Mendel e o nascimento da genética clássica

É comum observarmos desde da infância o que herdamos dos nossos pais ou que características temos em comum com nossos irmãos. Gregor Mendel foi um dos pioneiros na observação de características herdadas quando estudou padrões de reprodutibilidade em ervilhas. Muito antes dos genes serem descobertos ele descreveu a transmissão de características genéticas através dos princípios de herança.

Chamado de “o pai da genética”, Mendel revolucionou a ciência e expandiu o que se conhecia sobre hereditariedade, levando a novos conhecimentos e novas metodologias cientificas.

Quem foi Gregor Mendel?

Gregor Johann Mendel (1822-1884) nasceu na Áustria e cresceu em uma fazenda onde desde pequeno apresentou interesse no cuidado e estudo de plantas. Apesar de ser reconhecido por professores como inteligente e curioso, sofreu com crises de depressão que o atrasaram em muitas de suas formações. Cursou filosofia e física na universidade de Olmütz e entrou na Abadia Agostiniana St Thomas em 1843. Na época, os mosteiros abrigavam professores e estudiosos de diversas áreas, sendo o centro intelectual da região. Eles também permitiam que pessoas de baixa renda tivessem acesso a conhecimentos sem que precisassem bancar seus estudos.  

Entre 1856 e 1863 Mendel começou a realizar experimentos no jardim do mosteiro. Ele selecionou sua planta de interesse, as ervilhas, e assim começaram os ensaios que levaram ao que hoje são chamadas de “Leis de Mendel”.

As ervilhas de Mendel

É importante explicar por que, dentre todas as plantas, Mendel escolheu ervilhas para seus experimentos. Dois fatores principais fizeram com que essa planta fosse a selecionada. Primeiro pois eram amplamente vendidas na época e sempre em grande variedade de formas e cores.  Segundo pois nelas pode ocorrer a autopolinização ou polinização cruzada. Dessa forma, ele podia controlar e cruzar qualquer combinação de plantas. Sem contar também que são plantas fáceis de crescer e de fecundar.

Mendel escolheu sete características que ele queria estudar e, para isso, passou anos aprimorando suas plantas até que obteve uma linhagem pura para cada fenótipo, ou seja, possuíam características estáveis que sempre apareciam em todos os seus descendentes. Dessa forma, sete pares de linhagens puras foram obtidas com cada par diferindo em apenas uma característica. Essa iniciativa de Mendel foi essencial pois garantiu que existia um controle em seus experimentos.

O primeiro experimento famoso de Mendel foi com a polinização cruzada de uma planta de flor roxa com pólen de uma planta de flor branca. Todas as plantas que resultaram desse cruzamento tinham flores roxas e foram chamadas de primeira geração (F1). Em sucessivas tentativas ele percebeu que sempre que o cruzamento era feito dessa forma, as flores F1 eram roxas.

Em seguida Mendel plantou as ervilhas F2, resultante da autofecundação das plantas F1. Curiosamente, o fenótipo de algumas dessas plantas F2 foi branco. As flores brancas foram contadas e foi observado que sempre existia uma proporção de 3:1. Essa foi a atitude que o diferiu dos outros pesquisadores da época. Mendel utilizava uma abordagem matemática para seus experimentos, sempre observando e transformando-os em dados estatísticos confiáveis.  

De modo a confirmar essa proporção, ele fez o cruzamento para as outras características testadas nas ervilhas e para todas encontrou a proporção 3:1 na geração F2, com um dos fenótipos desaparecendo na geração F1 e reaparecendo na F2. A partir desses experimentos Mendel deduziu que as plantas parentais, a linhagem pura, passava para suas descendentes características dominantes e recessivas. O fenótipo roxo, por exemplo, sempre tinha a tendência de se sobressair em relação ao branco o que o caracteriza como dominante. Assim descreveu sua primeira lei de hereditariedade, a “Lei de dominância”.

Outro experimento também muito famoso foi com sementes de ervilha, no qual selecionou sementes de cor amarela e verde. Na geração F1 observou que o fenótipo verde desapareceu e reapareceu no F2. Dessa forma, amarelo é o dominante enquanto o verde é recessivo. Ele seguiu esse experimento autofecundando individualmente as sementes verdes e amarelas F2 e percebeu que as verdes se tornaram novamente linhagens puras enquanto as amarelas tinham seus descendentes na proporção 3:1, que quando autofecundados demonstravam um padrão 1:2:1, podendo apresentar fenótipo amarelo puro ou não e verde puro (1:2:1).

Por meio desses experimentos ele descreveu o modelo da existência de unidades hereditárias discretas, o que hoje são identificadas como genes, que são separados na formação dos gametas. Assim foram criadas as nomenclaturas “Y”/ “A” e “y”/”a” para os alelos dominante e recessivo. De modo a confirmar seu modelo ele cruzou uma planta F1 de semente amarela (Yy/ Aa) com uma de semente verde (yy/ aa) e encontrou uma proporção 1:1, comprovando que a sua segunda lei, a “Lei da segregação”.

Mendel também quis analisar a variedade dessas características em conjunto. Dessa forma, cruzou sementes redondas amarelas com sementes verdes enrugadas. A geração F1 apresentou fenótipos apenas redondo e amarelo, demonstrando sua dominância. No entanto, a geração F2 apresentou proporção 9:3:3:1 (9/16 redondo amarelo, 3/16 amarelo enrugado, 3/16 redondo verde e 1/16 verde enrugado). Dessa forma, percebeu que as características são independentes entre si, pois ambas apresentaram a proporção 3:1, só que combinada. Nesse experimento confirmou sua terceira lei, a “Lei da Seleção Independente”.

As leis de Mendel

·         Lei da Dominância: Um organismo com formas alternativas de um gene expressará a forma que se apresentar como dominante.

·         Lei da Segregação: As características herdadas são separadas, com cada gameta tendo um par dos genes. O descendente então ganha um alelo materno e um paterno na fertilização.

·         Lei da Seleção Independente: Os genes para diferentes características são classificados separadamente uns dos outros, de modo que a herança de uma característica não depende da herança de outra.

Reconhecimento de seu trabalho

Apesar de hoje em dia ser considerado um pioneiro da genética clássica, na época em que Mendel realizou seus experimentos seu reconhecimento foi escasso. Não conseguiu comunicar e publicar suas descobertas de forma efetiva e como ainda não havia o conceito de cromossomos e genes, as unidades descritas por Mendel apesar de serem conclusivas, não eram explicadas de forma concreta cientificamente.  A partir do século 20 outros pesquisadores começaram a observar resultados semelhantes aos seus estudos em outras formas de eucariotos, a ciência foi evoluindo e o seu reconhecimento foi estabelecido.

Curiosamente, Mendel se interessou por diversas áreas de estudo durante sua vida, tendo mais publicações em meteorologia do que biologia. Infelizmente muitos de seus escritos foram destruídos em um incêndio na abadia.

Mendel se destacou por sempre escolher uma abordagem clássica para seus experimentos, não deixando espaço para muitas dúvidas no que diz respeito às suas observações. Selecionou seu objeto de estudo e realizou muitos ensaios controlados, desenvolvendo hipóteses e as confirmando de forma excepcional. Seus estudos serviram como base para outros modelos de experimentos genéticos e de fato permitiu o desenvolvimento da genética que conhecemos atualmente.

Referências:

1.       Griffiths AJF et al. An Introduction to Genetic Analysis. 7th edition. (2000) New York: W. H. Freeman.

2.       Revisão de herança genética da Biology (Single Science) /BBC https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zg8f4qt/revision/93.       Johann Gregor Mendel: paragon of experimental Science.(2016) Mol Genet Genomic Med 4(1):3-8.

1 comment
  1. Eu pensava, que ele escolhera ervilhas, porquê conhecia bem a espécie, devido ele ser filho de camponeses. Gostei da explicação de Vcs!

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