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10/05/2017 1 Os experimentos de Mendel e 1ª Lei Mendeliana Prof. Ronaldo Figueiró Genética: é o ramo das ciências biológicas que estuda a hereditariedade Gregor Mendel Postula que a transmissão de caracteres é feita por gametas Introdução Os genes ditam as propriedades inerentes a uma espécie. Termo cunhado por Wilhem Johansen Conjunto de todos os genes de um organismo -> Genoma O que determina a identidade de uma espécie? Um gene pode existir sob diferentes formas -> Alelos A variação alélica promove a variação hereditária dentro de uma mesma espécie O que causa a variação dentro de uma espécie? Mendel acreditava que as características eram herdadas por meio de partículas Mendel não sabia que tais partículas eram o DNA e os Genes. Herança particulada Traço – Qualquer característica que pode ser passada dos progenitores para a prole Hereditariedade – Passagem de traços da progenie para a prole. Terminologia Genética 10/05/2017 2 Monohibrido – Cruzamento envolvendo um único traço Ex: cor da flor Dihibrido – Cruzamento envolvendo dois traços Ex: Altura e cor da flor Tipos de cruzamentos Entre 1856 e 1863 Mendel cultivou 28000 ervilhas Descobriu que as plantas descentes retinham traços dos pais Mendel e a Ervilha Fertilização e desenvolvimento Pistilo – produz os gametas femininos / ovos Estame – produz pólen, o qual contém os gametas masculinos / Espermatozóides Fertilização é quando ovo e espermatozóide se encontram para formar um novo organismo Nas plantas o Pólen deve alcançar o pistilo para a fertilização ocorrer. -> Polinização Fertilização em Plantas Por ser uma planta anual que podia ser cultivada e cruzada facilmente tendo- se a possibilidade de se obter progênie abundante ocupando pouco espaço. Possuía genitores contrastantes com características bem definidas e muita variabilidade para vários caracteres. Porque Mendel escolheu as ervilhas? Enquanto trabalhave em seu jardim, Mendel se perguntava porque algumas plantas ficavam altas e outras baixas. Algumas tinham sementes verdes, outras amarelas. Estas características foram denominadas de “traços” por Mendel. Observações de Mendel 10/05/2017 3 Auto-fertilização ou fertilização cruzada pode ocorrer Auto-fertilização: o pólen da própria planta irá fertilizar seu óvulo Fertilização cruzada: O pólen de um indivíduo irá fertilizar o óvulo de outro Fertilização nas Ervilhas Mendel gerou linhagens puras permitindo que as ervilhas se auto- fertilizassem por várias gerações Como Mendel começou? Cada geração decorrente de cruzamentos experimentais recebe a designação F e o número referente à geração. Ex: primeiro cruzamento: F1; segundo cruzamento: F2 A geração original recebe a denominação Geração P. Os Cruzamentos e as nomenclaturas das Gerações Cruzamento de duas plantas puras Cruzamentos Todos os híbridos foram Altos Cruzamento de dois híbridos gera 3 altos e 1 baixo Homozigoto – Ambos os alelos são iguais Heterozigoto – Um alelo dominante e um recessivo Genótipos Utilizado para a resolução de problemas genéticos. Quadrado de Punnet 10/05/2017 4 Frequências de Genótipos: 4 Tt Frequências de Fenótipos: 4 Altas Quadro de Punnet F1 t t T Tt Tt T Tt Tt Frequências de Genótipos: 1 Tt : 2 Tt : 1tt Frequências de Fenótipos: 3 Altas (presença do alelo dominante T): 1 baixa (dois alelos recessivos) Quadro de Punnet F2 T t T TT Tt t Tt tt Mendel também realizou cruzamentos de ervilhas com outros traços distintos. Em todos cruzamentos, apenas uma forma do traço apareceu na F1. Entretanto, na F2 a forma “perdida” da característica ressurgia em ¼ das plantas. Experimentos com outros traços Formato da semente --- Redonda(R) ou Rugosa (r) Cor da semente---- Amarela (Y) ou Verde (y) Forma da vagem --- Lisa (S) ou rugosa (s) Cor da vagem --- Verde (G) ou Amarela (g) Cor do revestimento da semente---Cinza (G) ou Branco (g) Posição da flor ---Axial (A) ouTerminal (a) Altura da planta --- Alta (T) or Baixa (t) Cor da flor --- Roxa (P) ou branca (p) Traços das ervilhas Frequências de Genótipos: 4 Rr Frequências de Fenótipos: 4 sementes redondas Quadro de Punnet F1 r r R Rr Rr R Rr Rr Frequências de Genótipos: 1 RR : 2 Rr : 1rr Frequências de Fenótipos: 3 sementes redondas : 1 semente rugosa Quadro de Punnet F2 R r R RR Rr r Rr rr 10/05/2017 5 A razão de fenótipos em todas F2 foi de 3:1 Resultados de Mendel Mendel chegou a várias conclusões baseado em seus experimentos: 1) Fatores individuais deveriam controlar a herança de traços nas ervilhas 2 ) Esses fatores devem vir em pares, um proveniente do Pai e outro da Mãe Conclusões de Mendel Fatores (Genes): Fatores que controlam uma característica Alelos: Diferentes formas dos Fatores (Genes) Alelos e expressão gênica A última conclusão à qual Mendel chegou era de que um Fator poderia Mascarar o outro; Em seus experimentos, a estatura Alta mascarava a estatura Baixa Alelos dominantes e recessivos Genotipos RR Rr rr Fenotipos Vermelho Vermelho Amarelo Genótipo de Alelos R -> Flor vermelha r -> Flor amarela Todos os genes aparecem em pares (um de cada progenitor), logo dois alelos afetam uma característica Todos traços (características) de um organismo são determinados por alelos herdados dos progenitores. Alguns alelos são dominantes, enquanto outros são recessivos. Um alelo dominante é aquele cuja característica (traço) sempre irá se expressar no organimos quando este estiver presente Um alelo recessivo é ocultado pelo dominante, só sendo expresso quando está sozinho. Desta forma: Em um cruzamento entre pais que sejam puros para traços contrastantes, somente uma forma do traço irá aparecer na geração seguinte. Toda a prole será heterozigota expressará somente a característica dominante. RR X rr resultará em um prole com genótipo Rr Lei da dominância 10/05/2017 6 Três genótipos dão origem a dois fenótipos Lei da Dominância Antes de Mendel, a maior parte das pessoas acreditava que os traços de um indivíduo seria a mistura dos traços de seus pais. Se misturassem as plantas Tt, elas deveriam ter tamanhos médios Mendel descobriu que traços são determinados por alelos, alguns desses dominantes e outros recessivos. Mendel observou que traços recessivos parecem desaparecer um uma prole para ressurgir na geração seguinte. A importância das contribuições de Mendel 1 ) O que são genes e alelos? 2 ) Porque Mendel optou por trabalhar com ervilhas? 3 ) Quais são as frequências de genótipos e fenótipos esperados para esses cruzamentos? ( V: Planta com caule espesso; v: Planta com caule fino) A) VV X vv B) VV X Vv C) Vv X vv Estudo dirigido
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