Primeira Lei de Mendel e dominância completa

Você conhece a primeira Lei de Mendel? Sabe como funciona a herança por dominância completa? Não? Então se liga nesta revisão genética para gabaritar na prova de Biologia no Enem e nos vestibulares!

Quando você ouve falar a palavra genética é provável que lembre também de DNA, certo? Ora, quem está cursando (ou já terminou) o ensino médio já ouviu o professor de Biologia citar inúmeras vezes a molécula da vida e suas funções. Por isso, você sabe que não dá para falar de genética sem entender a Primeira Lei de Mendel.

Além de comandar as funções celulares, o DNA é a substância que carrega as características hereditárias. Ou seja, o DNA é o principal responsável pelas características genéticas. Porém, talvez você fique impressionado(a) ao saber que antes mesmo de conhecermos o DNA e suas funções, um cientistas austríaco já estudava os mecanismos de herança genética.

Mendel e o experimento das ervilhas

Primeira Lei de Mendel - Ervilheira
Ervilheira

O monge austríaco Gregor Mendel (1822-1884), tido como o “pai da genética”, realizou nos jardins do mosteiro onde vivia uma série de cruzamentos experimentais para desvendar os mecanismos da hereditariedade.

Utilizando principalmente ervilheiras, conseguiu demonstrar que a herança de características seguia simples padrões estatísticos.

Mendel utilizou estas plantas (Pisum sativa) por vários motivos: possuem características facilmente observáveis (como sementes de cores e formatos variáveis), produzem muitas sementes, são de fácil cultivo e ainda possuem um ciclo de vida curto.

Ao observar as ervilheiras, Mendel supôs que cada característica apresentada pelas plantas era provavelmente produzida por um “fator”. Lembre-se que na época de Mendel ainda não se falava em DNA e ele acabou dando o nome de “fator” para o que anos depois seria chamado de gene (trecho de DNA que produz alguma característica).

Para testar sua ideia, Mendel cruzou artificialmente plantas (pegava o pólen de uma flor e colocava sobre o gineceu da flor de outra) de linhagem pura (ele observou estas plantas por várias gerações, garantindo que elas sempre produzissem o mesmo tipo de ervilha). Um dos genitores desse cruzamento produzia ervilhas amarelas e o outro produzia ervilhas verdes. Mendel chamou estas plantas de geração parental ou geração P.

Algum tempo após o cruzamento, as plantas deram frutos e sementes. Para a surpresa de Mendel, todas as ervilhas resultantes desse cruzamento eram amarelas. Mesmos obtendo apenas ervilhas amarelas, Mendel as chamou de híbridas, uma vez que eram fruto de um cruzamento entre plantas de características diferentes.

Mas, o que havia acontecido com os fatores que produziam a cor verde? Haviam se perdido? Por que as filhas (chamamos de F1 a primeira geração desses cruzamentos) desse primeiro cruzamento não apresentavam a característica de um dos seus genitores?

Para tentar responder a esta pergunta, Mendel novamente cruzou ervilhas. Dessa vez cruzou as F1 entre si. Desse cruzamento ele obteve uma prole mista: aproximadamente 75% das sementes produzidas eram amarelas, mas 25% das ervilhas produzidas eram verdes. Veja só: a característica verde que havia “sumido” no primeiro cruzamento surgia novamente no segundo em uma proporção de 1 para cada 3 amarelas!

O ressurgimento das ervilhas verdes fez Mendel pensar que o fator que produzia as ervilhas verdes não havia desaparecido nas F1, apenas não havia conseguido produzir suas características, não teria conseguido se expressar. Assim, Mendel passou a chamar o fator que produzia as ervilhas amarelas de “dominante” e o que produzia as ervilhas verdes de “recessivo”.

Com estes experimentos, Mendel chegou, inicialmente conseguiu levantar as seguintes hipóteses

  • Provavelmente todos os seres vivos possuem um par de fatores responsável por cada característica que apresenta.
  • Os fatores são recebidos da geração parental (dos pais) e cada um contribui com um dos fatores do par.
  • Quando um indivíduo recebe dos pais dois fatores diferentes, geralmente um deles tende a se manifestar e o outro a “ficar escondido” ou inativado.
  • Os fatores geralmente não se misturam e aparecem nos gametas em doses simples.

A partir dessas hipóteses, Mendel fez vários experimentos para testá-las e chegou à conclusões que o levaram à elaboração da Primeira Lei de Mendel, também chamada de Lei da Segregação dos Fatores:

“Todas as características de um indivíduo são determinadas por genes que se segregam, separam-se, durante a formação dos gametas, sendo que, assim, pai e mãe transmitem apenas um gene para seus descendentes.”

Como a Primeira Lei de Mendel se aplica a um ser vivo?

Com já falei anteriormente, hoje sabemos que, na verdade, os fatores de Mendel são os genes presentes em nosso DNA.

Você precisa, então, lembrar que a maioria dos organismos possui células que chamamos de diploides ou 2n cromossomos. Isso quer dizer que essas células possuem duas vezes o número mínimo (n ou haploide, encontrados nos gametas) de cromossomos para sua espécie e que são formadas a partir de uma união inicial de duas células n (gametas).

Sendo assim, cada célula possui pares de cromossomos que se assemelham em forma e em genes. No caso dos seres humanos, por exemplo, temos 46 cromossomos em cada célula 2n. Esses 46 cromossomos formam 23 pares de cromossomos homólogos, ou seja, pares formados de 23 cromossomos que vieram da mãe e 23 que vieram do pai.

Dizer que os cromossomos de um par são homólogos significa dizer que esses cromossomos são semelhantes não só em sua forma e tamanho, mas também em seus genes: eles trazem genes para as mesmas características, porém podem trazer informações diferentes. Os genes de um mesmo lócus de cromossomos de um mesmo par são chamados de alelos, que poderíamos dizer que é um sinônimo para os “fatores” de Mendel.

Sabendo disso, lembre que quando a célula de um indivíduo realiza meiose para formar os gametas, essas células diminuem o número de cromossomos pela metade: células 2n formarão células-filhas n. Quando isso acontece, os pares de cromossomos homólogos são separados.

Assim sendo, os fatores ou alelos de um mesmo par de genes são enviados para células separadas e cada gameta recebe apenas um alelo do par. Quando se unirem na fecundação, os gametas irão reconstituir o número de cromossomos da espécie, e formarão novos pares de alelos para cada par de cromossomo homólogo.

Formado o gameta, ele pode ser de dois “tipos” quanto à sua constituição genética. Quando um indivíduo possui alelos iguais em mesmo lócus (alelos iguais para um mesmo gene), dizemos que ele é homozigoto, como no caso das ervilhas da geração Parental de Mendel. Neste caso, as ervilhas verdes tinham apenas alelos para a cor verde e as amarelas, apenas alelos para a cor amarela. Já quando os indivíduos possuem alelos diferentes para um mesmo gene, dizemos que ele é heterozigoto.

Dominância completa

A herança por dominância completa é um caso de hereditariedade onde facilmente conseguimos verificar a Primeira Lei de Mendel.

Neste tipo de herança genética, há dois alelos para um gene. Um desses alelos é dominante, o outro é recessivo. Sendo assim, quando um gene dominante estiver junto com um gene recessivo, ele irá dominar a expressão gênica, inibindo as características do gene recessivo.

Convencionalmente usamos letras para representar os alelos. Os genes recessivos são representados pelas iniciais minúsculas da característica recessiva. Já o gene dominante é representado pela inicial maiúscula.

Para você entender melhor como funciona a herança por dominância completa, vamos voltar ao experimento de Mendel com as ervilhas:

Como vimos, Mendel percebeu que a cor verde nas ervilhas é condicionada por um fator/alelo recessivo. Ou seja, esse gene pode permanecer inativo quando acompanhado de um alelo diferente (neste caso, será quando ele estiver acompanhado do alelo para a cor amarela). Sendo assim, para que tenhamos ervilhas de cor verde, é preciso que ambos os gametas que estejam se unindo para formar um novo indivíduo tragam genes para a cor verde (v).

Dessa maneira, todos as ervilhas que tiverem cor verde obrigatoriamente terão genótipo “vv”, ou seja, serão homozigotas. Já a cor amarela é produzida por um gene dominante que representamos pela letra V. Sendo V um gene dominante, ele irá produzir sua característica (se expressar) independentemente do gene que o estiver acompanhando.

Dessa maneira, podemos ter ervilhas amarelas de dois possíveis genótipos: homozigoto VV (recebeu alelos V de ambos os genitores) ou heterozigoto Vv (Recebeu um V de um genitor e um v do outro genitor). Agora, veja os cruzamentos do experimento de Mendel nas imagens a seguir:

Primeira Lei de Mendel - Cruzamento da geração parental

Como você pode ver, as ervilhas amarelas homozigotas produzirão apenas gametas com o alelo V. Já as ervilhas verdes produzirão 100% dos seus gametas com o alelo v.

Utilizando o quadro de Punnett, vemos que todas as possibilidades de cruzamentos entre os gametas resultam em um genótipo heterozigoto Vv. Assim, mesmo sendo portadoras do alelo para cor verde v, o alelo V irá dominar e assim todas as ervilhas F1 serão amarelas.

Lei de Mendel - Cruzamento da geração F1

Como as ervilhas F1 são heterozigotas, elas produzirão 50% de gametas V e 50% de gametas v. Assim, novamente com o auxílio do quadro de Punnett, podemos ver que teremos como possíveis resultados: 75% de ervilhas amarelas (constituídos de genótipos homozigotos VV e heterozigotos Vv) e 25% de ervilhas verdes.

Agora, para finalizar sua revisão, veja esta videoaula do canal Descomplica:

Sobre o(a) autor(a):

Juliana é bióloga formada pela Universidade Federal de Santa Catarina, ministra aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007 e é coordenadora pedagógica do Blog do Enem.