LEI DE MENDEL

Como discutido no módulo anterior, as experimentações de Mendel que envolveram o cruzamento de plantas visavam a melhor compreensão sobre a transmissão de características ao longo das gerações.
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1ª LEI DE MENDEL

Se hoje em dia muitos experimentos são realizados com animais, cabe a nós indagar sobre o modelo empregado por Mendel: por que trabalhar com ervilhas? A resposta, na verdade, envolve alguns pontos:

Trata-se de uma planta de fácil cultivo;

Apresenta uma série de características qualitativas e de fácil observação;

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São plantas de ciclo vital curto e produzem um grande número de sementes (descendentes) por exemplar.

Reproduzem-se, predominantemente, por autofecundação, pois são monoicas (bissexuais), e seus órgãos reprodutores encontram-se protegidos no interior das pétalas. Portanto, as linhagens encontradas na natureza são puras.

EXPERIMENTOS DE MENDEL

Os resultados mais populares de Mendel envolveram o cruzamento entre variedades puras de ervilhas da espécie Pisum sativa. Em suas mãos, o naturalista possuía plantas capazes de produzir sementes amarelas e plantas capazes de produzir sementes verdes. Como a reprodução natural destes indivíduos acontecia por autofecundação, plantas amarelas sempre originavam novas plantas amarelas, o mesmo ocorrendo para aquelas de fenótipo verde. Mendel, então, selecionou grãos de pólen (estruturas vegetais que contém células reprodutivas masculinas) da variedade amarela e os levou forçosamente às flores das plantas de sementes verdes. As plantas originalmente empregadas pertenciam à primeira geração experimental e, desta maneira, foram chamadas de geração parental (P).

Como resultado do cruzamento da geração P, o botânico obteve sua primeira geração filial (F1) que continha apenas plantas produtoras de ervilhas amarelas. Estas plantas foram o resultado da mistura de uma planta amarela com uma verde e, por isso, foram classificadas como híbridas. Isto levou a um questionamento: o fenótipo verde havia deixado de existir na geração F1 ou estava sendo mascarado pelo fenótipo amarelo?

Para responder a isso, Mendel deixou que as plantas F1 se reproduzissem naturalmente por autofecundação. Como resultado, a segunda geração filial (F2) apresentou tanto plantas produtoras de sementes amarelas, quanto plantas produtoras de sementes verdes. Isso demonstrava, com bastante confiança, que o fenótipo verde não havia desaparecido em F1. Na verdade, este fenótipo parecia ser “mais forte” e, assim, foi chamado de fenótipo dominante. O fenótipo verde, por outro lado, por ser facilmente mascarado, foi chamado de fenótipo recessivo.

A geração F2, no entanto, não apresentou plantas produtoras de ervilhas amarelas e plantas produtoras de ervilhas verdes na mesma proporção. Existia uma nítida diferença, sendo observada uma proporção fenotípica de aproximadamente três plantas de ervilhas amarelas para cada planta de ervilha verde.

Ao mesmo tempo em que este resultado trazia uma resposta, também levantava outra pergunta: por que a proporção de indivíduos produzidos em F2 era tendenciosa ao fenótipo amarelo? Mendel imaginou que a determinação fenotípica envolvesse a transmissão de fatores – hoje conhecidos como alelos – de uma geração à outra. Assim, cada indivíduo contribuiria com um fator na formação de um novo organismo que, dessa forma, possuiria um par de fatores (alelos) para a determinação de uma característica.

Se isso fosse verdade, era razoável imaginar que plantas puras (geração P) amarelas possuiriam um par de fatores iguais que, por sua vez, seriam diferentes dos fatores responsáveis pela determinação do fenótipo verde. Como o fenótipo amarelo foi classificado como dominante, seu fator foi nomeado com uma letra maiúscula (V), enquanto o fator recessivo, responsável pela determinação do fenótipo verde foi batizado com uma letra minúscula (v). Isso significa, em outras palavras, que o genótipo de ervilhas amarelas puras seria homozigoto dominante (VV), enquanto o genótipo para ervilhas verdes puras seria homozigoto recessivo (vv).

O cruzamento das plantas da geração P produziu uma geração F1 de indivíduos amarelos híbridos. Como plantas amarelas puras transmitiriam um fator (V) e plantas verdes puras transmitiram um fator (v), as plantas de F1 apresentariam genótipo heterozigoto (Vv), sendo a presença do fator dominante (V) suficiente para determinar que seu fenótipo também fosse amarelo.

Por fim, o cruzamento de plantas heterozigóticas (Vv) deveria gerar, por probabilidade, o resultado observado em F2. Podemos calcular essa probabilidade da seguinte forma considerando que uma planta heterozigótica poderia doar um fator (V) ou um fator (v);

1. Caso transmitisse um (V), este fator poderia se combinar a outro (V) ou a um fator (v). Plantas VV ou Vv seriam amarelas;

2. Caso doasse um (v), este poderia se combinar a um (V) ou a outro (v). Plantas vV seriam amarelas e plantas vv seriam verdes.

Uma observação válida diz respeito à posição em que escrevemos os fatores (alelos) em um genótipo: o padrão diz que devemos posicionar o alelo dominante sempre à frente. Isso significa dizer que as plantas híbridas não deveriam ser representadas como vV e, sim, como plantas Vv. O que importa é que, por apresentarem um alelo dominante (V), estes vegetais manifestarão o fenótipo dominante (sementes amarelas). Assim, a proporção genotípica esperada em F2 seria de uma planta VV, para cada duas plantas Vv e uma planta vv.

Por fim, podemos compreender o enunciado da 1ª Lei de Mendel, também conhecida como Lei da Segregação dos Fatores. Ela diz que: “Cada característica é determinada por dois fatores (alelos) que se separam na formação dos gametas (células sexuais), onde ocorrem em dose simples”. Em outras palavras, se um indivíduo apresenta um fenótipo determinado por um genótipo com dois alelos (VV, Vv ou vv), ele só pode transmitir um destes alelos (V ou v) à próxima geração.

A tabela a seguir mostra outras características presentes nas ervilhas Pisum sativa que foram estudadas por Mendel na elaboração desta lei. Além disso, é possível notar a relação de dominância e recessividade entre os fenótipos possíveis para estas características.

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