Genética | Lei da Segregação

outubro 03, 2018

Um biólogo austríaco, considerado o pai da genética, é conhecido até hoje por suas importantes contribuições no campo da genética, seu nome é Gregor Michael Mendel (1822-1884), botânico, monge agostiniano e meteorologista. Graças aos experimentos que realizou, obteve informações fundamentais sobre a hereditariedade e que serviram de base para o desenvolvimento dos procedimentos genéticos atuais.


Figura 1 - Representação de moléculas de DNA. 
(Fonte: https://goo.gl/DmK5yf)

Em seus experimentos, Mendel (Figura 2) abordou prioritariamente a hereditariedade em ervilhas (Pisum sativum), as plantas que as produzem, obviamente. Mas porque utilizar ervilhas? A resposta é simples! Com essas plantas, Mendel usufruía de algumas praticidades.

A primeira deles é a de que as plantas são de fácil manuseio/manutenção. Outro benefício está no grande potencial biótico da espécie, ou seja, uma grande quantidade de descendentes (ervilhas) são produzidas à cada ciclo reprodutivo.


Figura 2 - Gregor Michael Mendel.
(Fonte: https://upload.wikimedia.org/)

Outra importante característica dessa planta também está relacionada à sua reprodução, à sua capacidade de autofertilização, ou seja, a planta é capaz de polinizar a si mesma. Essa característica foi fundamental para uma das etapas do experimento e, consequentemente, para a compreensão da hereditariedade.


Figura 3 - Ervilha Pisum sativum.
(Autor: Kilom691).

Em seus experimentos, Mendel avaliou a hereditariedade de várias características a fim de observar um padrão típico do processo. Entretanto, nos ateremos à um único exemplo que possibilitará a compreensão do processo sem sermos demasiadamente repetitivos.

Dentre as várias características (altura, formato da vagem, flores, cor da semente, textura da semente etc.), vamos abordar a cor das sementes. Mendel observou duas linhagens de ervilhas, uma que produzia sementes amarelas e outra que produzia sementes verdes.

Centenas de cruzamentos foram realizados entre as plantas de sementes amarelas e, como resultado, sempre foram obtidas sementes de mesma cor. O mesmo foi feito com as plantas de sementes verdes, e sempre foram obtidas descendentes que produziam sementes verdes. Em outras palavras, as duas linhagens de ervilhas eram puras ou, em termos recentes, homozigóticas.

Para Mendel, a planta que produz ervilhas amarelas deveria possuir, dentro de si, um fator que determinasse essa característica. O mesmo ocorria para as plantas de ervilhas verdes. Se elas eram verdes, é porque algo dentro da planta determinava essa característica.

Naquela época, não haviam informações consistentes sobre o que era uma célula, o que se dirá sobre existência do DNA ou dos genes. Contudo, as observações de Mendel corroboravam a existência da hereditariedade de características e, consequentemente, o pressuposto de um fator que as determinava. Esse fator descrito pelo Mendel foi mais tarde definido como gene.

Mendel percebeu que o padrão de hereditariedade pressuponha a existência de um par de fatores (um par de alelos) que se separavam (segregavam) durante a reprodução para que houvesse a formação dos descendentes, ou seja, durante o cruzamento entre as plantas, cada uma fornece um dos fatores que irão compor, ao final, o par necessário para a manifestação da característica no descendente.

Desta forma, como cada indivíduo parental é detentor de um par de fatores que se separam durante a reprodução para compor o seu descendente, temos um processo de segregação. Daí o nome da lei, a Lei da Segregação.

Utilizando termos modernos, percebemos um padrão nítido. Os pares de cromossomos homólogos se separam durante a formação dos gametas. Assim, os gametas dos dois indivíduos carregam, dentro de si, metade dos cromossomos da espécie que, ao se unirem em uma fertilização, irão restabelecer o número padrão da espécie.



Figura 4 - Cruzamento entre ervilhas amarelas e lisas.
(Fonte: Elaborado pelo autor)

Um novo passo foi dado por Mendel. O que aconteceria se um cruzamento entre as duas variedades fosse realizado? Como se comportaria a característica textura da semente ao misturarmos fatores dos parentais de linhagens distintas? Pensando nisso, Mendel realizou o cruzamento entre as linhagens (Figura 4).

Após o cruzamento entre a linhagem amarela e a verde, a primeira geração de descendentes (F1) era composto apenas por plantas capazes de produzir sementes amarelas. Esse resultado deve ter trazido grande estranheza para Mendel, pois dois fatores distintos estavam sendo utilizados, mas apenas um deles se manifestou. 

Como os descendentes de F1 eram possuidores de sementes amarelas se, dentro de si, haviam os fatores para as duas variedades? Mendel supôs que a característica amarela da semente fosse predominante sobre a característica verde. Mas como confirmar isso?

É neste momento que uma capacidade fundamental da ervilha é utilizada, a autofecundação. Esse característica permitiu que Mendel cruzasse as plantas da geração F1 consigo mesmas, produzindo assim, a geração F2.

Após a autofecundação, a geração F2 produzida apresentava sempre uma mesma proporção. A cada quatro ervilhas produzidas, uma era rugosa. Desta fora, temos uma proporção de 3 sementes amarelas para 1 verde. Esse padrão se repetiu após centenas de repetições dos cruzamentos.

Esse fenômeno demonstra que a característica verde estava presente nos indivíduos da geração F1, sem se manifestar. Comprova, ainda, que essa característica foi transmitida da geração parental até a geração F2, onde reapareceu.

Com esse experimento simples, Mendel comprovou a transmissão de características de uma geração para a outra, além de comprovar a existência de características dominantes e recessivas. Contudo, esses termos só foram estabelecidos posteriormente.

Na Figura 3, observamos um resumo dos cruzamentos. A geração parental (P) é formada pelo cruzamento entre plantas de sementes amarelas (VV) e verdes (vv). Esse cruzamento (VV x vv) produzirá indivíduos heterozigotos (Vv) na geração F1. Como consequência, os heterozigotos manifestam a característica do alelo dominante (V) e, por isso, são amarelos.

Na etapa seguinte, a autofecundação da geração F1, representa um cruzamento dos heterozigotos consigo mesmos (Vv x Vv). Esse cruzamento produzirá uma proporção de 3:1 em F2, ou seja, 3 amarelos (VV; Vv; Vv) e 1 verde (vv).

Desta forma, finalizo aqui esse artigo sobre a Lei da segregação. Espero que tenham aprendido o suficiente para tirar suas dúvidas. Caso alguma dúvida surja, não hesite em deixar um comentário.

Um grande abraço e bons estudos.


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