Você conhece os conceitos básicos de Genótipo e Fenótipo? Quando Mendel completou seus experimentos com ervilhas, ele estava cruzando traços diferentes da característica cor das sementes. Nesse caso, a característica cor da semente é o gene e a variação dessa característica (verde ou amarela) é causada por diferentes alelos.
Na maioria dos casos no mundo vegetal e animal, os indivíduos têm dois alelos para cada gene: um alelo é herdado do pai e o outro é herdado da mãe. Então, um alelo é uma forma particular de um gene específico.
O gene relacionado à cor das sementes de ervilhas localiza-se em uma determinada região do cromossomo chamada lócus gênico, que é igual para os cromossomos de origem materna e paterna.
A combinação específica dos dois alelos é chamada genótipo. A expressão física, isto é, o traço para o qual os alelos carregam a informação, é chamada de fenótipo. Assim, a expressão fenotípica de um indivíduo (cor das sementes de uma planta, altura de um animal, cor dos olhos em uma criança…) depende de quais alelos ele recebeu.
Quando um organismo recebe dois alelos iguais ele é chamado de homozigoto. Voltando às ervilhas, o que Mendel concluiu é que a cor amarela da semente predominava sobre a cor verde.
O que temos, geneticamente falando, é que se uma planta recebe tanto da mãe quanto do pai o alelo que determina a cor amarela (vamos chamá-lo de V), ela é homozigota dominante (porque o alelo para cor amarela inibe o alelo para cor verde).
Mas se ela recebe de ambos os pais o alelo que determina a cor verde (vamos chamá-lo de v), ela é homozigota recessiva. Há ainda a possibilidade de que ela receba o alelo dominante de um dos pais e o alelo recessivo do outro. Neste caso, ela é heterozigota, também chamada de híbrida.
O fato de um alelo ser dominante sobre outro não significa que ele seja melhor, nem que ele é o mais comum. Existem doenças que são expressas quando os genes estão em homozigose dominante, por exemplo a doença de Huntington (doença degenerativa do cérebro que afeta a capacidade cognitiva).
Além disso, costuma-se pensar que o alelo dominante é o que mais ocorre na natureza, mas isso depende da característica de que se trata. Muitas vezes o alelo dominante é raro em uma população, enquanto o alelo recessivo é abundante.
Após observar que a proporção obtida na segunda geração de descendentes sempre obedecia a proporção 3:1, Mendel e outros cientistas compreenderam que durante a formação de gametas, na meiose, os alelos se separam de maneira igual, ou seja, cada gameta possui apenas um alelo.
Veja:
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Genótipo da geração F1: 100% heterozigotos
Cada planta da ervilha apresenta duas cópias do gene que codifica a cor da semente em cada uma de suas célucas do corpo (células somáticas). A cor da semente de todos os indivíduos da primeira geração é amarela. Os alelos encontram-se no mesmo lócus gênico, em cromossomos homólogos (um de origem materna e outro de origem paterna).
Intérfase: fase S
Para produzir as células sexuais (gametas), as células da linhagem germitiva entram em meiose. Os cromossomos homólogos são duplicados e, consequentemente, os alelos para a cor da semente também o são.
Meiose I: telófase I
Ao final da primeira meiose, os cromossomos homólogos encontram-se separados e duplicados. A célula que era diploide (2n) passa a ser haploide (n).
Meiose II: telófase II
Ao final da segunda meiose, as cromátides-imãs se separam. Os gametas formados possuem apenas um dos cromossosmos homólogos e, portanto, apenas um dos alelos do gene. Há 50% de chance de possuírem o alelo V e 50% de chance de possuírem o alelo v. Quando o ovócito e o espermatozóide se únem para dar início a um novo ser, mais uma vez haverá duas cópias do gene da cor da semente em cada célula do corpo da planta.
Então, a 1ª lei de Mendel diz que cada característica é determinada por um par de fatores (alelos) que se separam na formação dos gametas (durante a meiose), de modo que cada gameta recebe apenas um dos fatores, sendo assim considerados puros.
Mas note que na primeira lei de Mendel é considerada a herança de apenas uma característica por vez. O termo híbrido, citado acima, caracteriza a prole gerada a partir de cruzamentos entre organismos que diferem em uma ou mais características.
No caso das ervilhas, os híbridos foram obtidos do cruzamento entre plantas que produziam sementes amarelas e plantas que produziam sementes verdes. Como a 1ª lei de Mendel considera apenas a herança de uma característica por vez, os cruzamentos realizados nesta condição são ditos cruzamentos monoíbridos.
Resumindo, as conclusões de Mendel a partir de seus experimentos foram:
- Cada indivíduo de uma espécie possui uma combinação de traços (alelos) que o torna único;
- Esses traços são herdáveis;
- Todos os descendentes de progenitores que diferem em apenas uma característica expressarão o fenótipo de apenas um dos alelos, no caso, o do traço dominante.
- Na formação dos gametas, os progenitores segregam (separam) os alelos aleatoriamente, de modo que cada gameta formado recebe apenas um alelo.
Conceitos básicos sobre Genótipo e Fenótipo
- Gene: um fragmento de DNA que contém a informação genética para que uma característica seja expressa.
- Alelo: uma forma particular de um gene. O gene determina a característica, enquanto o alelo denomina a variação dessa característica. Organismos diploides recebem um alelo de cada progenitor.
- Genótipo: a combinação dos dois alelos em um indivíduo.
- Fenótipo: a expressão física do genótipo, determinado não só pelo gene, mas pelo ambiente também.
- Heterozigoto (híbrido): um genótipo com dois alelos diferentes.
- Homozigoto (puro): um genótipo com dois alelos iguais, seja dominante ou recessivo.
- Alelo dominante: determina o mesmo fenótipo tanto em homozigose quanto em heterozigose (por ex., a cor amarela das sementes é dada pelos genótipos VV e Vv).
- Alelo recessivo: só se expressa em homozigose (por ex., a cor verde das sementes é dada apenas pelo genótipo vv). Por convenção, os genes são designados por letras, sendo que o alelo dominante recebe letra maiúscula e o alelo recessivo recebe letra minúscula.
O fenótipo, isto é, a variação (traço ou estado) de uma característica que é expressa, também pode ser influenciado pelo ambiente. Em algumas situações, certos alelos serão expressos em determinados ambientes, mas não em outros.
Portanto, dois indivíduos com o mesmo genótipo podem expressar fenótipos diferentes, dependendo das diferentes condições ambientais. Por exemplo, a coloração rosada das penas dos flamingos é uma característica que não é expressa devido aos genes.
Não há informação no genótipo dessa espécie para o fenótipo rosa avermelhado. Então, de onde vem essa coloração? Os flamingos nascem com penas cinzas ou brancas que, por volta dos dois primeiros anos de vida, vão se tornando rosa.
Isso porque sua dieta principal é a base de pequenas algas e crustáceos (caranguejos, lagostas, camarões).
Tanto as algas quanto os crustáceos ingeridos apresentam grande quantidade de pigmento laranja-avermelhado (betacaroteno para as algas e carotenoides para os crustáceos), porém os níveis desses pigmentos variam em diferentes partes do mundo, razão pela qual flamingos da América do Norte são geralmente vermelhos e laranjas, enquanto flamingos do Quênia são rosa claro.
Assim, a coloração dos flamingos é decorrente de sua alimentação, e não de sua informação genética. Se um flamingo mudar de hábitos alimentares, suas novas penas crescerão com um tom mais pálido, e as penas rosadas acabariam mudando.
Assim, o genótipo corresponde à constituição genética de um indivíduo (o que seu DNA diz que você pode ser), e o fenótipo corresponde às características observáveis e modificáveis, que sofrem influência tanto do genótipo como do meio ambiente (quando o DNA interage com ambiente, o resultado é o que você de fato é).
Fenótipo = genótipo + ambiente
Então é isso, pessoal. Espero que vocês tenham gostado dessa aula sobre os conceitos básicos e as convenções da genética. Qualquer dúvida, deixe seu comentário ou entre em contato através do Fórum de Dúvidas ou através das redes sociais.
Abraço,
Professora Bruna Klassa.
Instagram:@profbrunaklassa
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