Perspectiva Histórica

José Ribamar Universidade Federal do Piauí

Núcleo de Estudos em Genética e Melhoramento (GEM) CNPJ: 12.597.925/0001-40

Perspectiva Histórica

 Hereditariedade – Rev. Francesa (1789): Termo

jurídico relativo à propriedade e poder monárquico;

 Sociedades Primitivas – Mulher (Vida) – Não

percebiam o elo da relação sexual e gravidez;

 Sociedades Antigas ( Hipócrates e Aristóteles-300

 Século XVII – Primeiros estudos científicos

sobre geração:

- Descoberta dos espermatozóides (Antoni von Leeuwenhoek – 1677)



“Os pais contribuiam com partículas iguais para à prole. Caso houvesse um pouco a mais de um tipo de particula o indivíduo sería um monstro.”

- Albinismo – É devido a particulas provenientes dos

ancestrais ou de uma mudança dentro das particulas delas;

 Início do século XIX – Criou uma raça que

 Descobertas de Mendel (Século XIX);

BIOGRAFIA

- Gregor Johann Mendel - Nasceu no dia 22 de

Julho de 1822 na aldeia rural Hyncice, na Morávia;

- Apesar das dificuldades financeiras, foi estudar

em uma escola maior num vilarejo próximo;

- Após vários problemas de saúde – devido ao

excesso de trabalho – consegue terminar os estudos (1840);



 Apesar de não ter vocações religiosas solicita a

entrada no mosteiro agostiniano de São Tomás, em Brunn- 1843;

 Mendel percebe que ao entrar no mosteiro estava

livre de preocupações financeiras e poderia seguir os seus interesses intelectuais;

INFLUÊNCIAS QUE MENDEL OBTEVE PARA REALIZAÇÃO DOS SEUS TRABALHOS

 Palestras: Polinização cruzada manual;

 Abade Napp: Curiosidade no entendimento sobre

a hereditariedade;

 Mosteiro: Ampla biblioteca – Livro: Lei da

Hibridação(1822);

 Conflitos entres as sociedades de animais e

plantas – Com isso, Mendel vai em busca sozinho explicações para as interrogações existentes;

 Porque Mendel resolveu trabalhar com ervilhas

(Pisum sativum) nos estudos de Hibridação?

- Ervilhas comestíveis e a ligação estreita dos seus

estudos com os interesses agrícolas – Melhoramento Vegetal;

- Disponibilidade de ervilhas em variedades puras, com caracteristicas contrastantes;

- As ervilhas são autopolinizantes, mas permitem a realização de cruzamentos planejados;

- A plantação ocupava pouco espaço, o tempo de geração era relativamente curto e a colheita da descendência era farta

 EXPERIMENTOS DE MENDEL

- Panorama pré-mendeliano:

 A noção predominante era a da Herança por

mesclagem, segundo a qual o espermatozóide e o

óvulo continham uma amostra de essências de várias partes do corpo parental, que se misturavam para formar o padrão do novo indivíduo.

 Esta hipótese explicava o fato de que a prole

exibe tipicamente algumas características semelhantes às de ambos os pais, mas não explicava por que nem sempre os filhos possuem uma mistura intermediária das características dos pais.

 Herança particulada:  Como resultado do seu

trabalho, Mendel propôs substituir a teoria da

herança por mesclagem pela teoria da herança

particulada.

 Ele introduziu o conceito de

gene (mas não a palavra) em 1865, que seriam as unidades independentes, herdadas ao longo das gerações, e que determinariam o

aparecimento das

 Razões do sucesso de Mendel:

 Planejou cuidadosamente os experimentos;  Escolheu um material de pesquisa adequado;  Coletou uma grande quantidade de dados;

 Executou os experimentos com rigor científico;  Analisou os dados matematicamente para

mostrar que os resultados eram consistentes com a sua hipótese explicatória;

FLOR DA ERVILHA

(Pisum sativum)

POLINIZAÇÃO CRUZADA ARTIFICIAL

CARACTERISTICAS ESTUDADAS POR MENDEL

As sete diferenças de características estudadas por Mendel (8 anos-24.000 plantas- 11.000 examinadas minuciosamente)

 GENE

 “ é a unidade funcional de

hereditariedade que codifica uma cadeia polipeptídica.”

 “ segmento de DNA, situado numa

posição específica de um

determinado cromossomo (loco) e que participa da manifestação fenotípica de um certo caráter.”

 ALELOS

“ são formas alternativas de um mesmo gene que ocupam o mesmo loco em cromossomos homólogos e que afetam evidentemente o mesmo caractere, porém de modo diferente.”

A a B B c D d E E c A a B B c c D _d E E A é alelo de a

 HETEROZIGOTO - Indivíduo que apresenta

dois alelos diferentes de cada gene – indivíduos 2n. Alelo B é diferente do alelo b.

 HOMOZIGOTO - Indivíduo que apresenta

dois alelos iguais de cada gene – indivíduos 2n. Alelo B é igual ao alelo B e alelo b é igual a b.

 GENÓTIPO:

“ É a constituição genética de um indivíduo.”

 FENÓTIPO:

“ São as formas alternativas de expressão de uma determinada caracteristica.”

“É a expressão do genótipo em interação com o meio”.

 DOMINÂNCIA: é quando diferentes genótipos

dão origem ao mesmo fenótipo.

SuSu e Susu – milho (sugary) Fenótipo

sementes lisas.

 RECESSIVIDADE: é aquele em que os dois alelos

necessitam estar mutados para produzir alteração no fenótipo.

HERANÇA MONOGÊNICA

 Os dois membros de um par de genes se separam

durante a formação dos gametas;

 Cada membro do par de genes é carregado por

ETAPAS NO ESTUDO DO CONTROLE GENÉTICO DE UM CARÁTER

1. Escolha do Material:

 É necessário que o caráter considerado apresente

expressões contrastantes ou formas alternativas, isto é, que exista variabilidade genética.

Ex.: Textura das sementes do milho. Lisa (SuSu ou Susu) ou Enrugada (susu) 2. Condução do Experimento:

 Conhecer a forma de polinização da espécie –

AUTÓGAMA ou ALÓGAMA.

 Autofecundar as plantas – obtenção dos

 Verificar se os genitores estão puros – Plantio

isolado – observação da descendência.

 E finalmente, obtenção da Geração da F₂

 Retrocruzamentos (RC₁ = F₁ x P₁) e (RC₂ = F₁ x

P₂)

Segregação de ¾ Sementes Lisas: ¼ Sementes Enrugadas na F_2.

3. Testes das Hipóteses Formuladas

 Testar se ocorreu a segregação na F₂ na proporção

de 3:1.

<

Não significativo o Qui-quadrado calculado e, portanto, aceitamos a hipótese formulada, isto é, a FO se ajusta a FE , considerando uma segregação de 3:1.

4. Interpretação Genética dos Resultados:

 Para o exemplo mencionado, pode-se aduzir que

uma segregação fenotípica de 3:1 na F₂ indica genotipicamente que a caracteristica, cuja herança está sendo estudada, é controlada por um gene com dois alelos, havendo dominância de um alelo sobre o outro.

EFEITO DE XÊNIA

É quando um determinado caráter manifesta-se sempre uma geração antes dos demais

caracteres.

Ex.: Textura da semente e Porte da planta em Milho (Zea mays);

 Explicação: No caso textura da semente, o fato

de ser Lisa ou Enrugada depende do teor de amido presente no endosperma da semente, o qual é

produto da fertilização.

 Situação: Semente do feijão (PP – preta e pp –

branca).

(♂)PP x pp (♀)

Ausência de xênia.

Explicação: o tegumento do feijão é proveniente de um

tecido materno.

Conclusão: o fenômeno Xênia ocorrerá apenas para as

caracteristicas que se manifestam no endosperma e embrião das sementes, cuja expressão fenotipica é dependete do resultado da fertilização.

Resposta:

a) Herança Monogênica, existe um alelo Su (semente lisa) dominante sobre o seu recessivo su (semente enrugada)

b) Provavelmente poderá ter ocorrido um

retrocruzamento. P₁ x F₁ ou P₂ x F₁ onde as proporções serão de 1:1.

c) SuSu _{SuSu Susu Susu Total}

100 100 100 300

100 100 100 300

100 100 100 300

d) Através do cruzamento-teste.

Lei da Distribuição Independente

Observe agora que estão envolvidas duas caracteristicas distintas, cada uma controlada por um gene com dois alelos;

Ex.: Textura da Semente (WW/Ww – Lisa e ww – Enrugada) e Cor do Endospema (GG/Gg – Amarela e gg – verde).

G g W w

Portanto um indivíduo duplamente heterozigoto (diibrido) - GgWw W w G W g G w produz 4 tipos de gametas AB Ab aB _ab g 38

Quadrado de Punnet (Xadrez Mendeliano)

Lei dos Produtos da Probabilidade

“

P (A) x P (B)

Cor da Semente: 3:1

Textura da Semente: 3:1

P (A) x P (B) = (3:1) x (3:1) = 9:3:3:1

Portanto, a partir destes resultados, foi enunciada a SEGUNDA LEI DE MENDEL, que diz:

“Quando dois ou mais genes são considerados, cada um comporta-se independentemente do outro.”

2ª Lei de Mendel

Válida para genes que se encontram em cromossomos não homólogos.

A a

A e B A e b a e B a e b

Não são alelos A e a ; B e b

são alelos

Generalizações das Proporções Mendelianas

 Predições para mais de dois genes;

 Considere um individuo:

Diplóide, Heterozigótico e com 2 alelos por loco.

Métodos Práticos:

 Determinação dos Gametas:

Ex: Aa Bb cc

 Descendentes de Cruzamentos:

Ex₁.: Autofeundação de um indivíduo F₁ de genótipo Aa Bb Cc Dd Ee . Pede-se :

A. Proporção de indivíduos com o genótipo AA BB CC

DD EE na F₂ ?

B. Proporção de indivíduos com o genótipo Aa Bb Cc dd

Ee na F₂ ?

C. Qual a frequência esperada de descendentes com o mesmo fenótipo do individuo F₁ na geração F₂ ?

Ex₂.: Qual a proporção de animais AaBbccDDeeFf na descendência do cruzamento AaBBCcDdEeff x AabbccDdEeFF?

Ex₃.: Determinação das frequências genótipicas com as sucessivas autofecundações de um indivíduo com o genótipo Bb. (Tabela )

Ex₄.: Seja a autofecundação do indivíduo com o genótipo Aa Bb Cc Dd Ee . Pede-se : Qual a

frequência do genótipo AA BB CC DD EE na geração F₅ ?

Ex₅.: Seja a autofecundação do indivíduo com o genótipo Aa BB cc Dd EE. Pede-se : Qual a

frequência do genótipo AA BB cc DD EE na geração F₄ ?

Heredogramas

São usados para identificar características dominantes e recessivas. Permitem estudos de probabilidades da ocorrência de um dado evento.