Gregor Mendel foi um pioneiro da genética do século XIX que hoje é lembrado quase inteiramente por duas coisas: ser um monge e estudar incansavelmente diferentes traços de plantas de ervilha. Nascido em 1822 na Áustria, Mendel foi criado em uma fazenda e frequentou a Universidade de Viena na capital da Áustria. Lá, ele estudou ciências e matemática, um emparelhamento que seria inestimável para seus futuros empreendimentos, que ele conduzido durante um período de oito anos inteiramente no mosteiro onde ele morava.
Além de estudar formalmente as ciências naturais na faculdade, Mendel trabalhou como jardineiro em sua juventude e publicou trabalhos de pesquisa sobre o assunto de danos às culturas. por insetos antes de iniciar seu agora famoso trabalho com Pisum sativum, a planta de ervilha comum. Ele mantinha as estufas do mosteiro e estava familiarizado com as técnicas de fertilização artificial necessárias para criar um número ilimitado de filhotes híbridos. Nota de rodapé interessante: Enquanto as experiências de Mendel e as do biólogo visionário Charles Darwin se sobrepuseram em grande parte , este último nunca soube das experiências de Mendel. Do ponto de vista das qualificações básicas, Mendel estava perfeitamente posicionado para fazer um grande avanço no mundo. então campo quase inexistente da genética, e ele foi abençoado com o meio ambiente e com a paciência de fazer o que precisava. Mendel acabaria crescendo e estudando quase 29.000 plantas de ervilha entre 1856 e 1863. As sete características que Mendel identificou como útil para seus objetivos e suas diferentes manifestações foram: As plantas de ervilha podem auto-polinizar sem a ajuda de pessoas. Tão útil quanto isso é para as plantas, introduziu uma complicação no trabalho de Mendel. Ele precisava impedir que isso acontecesse e permitir apenas polinização cruzada (polinização entre plantas diferentes), uma vez que a autopolinização em uma planta que não varia para uma determinada característica não fornece informações úteis. Quando Mendel começou a formular idéias específicas sobre o que ele esperava testar e identificar, ele se fez uma série de perguntas básicas. Por exemplo, o que aconteceria quando as plantas que são reprodutoras verdadeiras "Criação verdadeira" significa capaz de produzir uma e apenas uma tipo de prole, como quando todas as plantas filhas são de semente redonda ou flor axial. Uma linha verdadeira Se a idéia de herança combinada fosse válida, misture uma linha de, digamos, plantas de caule alto com uma linha de plantas de caule devem resultar em algumas plantas altas, algumas plantas curtas e plantas ao longo do espectro de altura intermediário, como seres humanos. Mendel aprendeu, no entanto, que isso não aconteceu. Isso foi ao mesmo tempo confuso e empolgante. Depois que Mendel teve dois conjuntos de plantas que diferiam apenas em uma única característica, ele realizou uma avaliação multigeracional em um esforço para tentar acompanhar a transmissão de características através de várias gerações. Primeiro, alguma terminologia: Isso é chamado de cruz mono-híbrida Para o presente exemplo, essa característica será em forma de semente (arredondada vs. enrugada). Pode-se também usar a cor da flor (branco vs. roxo) ou a semente (verde ou amarelo). Por exemplo, quando ele produzia plantas de sementeira redonda de reprodução verdadeira (P1) com rugas de reprodução verdadeira de semeadura (P2): Isso levou ao conceito de traços dominantes da arte (aqui, rodada sementes) e traços recessivos Isso implicava que o fenótipo das plantas O último deles representa a lei da segregação, estipulando que os alelos de cada característica se separam aleatoriamente nos gametas. Hoje, os cientistas reconhecem que as plantas P que Mendel "criou" eram homozigotas para a característica que ele estava estudando. duas cópias do mesmo alelo no gene em questão. Como a rodada era claramente dominante sobre rugas, isso pode ser representado por RR e rr, pois as letras maiúsculas significam dominância e as letras minúsculas indicam traços recessivos. Quando ambos os alelos estão presentes, a característica do alelo dominante se manifesta em seu fenótipo. Com base no exposto, uma planta com um genótipo RR no gene em forma de semente pode só tem sementes redondas e o mesmo se aplica ao genótipo Rr, pois o alelo "r" é mascarado. Somente plantas com um genótipo rr podem ter sementes enrugadas. E com certeza, as quatro combinações possíveis de genótipos (RR, rR, Rr e rr) produzem uma proporção fenotípica de 3: 1, com cerca de três plantas com sementes para cada planta com sementes enrugadas. Como todas as plantas P eram homozigotas, RR para as plantas de semente redonda e rr para as plantas de semente enrugada, todas as plantas F1 só podiam ter o genótipo Rr. Isso significava que, embora todos tivessem sementes redondas, todos eram portadores do alelo recessivo, o que poderia aparecer nas gerações seguintes graças à lei da segregação. Em seguida, Mendel criou cruzes di-híbridas , nas quais ele olhava duas características ao mesmo tempo, e não apenas uma. Os pais ainda eram reprodutores de verdade para ambas as características, por exemplo, sementes redondas com vagens verdes e sementes enrugadas com vagens amarelas, com verde dominante sobre amarelo. Os genótipos correspondentes foram, portanto, RRGG e rrgg. Como antes, todas as plantas F1 pareciam o progenitor com ambas as características dominantes. As proporções dos quatro possíveis fenótipos na geração F2 (verde redondo, amarelo redondo, verde enrugado, amarelo enrugado) acabaram sendo 9: 3: 3: 1 Isso confirmou a suspeita de Mendel que características diferentes foram herdadas independentemente uma da outra, levando-o a postular a lei da variedade independente. Esse princípio explica por que você pode ter a mesma cor dos olhos de um de seus irmãos, mas uma cor de cabelo diferente; cada característica é inserida no sistema de maneira cega a todas as outras. Hoje, sabemos que a imagem real é um pouco mais complicada, porque, na verdade, os genes que por acaso estejam fisicamente próximos uns dos outros nos cromossomos, podem ser herdados juntos graças à troca de cromossomos durante a formação de gametas. No mundo real, se você visse áreas geográficas limitadas dos EUA, esperaria encontrar mais fãs do New York Yankees e do Boston Red Sox nas proximidades do que os fãs do Yankees-Los Angeles Dodgers ou do Red Sox-Dodgers na mesma área, porque Boston e Nova York estão próximos e estão a cerca de 5.000 quilômetros de Los Angeles. Por acaso, nem todas as características obedecem a esse padrão de herança. Mas aqueles que o fazem são chamados traços mendelianos Quando você trabalha com os fenótipos, vê a razão de probabilidade de verde redondo, amarelo redondo, verde enrugado, amarelo enrugado acaba por ser 9: 3: 3: 1. A contagem cuidadosa de Mendel de seus diferentes tipos de plantas revelou que as proporções estavam próximas o suficiente dessa previsão para ele concluir que suas hipóteses estavam corretas.
Darwin formulou suas idéias sobre herança sem conhecer as proposições completamente detalhadas de Mendel sobre os mecanismos envolvidos. Essas proposições continuam informando o campo da herança biológica no século 21.
Entendimento da herança em meados do século XIX
Quando Mendel começou seu trabalho com plantas de ervilha, o conceito científico de hereditariedade estava enraizado no conceito de herança combinada, que sustentava que os pais os traços eram de alguma forma misturados à prole, à maneira de tintas de cores diferentes, produzindo um resultado que nem sempre era a mãe e nem o pai, mas que claramente se assemelhava a ambos.
Mendel estava intuitivamente consciente observação informal de plantas que, se havia algum mérito nessa idéia, ela certamente não se aplicava ao mundo botânico.
Mendel não estava interessado no aparecimento de suas plantas de ervilha per se. Ele as examinou para entender quais características poderiam ser transmitidas às gerações futuras e exatamente como isso ocorreu no nível funcional, mesmo que ele não tivesse as ferramentas literais para ver o que estava acontecendo no nível molecular. Características das plantas estudadas
Mendel focou-se nas diferentes características, ou caracteres, que ele notou plantas de ervilha exibindo de maneira binária. Ou seja, uma planta individual pode mostrar a versão A de uma determinada característica ou a versão B dessa característica, mas nada no meio. Por exemplo, algumas plantas "inflaram" as vagens de ervilha, enquanto outras pareciam "beliscadas", sem ambiguidade quanto a qual categoria as vagens de uma determinada planta pertenciam.
Polinização por plantas de ervilha
Em outras palavras, , ele precisava controlar quais características poderiam aparecer nas plantas que ele produzia, mesmo que não soubesse com antecedência quais seriam as que se manifestariam e em que proporções.
Primeiro experimento de Mendel
para diferentes versões da mesma característica fossem polinizadas cruzadamente?
não mostra variação para a característica em questão ao longo de um número teoricamente infinito de gerações e também quando duas plantas selecionadas no esquema são criadas entre si.
Avaliação geracional de Mendel: P, F1, F2
: "mono" porque apenas uma característica variou, e "híbrido" porque a prole representava uma mistura, ou hibridação, de plantas, como mãe ou pai possui uma versão da característica, enquanto uma possui a outra versão.
Resultados de Mendel (primeira experiência)
Mendel avaliou cruzamentos genéticos das três gerações para avaliar o herdabilidade
características através das gerações. Quando ele olhou para cada geração, ele descobriu que, para todas as sete características escolhidas, emergia um padrão previsível.
(neste caso, sementes enrugadas).
(como as plantas realmente pareciam) não era um reflexão estrita de seu genótipo (a informação que de alguma forma foi codificada nas plantas e passada para as gerações subsequentes).
Mendel então produziu algumas idéias formais para explicar esse fenômeno, tanto o mecanismo da herdabilidade e da razão matemática de uma característica dominante para uma característica recessiva em qualquer circunstância em que a composição dos pares de alelos seja conhecida.
Teoria da hereditariedade de Mendel
Mendel elaborou uma teoria da hereditariedade que consistia em quatro hipóteses :
(um gene que é o código químico de uma determinada característica) pode ser de diferentes tipos.
(versão de um gene) de cada progenitor.
< Quando os gametas (células sexuais, que em humanos são espermatozóides e óvulos) são formados, os dois alelos de cada gene são separados.
Os resultados dos cruzamentos mono-híbridos explicados
Foi exatamente isso que aconteceu. Dadas as plantas F1 que todos tinham um genótipo Rr, sua prole (as plantas F2) poderia ter qualquer um dos quatro genótipos listados acima. As proporções não eram exatamente de 3: 1 devido à aleatoriedade dos pares de gametas na fertilização, mas quanto mais descendentes eram produzidos, mais próxima a proporção chegava de ser exatamente de 3: 1.
Segundo experimento de Mendel
Genes vinculados nos cromossomos
Herança Mendeliana
. Voltando à cruzada di-híbrida mencionada acima, existem dezesseis genótipos possíveis: rrgg
