1ª Lei de Mendel

Gregor Mendel (1822-1884), monge de um mosteiro tcheco, estudou História Natural em Viena. Ele é hoje considerado o pai da genética pelos cruzamentos que realizou com ervilhas. No entanto, quando Mendel apresentou seu trabalho em 1866, na Sociedade de História Natural de Brünn, foi ignorado.

Naquela época os cientistas não conseguiram entender a importância daquele trabalho de Mendel. Hoje suas conclusões foram valorizadas e pelo pioneirismo e precisão dos resultados ele é considerado o “pai” da genética.

Figura de: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=33347279 (acessado em 24/04/2017)

Antes de Mendel já se sabia que havia fusão de gametas na fecundação e que isso era necessário para gerar um novo organismo. Acreditava-se que as informações hereditárias eram flúidos que se fundiam, e apesar dos gametas terem tamanhos diferentes, ambos contribuiam igualmente na herança.

Somente por volta de 1900 seu trabalho foi reconhecido, quando os cientistas Hugo De Vries, Carl Correns e Erich Tschermak, com trabalhos distintos, chegaram às mesmas conclusões de Mendel. Veja mais detalhes aqui. 

Escolha do Material

Mendel trabalhou com plantas de ervilha (Pisum sativum), que se reproduzem normalmente por autofecundação. A flor possui as pétalas “fechadas” de tal forma que dificilmente ocorre fecundação cruzada.

Essa estrutura da flor permite que o pesquisador controle a reprodução. A retirada das anteras, antes da maturação dos grãos de pólen, evita a autofecundação e o pesquisador pode colocar na flor os grãos de pólen de outra variedade desejada para cruzamento.

Figura de http://www.brooklyn.cuny.edu/bc/ahp/MBG/MBG.Peas.html (acessado em 24/04/2017)

Outra vantagem da utilização das plantas de ervilhas é que o ciclo de vida da planta é curto e cada cruzamento produz um grande número de sementes por planta. Para análise dos resultados isso é muito importante em termos estatísticos.

Mendel estudou a transmissão de várias características das ervilhas, fáceis de observar, tais como:

- cor da semente (verde ou amarela)

- superfície da semente (lisa ou rugosa)

- forma da vagem (inflada ou achatada)

- posição da flor (terminal ou axial) 

Obs: Flor axial se desenvolve na axila das folhas, entre a folha e o caule. Flor terminal se desenvolve na região terminal do ramo

- altura da planta (alta ou baixa)

Um dos Trabalhos de Mendel

Mendel selecionou plantas de linhagens puras, amarelas e verdes. Planta pura amarela é aquela que, por autofecundação, produz sempre ervilhas iguais à inicial, por várias gerações. Da mesma forma é selecionada a planta pura de ervilha verde.

As plantas puras selecionadas constituem a geração parental, representada por P, que foram cruzadas entre si. A primeira geração obtida, chamada F1, constituiu-se apenas de indivíduos amarelos.

 Cruzando indivíduos de F1entre si, a segunda geração obtida, chamada de F2, constituiu-se de indivíduos amarelos e verdes, na proporção respectivamente de 3:1.

O quadro seguinte resume o cruzamento de Mendel.

Conclusão

A partir dos resultados obtidos, Mendel concluiu que cada caráter hereditário era determinado por dois fatores que hoje chamamos de genes. Cada indivíduo tem dois fatores para o caráter, mas só passa um deles para o gameta. É a chamada lei da pureza dos gametas.

A característica verde está presente na geração F1, mas não se manifesta e as características não se misturam, de modo que essas características aparecem novamente separadas na geração F₂.

Os F1 não são mais puros, são chamados de híbridos ou heterozigotos. Mendel determinou que a característica amarela é dominante sobre a verde, que ele chamou de recessiva, já que em F1 todas as plantas produziram sementes amarelas.

A Primeira Lei de Mendel, ou lei da segregação independente, resume os conceitos descritos: “Cada caráter é condicionado por um par de fatores, que se separam na formação dos gametas, onde ocorrem em dose simples, isto é, puros”.

De cada caráter o gameta carrega apenas um gene. A fecundação une os genes presentes nos gametas dos pais e os filhos nascem novamente com 2 genes para cada caráter.

Análise do Trabalho de Mendel

Hoje sabemos que os fatores a que Mendel se referia são representados por segmentos de DNA, o gene, contidos nas células dos organismos. Os genes são representados por uma letra, preferencialmente a letra inicial da característica recessiva. 

Para a cor de ervilha temos:

• amarela (dominante) V, com letra maiúscula
• verde (recessiva) v, com letra minúscula

Completando o cruzamento das ervilhas realizado por Mendel temos:

O cruzamento F₁ x F₁ para obter F₂ pode ser representado dessa forma:

Em F₂ obtemos 75% de ervilhas amarelas e 25% de ervilhas verdes.

Os trabalhos de Mendel foram comprovados em muitas características e em diferentes organismos. Nas ervilhas, os caracteres que Mendel estudou se comportam da seguinte maneira:

Figura extraída de: http://www.biologia.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=174&evento=2#menu-galeria (acessado em 11/05/2017)

 A animação seguinte mostra o método utilizado por Mendel em seus cruzamentos de ervilhas.

Um exemplo de ação do meio ambiente sobre a manifestação do genótipo é a altura das pessoas. São vários os fatores que interferem, além da genética, como nutrição e atividade física.

Na China, por exemplo, as gerações atuais estão cada vez mais altas devido a ingestão de carne com mais frequência

Veja mais em:

http://geneticavirtual.webnode.com.br/genetica-virtual-home/prefacio/analise-mendeliana/conceitos-importantes-da-genetica-mendeliana/ (conceitos e mais)

http://nitro.biosci.arizona.edu/courses/EEB195/Lecture02/Lecture02.html cruzamentos e nomenclatura

https://online.science.psu.edu/biol011_sandbox_7239/node/7317

http://www.planetabio.com/lei1.html (animação com tutorial)

Animação que mostra o método utilizado por Mendel em seus cruzamentos de ervilhas:

http://www.educacaopublica.rj.gov.br/oficinas/biologia/experimentos1/os_experimentos_de_mendel.php (acessado em 11/05/2017)

(sites acessados em 25/04/2017)