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Biologia

Leis de Mendel

William Mira
Publicado por William Mira
Última atualização: 10/10/2018

Introdução

As Leis de Mendel, também conhecidas como as Leis da Hereditariedade foram postuladas após alguns estudos realizados pelo monge Gregor Mendel no século XIX que tinha como objetivo explicar como as características de algum organismo eram passadas para seus descendentes.

Seus estudos acerca da hereditariedade, embora tivessem resultados significativos, não foram compreendidos pela comunidade científica da época, fazendo com que Mendel não fosse reconhecido durante sua vida.

Foi a partir de 1900 que seus estudos foram redescobertos e entendidos pelos pesquisadores e geneticistas. A partir do século XX, Mendel ficou conhecido como o “Pai da Genética” e seus estudos e conceitos compõem o que se conhece como Genética Mendeliana.

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Gregor Mendel

Gregor Johann Mendel nasceu na antiga Áustria, atual República Tcheca, e pertencia a uma família de fazendeiros. Aos 21 anos entrou para um mosteiro da Ordem de Santo Agostinho, onde teve acesso aos estudos. Mendel estudou também no Instituto de Filosofia da Olmütz e na Universidade de Viena.

Desde muito cedo Mendel mostrava grande interesse nos estudos de plantas e meteorologia, fundando, inclusive a Associação Meteorológica Austríaca. Após os anos de estudo, tornou-se professor de ciências naturais na Escola Superior de Brno, onde iniciou seus estudos experimentais sobre cruzamento de espécies como feijões, chicória, plantas frutíferas, abelhas, camundongos e principalmente ervilhas.

Seus estudos renderam dois grandes trabalhos: "Ensaios com plantas híbridas" e "Hierácias obtidas pela fecundação artificial".

Além dos estudos acerca da hereditariedade, Mendel também possuía outra linha de pesquisa dedicada ao estudo das abelhas, principalmente o cruzamento de linhagens de abelhas para aumento da qualidade do mel.

Mendel morreu em 1884 devido a uma doença crônica renal.

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Gregor Mendel.Gregor Mendel.

Experimento

Mendel queria estudar os mecanismos que passavam as características de um organismo para sua prole. Esses mecanismos hereditários não eram compreendidos na época principalmente pela falta de estudos acerca do DNA e do material genético que só surgiu a partir do século XX.

Para o estudo que posteriormente rendeu a formulação das Leis Mendelianas, Mendel utilizou as ervilhas-de-cheiro (Pisum sativum) devido às diversas vantagens que essa planta apresentava em um estudo prático:

  • Fácil cultivo;
  • Ciclo de vida curto;
  • Produção de muitas sementes, permitindo uma análise estatística mais confiável;
  • Capacidade de autofecundação, fundamental para este estudo;
  • Características de fácil observação.

Ervilhas (Pisum sativum) dentro de sua vagem.Ervilhas (Pisum sativum) dentro de sua vagem.

O método experimental consistia em realizar cruzamento entre "linhagens puras" de ervilhas, atualmente chamadas de linhagens homozigóticas. Para Mendel, uma linhagem era considerada pura quando, após seis gerações, os organismos ainda apresentavam as mesmas características. Essas plantas puras foram chamadas de geração parental (representada pela letra P).

Mendel promoveu a fecundação cruzada entre as linhagens puras (geração parental), retirando o pólen de uma planta pura e depositando-o no estigma de outra linhagem pura, mas de característica diferente dessa primeira. Por exemplo, utilizou uma linhagem pura de ervilhas amarelas e cruzou com uma linhagem pura de ervilhas verdes.

Os descendentes diretos dessa primeira geração foram chamados de geração de filhos primária (representados por F1). Por fim, Mendel promoveu a autofecundação da geração F1, gerando descendentes chamados de geração de filhos secundária (F2).

A partir de todos os descendentes (F1 e F2) e analisando as características específicas observadas na geração parental, Mendel conseguiu postular as duas Leis que ficaram conhecidas como as "Leis de Mendel".

Características observadas por Mendel:

  • Cor da semente;
  • Textura da semente;
  • Cor da casca da semente;
  • Forma da vagem;
  • Cor da vagem;
  • Posição das flores;
  • Altura das flores;

Para os estudos que geraram as leis, Mendel observou principalmente a cor e textura das sementes.

Primeira Lei: Lei da Segregação dos Fatores

Ao cruzar a linhagem pura de ervilha com semente amarela com a linhagem pura de ervilha com semente verde, Mendel observou que a geração F1era composta exclusivamente por ervilhas de sementes amarelas, embora fosse híbrida (oriunda da fecundação de duas linhagens diferentes), atualmente chamada de heterozigótica.

Após a autofecundação da geração F1, a geração F2 era composta por plantas de sementes amarelas e plantas de sementes verdes, na proporção de três sementes amarelas para cada semente verde, ou seja, 75% dos descendentes possuíam sementes amarelas e 25% dos descendentes, semente verde.

Dessa forma, Mendel considerou que havia um fator dominante agindo sobre as características observadas. Segundo Mendel, as características de um indivíduo são determinadas por dois fatores que são separados na formação dos gametas e unidos na fecundação, esses fatores estabelecem uma relação de dominância, onde um é expresso nas características observadas.

Essa primeira Lei de Mendel ficou conhecida como a Lei da Segregação dos Fatores, Teoria Cromossômica da Herança ou apenas Monoibridismo e dizia que:

"Cada caráter é determinado por um par de fatores separados na formação dos gametas, indo um fator do par para cada gameta, que é, portanto, puro".

Portanto, a primeira Lei de Mendel diz que as características de um indivíduo são determinadas por um par de fatores (genes) que são separados na formação dos gametas e que, após a fecundação, cada fator de um indivíduo se une ao fator de outro indivíduo estabelecendo uma relação de dominância onde uma das características é expressada.

Mendel chamou o fator da característica expressada de Fator Dominante, onde a presença de um fator já expressa a característica, e o fator da característica não expressada de Fator Recessivo, já que a característica só é expressa se o par de fatores for recessivo.

Figura: Diagrama mostrando a Geração F2 com base nos gametas da Geração F1

Nesse caso, o diagrama está relacionado a cor da semente após a autofecundação de uma planta híbrida (Aa).Nesse caso, o diagrama está relacionado a cor da semente após a autofecundação de uma planta híbrida (Aa).

Segunda Lei: Lei da Segregação Independente

Apesar de conseguir analisar os caracteres hereditários que expressam uma característica, Mendel queria estudar a relação entre duas ou mais características nos mecanismos de herança. Para isso ele analisou as características cor e textura das sementes.

Ao realizar o mesmo procedimento experimental da Primeira Lei, Mendel cruzou linhagens puras de ervilhas com sementes amarelas e lisas (características dominantes) com linhagens puras de ervilhas de semente verde e rugosa (características recessivas).

Como esperado, a geração F1 era composta de ervilhas com sementes amarelas e lisas. Ao promover a autofecundação da geração F1, Mendel observou linhagens híbridas de características diferentes. Em uma geração F2 de 16 indivíduos:

  • 9 possuíam sementes amarelas e lisas;
  • 3 possuíam sementes verdes e lisas;
  • 3 possuíam sementes amarelas e rugosas;
  • 1 possuía semente verde e rugosa.

Dessa forma, Mendel considerou que as características eram passadas de forma independente, ou seja, os fatores de características diferentes eram segregados independentemente, gerando indivíduos de características não relacionadas (uma semente amarela não necessariamente será lisa e uma semente verde não necessariamente será rugosa).

Essa segunda Lei de Mendel foi chamada de Lei da Segregação Independente, Separação Independente dos Fatores ou apenas de Diibridismo e diz:

"Características diferentes são herdadas independentemente das diferenças em outras características observadas".

Atualmente, com os avanços genéticos, já é possível saber que esses fatores são os genes e que esse par de fatores é os genes alelos encontrados em cromossomos homólogos.

Figura: Diagrama de Punnet que esquematiza toda a Geração F2 com base nos gametas da Geração F1.

Nesse caso, o diagrama está relacionado a cor e textura da semente após a autofecundação de uma planta diíbrida (VvRr). Portanto o Gene V é responsável pela cor Amarela e é dominante com relação ao gene v que expressa a cor verde. A mesma coisa ocorre com a textura das sementes. O gene R expressa a textura lisa e é dominante com relação ao gene r que expressa a textura rugosa.Diagrama relacionando a cor e textura da semente após a autofecundação de uma planta diíbrida (VvRr).

No caso da figura acima, o Gene V é responsável pela cor Amarela e é dominante com relação ao gene v que expressa a cor verde. A mesma coisa ocorre com a textura das sementes. O gene R expressa a textura lisa e é dominante com relação ao gene r que expressa a textura rugosa.


Exercícios

Exercício 1
(FUVEST/2003)

Em plantas de ervilha ocorre, normalmente, autofecundação. Para estudar os mecanismos de herança, Mendel fez fecundações cruzadas, removendo as anteras da flor de uma planta homozigótica de alta estatura e colocando, sobre seu estigma, pólen recolhido da flor de uma planta homozigótica de baixa estatura. Com esse procedimento, o pesquisador:

Impediu o amadurecimento dos gametas femininos.

Ilustração: Rapaz corpulento de camiseta, short e tênis acenando

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