantas
de caracteres nitidamente distintos e facilmente diferenciáveis; que essas
plantas cruzassem bem entre si, e que os híbridos delas resultantes fossem
igualmente férteis e se reproduzissem bem; e, por fim, que fosse fácil
protegê-las contra polinização estranha.
Baseado nesses critérios, depois de várias análises, Mendel
escolheu algumas variedades e espécies de ervilhas (Pisum sativum),
conseguindo um total de sete pares de caracteres distintos.
O estudo
Vamos chamar de linhagem os descendentes de um ancestral
comum. Mendel observou que as diferentes linhagens, para os diferentes
caracteres escolhidos, eram sempre puras, isto é, não apresentavam variações
ao longo das gerações. Por exemplo, a linhagem que apresentava sementes da cor
amarela produziam descendentes que apresentavam exclusivamente a semente
amarela. O mesmo caso ocorre com as ervilhas com sementes verdes. Essas duas
linhagens eram, assim, linhagens puras. Mendel resolveu então estudar esse
caso em especifico.
A flor de ervilha é uma flor típica da família das
Leguminosae. Apresenta cinco pétalas, duas das quais estão opostas formando a
carena, em cujo interior ficam os órgãos reprodutores masculinos e femininos.
Por isso, nessa família, a norma é haver autofecundação; ou seja, o grão de
pólen da antera de uma flor cair no pistilo da própria flor, não ocorrendo
fecundação cruzada. Logo para cruzar uma linhagem com a outra era necessário
evitar a autofecundação.
Mendel escolheu alguns pés de ervilha de semente amarela e
outros de semente verde, emasculou as flores ainda jovens, ainda não-maduras.
Para isso, retirou das flores as anteras imaturas, tornando-as, desse modo,
completamente femininas. Depois de algum tempo, quando as flores se
desenvolveram e estavam maduras, polinizou as flores de ervilha amarela com o
pólen das flores verdes, e vice-versa. Essas plantas constituem portanto as
linhagens parentais. Os descendentes desses cruzamentos constituem a primeira
geração em estudo designada por geração F¹, assim como as seguintes são
designadas por F², F³, etc.
Resultados em F¹
Todas as sementes obtidas em F¹, foram amarelas,
portanto iguais a um dos pais.
Uma vez que todas as sementes eram iguais, Mendel plantou-as
e deixou que as plantas quando florescessem, autofecundassem-se, produzindo
assim a geração F².
Resultados em F²
As sementes obtidas na geração F² foram amarelas e verdes,
sempre na proporção de 3 para 1.
Interpretação dos resultados
Esquema de formação de gametas
Para explicar a ocorrência de somente sementes amarelas em F¹
os dois tipos em F², Mendel começou admitindo a existência de fatores que
passassem dos pais para os filhos por meio dos gametas. Cada fator seria
responsável pelo aparecimento de um caráter.
Assim, existiria um fator que condiciona o caráter amarelo e
que podemos representar por A, e um fator que condiciona o caráter verde e que
podemos representar por V. Quando a ervilha amarela pura é cruzada com uma
ervilha verde pura, o híbrido F¹, recebe o fator A e o fator V, sendo
portanto, portador de ambos os fatores. As ervilhas obtidas em F¹ eram todas
amarelas, isso quer dizer que, embora tendo o fator V para verde, esse não se
manifestou. Mendel chamou de dominante o fator que se manifesta em F¹, e de
recessivo o que não aparece.
Continuando a análise, Mendel contou que em F², o número de
de indivíduos com caráter recessivo, e verificou que eles ocorrem sempre na
proporção de 3 dominantes para 1 recessivo.
Mendel chegou a conclusão que o fator para verde só se
manifesta em indivíduos puros, ou seja com ambos os fatores iguais a V. Em F¹
as plantas possuíam tanto os fatores A quanto o fator V sendo, assim,
necessariamente amarelas. Podemos representar os indivíduos da geração F¹ como
AV. Logo para poder formar indivíduos VV na geração F² os gametas formados na
fecundação só poderiam ser VV.
Esse fato não seria possível se a geração desse
origem a gametas com fatores iguais aos deles (AV). Isso só seria possível se
ao ocorrer a fecundação houvesse uma segregação dos fatores A e V presentes na
geração F¹, esse fatores seriam misturados entre os fatores A e V provenientes
do pai e os fatores A e V provenientes da mãe. Os possíveis resultados sendo:
AA, AV, VA e VV.
Esse fato foi posteriormente explicado pela meiose, que
ocorre durante a formação dos gametas. Mendel havia criado então sua teoria
sobre a hereditariedade e da segregação dos fatores.
Importância dos estudos de Mendel
Embora as conclusões de Mendel tenham se baseado em trabalhos
com uma única espécie de planta, os princípios enunciados nas duas leis
aplicam-se a todos os organismos de reprodução sexuada. Pode-se tomar como
exemplo um caso de herança animal.
Cobaias pretas homozigotas cruzadas com cobaias brancas
homozigotas originarão descendentes pretos heterozigotos, que cruzados entre
si, originarão cobaias pretas e brancas na proporção 3:1.
Mendel criou a base da genética moderna. Embora seus estudos
tenham permanecidos obscuros até o século XX eles influenciaram a biologia
como um todo dando origem a todos os estudos anteriores sobre hereditariedade
e genética.