Mendel, Gregor - naturalista boêmio (Heinzendorf, Silesia, 1822-Brno, Moravia, 1884). Tornado frade agostiniano, entra no convento de Brno em 1843; posteriormente, concluiu os seus estudos científicos na Universidade de Viena. A partir de 1854 ensinou física e ciências naturais em Brno. Entre 1857 e 1868 dedicou-se a longos experimentos práticos sobre a hibridação de ervilhas no jardim do convento. Após cuidadosa e paciente observação dos resultados, ele foi levado a declarar com clareza e exatidão matemática as importantes leis que atendem pelo nome de leis de Mendel. Válidas tanto para o mundo vegetal quanto para o animal, essas leis constituíram o ponto de partida para a criação de um novo ramo das ciências biológicas: a genética. Durante nove anos, analisando os resultados de centenas e centenas de polinizações artificiais, cultivando e examinando cerca de 12.000 plantas, Mendel registrou pacientemente todas as suas observações, cujos resultados foram apresentados em um breve livro de memórias para a Sociedade de História Natural de Brno em 1865. Nessa época, a publicação não foi apreciada em toda a sua importância e não despertou o "interesse que merecia. Ignoradas pelos estudiosos por mais de trinta" anos, as leis foram redescobertas em 1900 simultânea e independentemente por três botânicos: H. de Vries na Holanda , C. Currens na Alemanha, E. von Tschermak na Áustria; mas nesse ínterim o estudo da biologia progrediu muito, os tempos mudaram e a descoberta teve imediatamente um grande impacto.
A primeira lei, ou lei da dominância, também é mais apropriadamente chamada de lei da uniformidade dos híbridos. Mendel pegou duas plantas de ervilha (que chamou de progenitoras), ambas de raça pura, uma com sementes amarelas, a outra verde, e usou o pólen de uma para fertilizar a outra. Deste cruzamento derivou uma primeira geração de ervilhas de plantas híbridas, que não são mais de raça pura; todas as plantas produziram ervilhas com sementes amarelas, nenhuma exibiu o caráter de semente verde. A fonte amarela, em outras palavras, dominou a verde; ou seja, o amarelo era dominante, verde, mascarado, recessivo. Há também um caso particular, quando há dominância incompleta e a primeira geração mostra um caráter intermediário entre o paterno e o materno; mas mesmo neste caso os híbridos serão iguais entre si. Mendel deu uma explicação brilhante e engenhosa dos fenômenos; ele assumiu que junto com os gametas, fatores responsáveis pelo desenvolvimento dos personagens eram transmitidos; ele pensava que em todo organismo ou um determinado caráter é regulado por dois fatores, um transmitido pela mãe e outro pelo pai, e que esses dois fatores são os mesmos nos indivíduos de raça pura, diferentes nos híbridos e que, finalmente, apenas um fator está contido em gametas. Mendel indicou os dois fatores dos caracteres antagônicos com letras do alfabeto, maiúsculas para o dominante, minúsculas para o recessivo; e como cada pai tem alguns fatores, indicou, por exemplo, com AA a ervilha que carrega o caractere amarelo dominante, com aa aquele que carrega o caráter recessivo verde.O híbrido, que recebe A de um dos pais e do outro será Aa.
Aqui pode-se destacar que nem sempre pelo aparecimento de um indivíduo é possível saber se ele pertence a uma raça pura ou se é um híbrido, mas é necessário examinar seu comportamento no cruzamento e no cruzamento. Na verdade, as ervilhas amarelas puras e as híbridas são aparentemente idênticas; entretanto, sabe-se que sua composição genética é diferente, sendo uma AA e a outra Aa. Ao cruzar entre elas ervilhas amarelas de raça pura (AA), você sempre e somente terá ervilhas com sementes amarelas, cruzando ervilhas amarelas ou semi-amarelas, mas híbridas (Aa) entre si, você também verá plantas com sementes verdes aparecerem em seus descendentes . As ervilhas amarelas Aa, embora idênticas, diferem genotipicamente, ou seja, em sua composição genética. Outras leis importantes de Mendel são: a lei da segregação ou disjunção de personagens e a lei da independência de personagens.
Na época de Mendel, os fenômenos da mitose e da meiose ainda não eram claros, mas hoje sabemos que na meiose os gametas recebem apenas um cromossomo de cada par e que exclusivamente com a fertilização esses cromossomos voltam a acasalar ao acaso.
Se pensarmos (para simplificação temporária) que um determinado fator está localizado em um único par de cromossomos, vemos que no organismo eucariótico (diplóide) os fatores estão presentes em pares, e apenas nos gametas (haploide) existe um único fator. quando eles estão presentes em pares, eles podem ser iguais ou diferentes.
Quando dois fatores iguais (sejam dominantes ou recessivos, GG ou gg) fundiram-se no zigoto, o indivíduo resultante é considerado homozigoto para aquele personagem, enquanto heterozigoto é aquele em que dois fatores diferentes se fundiram (Gg).
Os fatores alternativos que determinam o caráter no indivíduo são chamados de alelos.No nosso caso, G e g são, respectivamente, o alelo dominante e o alelo recessivo para o caráter de cor das ervilhas.
Os alelos para um determinado caractere podem ser até mais do que dois. Falaremos, portanto, de caracteres dialélicos e polialélicos ou, respectivamente, de dimorfismo e polimorfismo genéticos.
Por convenção, as gerações do cruzamento experimental são indicadas com os símbolos P, F1 e F2, que significam respectivamente:
P = geração parental;
F1 = primeira geração filial;
F2 = filial de segunda geração.
Na cruz de Mendel, o amarelo X verde fornece todos os amarelos; quaisquer dois dos últimos, cruzados entre si, fornecem um verde para cada três amarelos. Os amarelos e verdes da geração P são todos homozigotos (conforme verificado com uma longa seleção). eles sempre dão gametas iguais, então seus descendentes são igualmente iguais, todos heterozigotos. Visto que o amarelo é dominante sobre o verde, os heterozigotos são todos amarelos (F1).
Porém, ao cruzar dois desses heterozigotos, vemos que cada um pode dar um ou outro tipo de gameta com igual probabilidade. Além disso, a união dos gametas nos zigotos tem a mesma probabilidade (exceto em casos especiais), de modo que em F2 os zigotos dos quatro tipos possíveis são formados com igual probabilidade: GG = homozigoto, amarelo; Gg = heterozigoto, amarelo; gG = heterozigoto, amarelo; gg = homozigoto, verde.
O amarelo e o verde estão, portanto, em uma proporção de 3: 1 em F2, já que o amarelo ocorre de qualquer maneira enquanto estiver presente, enquanto o verde ocorre apenas na ausência do amarelo.
Para melhor compreender o fenômeno do ponto de vista da biologia molecular, basta supor que determinada substância básica, o verde, não é modificada pela enzima produzida pelo alelo g, enquanto o alelo G produz uma enzima que converte o verde. pigmento em pigmento amarelo. Se o alelo G não estiver presente em nenhum dos dois cromossomos homólogos que carregam esse gene, as ervilhas permanecem verdes.
O fato de que as ervilhas amarelas podem ser caracterizadas por duas estruturas genéticas diferentes, o homozigoto GG e o heterozigoto Gg, nos dá a oportunidade de definir o fenótipo e o genótipo.
A manifestação externa das características genéticas do organismo (o que vemos), mais ou menos modificada por influências ambientais, é chamada de fenótipo.O conjunto de características genéticas isoladamente, que podem ou não se manifestar no fenótipo, é denominado genótipo.
As ervilhas amarelas F2 têm o mesmo fenótipo, mas genótipo variável. Na verdade, são 2/3 heterozigotos (portadores do traço recessivo) e 1/3 homozigotos.
Em vez disso, por exemplo, nas ervilhas verdes o genótipo e o fenótipo são mutuamente invariáveis.
Como veremos, o aparecimento de apenas um dos personagens parentais em F1, e o aparecimento de ambos os personagens em uma proporção de 3: 1 em F2, são fenômenos de natureza geral que são objeto da 1ª e 2ª lei de Mendel, respectivamente. Tudo isso se refere ao cruzamento entre indivíduos que diferem para um único par de alelos, para um único caráter genético.
Se qualquer outro cruzamento for feito, o padrão Mendeliano é repetido; por exemplo, ao cruzar ervilhas com semente enrugada e semente lisa, em que o alelo liso é dominante, teremos LL X 11 em P, todos LI (heterozigotos, lisos) em F1 e três lisos para cada enrugado em F2 (25 % LL, 50% LI, 25% 11). Mas se agora cruzarmos duplas homozigóticas, isto é, variedades que diferem em mais de um caractere (por exemplo GGLL, amarelo e liso, com ggll, verde e regosi), vemos que em F1 todos serão heterozigotos com ambos os caracteres dominantes, fenotipados, mas em F2 haverá as quatro combinações fenotípicas possíveis em uma razão numérica de 9: 3: 3: 1 que deriva dos 16 genótipos possíveis correspondentes às combinações possíveis dos quatro tipos de gametas (considerados em pares para dois nos zigotos).
É evidente que dois personagens que estiveram juntos na primeira geração segregam independentemente um do outro na terceira. Cada par de cromossomos homólogos segregam independentemente um do outro na meiose, e é isso que a 3ª lei de Mendel estabelece.
Vejamos agora, como um todo, uma formulação das três leis de Mendel:
1a: lei de dominação. Dado um par de alelos, se a prole de um cruzamento entre os respectivos homozigotos tem apenas um dos caracteres parentais no fenótipo, este é chamado de dominante e o outro recessivo.
2a: lei da segregação. O cruzamento de híbridos F1 dá três dominantes para cada recessivo. A razão fenotípica é, portanto, 3: 1, enquanto a razão genotípica é 1: 2: 1 (25% homozigotos dominantes, 50% heterozigotos, 25% homozigotos recessivos).
Ao cruzar indivíduos que diferem em mais de um par de alelos, cada par segregará em descendentes, independentemente dos demais, de acordo com a 1ª e 2ª lei.
Essas três leis, embora não formuladas adequadamente como tais por Mendel, são reconhecidas como a base da genética eucariótica. Como sempre acontece nos grandes princípios da biologia, o caráter geral dessas leis não significa que não tenham exceções.
Na verdade, há tantas exceções possíveis que hoje é costume dividir a genética em mendeliana e neomendeliana, incluindo nesta última todos os fenômenos que não se enquadram nas leis mendelianas.
Embora, no entanto, as primeiras exceções lançem dúvidas sobre a validade das descobertas de Mendel, foi subsequentemente possível demonstrar que suas leis são gerais em escopo, mas os fenômenos subjacentes combinam-se com uma grande variedade de outros fenômenos que os modulam.
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