Filho de peixe, peixinho é: a transmissão de caracteres segundo o olhar de Mendel

Parece lógico o fato de gatos terem sempre filhotes gatinhos, cachorros filhotes cachorrinhos e peixes terem peixinhos. Pois bem, mas qual a causa de gatos não terem filhos cachorros (ou vice-versa)? O que (e quem garante) que isso aconteça com precisão? A resposta está no DNA. Já falamos em publicações anteriores que o DNA é o nosso material genético. É ele que garante que a transmissão das características de pai para filho a cada geração.

O primeiro a estudar os padrões de herança de caracteres foi Mendel, um monge austríaco, em um período muito anterior a descoberta do DNA enquanto material genético. Ele iniciou seus experimentos fazendo vários cruzamentos com plantas e observando os efeitos na prole. A escolha do modelo experimental adequado permitiu que as pesquisas de Mendel fossem aplicadas com sucesso: a ervilha de jardim. Além de ser facilmente cultivável, as pétalas dessa planta apresentam suas flores fechadas, o que significa dizer que gametas masculinos e femininos de uma mesma planta têm mais chance de cruzar. Isso gera plantas puras, que na linguagem genética são chamadas de homozigotas para uma determinada característica. Assim, as ervilhas de jardim apresentavam, de um modo geral, características contrastantes e facilmente observáveis: plantas altas e baixas, ervilhas lisas e rugosas, ervilhas verdes e amarelas. A partir dessas características e de cruzamentos experimentais, Mendel pode observar os efeitos de cada uma dessas características na prole após os cruzamentos.

O primeiro experimento de Mendel foi realizando o cruzamento entre plantas altas e baixas. Desse cruzamento, observou-se que todas as plantas da prole eram altas, independentemente do cruzamento que fazia (plantas masculinas altas com plantas femininas baixas ou plantas masculinas baixas com plantas femininas altas). Então ele resolveu fazer uma autofecundação dessas plantas geradas e algo inesperado aconteceu: houve surgimento tanto plantas altas quanto plantas baixas, na proporção de 3:1. A observação surpreendente foi de que plantas baixas reapareceram, levando Mendel a supor que algum fator estaria escondido nos indivíduos resultantes do primeiro cruzamento. Ele disse que o fator camuflado seria o recessivo e o fator expresso seria o dominante. Ele também deduziu que os fatores dominantes e recessivos se separavam quando plantas híbridas eram produzidas, o que podia explicar seu reaparecimento na segunda geração.

            Dessa forma, determinou-se a 1º Lei de Mendel ou o Princípio da Dominância e Segregação. Na linguagem da genética moderna, as observações de Mendel permitiram chegar as seguintes conclusões:

- Um fator hereditário, denominado gene, seria o responsável por determinar características de plantas.

- Cada planta tem um par deste tipo de gene.

- Este gene pode apresentar formas diferenciadas denominadas alelos; se os alelos forem da mesma forma o indivíduo é homozigoto; se forem de formas diferentes, é heterozigoto.

- Na meiose, o par de alelos pode ser separado formando os gametas. Essa separação é a lei da segregação independente, referida por Mendel.

- Na fecundação os alelos se combinam aleatoriamente, determinando o fenótipo do indivíduo.

Partindo dos pressupostos acima, observe como se deu o cruzamento e a determinação das características:

Mendel também fez experimentos com plantas que diferiam em duas características e observou os efeitos na prole. Tomaremos como exemplo ervilhas lisas e rugosas; verdes e amarelas. Mendel pegou ervilhas amarelas e lisas e cruzou com verdes e rugosas. Após esse cruzamento ele observou somente ervilhas amarelas e lisas. Mas, ao autofecundar essas ervilhas, ele observou diferentes combinações possíveis na proporção de 9:3:3:1. Dessa forma, Mendel pôde prever sua 2º Lei: Princípio da Distribuição Independente, em que alelos de genes diferentes distribuem-se de forma independente um dos outros. Observe como ele chegou no seguinte resultado:

            

              Os experimentos de Mendel, estabeleceram que os genes existem em formas alternativas. Como foi dito, ao estudar características individuais, ele propôs que cada gene possui dois alelos, um dominante e outro recessivo. Sua teoria é plenamente aplicável para explicar a atribuição e a transmissão de caracteres. Porém, estudos posteriores ao seu, mostraram que muitas vezes uma característica ocorre devido a interação de múltiplos genes. É como se eles agissem em conjunto, um influenciando na ação do outro. Em outros casos, os padrões fogem aos pressupostos de Mendel porque muitos alelos existem para além de duas únicas formas e cada um deles pode ter um efeito diferente no fenótipo. A esses padrões que fogem aos pressupostos de Mendel, conhecemos como extensões do Mendelismo. De qualquer forma, Mendel é hoje considerado o pai da genética e seus estudos foram o pontapé inicial para tudo que hoje se conhece da genética e transmissão das características ao longo das gerações.


Referências consultadas:

SNUSTAD, P., SIMMONS, M. J. Fundamentos de Genética (4ª Edição). Ed. Guanabara, 2008.
PIERCE BA. Genética, um enfoque conceitual. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004.