Quais as características que Mendel analisou em seus experimentos?

Em seus experimentos com cruzamentos de ervilhas, Mendel analisou a herança de várias características dessas plantas, como cor e textura das sementes, cor e forma das vagens, cor das pétalas, altura das plantas e localização das flores no caule.

Em alguns cruzamentos, Mendel considerava uma característica de cada vez em suas análises e, dessa forma, obteve as proporções de 3:1 nos cruzamentos entre híbridos, o que deu origem à chamada 1ª Lei ou Lei da segregação ou, ainda, Lei da pureza dos gametas.

Em outros cruzamentos, ele analisava duas características simultaneamente: por exemplo, cor e textura das sementes. Assim, Mendel promovia o cruzamento de linhagens puras de sementes amarelas e lisas com plantas de sementes verdes e rugosas. Todos os descendentes híbridos da geração F1 apresentavam sementes amarelas e lisas.

Ao promover a autofecundação desses descendentes, Mendel obteve, na geração F2, plantas com sementes amarelas e lisas, amarelas e rugosas, verdes e lisas e verdes e rugosas, na proporção 9:3:3:1.

Esses resultados repetiram-se nos demais cruzamentos em que ele considerava duas características simultaneamente, o que o levou a concluir que os fatores determinantes de duas ou mais características segregam-se nos híbridos, distribuindo-se independentemente nos gametas. O enunciado dessa conclusão foi chamado de 2ª Lei de Mendel ou Lei da segregação independente.

Hoje sabemos que os "fatores" aos quais Mendel se referia são, na verdade, os genes que se encontram localizados nos cromossomos. Os conhecimentos obtidos sobre essas estruturas e sobre a divisão celular, particularmente a meiose, permitem explicar melhor os resultados obtidos por Mendel.

Meiose e segregação dos alelos

Quase todas as células que constituem um indivíduo possuem cromossomos aos pares, chamados cromossomos homólogos. Os gametas desse indivíduo, no entanto, possuem apenas um cromossomo de cada um dos pares. Essa redução no número de cromossomos ocorre porque as células que dão origem aos gametas sofrem meiose, um tipo de divisão celular em que, numa das etapas, ocorre a separação (segregação) dos cromossomos homólogos.

Como os genes estão localizados nos cromossomos, a separação dos homólogos é também a separação dos genes alelos, aqueles genes localizados no mesmo lócus dos cromossomos homólogos e relacionados à determinação de uma mesma característica.

Suponhamos características determinadas pelos genes A e B, localizados em cromossomos diferentes. Um indivíduo heterozigoto (híbrido) para as duas características (AaBb) pode formar quatro tipos de gametas. Isso porque os cromossomos que contêm o gene A e seu alelo a separam-se independentemente dos cromossomos que contêm o gene B e seu alelo b. Dessa forma, o indivíduo heterozigoto formará gametas contendo os genes A e B, ou A e b, ou a e B ou a e b, aproximadamente nas mesmas proporções.

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  Esquema representando as possíveis transfusões Segregação independente de genes localizados em cromossomos diferentes durante a meiose., considerando-se o sistema ABO.

Os resultados de Mendel

As plantas híbridas obtidas por Mendel em F1 apresentavam o genótipo VvRr e, portanto, formavam gametas VR, Vr, vR e vr.

Através da autofecundação, Mendel obtinha alguns descendentes com genótipos VVRR, VVRr, VvRR e VvRr, que apresentavam fenótipo sementes amarelas e lisas. Outros descendentes, com genótipos VVrr e Vvrr, formavam sementes amarelas e rugosas. Os de genótipo vvRR ou vvRr, sementes verdes e lisas; e, por fim, aqueles com genótipo vvrr apresentavam sementes verdes e rugosas. O esquema abaixo permite verificar que a proporção para cada um desses fenótipos é de 9:3:3:1.

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  Esquema representando os genótipos e fenótipos obtidos num dos cruzamentos feitos com ervilhas por Mendel.

Não se esqueça que esses resultados são obtidos quando estamos trabalhando com características determinadas por genes que estão em cromossomos diferentes. Teremos resultados diversos se os genes estiverem localizados no mesmo cromossomo.

A Primeira Lei de Mendel ou Lei da Segregação dos Fatores determina que cada característica é condicionada por dois fatores que se separam na formação dos gametas.

A segregação é consequência da localização dos genes nos cromossomos e do comportamento desses durante a formação dos gametas, através do processo de meiose.

O monge Gregor Mendel realizou seus estudos com objetivo de compreender como as diferentes características eram transmitidas de uma geração para outra.

Experimentos com Ervilhas

Gregor Mendel conduziu seus experimentos utilizando ervilhas pelos seguintes motivos:

• Planta de fácil cultivo e desenvolvimento em curto período;
• Produção de muitas sementes;
• Rápido ciclo reprodutivo;
• Facilidade de controlar a fecundação das plantas;
• Capacidade de realizar autofecundação.

Os seus experimentos analisaram sete características das ervilhas: cor da flor, posição da flor no caule, cor da semente, textura da semente, forma da vagem, cor da vagem e altura da planta.

Ao observar a cor das sementes, Mendel percebeu que a linhagem de sementes amarelas sempre produziam 100% dos seus descendentes com sementes amarelas. E o mesmo acontecia com as sementes verdes.

As linhagens não apresentavam variações, constituindo linhagens puras. Ou seja, as linhagens puras mantinham suas características ao longo das gerações.

Os achados de Gregor Mendel são considerados o marco inicial para os estudos genéticos. A sua contribuição para a área foi imensa, o que levou a ser considerado o "pai da Genética".

Cruzamentos

Como estava interessado em saber como as características eram passadas de uma geração para outra, Mendel realizou outro tipo experimento.

Dessa vez, realizou o cruzamento entre linhagens puras de sementes amarelas e sementes verdes, o que constituiu a Geração Parental.

Como resultado desse cruzamento, 100% das sementes eram amarelas - Geração F1.

Mendel concluiu que a semente amarela apresentou dominância sobre a semente verde. Surgia, assim, o conceito de genes dominantes e recessivos na genética.

Como todas as sementes geradas eram amarelas (Geração F1), Mendel realizou a autofecundação entre elas.

Os resultados surpreenderam Mendel, na nova linhagem (Geração F2) surgiram novamente as sementes verdes, na proporção 3:1 (amarelas:verdes). Ou seja, foi observado que a cada quatro plantas, três apresentavam a característica dominante e uma a característica recessiva.

Mendel concluiu que a cor das sementes era determinada por dois fatores: um fator para gerar sementes amarelas, que é dominante, e outro fator para gerar sementes verdes, recessivo.

Assim, a 1ª Lei de Mendel pode ser enunciada como a seguir:

“Todas as características de um indivíduo são determinadas por genes que separam-se, durante a formação dos gametas, sendo que, assim, pai e mãe transmitem apenas um gene para seus descendentes”.

Primeira e Segunda Lei de Mendel

A Primeira Lei de Mendel diz que cada característica é condicionada por dois fatores que se separam na formação dos gametas.

Nesse caso, Mendel estudou apenas a transmissão de uma única característica. Por exemplo, cruzou sementes amarelas com sementes verdes.

A Segunda Lei de Mendel baseia-se na transmissão combinada de duas ou mais características. Por exemplo, ele realizou cruzamentos de sementes verdes e rugosas com sementes amarelas e lisas.

Em conjunto, as Leis de Mendel explicam como as características hereditárias são transmitidas de uma geração à outra.

Por meio dos estudos de cruzamento de plantas com características diferentes foi possível comprovar que as mesmas mantém sua integridade ao longo das gerações.

Exercício Resolvido

1. (FUC-MT) Cruzando-se ervilhas verdes vv com ervilhas amarelas Vv, os descendentes serão:
a) 100% vv, verdes;
b) 100% VV, amarelas;
c) 50% Vv, amarelas; 50% vv, verdes;
d) 25% Vv, amarelas; 50% vv, verdes; 25% VV, amarelas;
e) 25% vv, verdes; 50% Vv, amarelas; 25% VV, verdes.

Resolução

Para resolver a questão deve-se realizar o cruzamento entre as ervilhas verdes recessivas (vv) e ervilhas amarelas heterozigóticas dominantes (Vv):

Vv x vv → os genótipos originados são: Vv Vv vv vv
Logo, temos 50% de Vv (ervilhas amarelas) e 50% vv (ervilhas verdes).

Resposta: Letra c) 50% Vv, amarelas; 50% vv, verdes.

Exercícios com resolução e comentários

1. (Unifor-CE) Um estudante, ao iniciar o curso de Genética, anotou o seguinte:

I. Cada caráter hereditário é determinado por um par de fatores e, como estes se separam na formação dos gametas, cada gameta recebe apenas um fator do par.
II. Cada par de alelos presentes nas células diploides separa-se na meiose, de modo que cada célula haploide só recebe um alelo do par.
III. Antes da divisão celular se iniciar, cada molécula de DNA se duplica e, na mitose, as duas moléculas resultantes se separam, indo para células diferentes.
A primeira lei de Mendel está expressa em:

a) I, somente.
b) II, somente.
c) I e II, somente.
d) II e III, somente.
e) I, II e III.

Ver Resposta

Alternativa c) I e II, somente.

Considerando as afirmações dadas e os enunciados da Primeira Lei de Mendel, sabemos que cada característica é condicionada por dois fatores que se separam na formação dos gametas, sendo que um deles é de origem materna e outro de origem paterna.

As células haploides são as que possuem apenas um conjunto cromossômico, logo eles não se apresentam em pares. Isso acontece porque foram separados durante a meiose de células diploides.

2. (PUC-SP) - Sabe-se que, em determinada raça de gatos, a pelagem preta uniforme é condicionada por um gene dominante B e a pelagem branca uniforme, pelo seu alelo recessivo b. Do cruzamento de um casal de gatos pretos, ambos heterozigotos, espera-se que nasçam:

a) 100% de gatos pretos.
b) 100% de gatos brancos.
c) 25% de gatos pretos, 50% de malhados e 25% de brancos.
d) 75% de gatos pretos e 25% de gatos brancos.
e) 100% de gatos malhados.

Ver Resposta

Alternativa d) 75% de gatos pretos e 25% de gatos brancos.

Com base nas informações dadas na questão, temos os seguintes alelos:

Pelagem preta uniforme - B (Alelo dominante)
Pelagem branca uniforme - b

Do cruzamento entre gatos pretos, temos:

Bb x Bb, com as seguintes proporções: BB, Bb, Bb e bb. Logo, 75% (BB, Bb, Bb) dos gatos terão a pelagem preta e 25% (bb) terão a pelagem branca.

Veja também: Exercícios sobre Primeira Lei de Mendel

3. (Unifesp-2008) Uma planta A e outra B, com ervilhas amarelas e de genótipos desconhecidos, foram cruzadas com plantas C que produzem ervilhas verdes. O cruzamento A x C originou 100% de plantas com ervilhas amarelas e o cruzamento B x C originou 50% de plantas com ervilhas amarelas e 50% verdes. Os genótipos das plantas A, B e C são, respectivamente,

a) Vv, vv, VV.
b) VV, vv, Vv.
c) VV, Vv, vv.
d) vv, VV, Vv.
e) vv, Vv, VV

Ver Resposta

Alternativa c) VV, Vv, vv.

As plantas A e B produzem ervilhas amarelas e no cruzamento produziram ervilhas 100% amarelas. Isso indica que a característica é condicionada por um alelo dominante (VV ou Vv).

No cruzamento entre a planta B e C foram originadas 50% de plantas de ervilhas amarelas e 50% de plantas de ervilhas verdes.

Logo, a característica ervilha verde é condicionada por um alelo recessivo (vv) e ele deve está presente na planta B e na planta C.

Assim, temos:

Planta A (VV) - ervilha amarela homozigota.
Planta B (Vv) - ervilha amarela heterozigota.
Planta C (vv) - ervilha verde homozigota.

Licenciada em Ciências Biológicas (2010) e Mestre em Biotecnologia e Recursos Naturais pela Universidade do Estado do Amazonas/UEA (2015). Doutoranda em Biodiversidade e Biotecnologia pela UEA.

Quais características Mendel observou em seu experimento?

Quantas características Mendel analisou?

Que tipos de características Mendel analisou em seus trabalhos?

Quais características simultâneas foram consideradas por Mendel para realizar um dos seus experimentos?