Este documento discute a história da genética e os experimentos de Gregor Mendel com ervilhas. Ele começa com a história da genética desde os gregos antigos até os modernos como Darwin e depois descreve os experimentos de Mendel com ervilhas, incluindo suas observações sobre três gerações de plantas, traços dominantes e recessivos, e a proporção de traços na segunda geração. Finalmente, discute como os experimentos de Mendel levaram à primeira lei da genética sobre a segregação dos fatores hereditários.

1. aula
3ºEM
2017
©
Prof. Kyoshi Beraldo | Centro de Ensino São José
#01
A genética de Mendel
fevereiro

2. Prof. Kyoshi Beraldo
©
O que é genética?
• Estudo da hereditariedade dos seres vivos
• Estuda como as características são passadas dos pais
para os filhos
• Aplicações
• Aconselhamento genético
• Melhoramento de plantas
• Engenharia genética
• Terapia gênica
• Biologia molecular
• etc
• etc
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

3. Prof. Kyoshi Beraldo
©
História da genética: gregos
• Sec. IV a.C. Hipócrates - Teoria da Pangênese
Prof. Kyoshi Beraldo
©
• fato: filhos tem partes do corpo
semelhantes aos pais
• tese: cada parte do corpo produz
partículas com informação
hereditária que vão para o sêmen
masculino e (!) feminino
• consequência: características
adquiridas nas partes do corpo ao
longo da vida podem ser herdadas
pelos filhos
• Lamarck e Darwin (sec. XIX) ainda
aceitavam a Pangênese
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

4. Prof. Kyoshi Beraldo
©
História da genética: micro
• Sec.XVI Harvey - ovo e sêmen
• todo ser vivo viria de um ovo (da fêmea) fecundado por
sêmen (do macho) - calma, não se conheciam gametas ainda
• forte contraponto a teoria da geração espontânea
• Sec.XVII Leeuwenhoek - espermatozóides
• interpretados como micróbios parasitas do esperma
• Sec.XIX Kölliker/Newport - gametas
• compreensão do papel do espermatozóide na fecundação
• estudos da hereditariedade se focam nos gametas
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

5. Prof. Kyoshi Beraldo
©
História da genética: modernos
• 1850 Darwin - Teoria da evolução
• não conheceu Mendel. Adotou pângenese
• 1865 Mendel - Segregação dos genes
• trabalho ignorado pela comunidade científica na época
• 1900 Redescoberta das conclusões de Mendel
• independentemente por três pesquisadores
• 1930 Morgan - Cromossomos de moscas da fruta
• 1950 Watson & Crick - Genes estão no DNA
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

6. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Um monge cientista
• Gregor Johann Mendel (1822-1884)
• Infância rural. Instrução em monastério e universidade
• estudou análise combinatória, botânica, microscopia etc.
• Monge/professor de Física e História Natural
• Experimentou cruzamentos de
abelhas e diversas plantas, mas
as ervilhas foram mais adequadas
• trabalho colossal: 8 anos, 6 gerações
e 5000 pés de ervilha
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

7. Prof. Kyoshi Beraldo
©
A ervilha cobaia
• Ervilha ornamental: Pisum sativum
• Angiosperma, Eudicotiledônea, Leguminosa
• Anteras e pistilo guarnecidos por pétalas
• autofecundação é o processo padrão
• pólen fecunda os óvulos do próprio indivíduo
• manualmente, é possível passar pólen de uma
flor para outra -> fecundação cruzada
• Zigoto dá origem a sementes, as ervilhas
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

8. Prof. Kyoshi Beraldo
©
A ervilha cobaia
• Dentre 30 características variáveis nas ervilhas,
Mendel escolheu 7 que:
• não mudavam com o ambiente
• apresentavam só 2 estados possíveis (ex: verde/amarelo)
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

9. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Ervilha: Sete traços binários
• A
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

10. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Três gerações de ervilha
Prof. Kyoshi Beraldo
©
• Geração P (parental)
• linhagem pura
• Geração F1 "filhos"
• prole híbrida, mas
uniforme
• Geração F2 "netos"
• prole híbrida,
não uniforme
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

11. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Três gerações
• Geração P (parental) - linhagens puras
• ocorre autofecundação com preservação das características
• ex: linhagem de planta roxa autofecundada só produz roxas
• Geração F1 "filhos" - híbridos de P' x P''
• fecundação cruzada entre duas linhagens puras diferentes
• ex: linhagem roxa x branca tem prole 100% de plantas roxas
• Geração F2 "netos" - segunda geração híbrida
• autofecundação de cada um dos tipos obtidos em F1
• não há preservação das características na prole
• ex: roxa F1 autofecundada tem prole híbrida, com roxas e
brancas
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

12. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Três gerações
• Lembretes sobre a
história:
• foram observadas
centenas de plantas
• as razões (ex. 3:1)
foram aproximações
• antes de analisar os
dados, Mendel não
sabia de AA, aa etc
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

13. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Traços dominantes e recessivos
• Para Mendel:
• Traço recessivo:
característica de um
dos parentais que fica
encoberta em F1 mas
reaparece em F2
• Traço dominante
característica que
aparece em 100%
de F1
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

14. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Proporção em F2 (vide pg.32)
• Com amostras enormes, todas as proporções se
aproximavam de 3:1
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

15. Prof. Kyoshi Beraldo
©
1ª Lei: segregação dos fatores
• (Mendel não conhecia cromossomos nem meiose)
• Para explicar F1 dominante e F2 3:1 ele deduziu:
• cada traço é determinado por um par de fatores
• um fator é herdado da mãe e outro do pai, pelos gametas
• quando um ser vivo produz gametas, seu par de fatores
segregam-se: um fator para cada gameta - pureza dos gametas
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

16. Prof. Kyoshi Beraldo
©
1ª Lei: segregação dos fatores pg33
• F1 tem fatores
misturados (Aa)
• F1 produz
gametas puros
• Metade A
• Metade a
• Combinação dos
gametas com 4
possibilidades
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

17. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Quadrado de Punnett
• Geneticista R. C. Punnett (1875-1967)
• Representação de cruzamento com dois fatores
• gametas puros, com 1 fator (A ou a)
• descendentes com 2 fatores (AA, Aa ou aa)
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

18. Prof. Kyoshi Beraldo
©
1ª Lei + Citologia
• W. S. Sutton, em 1902. T. Boveri
Perceberam a coincidência:
• cromossomos homólogos ficam em pares
fatores hereditários ficam em pares
• cromossomos se separam na formação de gametas
fatores hereditários se segregam na formação dos gam.
• Conclusão: fatores genéticos ficam nos cromossomos
• Nome novos: fator -> gene, com alelos
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

19. Prof. Kyoshi Beraldo
©
• Duplicação das cromátides
• Meiose I
• separação dos cromossomos
homólogos
• segregação dos alelos
• Meiose II
• separação das cromátides-irmãs
• formação de gametas
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog
Relembrando meiose pg34

20. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Exemplo: Herança em Coleus pg38
•Planta ornamental: Coleus blumei, Lamiaceae
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

21. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Exemplo: Herança em Coleus
•Herança da forma da margem da folha
• Recessiva (cc): crenada
• margem serrilhada
• Dominante (CC ou Cc): lobada
• margem com recortes
arredondados (lobos)
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

22. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Exemplo: Herança em Coleus
• Parental: CC x cc
lobados x crenados
• cada indivíduo produz
1 tipo de gameta
• F1: todos Cc lobados
• cada indivíduo produz
2 tipos de gameta
• F2: crenados (cc)
e lobados (CC, Cc)
em proporção 3:1
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

23. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Genótipo x Fenótipo pg50
• Conceitos de W.L.Johannsen, 1909
• Genótipo: conjunto de alelos (ex: Aa, BB, cc)
• não é observável diretamente
• Fenótipo: interação genótipo + ambiente
• é observável diretamente
• ambiente pode alterar a
manifestação do genótipo
• ex: cor da pele
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

24. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Cruzamento-teste pg52
• Procedimento para descobrir genótipo de indivíduo
com fenótipo dominante
• Ervilha verde (fenótipo recessivo) - genótipo aa
• Ervilha amarela (fen. dominante) - genótipo AA ou Aa?
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

25. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Cruzamento-teste
• Cruzar dominante desconhecido com recessivo
• Dois resultados possíveis:
• Prole 100% fenótipo dominante: ervilha era VV (homozigota)
• Prole 50% fenótipo dominante: ervilha era Vv (heterozigota)
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog

26. Prof. Kyoshi Beraldo
©
Heredogramas
• Genealogias para estudo de heranças genéticas
Prof. Kyoshi Beraldo
©
#16
Genetica
de Mendel
História
>gregos
>micro
>modernos
Mendel
>a ervilha
>gerações
>traços
>proporção
>1ª Lei
>quadrado
Meiose
Coleus
Geno/Feno
Cruza teste
Heredog