Por meio de seus experimentos com o cruzamento de diferentes tipos de ervilhas, Gregor Mendel (1822-1884) elucidou os princípios básicos da hereditariedade. Esses conceitos tornaram-se, posteriormente, a base da genética. Por isso, Mendel ficou conhecido também como o pai dessa área do conhecimento.

Gregor Mendel

Gregor Mendel descobriu que cada característica de um indivíduo de qualquer espécie é determinada por fatores que ocorrem aos pares por meio da reprodução sexuada. Com o avanço da genética, esses esses fatores ficaram conhecidos como genes. Os pares de genes são organizados no que chamamos de cromossomos.

Criada no começo do século 20, a genética é a disciplina que estuda todos os aspectos dos genes.


Genes são as unidades do DNA, responsáveis pela informação biológica de todos seres vivos.


Gregor Mendel retratoQuem foi Gregor Mendel

Filho de camponeses de Heinzendorf, uma colônia alemã da Morávia (hoje, parte da República Tcheca), Johann Mendel nasceu em 22 de julho de 1822. A adoção do nome Gregor se deu em 1843.

Os primeiros anos

Incentivado pelo padre de sua cidade e apoiado por seu pai, Johann Mendel pode frequentar a escola e se se destacou nos “Estudos da Natureza”. Esse nome era dado à disciplina de Ciências naquela época. Aos 18 anos, Mendel foi para a Universidade de Olomouc, onde estudou Filosofia, Filologia (latim e grego), Física, Matemática, Religião, História e História Natural.

Com exceção de Filosofia Teórica e Prática, Mendel teve notas máximas em todas as matérias. Nessa época, ele dedicou a maior carga horária de estudos às disciplinas de matemática e física, sendo reconhecido, por um de seus professores, como um dos melhores alunos.

Os tempos de mosteiro

Mendel foi ordenado padre em 6 de agosto de 1847 e durante seus tempos de mosteiro, cursou um ano de Agricultura. Ao longo desse período, se aprofundou no estudo sobre desenvolvimento de frutos, hereditariedade e “jardinagem”. Esse fato acabou por aumentar seu interesse nas ciências naturais e no que viria a ser conhecido como melhoramento genético.

Gregor Mendel se matriculou como aluno especial para estudos adicionais na Universidade de Viena (1851-1853). Lá, além de física, se especializou em morfologia, sistemática, anatomia e fisiologia de plantas. Mendel adquiriu sua metodologia científica durante seus anos de estudo em Viena, tendo planejado seu trabalho com ervilhas nessa universidade.

O interesse Mendel pela academia e o seu reconhecimento como professor de excelência o permitiu permanecer como membro integrante do corpo docente de “Oberrealschule em Brunn” mesmo sem ter passado pelos exames de licenciatura. Foi nomeado professor pelo diretor da escola. Além do reconhecimento pedagógico, Mendel também era reconhecido pelos seus trabalhos científicos, sendo convidado a participar de pelo menos sete sociedades científicas:

Gregor Mendel sociedades cientificas

Outras contribuições e os anos finais de vida

Entre os anos de 1865 e 1878, após a publicação de trabalho com ervilhas, o monge agostiniano se destacou em pelo menos outras duas áreas, a da meteorologia e da apicultura.

A pedido de um grande higienista de Munique, Mendel fez o monitoramento dos níveis de água subterrânea durante 14 anos. Seus relatórios meteorológicos eram enviados mensalmente ao cientista de Munique que suspeitava de uma relação entre os níveis de água subterrânea e a ocorrência de epidemias de cólera.

Gregor Mendel foi também o responsável por aumentar o número de colmeias do monastério. Além de realizar cruzamento entre raças de abelhas com objetivo de aclimatação de raças estrangeiras, Mendel se empenhou em discutir o cuidado e bem-estar desses animais. O monge também apresentou um estudo de quatro anos em que relata a fuga das abelhas.

Em março de 1868 Mendel foi eleito como líder religioso do monastério do qual fazia parte, o cargo trouxe para o monge cientista questões políticas. Mendel travou um confronto demorado e cansativo contra a lei de taxação de impostos sobre mosteiros, protestos que se estenderam de 1874 até 1884, ano de sua morte.


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As ervilhas de Gregor Mendel

Por muitas décadas a sociedade agrícola de Brunn teve como tema principal o debate sobre a cor negra de ovelhas filhas de ovelhas brancas. Acreditava-se, à época, que a hereditariedade era um processo de mistura e diluição: as características dos descendentes seriam um meio-termo entre as características do pai e da mãe. Como isso não ocorria no caso das ovelhas, outras hipóteses para explicar o fenômeno eram levantadas.

Mendel buscou a resposta para essa questão estudando as regras que transmitiam características de uma geração para outra em plantas. Antes de usar ervilhas (pisum sativum) em seu estudo sobre hereditariedade, Gregor Mendel havia cruzado diversas outras plantas e pequenos animais: chicória, feijão, plantas frutíferas e até camundongos.

No entanto, a ervilha se mostrou a melhor opção para fazer os cruzamentos artificiais. Comparada às outras plantas, ela apresentava as seguintes vantagens:

  • cultivo simples;
  • facilidade de obtenção (à época, as ervilhas eram abundantes e baratas);
  • ciclo de vida completo (nascimento, amadurecimento e reprodução) curto;
  • é hermafrodita, ou seja, uma planta contém ambas células sexuais, femininas e masculinas;
  • faz autofecundação;
  • produz grande número de descendentes;
  • possui cor e forma das sementes fáceis de serem observadas.

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Mendel, o pai da genética

Os primeiros testes com ervilhas realizados por Mendel ocorreram em 1856 e envolveram pelo menos 118 cruzamentos realizados em 25 plantas de ervilhas com as características de sementes lisas, enrugadas, verde e amarela. Seu experimento foi encerrado em 1863 e a publicação de seu trabalho intitulado Experimento em híbridos de plantas aconteceu em 1865. Hoje, esse documento é considerado a base da genética.

Por meio da observação dos descendentes de cruzamentos de diferentes tipos de ervilha, Mendel descobriu que pais podem gerar filhos que não sejam como eles mesmos, mas como seus ancestrais mais antigos.

Embora o próprio Gregor Mendel já soubesse que tinha desvendado as leis que cercam a hereditariedade, seu trabalho só foi reconhecido após 35 anos de sua morte. Isso ocorreu quando três pesquisadores, independentemente, chegaram às mesmas conclusões que Mendel havia publicado. Ele só recebeu o título de pai da genética anos depois de sua morte.

"Meu trabalho científico me trouxe muita satisfação e estou convencido de que o mundo inteiro reconhecerá os resultados desses estudos."

As leis de Gregor Mendel

Em seu trabalho, Mendel propôs que existiam dois genes para cada característica herdada. Um era herdado da mãe e o outro do pai. Esses genes poderiam ser dominantes ou recessivos.


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Primeira Lei de Mendel ou Lei da Pureza dos Gametas

A Primeira Lei de Mendel diz que todas as características de um indivíduo são determinadas por um par de fatores (genes). Cada ser vivo herdaria um desses fatores da mãe e um do pai. Isso seria possível porque, na formação dos gametas de cada indivíduo, esses dois fatores se separariam e haveria a mesma probabilidade de o gameta ser formado por um ou por outro gene responsável pela característica.

Segunda Lei de Mendel ou Lei da Segregação Independente

Na Segunda Lei de Mendel, duas ou mais características são transmitidas aos gametas de forma independente, recombinando-se ao acaso. e formando todas as combinações possíveis. Segundo Mendel, na formação de gametas, os diferentes pares de fatores se segregam independentemente, de tal forma que cada gameta recebe apenas um fator de cada par.

Como foi feito o experimento de Mendel com as ervilhas?

Mendel levou dois anos produzindo as 22 variedades de ervilhas puras para depois cruzá-las entre si. Ele cultivou essas plantas por seis gerações até que obtivesse linhagens puras. Essas ervilhas sempre produziram descendentes idênticos aos genitores.

Mendel analisou sete características das ervilhas e suas variáveis. Foram analisadas:

  1. cor da semente (amarela ou verde);
  2. textura da semente (lisa ou rugosa);
  3. cor da vagem (verde ou amarela);
  4. forma da vagem (lisa ou ondulada);
  5. cor da vagem (amarela ou verde);
  6. altura do pé (alta, 160 cm, ou baixa, 40cm);
  7. posição da flor (ao longo dos ramos, axial, ou na região terminal do ramo, terminal).

Gregor Mendel características das ervilhas

Feito isso, Mendel começou os cruzamentos entre plantas com diferentes características. Ele, inicialmente, concentrou-se em duas variações de apenas uma delas. Nesse caso, foi a cor das ervilhas a característica escolhida.

Ele cruzou ervilhas verdes puras (vv) com ervilhas amarelas puras (VV). Ele chamou essa geração de parental (P). Deste cruzamento, ele obteve uma outra geração de ervilhas amarelas híbridas, a qual deu o nome de F1. Essa geração denominada F1 realizou a autofecundação (cruzamento com ela mesma), resultando em quatro plantas: duas amarelas híbridas, duas amarelas puras e uma verde, que foi chamada de geração F2.

Os resultados desses experimentos são a base da Primeira Lei de mendel, cada caráter é condicionado por par de fatores que se separam na formação dos gametas.

Gregor Mendel cruzamento das ervilhas

 

Em seguida, Mendel utilizou outra estratégia, desta vez cruzando ervilhas com duas ou mais características diferentes, como cor e textura, por exemplo.

Mendel cruzou plantas puras de ervilhas com sementes amarelas e lisas e plantas puras com sementes verdes e rugosas, na geração parental.

A primeira geração (F1) resultou em todas as plantas com sementes amarelas e lisas. Para Mendel, isso não foi novidade, pois ele já havia determinado que essas eram as características dominantes, ou seja, escondiam outra característica (amarela “encobria” verde e lisa “encobria” rugosa). Por isso, os fatores para verde e rugosa são considerados recessivos.

A geração F1 foi autofecundada e deu origem à segunda geração (F2). Desta geração foram obtidas nove plantas com sementes amarelas e lisas, três plantas com sementes amarelas e rugosas, três plantas de sementes verdes e lisas e uma planta de semente verde e rugosa (9:3:3:1).

A partir dessas observações, Mendel encontrou padrões de hereditariedade semelhantes para as sete características estudadas.

Suas conclusões foram as seguintes:

  • Uma característica sempre escondia a outra forma (exemplo: a alta escondia a baixa) na primeira geração após o cruzamento. Mendel classificou a forma visível da planta de traço dominante (alta) e a forma escondida de traço recessivo (baixa);
  • Na segunda geração, depois da autofecundação das plantas, a forma escondida do traço reapareceu na minoria das plantas; Mais especificamente, sempre havia cerca de três plantas que apresentavam o traço dominante (alta) para cada planta que apresentava o traço recessivo (baixa), formando a razão de 3:1.

Mendel também descobriu que as características eram herdadas de forma independente: uma característica, como altura da planta, não influenciava a herança de outra, como cor da flor ou forma da semente. Base para a sua segunda Lei.


Característica humanas que seguem a Primeira Lei de Mendel

Veja algumas características humanas que provêm de um par de alelos dominantes.

  • Capacidade de dobrar a língua: determinada por alelo dominante;
  • Forma do lobo da orelha: alelo dominante determina o lobo solto e o alelo recessivo determina o lobo preso ou achatado;
  • Polidactilia: o alelo que determina a presença de mais dedos nas mãos é dominante em relação ao alelo que determina o fenótipo normal;-
  • Albinismo: a ausência de pigmentos é determinada por alelo recessivo;-
  • Bico-de-viúva: projeção em “v” do cabelo na testa determinada por alelo dominante.

Redescoberta dos estudos de Gregor Mendel

Os escritos de Gregor Mendel ficaram esquecidos nas prateleiras de algumas bibliotecas da Europa e Estados Unidos até serem redescobertos em 1900 pelos pesquisadores Carl Correns, da Alemanha, Erich von Tschermak-Seysenegg, da Áustria, e Hugo de Vries, da Holanda.

Por meio de experimentos com híbridos, o trio de cientistas chegou, de forma independente, a resultados semelhantes aos de Mendel. Após revisar a literatura científica sobre o tema, encontraram os relatórios originais do cientista.

Após o redescobrimento da obra de Gregor Mendel, o progresso mais significativo na área da genética foi a descoberta de que as unidades hereditárias se localizam no interior do cromossomo e que ali estão dispostas de maneira ordenada e definida.