Herança Mendeliana e quadros de Punnett

RKA8JV - Alô, alô moçada! O ilustre senhor que você vê nesta foto aqui é chamado Gregor Mendel, conhecido como nada mais nada menos do que o pai da genética. Logo mais nós veremos o porquê deste título. Bom, Mendel era um abade que vivia no mosteiro de Morávia, onde atualmente é a República Tcheca. Muitas pessoas antes de Mendel cultivaram plantas para fins agrícolas, mas Mendel olhou de forma diferente para as plantas. Ao observar as gerações de ervilhas, Mendel conseguiu desvendar parte do mistério sobre a transmissão de características. Esse sábio abade realizou experimentos com ervilhas entre 1.856 a 1.863. Durante este período, Mendel cultivou cerca de 28.000 pés de ervilha a fim de compreender como as características eram passadas. Ele estudou diversos aspectos sobre as sementes, ervilhas e a própria planta. Uma das características que ele observou foi a altura. Até então, era dito sobre a teoria dominante, onde se você cruzasse pés de ervilhas que eram altos, você teria uma prole de tamanho médio, mas não foi isso que Mendel observou. Quando ele cruzou ervilhas altas com ervilhas baixas, como vocês podem ver neste primeiro cruzamento aqui, o que resultou foi uma geração inteira de plantas altas. Depois, ele autofertilizou as plantas que resultou deste cruzamento. Aliás, a autofertilização é algo curioso entre algumas plantas, onde elas produzem gametas femininos e masculinos. Bom, após a autofertilização, ele obteve uma proporção próxima de 3 para 1, ou seja, três plantas altas para uma baixa. Mendel não viu, pelo menos para este traço que ele avaliava, que era a altura, uma mistura ocorrer no final do cruzamento, uma planta média por exemplo. Outra coisa que notou é que a característica de ser uma planta baixa só apareceu nessa segunda geração. Na tentativa de explicar esses resultados, Mendel fez uma hipótese de que existem fatores hereditários que são herdados dos pais de um organismo, então estão relacionados a alguma característica específica, no caso, a altura. Hoje nós sabemos que o que Mendel chamou de fator, na verdade são os genes. Hoje nós chamamos de genes, embora Mendel não teria utilizado o termo na época. Mesmo assim ele formulou a hipótese de que esses fatores podem ter versões diferentes. Hoje, nós já sabemos que essas versões diferentes de um gene são ditas alelos. Podemos chamar o gene da altura de gene "A". O alelo que resulta em um padrão de altura alto para ervilha é o alelo "A" maiúsculo. Então, este confere a altura da planta alta. E o alelo "a" minúsculo para a planta com altura baixa. De modo geral, os organismo terão dois alelos para os genes, herdando um alelo de cada parental. Por exemplo: um organismo pode ter 2 alelos altos ou 2 alelos baixos ou 1 de cada, ou seja, pode ser "AA", "Aa" e "aa". Quando um organismo produz seus gametas, o espermatozoide para o homem e o ovócito secundário para a mulher, cada gameta contribuirá com apenas 1 alelo para a sua descendência. Esta contribuição de um alelo ou de outro é conhecida como lei da segregação independente de Mendel. Podemos desenhar o que é conhecido como quadro de Punnett para representar o que estamos falando. Você desenha uma grade, como esta aqui que eu fiz para você. O Mendel não inventou este esquema, mas o raciocínio que ele utilizou foi o mesmo. O quadro de Punnett foi inventado por Reginald Punnett, em 1.905, e é bem útil quando precisamos pensar sobre probabilidades e combinações com base no que cada parental pode contribuir para a futura geração de descendentes. Bom, digamos que estejamos falando sobre a planta alta e que ela tenha, por exemplo, os dois alelos para o gene alto, ou seja, "AA", ou seja, "A" maiúsculo e "A" maíusculo. Portanto, ela pode contribuir com um "A" e outro "A". E digamos que a planta baixa tenha os dois alelos para planta baixa, portanto, dois "a" minúsculos aqui. Então, quais são as combinações possíveis para sua descendência? Bom, aqui podemos combinar um "A" deste parental com o "a" desse outro parental. Em outro cenário podemos combinar esse "A" com este "a", e podemos fazer o mesmo aqui, este "A" com esse "a". E, por fim, nesse quarto e último cenário, um "A" e um "a". Bom, e o resultado é exatamente o mesmo, "Aa" em todas as possibilidades. A razão pela qual em todos esses casos a geração de descendentes é sempre uma planta alta, é porque todos os alelos que compunham esta geração eram para a versão alta. Mendel cunhou este alelo de versão dominante. O alelo, ou na verdade, versão, porque era assim que ele chamava na época, que determinava as plantas baixas em altura, era dito recessivo. Então, mesmo que você tenha um alelo de cada, o traço que será exibido é o dominante, no caso, plantas altas. Chamamos isso de fenótipo. Fenótipo é o conjunto de caraterísticas observáveis em um organismo, sejam elas morfológicas ou fisiológicas. Vejamos agora como podemos explicar o que acontece na próxima geração. Bom, deixe-me só te ensinar um pouco sobre as notações gráficas que utilizamos na genética. A primeira geração de pais ou parental, nós simbolizamos pela letra "P", assim. A primeira geração de descendentes, nós chamamos de F₁, que vem de filial 1. A geração seguinte, então, seria a geração F₂, ou filial 2. Beleza, agora voltemos a tentar entender o que aconteceria na geração F₂, que resultou da autofecundação de F₁. Vamos fazer um outro quadro de Punnet. Já sabemos sabemos que a F₁ possui alelos "Aa", portanto, no quadro de Punnett, colocamos aqui os gametas possíveis: o "A" dominante e o "a" recessivo. Isso aqui em um parental. Como a gente está autofertilizando, o mesmo é válido aqui deste outro lado. Um "A" maiúsculo dominante e um "a" minúsculo recessivo. Vejamos agora o que vai acontecer com a prole. Neste primeiro quadrado temos a possibilidade de combinar um "A" deste parental com este outro "A" maiúsculo também deste outro parental. Neste outro quadrado aqui, podemos combinar o "A" maiúsculo de um parental com o "a" minúsculo do outro parental. Na terceira possibilidade temos: um "a" minúsculo de um parental com um "A" maiúsculo do outro. Por fim, temos também a combinação de um "a" minúsculo com outro "a" minúsculo do outro parental. Aceitando a hipótese de dominância e recessividade, esperaríamos que as plantas que possuem pelo menos um "A" maiúsculo, exibiriam o fenótipo "altas", já que o "A" maiúsculo confere dominância. Portanto, probabilisticamente, temos 3 possibilidades em 4 das plantas serem fenotipicamente altas, e uma chance em 4 das plantas serem fenotipicamente baixas. Foi exatamente isso que Mendel viu. Nesta, nesta outra aqui, e nesta outra possibilidade, temos o fenótipo de plantas altas, portanto, 3 plantas altas. Nesta possibilidade aqui temos apenas uma chance em 4 de termos plantas baixas. É incrível que Mendel tenha sido capaz de observar tantas coisas sem saber nada sobre cromossomos, genes, alelos e muito mais do que sabemos hoje. Hoje sabemos que isso funciona porque temos 23 pares de cromossomos e cada um desses pares tem cópias, versões diferentes de um mesmo gene, os alelos, e, quando a meiose ocorre, você tem a formação de gametas que tiveram seus genes e seus alelos segregados de forma independente. Mendel foi incrível descobrindo isso tudo no século 19. Veremos mais detalhes sobre este tema nos próximos vídeos. Bons estudos, e até a próxima!