Fundamentos da Genética

Para a humanidade sempre foi intrigante a semelhança dos filhos com os pais. Ao longo da história diversas culturas promoveram cruzamentos controlados em animais e plantas, conseguindo uma maior produtividade e/ou qualidade. Só no século XX, com o desenvolvimento da química, e dos microscópios, obtivemos as respostas para entender a transferência de características dos pais para os filhos.

Genética é a área da biologia responsável em compreender a transmissão de características de pais para filhos, ao longo das gerações, a chamada herança biológica.

1. Conceitos Básicos da Genética

1.1 Fenótipo e Genótipo

É denominado fenótipo as características observáveis de um ser vivo, enquanto genótipo, os genes responsáveis pelas características visíveis.

Pessoas com um mesmo genótipo podem apresentar fenótipos diferentes, assim como fenótipos iguais podem ser resultantes de genótipos diferentes. Por exemplo, pessoas com mesmo genótipo para a cor da pele podem apresentar tonalidades diferentes de cor, dependendo da exposição da pele ao sol. Portanto, o fenótipo de um ser vivo é determinado pelos genes que ele recebeu de seu pai e a interação com o meio ambiente.

1.2 Princípios da Hereditariedade

  • Os filhos herdam dos pais genes e desenvolvem características através deles;
  • Os genes são transmitidos de geração a geração através dos gametas;
  • Cada gameta contém um conjunto completo de genes, típico da espécie;
  • Os genes ocorrem aos pares em cada indivíduo, um de origem paterna e outro de origem materna;
  • Cada versão de um gene, um recebido do pai e outro da mãe, é denominada alelo, não se misturando no filho.

No livro “Fundamentos da Biologia Moderna”, o autor utiliza o cruzamento genético entre coelhos de duas linhagens de coelhos que diferem quanto à cor da pelagem para exemplificar os fundamentos desses princípios:

Coelhos chinchilas apresentam pelagem cinzenta porque têm uma versão funcional do gene que condiciona a produção do pigmento melanina. Coelhos albinos apresentam pelagem branca porque têm apenas a versão alterada, não-funcional, do gene responsável pela produção de melanina. A versão funcional será representada por cch e a não-funcional por c. Essas duas versões de um mesmo gene que condiciona a cor da pelagem dos coelhos, são os denominados alelos.

Um coelho com  genótipo cchcch apresentará uma pelagem cinzenta, e um coelho com genótipo cc apresentará pelagem branca. Quando um indivíduo tem dois alelos iguais de um mesmo gene ele é denominado homozigótico. Coelhos com o genótipo cchc apresentaram pelagem cinzenta e são heterozigóticos, ou seja, o indivíduo apresenta dois alelos diferentes do mesmo gene. Portanto, um coelho para ter o fenótipo chinchila deverá ter genótipo cchcch ou cchc; Já para apresentar fenótipo albino deverá ter genótipo cc.

Gregor Mendel, um dos pioneiros da genética, foi um monge agostiniano e botânico que estudou a hereditariedade de diversas plantas durante o século XIX. Ele utilizou o termo dominante para designar o alelo que se expressa em indivíduos heterozigóticos, e o termo recessivo para designar o alelo que não se expressa em indivíduos heterozigóticos. Sendo assim, o gene da cor da pelagem dos coelhos  chinchila e albino que apresenta os alelos cch e c, o alelo cch é o dominante e o alelo c é o recessivo.

No cruzamento entre coelhos chinchilas heterozigóticos, 50% dos gametas (espermatozoides e óvulos) terão alelo cch e  os outros 50% terão o alelo c, um espermatozoide com o alelo  cch poderá fecundar tanto um óvulo com o alelo cch quanto um óvulo com o alelo c, originando filhos com a pelagem cinza em ambos os casos. Um espermatozoide com o alelo c também poderá fecundar tanto um óvulo com o alelo cch quanto um óvulo com o alelo c, originando no primeiro caso um filho heterozigótico com pelagem cinza, e no segundo caso originando um filho homozigótico cc com pelagem branca. Portanto, no cruzamento entre coelhos chinchilas heterozigóticos, espera-se descendência com três tipos de genótipo: 25% (1/4)  cchcch | 50% (2/4)  cchc | 25% (1/4) cc. Quanto ao fenótipo, espera-se  75% de descentes chinchila e 25% de descendentes albinos.

Representação do cruzamento entre coelhos albinos e chinchilas homozigóticos e do cruzamento entre coelhos chinchilas heterozigóticos.

Na resolução de testes que envolvam a determinação de genótipos é comum a utilização do quadrado de Punnett. O quadrado de Punnett consiste em uma tabela em que se coloca cada gameta do pai em uma coluna e cada gameta da mãe em uma linha. Veja o exemplo a seguir para o cruzamento entre coelhos chinchila heterozigóticos.

Exemplo do Quadro de Punnett

Alguns Tipos de Herança

  • Herança dominante e recessiva: quando em um par de alelos responsáveis por uma determinada característica, um dos alelos produz substância e o outro não, o que produz é denominado dominante em relação ao que não produz, denominado recessivo. O alelo recessivo só é responsável por um fenótipo se estiver em uma célula homozigótica.
  • Dominância Incompleta: ocorre quando a quantidade de genes determina a quantidade de produção de determinada substância. Um exemplo presente no livro do Amabis e Martho, é o da planta boca-de-leão. Indivíduos homozigóticos para determinado gene apresentam flores vermelhas; os homozigóticos para a outra versão do mesmo gene apresentam flores brancas; os heterozigóticos apresentam flores rosas. A explicação para a dominância incompleta é o fato de que em células homozigóticas dos alelos que produzem pigmento vermelho, há o dobro de pigmento das células heterozigóticas, em que só um alelo produz pigmento vermelho. Enquanto nos indivíduos homozigóticos para o gene que não produz pigmento as flores são brancas.
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