As leis de Mendel, o pai da Genética

O estudo da genética iniciou-se antes das leis de Mendel, mas eram estudos primitivos e sem resultados práticos devido à escolha do material de estudo, que eram em sua maioria muito complexos, animais geralmente.

O sucesso de Mendel deve-se, em grande parte, a escolha do material para estudo, pois ao usar plantas como base, Mendel conseguia resultados rápidos, um alto número de descendentes, a possibilidade de fazer auto-fecundação e ainda guardar sementes para serem estudadas posteriormente.

Mendel nasceu na Áustria em 1822 com o nome de Johann Mendel, passando a adotar o nome de Gregor Mendel, em 1847, quando se ordenou a padre, desenvolvendo paralelamente trabalhos científicos e religiosos. Era botânico e biólogo, sendo hoje considerado o pai da genética. Faleceu em 1884 devido a problemas renais.

Foto: Reprodução/Wikimedia Commons

As Leis de Mendel

Antes de entendermos as leis de Mendel, temos antes que saber o que a Teoria da Evolução, de 1859, de Darwin, tem a ver com as leis de Mendel. A Teoria de Darwin revolucionou a ciência e a forma como o mundo via a espécie humana, deixando de vê-la como espécie isolada das demais.

Em resumo, a teoria de Charles Darwin dizia que todas as espécies vinham de um único ancestral comum, e que esse ancestral foi aos poucos, e lentamente, evoluindo e originando todas as espécies do planeta.

Além disso, esta teoria dizia também que um indivíduo herdaria as características de seus pais em medidas iguais, isto é, 50% de cada progenitor. Isso foi genial na época, mas trouxe consigo um grande problema que colocaria a teoria em xeque: se a evolução dava-se por seleção natural do indivíduo mais adaptado, entendido como superior, este só passaria metade de suas características para sua descendência. Então como poderiam seus filhos herdar essa superioridade se um dos pais fosse inferior?

Isso faria com que o indivíduo fosse mediano, nem superior nem inferior! A característica da superioridade não estaria presente no individuo e logo não passaria para sua prole, o que é o mesmo que dizer que a evolução não foi passada adiante.

Paralelo a isso, nos anos de 1856 a 1863, Mendel estava fazendo cruzamento em plantas e observando o resultado desses cruzamentos. Neles ele observou que quando essas plantas tinham determinada característica diferente entre si, como a cor de uma ervilha por exemplo, que poderia ser amarela ou verde, ao cruzar essas plantas, ao invés de obter plantas filhas que dessem ervilhas de coloração misturada, como seria esperado de acordo com a Teoria de Darwin (ervilhas verdes e amarelas na mesma planta, ou uma terceira cor formada pela mistura do verde e do amarelo), apenas uma das cores era mantida, enquanto a outra não aparecia. A grande sacada foi quando Mendel voltou a cruzar essa segunda geração de plantas. Nesse momento as duas cores voltaram a aparecer.

Entretanto a comunidade cientifica da época não mostrou interesse pelas descobertas de Mendel que parou suas pesquisas científicas em 1968 para dedicar-se às atividades burocráticas no convento que fazia parte. Sua pesquisa ficou esquecida ate 1900 quando três pesquisadores que trabalhavam independentes uns dos outros na Alemanha (Karl Corens), Áustria (Erich Von Tschermak) e na Holanda (Hugo De Vries) descobriram através de estudos semelhantes aos de Mendel as leis da hereditariedade, as quais já tinham sido descritas por Gregor Mendel 34 anos antes, dando-lhe assim o reconhecimento pelas suas descobertas, as chamadas Leis da Hereditariedade, ou Leis de Mendel.

Os experimentos de Mendel

Antes de sabermos o que anuncia as leis da hereditariedade, temos que entender como foram feitas as experiências de Mendel. Não por acaso, Mendel escolheu estudar plantas e animais de pequeno porte, como camundongos ou insetos como abelhas, por terem reprodução rápida. Sua teoria foi baseada nos experimentos que ele realizou com ervilhas, também de reprodução rápida, e com a vantagem de poder ter sementes que poderiam ser armazenadas para estudos posteriores. Sua metodologia foi a seguinte:

De forma didática, considere plantas “puras”, isto é, que apresentam apenas uma possibilidade em seu DNA para determinada característica: semente amarela por exemplo. Significa dizer que todos os filhos desta planta pura também serão puras desde que o cruzamento dela seja feito com uma outra planta pura. Assim Mendel cruzou plantas puras que produziam sementes amarelas com puras de mesma característica e observou que as plantas geradas deste cruzamento só produziam sementes amarelas, e fez o mesmo com as plantas que produziam sementes verdes, obtendo o mesmo resultado, e com outras características de ambas as plantas como porte, cor da vagem, da flor, etc.

Após esses resultados ele cruzou novamente essas plantas, mas desta vez com possibilidades diferentes para a mesma característica: plantas que produziam sementes verdes com plantas que produziam sementes amarelas. Para essas, as possibilidades de cor ele chamou de “Fator” e essa geração nascida deste cruzamento ele chamou de híbridos. Mendel percebeu que as plantas híbridas da primeira geração de plantas puras ainda apresentavam apenas uma cor de sementes: Amarelas.

Foi então que ele fez o cruzamento entre híbridas, tendo como resultado plantas que produziam sementes amarelas e plantas que produziam sementes verdes. Com isso Mendel deduziu que o fator para sementes verdes não havia desaparecido na primeira geração, apenas não tinha se manifestado na planta.

Com isso ele observou também outros fatores, como por exemplo: que as plantas que produziam sementes verdes apareceram numa proporção de aproximadamente 25%, deduzindo então que algumas características eram dominantes diante de outras e, com isso, a característica que não fosse dominante, chamada de recessiva, não iria se manifestar quando a dominante estivesse presente, fazendo isso apenas nas plantas puras.

Imagem: Reprodução/Blog Hugo Ajuda Biologia

Por fim, ele percebeu ainda que para qualquer característica, a planta trazia dois fatores, um herdado da mãe e o outro do pai. Atualmente damos a esses fatores o nome de Gene, isso porque, naquela época, termos tais como gene, cromossomo, DNA e tantos outros usados atualmente ainda nem existiam.

Desta forma, as leis de Mendel apresentam o seguinte enunciado:

Imagem: Reprodução/Só Biologia

Primeira Lei de Mendel

Baseada na comprovação da existência da dominância e da recessividade dos genes e de que cada gameta carrega um gene simples, também chamado de Lei da Pureza dos Gametas, seu enunciado diz o seguinte: cada característica é determinada por um par de fatores herdados um de cada progenitor.

Segunda Lei de Mendel

Nessa fase de seu estudo, Mendel estava cruzando mais de uma característica das plantas. Ele usou plantas puras com sementes amarelas lisas (VVRR), traços dominantes, e plantas também puras com sementes verdes e rugosas (vvrr), estes sendo traços recessivos. O estudo dessas duas características Mendel chamou de Diibridismo, e o resultado desse cruzamento já era esperado, todas as plantas produziam sementes amarelas lisas, pois estes fatores eram dominantes e as características recessivas não apareceriam na presença desses fatores (VvRr).

Da mesma forma, Mendel cruzou os híbridos resultantes do cruzamento anterior e achou as seguintes possibilidades:

Imagem: Reprodução/Biologia em sua vida

Com esse resultado, foi formulado a Segunda Lei de Mendel, também chamada de Lei da Segregação Independente, que diz que dois ou mais fatores separam-se nos híbridos de forma independente um do outro para formação dos gametas, voltando a combinar-se aleatoriamente na fecundação. Com isso, três quartos da geração apresentaram características dominantes e apenas um quarto apresentaram as características recessivas.

Terceira Lei de Mendel

Também chamada de Lei da Distribuição Independente, diz que cada fator puro para cada característica é transmitida à geração seguinte de forma independente uma da outra seguindo as duas leis anteriores. Os híbridos possuem o fator recessivo, mas este é encoberto pelo fator dominante.

A terceira Lei é tida como um resumo das duas leis anteriores, por isso há autores que não a levam em conta. Tem ainda aqueles que consideram que as leis de Mendel são duas e não três, embora três seja o número de leis mais utilizado didaticamente.