quarta-feira, 3 de dezembro de 2014

                           mendel e a historia da genetica

história da genética começou com o trabalho do frade agostiniano Gregor Johann MendelSeu trabalho usando como modelo a ervilha, publicado em 1866, descreveu o que seria conhecido mais tarde como herança mendeliana. Grande variedade de teorias da hereditariedade se proliferaram séculos antes e décadas após o trabalho de Mendel.1
O ano de 1900 foi marcado pela "redescobrimento de Mendel" pelos cientistas Hugo de VriesCarl Correns eErich von Tschermak, e em 1915 os princípios básicos da genética mendeliana já haviam sido aplicados a uma variedade de organismos, como a mosca da fruta Drosophila melanogaster. Liderado por Thomas Hunt Morgane seus colegas "drosofilistas", o grupo de geneticistas desenvolveram o conceito de Mendelismo, o qual foi amplamente aceito em 1925. Ao lado do trabalho experimental, matemáticos desenvolveram o quadro estatístico da genética de populações, trazendo as explicações genéticas para os estudos de evolução.
Com os padrões básicos de herança genética estabelecidos, os cientistas dedicaram-se então às investigações da natureza física do gene. Nos anos 1940 e início dos anos 1950, experimentos apontaram o DNA como parte de cromossomos que continha os genes. Um foco em novos modelos de organismos, tais como vírus ebactérias, juntamente com a descoberta da estrutura de dupla hélice do DNA, em 1953, marcaram a transição para a era da genética molecular.2
Nos anos seguintes, químicos desenvolveram técnicas para sequenciamento de proteínas3 e ambos os ácidos nucleicos, enquanto outros elaboraram a relação entre as duas formas de moléculas biológicas: o código genético. A regulação da expressão gênica se tornou uma questão central na década de 1960; na década seguinte a expressão gênica já podia ser controlada e manipulada por técnicas da engenharia genética. Nas últimas décadas do século 20, muitos cientistas focaram em projetos de grande escala, como o seqüenciamento completo de genomas.

História de Mendel

Mendel

Gregor Mendel nasceu em 1822, em Heinzendorf, na Áustria. Era filho de pequenos fazendeiros e, apesar de bom aluno, teve de superar dificuldades financeiras para conseguir estudar. Em 1843, ingressou como noviço no mosteiro de agostiniano da cidade de Brünn, hoje Brno, na atual República Tcheca. Mendel morreu em Brünn, em 1884. Ele foi batizado com o nome de Johann Mendel, mudando o nome para Gregor após ingressar para a ordem religiosa dos agostinianos. Foi ordenado sacerdote no ano de 1847. Somente no começo do século XX que alguns pesquisadores puderam verificar a importância das descobertas de Mendel para o mundo da genética. Mendel é considerado o pai da genética, pois descobriu várias coisas relativas à hereditariedade. Por causa de seus estudos e experimentos com ervilhas, a genética avançou e hoje temos uma infinidade de artigos e pesquisas nessa área que são úteis para o entendimento da vida.

O trabalho de Mendel obteve sucesso graças a vários fatores, entre eles podemos destacar:
·         O uso de plantas com características que favoreciam a realização de cruzamentos e a produção de indivíduos “puros”, além de poderem ser plantadas em pouco espaço com a produção de indivíduos com muitas variedades de características.

·         O método de estudo e obtenção de espécies puras através da seleção e promoção de retrocruzamentos permitiu que Mendel observasse determinadas frequências que ocorriam e que por ele foram brilhantemente observadas e “traduzidas”.

1º Lei de Mendel

1º Lei de Mendel

Em um de seus experimentos, cruzou ervilhas de semente lisa com ervilhas de semente rugosa, a qual chamou de Geração Parental, representada pela letra P e observou que todos os descendentes possuíam sementes lisas, e foram chamados de Geração F1. A variedade rugosa não aparecia na F1. Ao cruzar indivíduos da geração F1, obteve-se a geração F2, na qual 75% ou 3/4 dos indivíduos possuíam sementes lisas e 25% ou 1/4 possuíam sementes rugosas.

Mendel concluiu que o fator responsável pela textura lisa da semente era dominante sobre o fator para a textura rugosa, ocultando-a na geração F1, e que este caráter é determinado por um par de fatores. Na geração parental esses fatores são iguais, pois os indivíduos são puros, e são representados da seguinte forma:
RR para semente lisa, dominante (utiliza-se a letra inicial da característica recessiva);
rr para semente rugosa, recessiva;
Na produção de gametas, esses fatores se separam e vai cada um pra um gameta, para que a carga genética seja sempreconstante nas espécies, pois metade vem do gameta feminino e a outra metade do masculino.
Ao cruzar indivíduos RR com rr, obteve-se 100% da geração F1 Rr, porém apenas o fator dominante se expressava:
R
R
r
Rr
Rr
r
Rr
Rr
E ao cruzar os híbridos da geração F1, 3/4 dos indivíduos eram dominantes e 1/4 eram recessivos:
R
r
R
RR
Rr
r
Rr
rr
Este estudo ficou conhecido como 1ª Lei de Mendel e pode ser enunciado da seguinte forma: “cada caráter é determinado por um par de fatores que se separam na formação dos gametas, indo um fator do par para cada gameta, que é, portanto, puro.

2º lei de Menel

A segunda lei de Mendel 

A segregação independente de dois ou mais pares de genes:

Além de estudar isoladamente diversas características fenotípicas da ervilha, Mendel estudou também a transmissão combinada de duas ou mais características. Em um de seus experimentos, por exemplo, foram considerados simultaneamente a cor da semente, que pode ser amarela ou verde, e a textura da casca da semente, que pode ser lisa ou rugosa.

Plantas originadas de sementes amarelas e lisas, ambos traços dominantes, foram cruzadas com plantas originadas de sementes verdes e rugosas, traços recessivos. Todas as sementes produzidas na geração F1 eram amarelas e lisas.

A geração F2, obtida pela autofecundação das plantas originadas das sementes de F1, era composta por quatro tipos de sementes:

9/16 amarelo-lisas

3/16 amarelo-rugosas

3/16 verde-lisas

1/16 verde-rugosas


Em proporções essas frações representam 9 amarelo-lisas: 3 amarelo-rugosas: 3 verde-lisas: 1 verde-rugosa


Com base nesse e em outros experimentos, Mendel aventou a hipótese de que, na formação dos gametas, os alelos para a cor da semente (Vv) segregam-se independentemente dos alelos que condicionam a forma da semente (Rr). De acordo com isso, um gameta portador do alelo V pode conter tanto o alelo Rcomo o alelo r, com igual chance, e o mesmo ocorre com os gametas portadores do alelo v.
Uma planta duplo-heterozigota VvRr formaria, de acordo com a hipótese da segregação independente, quatro tipos de gameta em igual proporção: 1 VR: 1Vr: 1 vR: 1 vr.



A segunda Lei de Mendel

A segunda lei de Mendel


Mendel concluiu que a segregação independente dos fatores para duas ou mais características era um princípio geral, constituindo uma segunda lei da herança. Assim, ele denominou esse princípio segunda lei da herança ou lei da segregação independente, posteriormente chamada segunda lei de Mendel: Os fatores para duas ou mais características segregam-se no híbrido, distribuindo-se independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso.

A proporção 9:3:3:1

Ao estudar a herança simultânea de diversos pares de características. Mendel sempre observou, em F2, a proporção fenotípica 9:3:3:1, conseqüência da segregação independente ocorrida no duplo-heterozigoto, que origina quatro tipos de gameta.

Segregação independente de 3 pares de alelos

Ao estudar 3 pares de características simultaneamente, Mendel verificou que a distribuição dos tipos de indivíduos em F2 seguia a proporção de 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1. Isso indica que os genes para as 3 características consideradas segregam-se independentemente nos indivíduos F1, originando 8 tipos de gametas.

Em um dos seus experimentos, Mendel considerou simultaneamente a cor (amarela ou verde), a textura da casca (lisa ou rugosa) e a cor da casca da semente (cinza ou branca).

O cruzamento entre uma planta originada de semente homozigota dominante para as três características (amarelo-liso-cinza) e uma planta originada de semente com traços recessivos (verde-rugosa-branca) produz apenas ervilhas com fenótipo dominante, amarelas, lisas e cinza. Esses indivíduos são heterozigotos para os três pares de genes (VvRrBb). A segregação independente desses três pares de alelos, nas plantas da geração F1, leva à formação de 8 tipos de gametas.

Os gametas produzidos pelas plantas F1 se combinam de 64 maneiras possíveis (8 tipos maternos X 8 tipos paternos), originando 8 tipos de fenótipos.

 

Calculo dos gametas na segregação

Determinando o número de tipos de gametas na segregação independente

Para determinar o número de tipos de gametas formados por um indivíduo, segundo a segregação independente, basto aplicar a expressão 2n, em que n representa o número de pares de alelos no genótipo que se encontram na condição heterozigota.

Obtendo a Proporção 9:3: 3:1 sem Utilizar o Quadro de Cruzamentos
Genótipo
Valor de n
2n
Número de gametas
AA
0
20
1
Aa
1
21
2
AaBB
1
21
2
AaBb
2
22
4
AABbCCDd
2
22
4
AABbCcDd
3
23
8
AaBbCcDd
4
24
16
AaBbCcDdEe
5
25
32

A 2º lei de Mendel é um exemplo de aplicação direta da regra do E de probabilidade, permitindo chegar aos mesmos resultados sem a construção trabalhosa de quadro de cruzamentos. Vamos exemplificar, partindo do cruzamento entre suas plantas de ervilha duplo heterozigotas:
P: VvRr X VvRr
  • Consideremos, primeiro, o resultado do cruzamento das duas características isoladamente:
Vv X Vv
Rr X Rr
3/4 sementes amarelas
3/4 sementes lisas
1/4 sementes verdes
1/4 sementes rugosas
  • Como desejamos considerar as duas características simultaneamente, vamos calcular a probabilidade de obtermos sementes amarelas e lisas, já que se trata de eventos independentes. Assim,
sementes amarelas              E              sementes lisas
                             
           3/4                      X                  3/4                      =     9/16
  • E a probabilidade de obtermos sementes amarelas e rugosas:
sementes amarelas               E              sementes rugosas
                 
           3/4                      X                   1/4                     =    3/16
  • Agora a probabilidade de obtermos sementes verdes e lisas:
sementes verdes                E              sementes lisas
                      
          1/4                     X                    3/4                     =   3/16
  • Finalmente, a probabilidade de nós obtermos sementes verdes e rugosas:
  sementes verdes               E              sementes rugosas
               
         1/4                      X                   1/4                    =   1/16


Utilizando a regra do E, chegamos ao mesmo resultado obtido na construção do quadro de cruzamentos com a vantagem da rapidez na obtenção da resposta.

quarta-feira, 3 de setembro de 2014

Casos especiais de reprodução


Partenogênese:Desenvolvimento do embrião a partir de óvulo não fecundado. Geralmente, os indivíduos são haploides (zangões e escorpiões-amarelos), mas podem ser diploides quando não ocorre meiose ou quando o corpo polar se junta ao ovo (ex: algumas espécies de pulgões e de borboletas, respectivamente).Formação de um embrião a partir de um óvulo não fertilizado. Com baixa variabilidade genética na população, diminuindo a capacidade de se adaptar a novos ambientes.Ex: abelhas, pulgões, vespas, formigas...


Pedogênese:A pedogênese ocorre, geralmente, em indivíduos em estágio larvário. Estes podem dar origem a novas larvas, por partenogênese ou por células não reprodutivas. O platelminto Fasciola hepatica e o Schistosoma mansoni podem se reproduzir dessa forma. Ocorre em larvas de certas espécies, as quais possuem células especiais capazes de originar outras larvas. Exemplos: Schistosoma mansoni.

Poliembrionia:Pode ocorrer em casos de animais ovíparos ou em partenogênese. Durante as divisões mitóticas, cada célula pode dar origem a um novo indivíduo. O resultado deste caso especial de reprodução é o nascimento de dois ou mais seres, muito semelhantes e, necessariamente, do mesmo sexo. Gêmeos univitelinos são formados por este processo. Seres humanos, tatus, cães, coelhos e alguns insetos são exemplos de espécies que este tipo reprodutivo pode ocorrer. Formação de dois ou mais embriões a partir de um único óvulo fecundado, forma gêmeos idênticos (univitelinos ou monozigóticos).