Gregor Mendel e a Genética

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Mendelismo
Mendel e o início da Genética
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Gregor Mendel (1822-1884)
 
Johann Mendel nasceu em Heinzendorf, Áustria, em 22/07/1822.
Em 1843 entrou para o mosteiro dos agostinianos em Brünn (hoje Brno, República Tcheca).
Adotou o nome de Gregor e passou a estudar teologia e línguas. 
Em 1851 foi enviado à Universidade de Viena para estudar física, matemática e ciências naturais.
Mendel: pequena biografia
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Localização de Brno na República Tcheca
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Mendel: pequena biografia
 
Mendel e outros monges-professores
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Mendel: pequena biografia
 
Mendel em Paris a caminho da Exposição Industrial de Londres em 1862
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Mendel: pequena biografia
 
 Em 1856, Mendel iniciou as experiências com hibridação de ervilhas. 
 Dez anos de estudo forneceram-lhe dados para um sistema de contagem dos híbridos.
Experiências sobre híbridos vegetais, 1866.
Alguns híbridos de Hieracium obtidos por fecundação artificial, 1869. 
 Ambos apresentados à Sociedade de Ciências Naturais de Brünn.  
Mendel: pequena biografia
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Jardins do Mosteiro dos Agostinianos em Brünn
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Mendel: pequena biografia
 
Versuche über Pflanzenhybriden (Experiências sobre híbridos vegetais, 1866); 
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Mendel: pequena biografia
 
Contato Desastroso:
 Enviou uma cópia e trocou correspondências com Carl Nägeli;
 Nägeli pediu a Mendel que testasse sua teoria da hibridação em plantas do gênero Hieracium;
 Problema em Hieracium: apomixia;
 Mendel não pode reproduzir os resultados obtidos com ervilhas.
35 anos de espera
 
Hieracium pilosella
In: http://web.unbc.ca
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Apomixia - é o modo de reprodução em que ocorre a formação assexuada de sementes (formação de sementes sem que ocorra fecundação). É descrita em cerca de 15% das famílias das angiospermas. 75% das espécies apomíticas estão nas famílias Gramineae (Poaceae), Asteraceae e Rosaceae.
Glossário de Recursos Genéticos Vegetais – Embrapa Recursos Genéticos- www.cenargen.embrapa.br
 
Partenocarpia - Formação de fruto sem que ocorra a polinização; as sementes não se desenvolvem ou são abortivas. Fenômeno que acontece naturalmente em algumas culturas como bananas, abacaxis, etc.
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Partenogênese - Desenvolvimento de um organismo a partir de um óvulo não fecundado. Algumas espécies de crustáceos, insetos, peixes, répteis e anfíbios são partenogenéticos, consistindo apenas de indivíduos do sexo feminino (telítoca); sexo masculino (arrenótoca ) ou ambos (deuterótoca).
Glossário de Recursos Genéticos Vegetais – Embrapa Recursos Genéticos- www.cenargen.embrapa.br
 
 Em 1868 é eleito abade. Sobrecarregado com as funções administrativas, abandonou a atividade científica. 
 Mendel morreu no mosteiro de Brünn em 6 de janeiro de 1884.
Seus estudos, no entanto, não tiveram repercussão no meio científico. 
Ignorados até o início do século XX, quando três botânicos, em pesquisas independentes, chegaram a resultados semelhantes.
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35 anos de espera
35 anos de espera
 
“Relatórios dos Trabalhos da Sociedade de História Natural de Brünn”
Cópias em Berlim, Viena, Londres e nos EUA;
1869 – Hoffmann, artigo sobre hibridação;
1872 – Blomberg, doutorado na Suécia;
1874 – Schmalhausen, doutorado na Rússia;
1879 – Catálogo da Royal Society de Londres;
1881 – 9a Edição da Enciclopédia Britânica;
1881 – Focke, As plantas híbridas;
Hugo de Vries 
Carl Correns 
Erich von Tschermak 
O reconhecimento em 1900
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Importância de Mendel
 Enfoque experimental e lógico;
 Fatores hereditários;
 “Gene” como conceito; 
 
Antes de Mendel: homúnculo
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Esquemas de espermatozóides observados por Anton van Leeuwenhoek, Philosophical Transactions, 1678.
 
Francis Galton (1822-1911)
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O paradigma da hereditariedade por mistura
 
O paradigma da hereditariedade por mistura
 
 Hereditariedade por Mistura: os descendentes, tendo recebido uma contribuição genética em quantidades iguais de seu pai e de sua mãe devem ter caracteres exatamente intermediários entre os pais.
 Lei da hereditariedade ancestral: 50% de correlação entre pais e filhos; 25% entre avô e neto; 12,5% bisavô e bisneto.......
O paradigma da hereditariedade por mistura
 
Albinismo como exemplo de atavismo
http://www.srfriks.org
O paradigma da hereditariedade por mistura
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Charles Darwin
 (1809-1882)
Fatores, gêmulas, genes (1859)
 
Pangênese
Teoria Cromossômica / Meiose
Zigoto
Zigoto
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O paradigma da hereditariedade por mistura
Snustad, D.P.; Simmons, M.J. Principles of Genetics, 1997
 
Experiências de Mendel
 Ervilhas como modelo biológico:
 Variabilidade, ciclo de vida curto, grande descendência; autofecundação.
 Contagem X Descrição;
 Previsão e teste de hipótese;
 Uso de simbologia;
 Planejamento experimental;
 Variedades ≠ e não espécies ≠;
 Caracteres isolados e qualitativos;
Sete caracteres / Dois fenótipos contrastantes
Snustad, D.P.; Simmons, M.J. Principles of Genetics, 1997
 
Estrutura da flor de ervilha
Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
Estigma
Anteras
Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
Experiências de Mendel
Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
Experiências de Mendel
Snustad, D.P.; Simmons, M.J. Principles of Genetics, 1997
Experiências de Mendel
Experiências de Mendel
Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
Experiências de Mendel
Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
Experiências de Mendel
Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
Experiências de Mendel
Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
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Experiências de Mendel
Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
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segregação
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Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
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Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
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Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
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Experiências de Mendel
Griffiths et al, Introduction to Genetic Analysis, 10th Ed. W. H. Freeman and Company, 2011
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Caracteres controlados por fatores independentes
Fenótipos
Fatores
Par de Fatores 
Experiências de Mendel
Probabilidade: se um evento pode ocorrer em N maneiras mutuamente excludentes e igualmente prováveis, e se m dessas ocorrências tem uma característica E, então a probabilidade de ocorrência de E é:
P(E) = m/N
Exemplo 1: Jogo de dados. Um dado equilibrado tem probabilidade 1/6 de cair com a face 2 para cima.
Exemplo 2: Baralho. Em um conjunto de cartas (sem os coringas) bem embaralhadas a probabilidade de sortearmos uma carta de copas é de 13/52.
Regra do Produto: a probabilidade de que dois eventos independentes ocorram simultaneamente é o produto das suas respectivas probabilidades. Exemplo com dois dados:
P(dois cincos)
Regra da
Soma: a probabilidade de que qualquer um de dois eventos mutuamente exclusivos ocorra é a soma de suas probabilidades individuais. Exemplo com dois dados:
P(dois cincos ou dois dois)
In:http://www.scienceworld.wolfram.com/ biography
Reginald Crundall Punnett
 (1875-1967)
Zoólogo inglês. Em colaboração com William Bateson realizou uma série de experimentos conectando a estatística a princípios Mendelianos.
União aleatória de gametas
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Quadro de Punnett
Amabis, J.M.; Martho, G.R. Fundamentos de Biologia Moderna, 2006
 
O paradigma da hereditariedade por mistura
Snustad, D.P.; Simmons, M.J. Principles of Genetics, 1997
 
O paradigma da hereditariedade por mistura
Snustad, D.P.; Simmons, M.J. Principles of Genetics, 1997
Primeiras Conclusões:
Quando tipos diferentes eram cruzados, não havia mistura dos estados das características individuais.
Híbrido formado pelo cruzamento era idêntico ao parental puro: não havia relação exata entre genótipo e fenótipo.
A proporção de 3:1 só ocorreria se cada gameta recebesse somente um tipo de fator de hereditariedade.
Quando híbridos “Aa” eram cruzados, os dois tipos de unidade hereditária segregavam um do outro e recombinavam-se aleatoriamente na fertilização (1a Lei).
Experiências de Mendel
Amabis, J.M.; Martho, G.R. Fundamentos de Biologia Moderna, 2006
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Amabis, J.M.; Martho, G.R. Fundamentos de Biologia Moderna, 2006
Amabis, J.M.; Martho, G.R. Fundamentos de Biologia Moderna, 2006
Cruzamento-teste
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Cruzamento-teste
Amabis, J.M.; Martho, G.R. Fundamentos de Biologia Moderna, 2006
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Conclusões Finais:
Quando o cruzamento envolvia dois pares de unidades hereditárias contrastantes, cada par se comportava independetemente (2a Lei);
Não descobriu nem a dominância, nem a segregação e nem a volta dos tipos parentais em F2. Porém, a hipótese mendeliana, e sua formulação em um modelo, era tão específica que deduções podiam ser feitas e testadas pela observação e experimentos. Nenhum outro campo da Biologia experimental havia atingido equivalente nível de desenvolvimento em 1865.
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