Conceitos Base e Genética Mendeliana
Genética é a área da biologia que estuda os mecanismos de transmissão das características dos seres vivos para seus descendentes, ou seja, a hereditariedade. Para compreender tal área, é necessário entender alguns conceitos base, que serão explorados neste artigo do Curso Noic de Biologia.
Gene
O conceito central da Genética é o gene. Gene nada mais é do que um segmento de DNA(ácido desoxirribonucleico) e sua função é a de transmissão e determinação de características hereditárias em um ser vivo.
Fenótipo e Genótipo
Basicamente, o termo fenótipo refere-se as características observáveis de um organismo, ou seja, a cor castanha dos olhos de pessoas, a cor da pelagem de um coelho, altura de uma pessoa e etc. Já o termo genótipo, refere-se ao conjunto de genes de um organismo, ou seja, quando falamos que um pessoa possui genes para o tipo sanguíneo AB, ou então, que uma planta tem genes para flor azul, estamos referindo ao genótipo de um ser vivo.
Por mais que o genótipo represente o conjunto de genes de um organismo, é preciso ter em mente que dois seres vivos com o mesmo genótipo, não necessariamente terão o mesmo fenótipo. Já que a influência do meio pode alterar suas características observáveis. Por exemplo, dois gêmeos geneticamente idênticos apresentam o mesmo genótipo para cor da pele, entretanto, um deles fica frequentemente exposto ao Sol, já o outro não. É evidente que o primeiro teria um tom de pele mais escuro que o segundo, entretanto, seus genótipos ainda são os mesmos. Logo, pode-se criar a seguinte relação
Fenótipo=Genótipo + Meio
Genética Mendeliana
Gregor Mendel é conhecido como o pai da Genética, ele pesquisou como as características físicas eram transmitidas para seus descendentes em ervilhas. Estudaremos de que maneira ele fez isso e suas conclusões.
Inicialmente, Mendel cruzou uma ervilha amarela e pura com outra verde e também pura. Esse cruzamento gerou 100% de ervilhas amarelas.
Primeiro cruzamento
Deixando as ervilhas amarelas resultantes do cruzamento se autofecundarem, foi surpreendentemente obtido, 75% de ervilhas amarelas e 25% de ervilhas verdes
Segundo cruzamento
Do primeiro cruzamento, apresentou-se apenas um caráter, que Mendel chamou de dominante(no caso da ervilha, o amarelo). Já no segundo cruzamento, apresentou-se apenas 25% de ervilhas verdes, logo, foi chamada de recessiva.
De acordo com Mendel, essas características seriam determinadas por um par de "unidades hereditárias", que hoje em dia seriam análogas ao gene. Os dois genes seriam separados durante a formação dos gametas, e o filho herdaria um gene de cada gameta, no caso das ervilhas,os filhos resultam de um encontro do óvulo com um grão de pólen
Mendel representou cada gene por letras,na qual o gene dominante seria uma letra maiúscula e o recessivo, a mesma letra minúscula. Dessa forma, as ervilhas amarelas seriam representadas por VV e Vv, já as ervilhas verdes como vv. No caso do primiro cruzamento,a ervilha amarela pura e a ervilha verde pura podem ser representados,respectivamente por VV e vv, sendo V o gene dominante e v o gene recessivo. Já o amarelo resultante do primeiro cruzamento é Vv(herda V de VV e v de vv). Entretanto, no segundo cruzamento existem 4 casos:
- vv(óvulo v de Vv com grão de pólen v de Vv)
- Vv(óvulo V de Vv com grão de pólen v de Vv)
- Vv(óvulo v de Vv com grão de pólen V de Vv)
- VV(óvulo V de Vv com grão de pólen V de Vv)
Como V é dominante e v é recessivo, VV e Vv(representando 3/4=75%) são amarelos, enquanto vv(representando 1/4=25%) é verde. O que concorda com o que foi obtido.
Uma forma de representar esses cruzamentos é pelo quadro de Punnett, em que se constrói uma tabela sendo suas colunas representadas pelos gametas femininos e masculinos como demonstrado na figuras:
exemplo de Vv x Vv
exemplo de VV x Vv
Voltando para o conceito de fenótipo e genótipo, temos que o genótipo de uma ervilha Vv é Vv, enquanto seu fenótipo é amarela. Outro exemplo seria uma ervilha vv, seu genótipo é vv, mas seu fenótipo é verde.
Homozigoto e Heterozigoto
Um indivíduo é considerado homozigoto quando seus alelos são iguais, ou seja, no caso das ervilhas de Mendel, as ervilhas puras, tanto amarelas quanto verdes são homozigotas, já que seus alelos são iguais(no verde vv e no amarelo VV). Logo, todo indivíduo homozigoto apenas produz um tipo de gameta.
Um indivíduo é considerado heterozigoto quando seus alelos são diferentes, no caso das ervilhas de Mendel, seriam as ervilhas amarelas geradas do primeiro cruzamento, já que seu genótipo é representado por Vv. Logo, todo indivíduo heterozigoto pode produzir mais do que um tipo de gameta.
Probabilidade em Genética
Probabilidade é a razão entre um evento acontecer em relação a todos os eventos possíveis. Por exemplo, a probabilidade de um dado cair 3 é de 1/6, já que existem 6 eventos possívieis(o dado cair 1,2,3,4,5 ou 6) e 1 evento determinado(cair 3). Na genética isso pode ser aplicado ao calcular a probabilidade de um filho ter em genótipo x ou um fenótipo y, por exemplo.
Regra do "e" ou multiplicação: basicamente, utiliza-se a regra da "e" para se calcular a probabilidade de 2 ou mais eventos independentes ocorrer, tal probabilidade é calculada como sendo o produto das probabilidades dos eventos independentes. Por exemplo,qual é a probabilidade de uma moeda cair "cara" e logo em seguida "coroa"? Tal probabilidade pode ser calculada pelo produto da primeira probabilidade(1/2) com a segunda probabilidade(1/2). Logo, a probabilidade resultante é 1/2 x 1/2 = 1/4. Esse exemplo pode ser aplicado na genética por meio do quadro de Punnett, considere um cruzamento Vv x Vv, qual é a probabilidade de desse cruzamento ser obtido um indivíduo VV? Pode-se pensar que Vv tem 50% de chance de gerar um alelo V e 50% de chance de gerar um alelo v. Para se obter um indivíduo VV é necessário a união de 2 alelos V. Logo, a probabilidade é de 50% x 50%=25%=1/4.
Regra do "ou" ou adição: utiliza-se a regra do "ou" para se calcular a probabilidade de 2 ou mais eventos mútuos. Por exemplo, qual é a probabilidade de um dado cair 2 ou 3? A probabilidade de um dado cair 2 é de 1/6 e de um dado cair 3 é de 1/6. Logo,a probabilidade resultante é de 1/6+1/6=2/6=1/3. Na genética pode-se utilizar essa regra para calcular a probabilidade de em um cruzamento Vv x Vv ser obtido um indivíduo também Vv. Existem 2 casos para se obter Vv, o primeiro é por um V masculino e um v feminino(50% x 50%=25%) ou um v masculino e um V feminino(50% x 50%=25%). Logo, a probabilidade de se obter Vv é de 25%+25%=50%=1/2.
Aula elaborada por Vitor Takashi