A 2ª Lei de Mendel

Mendel, depois de ter concluido sua primeira lei (lei da segregação) criou mais uma, a Segunda Lei de Mendel ou Lei da segregação independente, o que significa que a segregação é aleatória. É o resultado de pesquisas botânicas feitas por Gregor Mendel.

Após o estudo detalhado de cada um dos sete pares de caracteres em ervilhas, Gregor Mendel passou a estudar dois pares de caracteres de cada vez. Para realizar estas experiências, Mendel usou ervilhas de linhagens puras com sementes amarelas e lisas e ervilhas também puras com sementes verdes e rugosas. Portanto, os cruzamentos que realizou envolveram os caracteres cor (amarela e verde) e forma (lisas e rugosas) das sementes, que já haviam sido estudados, individualmente, concluindo que o amarelo e o liso eram caracteres dominantes.

Mendel então cruzou a geração parental (P) de sementes amarelas e lisas com as ervilhas de sementes verdes e rugosas, obtendo, em F¹, todos os indivíduos com sementes amarelas e lisas, como os pais dominantes. o resultado de F¹ já era esperado por Mendel, uma vez que os caracteres amarelo e liso eram dominantes.

Posteriormente, realizou a autofecundação dos indivíduos F¹, obtendo na geração F² indivíduos com quatro fenótipos diferentes, incluindo duas combinações inéditas (amarelas e rugosas, verdes e lisas).

Os números obtidos aproximam-se bastante da proporção 9 : 3 : 3 : 1 . Observando-se as duas características, simultaneamente, verifica-se que obedecem à Primeira Lei de Mendel. Em F2, se considerarmos cor e forma, de modo isolado, permanece a proporção de três dominantes para um recessivo. Analisando os resultados da geração F², percebe-se que a característica cor da semente segrega-se de modo independente da característica forma da semente e vice-versa.Essa geração dos genes ,independente e ao acaso ,constituiu-se no fundamento básico da Segunda lei de Mendel ou Lei da segregação independente.

Resumindo, essa lei baseia-se na habilidade dos seres de "misturar" suas características. Ex: semente amarela lisa, pode ser amarela enrugada ou verde lisa, não necessariamente amarela lisa ou verde enrugada.

A História de Mendel

Gregor Johann Mendel nasceu a 22 de Julho de 1822, na Silésia. Segundo consta, era pobre, e aos 21 anos de idade entrou para um convento da Ordem de Santo Agostinho, de onde seus superiores o enviaram a Viena a fim de estudar história natural. Indicado depois para professor-substituto dessa matéria, jamais conseguiu, entretanto, a aprovação nos exames para se tornar efetivo no cargo. Seu trabalho genial, colocou-o no nível dos maiores cientistas da humanidade. Sua obra Experiências com hibridização de plantas, que não abrange mais de 30 páginas impressas, é um modelo de método científico. O que descobriu, e vem sendo ensinado desde 1900, se tornou absolutamente imprescindível para a compreensão da Biologia moderna.

Baseado em trabalhos já existentes acerca de hibridização de plantas ornamentais, mas que não haviam sido bem-sucedidos, tais como o trabalho de Kolreuter, Gartner, e outros, Mendel decidiu estudar o mesmo problema. O primeiro cuidado que teve foi selecionar devidamente o material de estudo; para isso, estabeleceu alguns critérios e procurou material que se lhes adequassem. Tais critérios consistiam principalmente em encontrar plantas de caracteres nitidamente distintos e facilmente diferenciáveis; que essas plantas cruzassem bem entre si, e que os híbridos delas resultantes fossem igualmente férteis e se reproduzissem bem; e, por fim, que fosse fácil protegê-las contra polinização estranha.

Baseado nesses critérios, depois de várias análises, Mendel escolheu algumas variedades e espécies de ervilhas (Pisum sativum), conseguindo um total de sete pares de caracteres distintos.

amos chamar de linhagem os descendentes de um ancestral comum. Mendel observou que as diferentes linhagens, para os diferentes caracteres escolhidos, eram sempre puras, isto é, não apresentavam variações ao longo das gerações. Por exemplo, a linhagem que apresentava sementes da cor amarela produziam descendentes que apresentavam exclusivamente a semente amarela. O mesmo caso ocorre com as ervilhas com sementes verdes. Essas duas linhagens eram, assim, linhagens puras. Mendel resolveu então estudar esse caso em especifico.

A flor de ervilha é uma flor típica da família das Leguminosae. Apresenta cinco pétalas, duas das quais estão opostas formando a carena, em cujo interior ficam os órgãos reprodutores masculinos e femininos. Por isso, nessa família, a norma é haver autofecundação; ou seja, o grão de pólen da antera de uma flor cair no pistilo da própria flor, não ocorrendo fecundação cruzada. Logo para cruzar uma linhagem com a outra era necessário evitar a autofecundação.

Mendel escolheu alguns pés de ervilha de semente amarela e outros de semente verde, emasculou as flores ainda jovens, ainda não-maduras. Para isso, retirou das flores as anteras imaturas, tornando-as, desse modo, completamente femininas. Depois de algum tempo, quando as flores se desenvolveram e estavam maduras, polinizou as flores de ervilha amarela com o pólen das flores verdes, e vice-versa. Essas plantas constituem portanto as linhagens parentais. Os descendentes desses cruzamentos constituem a primeira geração em estudo designada por geração F¹, assim como as seguintes são designadas por F², F³, etc.

Resultados em F¹

Todas as sementes obtidas em F¹, foram amarelas, portanto iguais a um dos pais.

Uma vez que todas as sementes eram iguais, Mendel plantou-as e deixou que as plantas quando florescessem, autofecundassem-se, produzindo assim a geração F².

Resultados em F²

As sementes obtidas na geração F² foram amarelas e verdes, na proporção de 3 para 1, sempre 3 amarelas para 1 verde. Inclusive na análise de dois caráteres simultaneamente, Mendel sempre caía na proporção final de 3:1.

Interpretação dos resultados

Para explicar a ocorrência de somente sementes amarelas em F¹ os dois tipos em F², Mendel começou admitindo a existência de fatores que passassem dos pais para os filhos por meio dos gametas. Cada fator seria responsável pelo aparecimento de um caráter.

Assim, existiria um fator que condiciona o caráter amarelo e que podemos representar por V (maiúsculo), e um fator que condiciona o caráter verde e que podemos representar por v (minúsculo). Quando a ervilha amarela pura é cruzada com uma ervilha verde pura, o híbrido F¹ recebe o fator V e o fator v, sendo portanto, portador de ambos os fatores. As ervilhas obtidas em F¹ eram todas amarelas, isso quer dizer que, embora tendo o fator v (minúsculo), esse não se manifestou. Mendel chamou de "dominante" o fator que se manifesta em F¹, e de "recessivo" o que não aparece. Utiliza-se sempre a letra do caráter recessivo para representar ambos os caráteres, sendo maiúscula a letra do dominante e minúscula a do recessivo.

Continuando a análise, Mendel contou em F², o número de indivíduos com caráter recessivo, e verificou que eles ocorrem sempre na proporção de 3 dominantes para 1 recessivo.

Mendel chegou a conclusão que o fator para verde só se manifesta em individuos puros, ou seja com ambos os fatores iguais a v (minúsculo). Em F¹ as plantas possuíam tanto os fatores V quanto o fator v sendo, assim, necessariamente amarelas. Podemos representar os indivíduos da geração F¹ como Vv (heterozigoto, e, naturalmente, dominante). Logo para poder formar indivíduos vv (homozigotos recessivos) na geração F² os gametas formados na fecundação só poderiam ser vv.

Esse fato não seria possível se a geração desse origem a gametas com fatores iguais aos deles (AV). Isso só seria possível se ao ocorrer a fecundação houvesse uma segregação dos fatores A e V presentes na geração F¹, esse fatores seriam misturados entre os fatores A e V provenientes do pai e os fatores A e V provenientes da mãe. Os possíveis resultados sendo: AA, AV, VA e VV.

Esse fato foi posteriormente explicado pela meiose, que ocorre durante a formação dos gametas. Mendel havia criado então sua teoria sobre a hereditariedade e da segregação dos fatores.

Mecanismos hereditários não previstos por Mendel

• Co-dominância
• Alelos múltiplos
• Genes Letais

Importância dos estudos de Mendel

Embora as conclusões de Mendel tenham se baseado em trabalhos com uma única espécie de planta, os princípios enunciados nas duas leis aplicam-se a todos os organismos de reprodução sexuada. Pode-se tomar como exemplo um caso de herança animal.

Cobaias pretas homozigotas cruzadas com cobaias brancas homozigotas originarão descendentes pretos heterozigotos, que cruzados entre si, originarão cobaias pretas e brancas na proporção 3:1.

Mendel criou a base da genética moderna. Embora seus estudos tenham permanecidos obscuros até o século XX eles influenciaram a biologia como um todo dando origem a todos os estudos anteriores sobre hereditariedade e genética.

As Leis de
A teoria de Darwin sobre a seleção natural foi brilhante até onde pôde, mas logo se chocou contra um obstáculo sério. Segundo as observações de Darwin, as características pessoais são passadas dos pais para sua prole em medidas iguais: dessa maneira, uma mãe inteligente e um pai estúpido produziriam filhos de inteligência mediana. Isso colocou um problema para a seleção natural. Pois ainda que um indivíduo "superior" aparecesse em uma espécie, essa característica superior seria gradualmente diluída através da reprodução. Mesmo Darwin ficou engasgado com isso, e em resposta modificou sua teoria, incorporando a proposição de Lamark de que a forma de criação, assim como a natureza, deve guiar o desenvolvimento individual.
Darwin, entretanto, havia suposto que as mudanças evolucionárias aconteciam gradualmente; essa hipótese logo foi provada falsa. William Bateson, na Inglaterra, e Hugo de Vries, na Holanda, descobriram que as espécies parecem evoluir em passos bruscos e descontínuos, chamados por de Vries, em 1900, de "mutações". No mesmo ano, Vries se deparou com alguns artigos publicados uma geração anterior pelo monge austríaco Gregor Mendel (1822-1884). Embora esse trabalho tivesse sido ignorado durante sua vida, Mendel, trabalhando com simples pés de ervilhas, tinha levado a cabo a descoberta de leis da hereditariedade que revolucionariam a biologia e traçariam as bases da genética. Por sete anos, de 1856 a 1863, Mendel cruzou e produziu híbridos de plantas com características distintas - plantas altas com plantas anãs, ervilhas amarelas com ervilhas verdes e assim por diante. Ele observou com surpresa que tais características não são diluídas nem resultam em meio-termo, mas se mantêm distintas: o rebento híbrido de uma planta alta e de uma anã era sempre alto, não de tamanho médio.

Ervilhas amarelas cruzadas com
ervilhas verdes produziam
ervilhas amarelas, em vez de
ervilhas verde-amareladas.

E, ainda mais interessante, quando Mendel miscigenava os híbridos altos, a geração seguinte retinha as características distintivas encontradas nas plantas "avós": a maioria era alta, porém mais ou menos um quarto delas eram anãs. Da mesma forma, a terceira geração de plantas do cruzamento amarelo/verde eram 75 por cento amarelas e 25 por cento verdes. Mendel logo deduziu a matemática por trás desse fenômeno. As plantas, como os mamíferos, têm dois "pais" e cada um aparentemente contribui com características (alta ou anã, amarela ou verde) para as gerações subseqüentes. Portanto, embora a característica de tamanho pequeno possa desaparecer na segunda geração, ela vai aparecer em alguns indivíduos da terceira; dessa maneira, a segunda geração (híbridos altos) deve ainda conter "instruções" para produzir rebentos pequenos. De fato, tais instruções devem vir em pares, um par de cada pai, e um elemento do par é passado para cada rebento da terceira geração. Mendel chamou isso de "lei da segregação": características herdadas são passadas igualmente por cada um dos pais, e, em vez de se misturarem, elas se mantêm separadas. Isto é, cada uma das características é gerada por um par de instruções, com as instruções «dominantes" determinando a aparência da prole e as instruções "recessivas" mantidas latentes. (As características recessivas aparecem somente quando ambos os fatores em um par são recessivos.) Além disso, de acordo com a "lei da variação independente" de Mendel, a contribuição de cada pai com um fator é algo governado pelas leis da probabilidade - fatores dominantes não têm maior probabilidade de serem passados adiante do que os recessivos. Características herdadas também são independentes: as instruções para altura não têm nada a ver com as instruções para a cor. Embora a questão da hereditariedade seja geralmente bem mais complicada do que o cruzamento de ervilhas, Mendel havia se deparado com um princípio genético fundamental. Tão logo as descobertas de Mendel foram cruzadas com a biologia da célula, a genética emergiu como um novo campo. Com o melhoramento dos microscópios, os biólogos foram capazes de observar que as células se reproduzem dividindo-se em duas, e que cada célula resultante herda metade de cada cromossomo do original. Em idos de 1870, foi também descoberto que, quando um esperma fertiliza um ovo, os cromossomos se combinam. Essas duas observações juntas explicam o mecanismo básico da hereditariedade. Os "fatores" de Mendel foram eventualmente renomeados de genes', e descobriu-se que cada par de cromossomos em uma célula carrega vários pedaços de informação genética. De um modo geral, a genética abriu caminho para uma linha darwiniana modificada: a evolução se processa algumas vezes por mutação súbita, com as novas características sendo passadas geneticamente, mas principalmente pela variação genética natural (recombinação de genes). Em cada caso, a natureza "seleciona" as mudanças favoráveis à sobrevivência e rejeita as mudanças que não são para melhor (como são geralmente as mutações radicais).