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GENÉTICA HUBERTT LIMA VERDE DOS SANTOS – huberttlima@gmail.com PROFº: HUBERTT GRÜN. Página 1 GGEENNÉÉTTIICCAA PRIMEIRA LEI DE MENDEL – PARTE 01 PROFº: HUBERTT LIMA VERDE – huberttgrun@hotmail.it Gregor Mendel foi o primeiro cientista da história a estudar a hereditariedade. Em suas pesquisas, ele obteve êxito em relação aos demais cientistas, devido à escolha de um material de pesquisa adequado, utilizou métodos que empregava as ervilhas de linhagens puras, observando uma característica de cada vez e não todos ao mesmo tempo, como fizeram alguns dos seus antecessores. Interpretou os dados de suas experiências, utilizando análises estatísticas de modo que obteve resultados quantitativos sobre suas pesquisas. A escolha do material de pesquisa Gregor Mendel escolheu Pisum sativum (ervilha-de- cheiro), uma planta de fácil cultivo e que produz muitas sementes, conseqüentemente, grande número de descendentes; sua flor é hermafrodita e reproduz por autofecundação. Imagem retirada da página: http://www.ppdl.purdue.edu/PPDL/images/pisum-sativum.jpg Nos experimentos com ervilhas, Mendel constatou que os genes das ervilhas pais manifestavam nas gerações das ervilhas filhos. Estes estudos do Mendel tornaram a base da genética moderna. Por que ervilhas? ش São de fácil cultivo; ش Possuem flores hermafroditas, facilitando a autofecundação, desenvolvimento de linhagens puras; ش Os híbridos, descendentes entre duas espécies puras, são férteis; ش Gerações rápidas. Mendel conseguia linhagens puras quando por exemplo, ervilhas com vargens verdes, autofecundadas originavam apenas descendentes com vargens verdes. E linhagens híbridas quando o descendente traz a característica dos dois pais. Linhagens puras. Imagem retirada da página: http://vasatwiki.icrisat.org/images/ As principais características da ervilha-de-cheiro eram: ش Sua semente era amarela ou verde; ش Sua semente era lisa ou rugosa; ش Ou a planta era muito alta (com 2 metros ou mais de altura), ou era muito baixa, com menos de 0,5 metro de altura. Imagem retirada da página: http://www.pontosdevistas.net/pv/images Mais freqüente Menos freqüente 1. Cor da Semente Amarela Verde 2. Aspecto da Semente Lisa Rugosa 3. Cor da Vagem Verde Amarela 4. Forma da Vagem Lisa Ondulada 5. Altura da Planta Alta Baixa 6. Posição da Flor Axilar Terminal 7. Cor da Casca da Semente Cinza Branca As primeiras experiências: Mendel procurou sementes que pertenciam a linhagens puras, ou seja, que reproduziam as características de seus descendentes e que não houvesse variação das mesmas. Para isso, Mendel considerou que uma planta que possuía “semente lisa” ou “semente rugosa” devia possuir um elemento que causasse esta cor, uma espécie de fator determinante para esta característica. Ele procurou selecionar as plantas puras, observando por diversas gerações (cerca de seis gerações, mais ou menos, dois anos) se as características destas plantas sofreriam mudanças. Após atestar que as ervilhas eram puras, Mendel cruzou plantas que produziam sementes lisas com plantas que produziam sementes rugosas, essas plantas foram o marco inicial para as pesquisas de Mendel. A primeira geração destes cruzamentos, que deu o início à experimentação, foi chamada de geração parental ou geração de pais, representada pela letra P. Os descendentes da geração P constituíram a geração F1 ou a primeira geração de filhos. Mendel observou que o resultado de F1 foram ervilhas com sementes lisas, ou seja, as sementes rugosas não apareceram, Mendel chamou as plantas resultantes de híbridas, já que estas plantas eram descendentes de pais com características diferentes (sementes lisas e rugosas). A seguir, Mendel permitiu a autofecundação das plantas resultantes em F1 e analisou os seus descendentes, chamados de F2. O resultado apresentou que cerca de 75% das descendentes apresentavam sementes lisas e 25% rugosas. Baseado em suas pesquisas, Mendel concluiu que os genes dominantes se manifestavam na geração F1 e que os genes recessivos eram aqueles que suas características permaneciam “escondidas” em F1 e só apareciam na geração F2. Na Primeira Lei de Mendel é conhecida a lei da segregação dos fatores, lei de monoibridismo ou Lei fundamental da Genética. O monoibridismo se refere apenas a uma característica analisada de cada vez. O genótipo de uma planta de sementes amarelas pode ser representado por VV (se for homozigota) ou por Vv (se for heterozigota). No primeiro caso, os genes V e V se separaram, formando gametas de um só tipo V. No segundo caso, haverá dois tipos de gametas: V e v. Então, um gameta contém apenas um gene de cada par, sendo que o outro gene estará em outro gameta. Esses genes estarão juntos novamente na formação de um novo indivíduo, após a fecundação. Mendel já afirmara que o gene dominante não se mistura com o recessivo, ambos ocorrendo puros na separação. Os fatores que condicionam uma característica separam-se na formação de um gameta onde o mesmo carrega apenas um alelo de cada gene, estes por tanto são puros com relação a cada fator. A fecundação permite a união dos alelos e a manifestação do fator em relacionado aos genes. Quando um indivíduo possui um par de alelos idênticos é chamado homozigoto (puro) e se apresenta diferentes alelos é heterozigoto (híbrido). Mendel cruzou ervilhas puras que apresentavam sementes amarelas com outras variedades que apresentavam sementes verdes. Da 1ª geração obteve sementes totalmente amarelas. Cruzando as sementes da 1ª geração entre si, ou seja, realizando uma autofecundação, obteve uma 2ª geração composta por 75% das sementes amarelas e 25% das sementes verdes. Interpretando os resultados, Mendel concluiu: A – Cada caráter é determinado por um par de fatores ou unidades hereditárias designadas genes; B – Os dois genes que determinam um caráter segregam-se isto é separam-se na formação de dois gametas: Lei da segregação; C – Os dois genes que controlam um caráter são designados alelos. GENÉTICA HUBERTT LIMA VERDE DOS SANTOS – huberttlima@gmail.com PROFº: HUBERTT GRÜN. Página 2 O cruzamento de uma cobaia pura de pêlo cinzento (AA) com outra pura de pêlo branco (aa-albina) dá como resultado todos os descendentes cinzentos (serão heterozigotos). Isto significa que os genes responsáveis pela cor cinzenta são dominantes em relação aos genes responsáveis pela cor branca. As cobaias da geração F1 apresentam o gene para a cor branca, porém ele não tem “força” para suplantar os genes para a cor cinzenta. Se dois indivíduos de pêlo cinzento, heterozigotos -Aa, forem cruzados entre si, a descendência apresentará 75% dos indivíduos com pêlo cinzento (AA-Aa-Aa-aa) e 25% com pêlo branco (aa), na proporção de 3:1. Entre os indivíduos de pêlo cinzento, 25% serão homozigotos (AA) e 50% serão heterozigotos (Aa). O experimento de Mendel: Mendel selecionava determinado caráter de geração pura, e denominava-as de geração parenteral = P. Retirava as anteras (produtor de pólen) das flores. Estas flores atuavam como “fêmeas”. Retirava pólen de outra planta e fazia a polinização. Cruzando plantas com semente lisa e semente rugosa, Mendel obteve na primeira geração (F1) 100% de Lisa provando que as sementes lisas são dominantes, na segunda geração (F2) 75% de Lisa e 25% de Rugosa. Mendel trabalhou com vários caracteres notando que: Em F1 prevalecia às características apenas de um; Em F2 75% com características do dominante e 25% com características recessivas. Imagem retirada da página: http://www.pauloferraz.com.br/trab_genetica.htm Conclusão da primeira lei de Mendel: Mendelconcluiu que cada caráter era determinado por um par de genes. Esses genes são transmitidos aos descendentes. Sendo que ocorre uma separação do par de genes e apenas um é transmitido ao descendente. Ausência de Dominância: O gene dominante bloqueia totalmente a atividade do seu alelo recessivo, de maneira que apenas o caráter condicionado pelo gene dominante se manifesta. Nesses casos, portanto, um indivíduo heterozigoto (Aa) exibirá o mesmo fenótipo do homozigoto (AA). Tal fenômeno é chamado de dominância completa. Mas existem casos em que o gene interage com seu alelo, de maneira que o híbrido ou o heterozigoto apresenta um fenótipo diferente e intermediário em relação aos pais homozigotos ou então expressa simultaneamente os dois fenótipos paternos. Fala- se, então, de ausência de dominância. Na ausência de dominância, os alelos expressam integralmente quando em heterozigose, mas o fenótipo do heterozigoto é intermediário aos dois homozigotos em função de um efeito quantitativo da atividade dos alelos. Como o exemplo cita-se a ação do gene V/v conforme descrito a seguir: VV = Vermelho; Vv = rosa; vv = branco. Podemos identificar dois tipos básicos de ausência de dominância, cujos estudos foram desenvolvidos em épocas posteriores á de Mendel: a herança intermediária (ou dominância incompleta) e co-dominância. Alelos intermediários ou co-dominantes não apresentam relações de dominância ou recessividade. O genótipo heterozigoto origina um fenótipo distinto dos homozigotos e geralmente intermediário em relação aos fenótipos produzidos pelos homozigotos. Exemplo: Cor da flor nas maravilhas. Alelos Fenótipos Genótipos Gametas MV e MB Branco MBMB MB Vermelho MVMV MV Róseo MVMB MV e MB Herança Intermediária: A herança intermediária é o tipo de dominância em que o indivíduo heterozigoto exibe um fenótipo diferente e intermediário em relação aos genitores homozigotos. Vejamos os seguintes exemplos: Exemplo 1. A planta “maravilha” (Mirabilis jalapa) apresenta duas variedades básicas para a coloração das flores: a variedade Alba (com flores brancas) e a variedade rubra (com flores vermelhas) chamando o gene que condiciona flores brancas de B e o gene para flores vermelhas de V, o genótipo de uma planta com flores brancas é BB, e o genótipo de uma planta com flores rubras é VV. Cruzando-se esses dois tipos de plantas (VV X BB), os descendentes serão todos VB; as flores dessas plantas (VB) serão rosas, isto é, exibirão um fenótipo intermediário em relação aos fenótipos paternais (flores vermelhas e brancas). BB x VV VB Mirabilis jalapa Branca e Vermelha resultando na mirabilis jalapa rósea. Imagens retiradas das páginas: http://www.zaaisite.nl/zadenlijsten/afbeeldingen/mirabilis%20jalapa%20wit.jpg e http://www.tandmpics.com/280/7/7054.jpg e http://www.sci.muni.cz/bot_zahr/fotografie/venkovni%20rostliny/Mirabilis%20jalapa.jpg Exemplo 2. Nas galinhas de raça andaluza, o cruzamento de um galo de plumagem preta (PP) com uma galinha de plumagem branca (BB) produz descendentes com plumagem azulada (PB). Percebe-se então que a interação do gene para a plumagem preta (P) com o gene para plumagem branca (B) determina o surgimento de um fenótipo intermediário (plumagem azulada). FORMATAÇÃO E EDIÇÃO: LAST UPDATE: 07.02.2011 PROF: LIMA VERDE, HUBERTT. huberttlima@gmail.com; BIOLOGIA GENÉTICA. Sites: http://br.geocities.com/clickbio/textos/genetica.html http://www.brasilescola.com/biologia/primeira-lei-mendel.htm http://www.bioatividade.hpg.ig.com.br/leis_abo.htm http://www.pauloferraz.com.br/trab_genetica.htm http://www.biomania.com.br/bio/conteudo.asp?cod=3062 http://pt.wikipedia.org/wiki/Codomin%C3%A2ncia http://biologia12.wordpress.com/2007/11/24/dominancia-completa-incompleta-e-co- dominancia/ http://www.iped.com.br/colegio/biologia/genes http://www.ufv.br/dbg/labgen/domin.html http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080326080803AA9OG83