Thomas Hunt Morgan e as moscas de fruta

RKA12C No último vídeo, paramos entre 1902 e 1903, a genética mendeliana tinha sido redescoberta na virada do século, e a teoria cromossômica tinha sido proposta independentemente por Boveri e Sutton, teoria essa em que os cromossomos seriam o local onde os fatores hereditários que Mendel já havia mencionado estariam realmente localizados. Mas nós falamos no vídeo anterior que isso era apenas uma teoria baseada em algumas observações da meiose e vendo como os cromossomos se comportam. E eles pareciam se comportar de maneira análoga a alguns destes fatores hereditários descritos por Mendel. Mas, realmente, a gente não tinha uma boa prova celular de que os cromossomos, de fato, eram a localização para esses fatores hereditários. E nós não tivemos essa prova até que começamos a olhar para o trabalho de Thomas Hunt Morgan. Em 1908, ele decidiu estudar moscas da fruta. Mas por que ele quis estudar moscas da fruta? Bom, você já sabe que essas moscas são muito, muito pequenas, e nós conseguimos colocar uma tonelada dessas moscas dentro de um frasco, o que é conveniente. Muitas vezes, você pode não pensar sobre a logística da Ciência, mas poder colocar um monte de moscas dentro de um frasco era muito conveniente e era realmente muito barato, o que é uma outra preocupação prática da Ciência. Nós nem sempre temos os recursos necessários para desenvolver o nosso trabalho. Além disso, essas moscas têm vidas curtas e se reproduzem muito. Então, você pode rapidamente ter muitos e muitos filhos de muitas e muitas gerações diferentes, o que é muito bom se você quiser estudar como os diferentes traços são passados adiante ou não. Ele, então, começou o seu trabalho em 1908, e ele continuou reproduzindo essas moscas em busca de algum tipo de mutação. Em geral, quando a gente olha para a característica de uma espécie, a gente chama de tipo selvagem aquele tipo que é normalmente visto, enquanto um tipo mutante seria aquele que é mais incomum. E, depois de dois anos, ele finalmente conseguiu descobrir uma característica mutante em suas moscas da fruta. Ele encontrou um macho com os olhos brancos. Este aqui é o macho de olhos brancos. Ele disse: "bom, agora, isso é interessante! Eu vou, então, pegar este macho de olhos brancos e começar a cruzá-lo com fêmeas, e ver como isso realmente ocorre". Bem, o que ele fez, na verdade, foi pegar um frasco cheio de fêmeas e colocar o macho de olhos brancos lá dentro. E, então, o cruzamento aconteceu por si só. O interessante foi o padrão de herança que ele viu para esse traço dos olhos brancos, porque a gente tem aqui uma geração parental. Mas, em seguida, na geração F₁, todas as fêmeas tinham os olhos vermelhos e todos os machos tinham os olhos vermelhos. Então, para essa primeira geração, não estava muito claro que qualquer coisa interessante estava acontecendo. Mas, então, quando ele cruzou os indivíduos da geração F₁ entre si... Eu sei que alguns de vocês estão pensando que eles vão ser todos irmãos e irmãs sendo cruzados. Provavelmente, sim. Eles são irmãos ou meios-irmãos se eles vierem de mães diferentes. Alguns deles, provavelmente, são irmãos de fato. Mas, sim, é disso que nós estamos falando quando estamos cruzando uma geração F₁ uns com os outros... Bom, então, ele achou um padrão muito interessante de três para um na proporção de olhos vermelhos para olhos brancos. Assim, para cada quatro moscas da fruta que ele via, três seriam de olhos vermelhos e uma teria olhos brancos. Então, a característica dos olhos brancos fez uma reaparição, o que, por si só, é interessante, mostrando que essa característica pode ser transmitida geneticamente, o que é bastante interessante também, porque se tratava de um mutante que só apareceu depois de muitas e muitas gerações que se estava observando. Outra coisa interessante aqui é que essa proporção de três para um aparecia muito na genética mendeliana. E um outro detalhe é que ele só observou os olhos brancos nos machos da geração F₂, nessa segunda geração de cruzamentos. Você pode estar se perguntando: "Por que isto é uma grande coisa?". Bom, ele era um cara muito esperto e disse: "Bem, olha, eu só estou vendo isso nos machos". E não é como se ele tivesse visto isso por pouco tempo, né? Ele teve centenas de gerações. E ele viu isso na proporção de aparecerem duas fêmeas de olhos vermelhos para um macho de olhos vermelhos e um macho de olhos brancos. Assim, através dessas centenas de gerações, ele só foi observar os olhos brancos nos machos. E ele pensou que isso, de alguma forma, poderia estar, então, relacionado com o cromossomo que determina o sexo. Ele foi, então, capaz de dizer, ele supôs que esse traço mutante, que o alelo mutante, estaria sendo carregado pelo cromossomo X. Assim, o genótipo para essa primeira mosca mutante, para esse macho de olhos brancos... E esta aqui é uma notação que a gente geralmente adota, porque nós estamos assumindo que o gene está em cromossomo sexual, um cromossomo ligado ao sexo, neste caso, o cromossomo X. De maneira que nós vamos especificar o genótipo desse macho de olhos brancos tendo essa característica no cromossomo X, né? O alelo estava ali no cromossomo X. Em seguida, há um cromossomo Y, e não vai ter nenhuma variação para os genes desse cromossomo. Então, nós estamos assumindo que esse traço estava contido apenas no cromossomo X. Você provavelmente já ouviu falar em indivíduos heterozigotos ou homozigotos. Pois bem, neste caso, nós temos um hemizigoto, porque nós temos apenas uma versão do alelo em um dos dois cromossomos, que ele vai obter a partir de cada um de seus pais. Então, este seria o genótipo do macho de olhos brancos. Bom, o genótipo para as fêmeas de olhos vermelhos vai ser especificado pelo cromossomo X. E as fêmeas têm dois cromossomos X, assim como nos seres humanos. Assume-se, então, que as fêmeas têm o alelo vermelho. E a notação para o alelo vermelho é "W+": "W" de "white", do inglês "branco". Além disso, você poderia pensar: "Bom, por que a gente não usa a letra ‘R’ de ‘red’ (vermelho) para as fêmeas?”. Mas, bem, a convenção geral em genética é se usar a letra do primeiro traço mutante descoberto para aquele gene. Neste caso, o W representa branco e, em seguida, você usa o "+" para o tipo selvagem. Neste caso, os olhos vermelhos. Então, este aqui vai ser o genótipo das fêmeas de olhos vermelhos. Assim, quando você cruza aquela primeira geração com os machos de olhos brancos, esse macho pode produzir gametas que vão ter o cromossomo X, que vai ter este alelo branco, ou, então, gametas com o cromossomo Y, que não vai ter o alelo. A fêmea, de qualquer maneira, produz gametas apenas com cromossomo X. E, neste caso, ambos estão indo com o alelo selvagem. E a gente pode ver aqui neste cruzamento que você poderia ter um X de ambos os pais. E, se você recebe dois X, um de cada pai, você vai ser do sexo feminino. Então, aqui, você vai ter um alelo do tipo selvagem e um alelo do tipo mutante. Como o alelo do tipo selvagem parece ser dominante, ele ainda vai mostrar o fenótipo de olhos vermelhos. Então, as fêmeas aqui ainda vão ter os olhos vermelhos, mas elas vão ser heterozigotas, carregando o alelo branco. Agora, olhando aqui para a prole masculina. Bom, para ser macho, você tem que receber um cromossomo Y do seu pai. A partir desse cromossomo, você não é capaz de obter nenhum alelo. Eles tiveram, então, o alelo do tipo selvagem vindo do X da mãe. A gente pode observar que aqui, nesta primeira geração, todos os machos tinham olhos vermelhos, porque eles só têm uma cópia do alelo tipo selvagem vindo da mãe. E a mãe era do tipo selvagem. Mas, o interessante mesmo é o cruzamento que a gente vai ver na próxima geração. Se você pegar estas fêmeas de olhos vermelhos, que são heterozigotas, e cruzá-las com machos de olhos vermelhos, o que vai acontecer? Bom, aqui nesta geração, então, de novo, para ser do sexo feminino, você tem que ter um X da sua mãe e um X do seu pai. Assim, se o X do seu pai tem o traço selvagem, como esse traço é dominante, é ele que vai aparecer, independentemente do alelo que você pegou do cromossomo da sua mãe. Aqui, neste caso, as fêmeas podem ser homozigotas ou heterozigotas. Entre os machos vai, então, acontecer uma coisa interessante. A gente pode ver que o macho vai ser um hemizigoto, tendo um X que pode vir da sua mãe e que tem o alelo vermelho selvagem ou ele recebendo um alelo branco da sua mãe, do tipo mutante. Aqui está a exata observação que o Morgan fez. Porque, se ele receber apenas o alelo mutante, este fenótipo vai então se expressar. Essa foi uma coisa interessante que o Morgan foi capaz de ver! Ele começou a gerar essas moscas em 1908 e, só depois de alguns anos, ele foi finalmente encontrar seu primeiro mutante, que era um macho de olhos brancos. Entre 1910 e 1911, ele publicou essas descobertas na revista Nature. E a razão pela qual isso é uma grande coisa é que essas observações feitas pelo Morgan são consistentes com os traços que estão no cromossomo X. Ele foi, então, capaz de demonstrar uma ligação entre os cromossomos ligados ao sexo e os fatores hereditários, daqueles que Mendel já havia falado. Ele e seus alunos estudaram muitos anos. Posteriormente, ele até recebeu um Prêmio Nobel pelo seu trabalho, o que é realmente uma grande coisa. E ele finalmente foi capaz de desenhar as conexões entre os fatores hereditários e a teoria de Boveri e Sutton, mostrando que talvez os cromossomos realmente tenham alguma ligação com os fatores hereditários e mostrando que os cromossomos sexuais parecem transportar os genes para cor de olhos no caso das moscas da fruta.