Mendelismo

Mendelismo:
Os Princípios Básicos da Herança

1866 leis da herança:
herança simples vs. Herança hibrida

dominante
recessivo
homozigótico
(línha pura)
heterozigótico
(híbrido)
cruzamento
prova

1900 redescobrimento:
C. Correns, E. von Tschermak y H. de Vries

genética
genotipo
gene / alelo
fenotipo
(1822-1884)

G. Mendel
As características herdadas dos
pais não se fundem, mas são
herdadas como unidades
discretas de informação que se
mantêm íntegras ao longo das
gerações
Gene
Unidade de informação que transmite
as características hereditárias de uma
geração para a seguinte

CRONOLOGIA DA VIDA DE
MENDEL
 1822- Nascimento de Johannes “Gregor” Mendel;
 1829- Escola primária- Heinzendorf - Prof. Thomaz Makitta;
 1833- Escola primária- Leipniki (Lipniki);
 1834- Ginásio em Troppau (Opava);
 1838- Acidente com seu pai;
 1840- Término do ginásio em Opava e matricula-se no curso de
filosofia no Instituto filosófico da Universidade de Olmütz (Olomouc);
 1841- Adoeceu devido a exaustão e a má nutrição, repetiu o primeiro
ano (ajuda da irmã);
 1843- Término dos estudos filosóficos- início como noviço no mosteiro
de Altbrunn em Brünn (Brno)- Prof. Frei Friedrich Franz;
 1844- Término do noviciado- início dos estudos teológicos no seminário
de Brno;

 1845-46- Curso de agricultura de um ano e outro de arboricultura e
vinicultura de um semestre;
 1847- Término do curso de teologia - Ordenação 6 de agosto (recebeu o
nome de Gregor). Neste e no ano seguinte exerce ministério em
hospitais de Brno;
 1849- Prof. ginasial substituto em Znaim (grego, latim, alemão e
matemática);
 1850- Reprovação nos exames para ser Prof. efetivo- Universidade de
Viena (terminologia técnica e idéias pessoais);
 1851-53- Estudante na universidade de Viena- (Abade Franz Napp) -
zoologia, botânica, paleontologia, física e matemática;
 1853- Nova reprovação em exames para Prof. Efetivo -
Universidade de Viena;
 1854- Prof. Substituto na escola real de Brno- Fundação da associação
dos apicultores da Morávia;
 1857- Início da hibridizações com ervilhas e feijão (7 X 35m) -
Abade Franz Napp;
 1861- Convidado para associar-se a sociedade dos naturalistas de
Brno e conversa com o astrônomo e botânico Gustav von Niessl;

 1862- Viajem de turismo a Paris e Londres;
 1864- Término das pesquisas;
 1865- Apresentação dos seus trabalhos na sociedade dos naturalistas
de Brno (8 de feveriro e 8 de março)- Secretário: Gustav von
Niessl;
 1866- Publicação do seu trabalho- Experiências sobre híbridos
vegetais;
 1868- Eleito Abade- Após o falecimento do abade Franz Napp;
 1870- Ingresso na associação dos apicultores da Morávia-
Publicação dos trabalhos com Hieracium;
 1874- Início de luta contra o governo;
 1876- Vice diretor do banco de empréstimos da Morávia;
 1881- Diretor do banco- início da doença de Bright;
 1884- 6 de janeiro. Falecimento aos 62 anos após crise de uremia;
 2000- 7 a 10 de março , Brno República Tcheca, 100 anos de
Genética para o Melhoramento de Plantas - Mendel, Meiose e
Marcadores;

Meteorologia, apicultor e abade

 Meteorologia
 Faz leituras dos aparelhos do mosteiro
(40 anos)
 Inventou aparelho para observar o sol.

Apicultor
 Listou espécies com flores nectíferas e poliníferas;
A época de floração
nº de abelhas que visitavam
o tempo que permaneciam sugando
o que coletavam;
Nº de abelhas que voltavam do campo (130/minuto);
aumento da colmeia (6,3 kg/dia),
quantidade de mel por abelha;

 Sugeriu o uso de colmeias mais fortes;
 1872 = perda das colméias (cria pútrida americana);

Abade

“Sinto-me obrigado, em consciência, a cuidar do
bem estar de cada um de todos” “a cuidar do
progresso espiritual de cada um e da salutar
vida comum de toda a família religiosa”.

Genética Mendeliana

• Gregor Mendel (1822-1884), monge
austríaco, é considerado o “pai da
genética”.
• Desenvolveu seus trabalhos com
plantas de ervilha (Pisun sativum)
observando a transmissão
hereditária de várias características.
• Em 1865 publicou o artigo
"Experiments with Plant Hybrids"
que foi ignorado.
• A partir de 1900 vários
pesquisadores confirmaram seus
resultados.
• Suas duas leis ainda hoje são base
para os estudos genéticos.

Mendelismo - ervilhas
 Material: ervilhas de jardim (Pisum sativum)
 Características:
 Crescem facilmente em canteiros experimentais ou em vasos.

 Fazem autofecundação: os grãos de pólen fecundam a oosfera da

própria flor.
 Vantagem:

 Apresentam pouca ou nenhuma variação de uma geração para

a seguinte.
 Os descendentes (prole) são idênticos à planta que lhes deu

origem.
 UNIFORMIDADE - linhagens puras

 Mendel obteve linhagens puras de ervilha (descendentes
idênticos aos pais), cada uma se distinguindo por
características particulares.
 Aproveitou estas características constantes para
determinar como as características das plantas são
herdadas.
 Enfoque de Mendel:
 Diferenças singulares entre as linhagens de ervilha.
 Estudo da herança de uma característica por vez.
 Diferenças contrastantes entre as plantas.
 Registros cuidadosos dos experimentos e dos
resultados.

Símbolos e Definições
 GENÓTIPO: constituição alélica de cada linhagem.
 FENÓTIPO: aspecto de cada linhagem.
 Alelo recessivo: representado por letra minúscula.
 Alelo dominante: representado por uma letra maiúscula.
 Linhagem parental – geração P
 Prole híbrida – primeira geração filial – F1

Experiências com híbridos vegetais
(“Versuche über Pflanzen-Hybriden”)
Observações preliminares:
 Seguir o desenvolvimento da descendência dos híbridos;
 Falta de leis que governem a formação e o desenvolvimento dos
híbridos;
 Falta a determinação da descendência dos híbridos, o arranjo nas
diferentes gerações e relações numéricas;
 Exigência de um trabalho duradouro e minucioso;
 Seleção das plantas para a experiência:
 Possuir caracteres diferenciais constantes;
 As flores devem estar naturalmente protegidas e permitir a polinização
artificial;
 Híbridos não devem sofrer perturbações de fertilidade;
 Curto período vegetativo;
 Obteve 34 variedades;

Divisão e planejamento das
experiências
 Observar as variações para cada par de
caracteres diferenciais e induzir a lei segundo
aparecimento nas gerações futuras;

 Necessidade de cruzamentos recíprocos;

 Local de cultivo;

 Escolha dos caracteres avaliados;

Por que ervilhas?
• Fácil cultivo em canteiros.
• Várias características contrastantes
• Fácil observação.
• Ciclo vital curto e grande número de
descendentes (sementes).
• Predomina reprodução por
autofecundação, portanto linhagens
naturais são puras
• Permitem a realização de cruzamentos
planejados;
• Ocupava pouco espaço.
• Durante 2 anos fez testes de pureza e
de escolha das características que
utilizaria em seus experimentos
definitivos.

Representação de cruzamentos

Pais (P) AA X aa

Gametas A a

F1 (1a geração) Aa Aa

Autofecundação  F2 (2a geração)

Representação de cruzamentos

1. Cor da flor
 Geração parental (P): branca X violeta

 Primeira geração filial (F1): 100% violeta
(No cruzamento recíproco o resultado foi o mesmo).

 Autopolinização  F1: Colheita de 929 sementes
 Segunda geração filial  (F2, após plantio):
705 plantas com flores violetas
224 plantas com flores brancas

 Proporção: 705:224=3:1 (3,15:1)

2. Forma de Semente

 P lisa X rugosa

 F1 100% lisas

 F2 lisas 5474: 1850 rugosas

 Proporção: 2,96:1 ou 3:1

Quadrado de Punnet

A a
A AA Aa
a Aa aa

3. Cor da semente
 P amarela X verde

 F1 100% amarelas

 F2 amarelas 6022:2001 verdes
Proporção: 3,01:1

  F2 – geração F3
 Plantas F2 de sementes verdes produziram somente plantas com sementes
verdes (100% sementes verdes)

 De 519 plantas F2 com sementes amarelas produziram:
166 plantas com sementes amarelas
353 plantas com sementes verdes e amarelas,
Proporção de 3:1

 Desta forma, todas as sementes verdes eram puras
 Das amarelas, 1/3 era puro (homozigoto) e 2/3 era impuro (heterozigoto)
 Assim, a relação de 3:1 seria melhor escrita como 1:2:1

Prova de Mendel:

Cor da semente
 Amarela F1 (impura) X verde
 Previsão: 1:1

Resultado F2:
58 amarelas : 52 verdes, ou seja, 1:1,
confirmando a previsão.

 Relação fenotípica Relação genotípica
 ¾ amarelas ¼ amarela pura
 2/4 amarela impura
 ¼ verde ¼ verde pura

 Em todos os experimentos Mendel obteve sempre os
mesmos resultados na F2, ou seja, a proporção de 3:1
se repetiu para cada par de características testadas.

 Uma das características ficava completamente ausente
na F1, mas reaparecia na F2, na proporção de ¼.

 Dedução de Mendel: As plantas F1, apesar da aparência
uniforme, receberam de seus genitores a capacidade de
produzir ambas as características e que essa capacidade
é transmitida para a geração seguinte sem haver
mistura.

 O fenótipo que não aparecia na F1 Mendel chamou de
recessivo, denominando o outro de dominante.

Explicação de Mendel
 Existem determinantes hereditários de natureza
particulada;

 Cada caráter é determinado por 2 fatores (elementos);

 Os membros de um par de fatores separam-se igualmente
para os gametas;

 Cada gameta carrega um só membro do par de fatores;

 A união dos gametas é aleatória, produzindo as
proporções observadas.

Cruzamentos realizados por Mendel com a
ervilha Pisum sativum
Cruzamento (P) F1 F2 Proporção F2

1. Semente lisa x rugosa 100% lisas lisas 5.474 : 1.850 rugosas 2,96 : 1

2. Semente amarela x verde 100% amarelas amarelas 6.022: 2.001 verdes 3,01 : 1

3. Pétala púrpura x branca 100% púrpuras púrpuras 705 : 224 brancas 3,15 : 1

4. Vagem inflada x vincada 100% infladas infladas 882 : 299 vincadas 2,95 : 1

5. Vagem verde x amarela 100% verdes verdes 428 : 152 amarelas 2,82 : 1

6. Flor axial x terminal 100% axiais axiais 651 : 207 terminais 3,14 : 1

7. Caule longo x curto 100% longos longos 787 : 277 curtos 2,84 : 1

 Em todos os experimentos Mendel obteve sempre os mesmos
resultados na F2, ou seja, a proporção de 3:1 se repetiu para cada
par de características testadas.

 Uma características ficava completamente ausente na F1, mas
reaparecia na F2, na proporção de ¼.

 Dedução de Mendel: As plantas F1, apesar da aparência
uniforme, receberam de seus genitores a capacidade de produzir
ambas as características e que essa capacidade é transmitida para
a geração seguinte sem haver mistura.

 O fenótipo que não aparecia na F1 Mendel chamou de recessivo,
denominando o outro de dominante.

1a Lei de Mendel
“Pureza dos Gametas”
• As características dos
indivíduos são
condicionadas por pares de
fatores (genes), que se
separam durante a
formação dos gametas,
indo apenas um fator do
par para cada gameta.

 Cada membro do par de
genes é carregado por
metade dos gametas do
indivíduo.

Cruzamento monoíbrido: só uma característica estudada.
Mendel estudou a herança de seis outras características.

Linhagens parentais Prole F1 Proporção
Plantas altas X Plantas anãs 787 altas, 277 anãs 2,84:1

Sementes lisas X Sementes rugosas 5474 lisas, 1850 rugosas 2,96:1

Sementes amarelas X Sementes verdes 6022 amarelas, 2001 verdes 3,01:1

Flores violetas X Flores brancas 705 violetas, 224 brancas 3,15:1

Vagens infladas X Vagens constritas 882 infladas, 299 constritas 2,95:1

Vagens verdes X Vagens amarelas 428 verdes, 152 amarelas 2,82:1

Flores axiais X Flores terminais 651 axiais, 207 terminais 3,14:1

Forma dos híbridos
Denominou os caracteres de dominantes
(transmitidos de forma íntegra) e recessivos
permanecem latentes no processo);

 Efeito materno;

 “maior exuberância” dos híbridos: no caso
do comprimento do caule;

Deduções de Mendel
 Os híbridos levavam um fator genético latente que
determinava planta anã.
 Este fator foi mascarado pela expressão de outro
fator, que determinava planta alta.
 Fator latente: RECESSIVO
 Fator expresso: DOMINANTE
 Os fatores recessivo e dominante se separaram um do
outro quando as plantas híbridas se reproduziram.

Princípios Básicos
1º) Princípio da Dominância
Em um heterozigoto, um alelo pode encobrir a presença do outro.
 Alguns alelos controlam o fenótipo, mesmo quando estão presentes em
uma única cópia.
2º) Princípio da Segregação
Em um heterozigoto, dois alelos diferentes se segregam (se
separam) um do outro durante a formação de gametas.
 Transmissão genética: um alelo é transmitido fielmente para a geração
seguinte.
Base biológica: pareamento e subseqüente separação do cromossomo
homólogo durante a meiose.

Segunda Lei de Mendel
Parentais (P)

Amarela/Lisa(VVRR) x Verde/Rugosa (vvrr)

F1 Amarela/Lisa
(VvRr)

Segunda lei de Mendel
Cruzamento diíbrido: cor e forma das sementes

P RRvv (lisa, verde) X rrVV (rugosa, amarela)

F1 100% RrVv (lisas, amarelas)

(F1 X F1) RrVv X RrVv

F2
315 lisas, amarelas 9:
108 lisas, verdes 3:
101 rugosas, amarelas 3:
32 rugosas, verdes 1

Totais = 556 16

Dedução da 2ª. Lei de Mendel
A proporção de 9:3:3:1 é simplesmente a
combinação aleatória de duas proporções
independentes de 3:1, assim:

 315+108=423 lisas 3:
 101+32=133 rugosas 1
 315+101=416 amarelas 3:
 108+32=140 1

2ª. Lei de Mendel

Durante a formação dos gametas, a
separação dos alelos de um par é
independente da separação dos outros
pares de genes.
 “Fatores para dois ou mais caracteres são
transmitidos para os gametas de modo
totalmente independente”.

Quadrado de Punnett
F1 RrVv F2
RrVv Gametas RV Rv rV rv
RV RRVV RRVv RrVV RrVv
Rv RRVv RRvv RrVv Rrvv
rV RrVV RrVv rrVV rrVv
rv RrVv Rrvv rrVv rrvv

Proporção fenotípica (PF):
 9 lisas, amarelas

 3 lisas, verdes

 3 rugosas, amarelas

 1 rugosa, verde

Conclusão da 2ª. Lei de Mendel
A proporção de 9:3:3:1 é simplesmente a
combinação aleatória de duas proporções
independentes de 3:1, assim:

 315+108=423 lisas 3:
 101+32=133 rugosas 1
 315+101=416 amarelas 3:
 108+32=140 1

Cruzamentos diíbridos:
Princípio da distribuição independente
 Experimentos com plantas que diferiam em duas ou mais
características
 Cruzamento entre plantas que produziam sementes amarelas e
lisas com plantas que produziam sementes verdes e rugosas.
 Objetivo: verificar se as duas características (cor e textura)
eram herdadas independentemente
 Geração F1 composta por plantas que produziam sementes
amarelas e lisas (100%)
 Geração F2, obtida por autofecundação de F1, composta por 4
classes fenotípicas

 F2:
9 amarelas e lisas (= parental)
3 amarelas e rugosas (nova combinação)
3 verdes e lisas (nova combinação)
1 verde e rugosa (= parental)

 Cada característica era controlada por um gene diferente que
segregava dois alelos, e os dois genes eram herdados
independentemente
 Características amarela e lisa – dominantes
alelos G e W
 Características verde e rugosa – recessivas
alelos g e w
 Linhagens parentais: duplamente homozigotas

A descendência dos híbridos em que se
combinam vários caracteres essencialmente
diferentes representa os termos de uma série
combinatória, na qual se acham unidas as
séries de desenvolvimento de cada par de
caracteres diferenciais.
Fica demonstrado, ao mesmo tempo, que o
comportamento de cada par de caracteres
diferenciais em união binária é independente
das outras diferenças existentes nas duas
plantas progenitoras.”

Duas suposições:
2) Cada gene segrega seus alelos.
3) As segregações são independente uma da outra.
(um gameta que recebe W pela segregação do gene da
textura tem a mesma probabilidade de receber G que
receber g pela segregação do gene de cor)

Princípios Básicos
3º) Princípio da Distribuição Independente
Os alelos de genes diferentes se segregam (ou se
distribuem) independentes uns dos outros.

Observações de Mendel:
1. Apenas uma das características contrastantes aparecia no
híbridos.
2. Quando estes híbridos eram autofecundados produziam dois
tipos de prole, cada prole semelhante a uma planta do
cruzamento original.
3. A prole aparecia consistentemente em uma proporção 3:1
 Assim: cada característica que Mendel estudou parecia ser
controlada por um fator herdável que existia em duas formas,
uma dominante e outra recessiva.
 Fator herdável = GENE
 Formas dominante e recessiva = ALELOS
(Alelos são formas variantes de um gene)

Conclusões de Mendel
1. Linhagens parentais (pais) – levam duas cópias idêntica de
um gene.
Duas cópias – diplóides
Cópias idênticas – homozigoto
2. Durante a produção de gametas (grão de pólen e oosfera)
estas duas cópias são reduzidas a uma.
Os gametas que emergem da meiose (divisão celular que
produz os gametas) levam só uma cópia de um gene.
Uma cópia – haplóide
3. O número de genes diplóides é restaurado quando os
gametas se unem para formar o zigoto (primeira célula do
indivíduo, formada após a fecundação).

1. Se os gametas provêm de plantas geneticamente diferentes
(cruzamentos) o zigoto híbrido herda dois alelos diferentes, um do pai
e outro da mãe.

Alelos (cópias) diferentes – heterozigoto

3. Alelos diferentes que estão presentes em um heterozigoto devem
coexistir, embora sejam um dominante e um recessivo, e cada um
deles teria uma chance igual de ir para um gameta quando o
heterozigoto se reproduzisse.
4. A fertilização aleatória com uma população mista de gametas (metade
de alelo dominante e metade de alelo recessivo) produz alguns
zigotos nos quais ambos são alelos recessivos.
Conseqüência: reaparecimento da característica recessiva na prole
de plantas híbridas.

Pontos importantes
Os experimentos de Mendel estabeleceram três
princípios genéticos básicos:
2. Alguns alelos são dominantes e outros são
recessivos,
3. Durante a formação dos gametas alelos diferentes
se segregam uns dos outros,
4. Genes diferentes se distribuem independentemente.

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