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1 Geraldo Henrique Humberto Amblufoi Ficha de leitura e síntese-2 Princípios mendelianos Licenciatura em ensino de Biologia Universidade Licungo CEAD 2024 2 Geraldo Henrique Humberto Amblufoi Ficha de leitura e síntese-2 Princípios mendelianos Licenciatura em ensino de Biologia Universidade Licungo CEAD 2024 Trabalho a ser entregue no departamento de Ciências e Tecnologia, na Universidade Licungo, no âmbito de ser avaliado na cadeira de Botânica Geral e das Populações, sob orientação do Dr. Alegre de Nascimento Santana Cadeado 3 Índice Introdução ............................................................................................................................... 4 Princípios mendelianos ........................................................................................................... 5 Os experimentos de Mendel ................................................................................................... 6 Cruzamento de Mendel-Monoibridismo ................................................................................. 8 Cruzamento de Mendel- Dihibridismo ................................................................................... 9 Cruzamento teste ................................................................................................................... 10 Conclusão .............................................................................................................................. 12 Referências bibliográficas ..................................................................................................... 13 4 Introdução Os princípios mendelianos, baseados nas experiências realizadas por Gregor Mendel, representam um marco na história da genética. Através de seus experimentos com plantas de ervilha, Mendel estabeleceu leis que explicam como os traços são transmitidos de geração em geração. Como destacado por Hartl e Jones (2009), “Gregor Mendel, frequentemente chamado de ‘pai da genética’, proporcionou a base para nossa compreensão da hereditariedade por meio de experimentos meticulosos com plantas de ervilha”. Com cruzamentos controlados, Mendel conseguiu identificar como os traços dominantes e recessivos se comportam, formulando as bases do que hoje chamamos de monohibridismo. Segundo Russell (2010), "os cruzamentos monohíbridos de Mendel revelaram que os traços são herdados de forma independente, resultando em proporções previsíveis nos descendentes". Este trabalho foca nas descobertas de Mendel, principalmente nos conceitos de monohibridismo e dihibridismo, que elucidam a transmissão de características hereditárias. tel:2009 tel:2010 5 Princípios mendelianos Os princípios mendelianos, propostos por Gregor Mendel, eles são conhecidos como Princípio da Segregação e Princípio da Distribuição Independente. 1. Princípio da Segregação Este princípio afirma que os pares de alelos (formas alternativas de um gene) se separam durante a formação dos gametas (óvulos e espermatozóides). Cada gameta recebe apenas um alelo de cada par. Quando a fecundação ocorre, os gametas se combinam para restaurar o par de alelos no organismo resultante. Este princípio é observado na meiose, um processo de divisão celular que produz os gametas. Segundo Griffiths et al. (2013), “a segregação dos alelos durante a meiose é o fundamento para a formação das gametas e a transmissão das características hereditárias”. Exemplo clássico é a cor das flores: se um organismo tem alelos para cor roxa (R) e cor branca (r), os gametas formados terão ou R ou r. 2. Princípio da Distribuição Independente Este princípio estabelece que diferentes pares de alelos se segregam independentemente uns dos outros durante a formação dos gametas, desde que os genes envolvidos estejam localizados em cromossomos diferentes ou distantes no mesmo cromossomo. Como relatado por Souza et al. (2015), “o princípio da segregação independente explica a variação genética observada em cruzamentos que envolvem múltiplas características”. Por exemplo, no caso de dois pares de alelos para cor e forma das sementes, estes alelos se distribuem de maneira independente, resultando em várias combinações possíveis. Por exemplo, se considerarmos dois pares de alelos, um para a cor da semente (amarela ou verde) e outro para a forma da semente (lisa ou rugosa), esses alelos se distribuirão independentemente, resultando em uma variedade de combinações possíveis de cor e forma das sementes nos descendentes. tel:2015 6 Os experimentos de Mendel Mendel utilizou plantas de ervilha para estudar a hereditariedade por diversas razões, entre elas o fato de ser uma planta de fácil cultivo, com ciclo reprodutivo curto e que gera muitas sementes. Além disso, as flores de ervilha favorecem a autopolinização, o que permitiu a Mendel produzir linhagens puras. Essas linhagens puras, cruzadas de forma controlada, revelaram os padrões de dominância e recessividade (Hartl & Jones, 2009). Outras vantagem é que estame epistilo, os componentes envolvidos com reprodução sexuada do vegetal, ficam encerrados no interior da mesma flor, protegidos pelas pétalas. Isso favorece a autopolinização, e por extensão, a autofecundação. A autofecundação formará descendentes com as mesmas características das plantas genitoras. A partir da autopolinização Mendel produziu e separou diversas linhagens puras de ervilhas (plantas de flores de cor púrpura sempre produziam como descendentes plantas de flores púrpuras, o mesmo ocorrendo com o cruzamento de plantas cujas flores eram brancas). Mendel estudou sete características: Cor da flor Posição da flor no caule Cor da semente Forma da semente Forma da vagem Cor da vagem Comprimento do caule Depois de obter linhagens puras, efectuou uma polinização cruzada. Cortou os estames de uma flor proveniente de semente verde e depois depositou, nos estigmas dessa flor, pólen de uma planta proveniente amarela pólen de uma planta que produzia apenas semente amarela foi depositado em estigma de outra planta que produzia apenas semente verde, duas plantas foram consideradas geração parental (P). tel:2009 http://pétalas.•isso/ http://pétalas.•isso/ http://autofecundação.•a/ http://autofecundação.•a/ 7 Após repetir o mesmo procedimento várias vezes, Mendel verificou que todas as sementes originadas desses cruzamentos eram amarelas, as de cor verde haviam “desaparecido” nos descendentes, chamadas de primeira geração filial (F1). Concluiu, então, que a cor amarela “dominava” a cor verde. Chamou o carácter cor amarela da semente de dominante, e verde de recessivo. Mendel germinou as sementes obtidas em F1até surgir mas plantas e as flores. Deixou que se autopolinizassem e aí houve: a cor verde das sementes reapareceu na geração F2 (segunda geração filial), só que em proporção menor que as de cor amarela. Proporção aproximada de 3:1. Concluiu que a cor verde das sementes não havia “desaparecido” nas sementes da geração F1. O que ocorreu é que ela não tinha se manifestado, uma vez que, sendo carácter recessivo, era apenas “dominado” (nas palavras de Mendel) pela cor amarela. Mendel concluiu que a cor das sementes era determinada por dois factores (um quede terminava a cor amarela e outro da cor verde). Geração P Linhagens puras parentais X Gametas da GP Óvulo 100% D Pólen 100% d Geração F 1 Primeira geração híbrida Gametas da GF1 Óvulo 50% D 50% d Pólen 50% D 50% d http://verde.•chamou/ http://verde.•chamou/ 8 Geração F2 Descendência da autofecundação dasplantas F1 DD Dd Dd dd ¼ DD 2/4 Dd ¼ dd Quadro demostrativo de Experiencia de Mendel Cruzamento de Mendel-Monoibridismo No monohibridismo, Mendel focou em apenas uma característica por vez, como a cor das sementes (amarela ou verde). Cruzando plantas com sementes amarelas (dominante) e verdes (recessiva), ele descobriu que a geração F1 era 100% amarela, enquanto na geração F2 a proporção era de 3 sementes amarelas para 1 verde (Russell, 2010). A partir disso, Mendel concluiu que os organismos possuem dois fatores (genes) para cada característica, que se separam durante a formação dos gametas. Monoibridismo A análise e interpretação dos experimentos permitiram a Mendel que elaborasse as seguintes conclusões: As plantas devem possuir, no interior de suas células, certo “factores” (actualmente, denominados genes) que determinam a cor amarela ou verde nas sementes. Cada planta possui dois desses factores, dos quais um deles é transmitido pela parte masculina da flor e o outro, pela feminina. Assim, após a fecundação, esses “factores” se unem e voltam a se apresentar aos pares; Nos organismos, os dois “factores” para uma certa característica podem ser iguais (VV ou vv) ou diferentes (Vv). Os iguais são considerados puros ou homozigotos e os diferentes, híbridos ou heterozigotos. Se os organismos Vv possuem sementes amarelas, ocorre dominância no “factor” para a cor amarela e recessividade no “factor” para a cor verde. Essas conclusões levaram Mendel a elaborar a 1ª Lei de Mendel ou (Lei da Segregação dos factores/ Lei da Pureza dos Gametas). Que anuncia que cada carácter é condicionado por 2 tel:100 tel:2010 9 factores hereditários, que se separam na formação dos gametas, passando apenas um factor por gameta. Cruzamento de Mendel- Dihibridismo A Segunda Lei de Mendel ou Lei da Segregação Independente baseia-se na transmissão combinada de duas ou mais características. Mendel começou a estudar a segregação de dois genes simultaneamente, ele realizou cruzamentos de sementes verdes e rugosas com sementes amarelas e lisas. O objectivo de Mendel era descobrir se essas características estavam relacionadas, ou seja, uma semente amarela necessariamente precisa ser lisa. Para responder essa questão, Mendel realizou cruzamentos para analisar a transmissão de características relacionadas a cor e a textura das sementes. A 2ª Lei de Mendel conclui que os genes de dois ou mais caracteres são transmitidos aos gametas de forma independente. Experimento com Ervilhas Mendel realizou o cruzamento entre sementes amarelas e lisas com sementes verdes e rugosas (Geração Parental). O acompanhamento simultâneo de dois pares de genes alelos se chama diibridismo. As sementes amarelas e lisas têm genótipo VVRR e só possuem a possibilidade de formar gametas VR. As sementes verdes e rugosas têm genótipo vvrr e só possuem a possibilidade de formar gametas vr. O alelo V condiciona ervilhas amarelas; O alelo v condiciona ervilhas verdes; O alelo R condiciona ervilhas lisas; O alelo r condiciona ervilhas rugosas. O cruzamento entre as duas sementes resultou em 100% de sementes amarelas e lisas (Geração F1). Então, Mendel realizou a autofecundação entre as sementes da Geração F1. Genótipo do cruzamento entre ervilhas amarelas lisas e verdes rugosas· A geração F2 é constituído pela seguinte proporção fenotípica: 9 amarelas e lisas, 3 amarelas e rugosas; 3 verdes e lisas; 1 verde e rugosa. tel:100 10 Mendel concluiu que a herança da cor era independente da herança de textura. Como resultado, a 2ª Lei de Mendel (segregação independente, recombinação) pode ser enunciada da seguinte maneira: Os factores para duas ou mais características segregam-se no híbrido, distribuindo-se independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso. 2-Tabela de cruzamento: Proporção (9:3:3:1) Cruzamento teste O cruzamento-teste é usado para determinar o genótipo de um indivíduo com fenótipo dominante, mas genótipo desconhecido. Se o indivíduo for homozigoto dominante, todos os descendentes terão o fenótipo dominante. Se o indivíduo for heterozigoto, a descendência será uma mistura de indivíduos com o fenótipo dominante e o fenótipo recessivo (Griffiths et al., 2013). Como funciona o cruzamento-teste? 1.Indivíduo a ser testado: Este é o indivíduo de fenótipo dominante, cujo genótipo você deseja determinar. Pode ser homozigoto dominante (AA) ou heterozigoto (Aa). 2. Indivíduo de cruzamento: O cruzamento-teste envolve cruzar este indivíduo com outro que é homozigoto recessivo (aa) para a característica em questão. O fenótipo recessivo (aa) é escolhido porque ele só se manifesta se o indivíduo tiver dois alelos recessivos, facilitando a identificação do genótipo do outro indivíduo. VR Vr vR vr VR VVRR VVRv VrRR VvRr Vr VVRr VVrr VvRr Vvrr vR VvRR VvRr vvRR vvRr Vr VvRr Vvrr vvRr vvrr tel:2013 11 Resultados possíveis: - Se o indivíduo testado for homozigoto dominante (AA): Todos os descendentes do cruzamento exibirão o fenótipo dominante porque todos os gametas produzidos por AA contêm o alelo dominante (A). Assim, a descendência será 100% Aa (fenótipo dominante). - Se o indivíduo testado for heterozigoto (Aa): A descendência resultante será uma mistura de 50% fenótipo dominante (Aa) e 50% fenótipo recessivo (aa). Isso ocorre porque o indivíduo Aa pode produzir gametas tanto com o alelo dominante (A) quanto com o alelo recessivo (a). tel:100 12 Conclusão Ao concluir esta ficha de leitura deu para perceber que os estudos realizados sobre os princípios mendelianos e as experiências de Gregor Mendel foram fundamentais para o desenvolvimento da genética como ciência. Através de cruzamentos monohíbridos, Mendel estabeleceu leis que explicam a transmissão de características de pais para filhos de maneira previsível e consistente. Esse conhecimento não só transformou a compreensão da hereditariedade na época, mas continua a ser uma base essencial para o estudo moderno da biologia. 13 Referências bibliográficas GRIFFITHS et al. Introdução à Genética.10ª Edição . Rio de Janeiro. Editora: Guonnabra Koogano. 2013. HARTL et al. Genetics: Analysis of Genes and Genemes; 10ª Edição. Canada. Editora: Jones & Bartlett Learning. 2009. MATHE et al. Genética Básica V-1. 2ª Edição. Rio de Janeiro. Editora: UNIVERSIDADE Aberta do Brasil. 2010. RUSSELL, P. J. iGenetics: A Molecular Approach. 2ª Edição. São Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2010 SOUZA et al. Genética Geral Para Universitários. 1ª Edição. Recife. Editora: Universitária das UFRPE. 2015. tel:2010