Mono-hibridismo: em que consiste e exercícios resolvidos - Ciência - 2023

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omono-hibridismo refere-se ao cruzamento entre dois indivíduos que diferem apenas em uma característica. Da mesma forma, ao fazer cruzamentos entre indivíduos da mesma espécie e ao estudar a herança de um único traço, falamos em mono-hibridismo.

Os cruzamentos mono-híbridos buscam investigar a base genética de características que são determinadas por um único gene. Os padrões de herança desse tipo de cruzamento foram descritos por Gregor Mendel (1822-1884), um personagem icônico no campo da biologia e conhecido como o pai da genética.

Com base em seu trabalho com plantas de ervilha (Pisum sativum), Gregor Mendel enunciou suas conhecidas leis. A primeira lei de Mendel explica os cruzamentos mono-híbridos.

Em que consiste?

Como mencionado acima, os cruzamentos mono-híbridos são explicados na primeira lei de Mendel, que é descrita abaixo:

Primeira Lei de Mendel

Nos organismos sexuais, existem pares de alelos ou pares de cromossomos homólogos, que são separados durante a formação dos gametas. Cada gameta recebe apenas um membro desse par. Essa lei é conhecida como "lei da segregação".

Em outras palavras, a meiose garante que cada gameta contenha estritamente um par de alelos (variantes ou diferentes formas de um gene), e é igualmente provável que um gameta contenha qualquer uma das formas do gene.

Mendel conseguiu enunciar essa lei fazendo cruzamentos de ervilhas. Mendel acompanhou a herança de vários pares de características contrastantes (flores roxas versus flores brancas, sementes verdes versus sementes amarelas, hastes longas versus hastes curtas), por várias gerações.

Nestes cruzamentos, Mendel contou os descendentes de cada geração, obtendo assim proporções de indivíduos. O trabalho de Mendel conseguiu gerar resultados robustos, pois trabalhou com um número significativo de pessoas, cerca de alguns milhares.

Por exemplo, nos cruzamentos mono-híbridos de sementes lisas redondas com sementes enrugadas, Mendel obteve 5474 sementes lisas redondas e 1850 sementes enrugadas.

Da mesma forma, os cruzamentos de sementes amarelas com sementes verdes rendem 6022 sementes amarelas e 2001 sementes verdes, estabelecendo assim um padrão claro de 3: 1.

Uma das conclusões mais importantes desse experimento foi postular a existência de partículas discretas que são transmitidas de pais para filhos. Atualmente, essas partículas de herança são chamadas de genes.

Quadrado de punnett

Este gráfico foi usado pela primeira vez pelo geneticista Reginald Punnett. É uma representação gráfica dos gametas dos indivíduos e de todos os genótipos possíveis que podem resultar do cruzamento de interesse. É um método simples e rápido de resolver cruzamentos.

Exercícios resolvidos

Primeiro exercício

Na mosca da fruta (Drosophila melanogaster) a cor cinza do corpo é dominante (D) sobre a cor preta (d). Se um geneticista cruza um indivíduo homozigoto dominante (DD) e um indivíduo homozigoto recessivo (dd), como será a primeira geração de indivíduos?

Resposta

O indivíduo homozigoto dominante produz apenas gametas D, enquanto o homozigoto recessivo também produz apenas um tipo de gameta, mas no caso deles são d.

Quando ocorrer a fertilização, todos os zigotos formados terão o genótipo Dd. Em relação ao fenótipo, todos os indivíduos serão de corpo cinza, pois D é o gene dominante e mascara a presença de d no zigoto.

Concluímos que 100% dos indivíduos de F₁ eles serão cinza.

Segundo exercício

Que proporções resultam do cruzamento da primeira geração de moscas do primeiro exercício?

Resposta

Como podemos deduzir, as moscas do F₁ possuem o genótipo Dd. Todos os indivíduos resultantes são heterozigotos para este elemento.

Cada indivíduo pode gerar gametas D e D. Neste caso, o exercício pode ser resolvido usando o quadrado de Punnett:

Na segunda geração de moscas, reaparecem as características dos pais (moscas de corpo negro) que pareciam ter sido "perdidas" na primeira geração.

Obtivemos 25% das moscas com o genótipo homozigoto dominante (DD), cujo fenótipo é corpo cinza; 50% de indivíduos heterozigotos (Dd), nos quais o fenótipo também é cinza; e outros 25% de homozigotos recessivos (dd), corpo negro.

Se quisermos ver em termos de proporções, o cruzamento de heterozigotos resulta em 3 indivíduos cinza contra 1 indivíduo negro (3: 1).

Terceiro exercício

Em uma certa variedade de prata tropical, pode-se distinguir entre folhas salpicadas e folhas lisas (sem as manchas, unicolor).

Suponha que um botânico cruze essas variedades. As plantas resultantes do primeiro cruzamento foram autorizadas a se autofecundar. O resultado da segunda geração foi 240 plantas com folhas salpicadas e 80 plantas com folhas lisas. Qual foi o fenótipo da primeira geração?

Resposta

O ponto chave para resolver este exercício é pegar os números e colocá-los em proporções, dividindo os números da seguinte maneira: 80/80 = 1 e 240/80 = 3.

Evidenciado o padrão 3: 1, é fácil concluir que os indivíduos que deram origem à segunda geração eram heterozigotos e, fenotipicamente, apresentavam folhas mosqueadas.

Quarto exercício

Um grupo de biólogos estuda a cor da pelagem dos coelhos da espécie Oryctolagus cuniculus. Aparentemente, a cor da pelagem é determinada por um locus com dois alelos, A e a. O alelo A é dominante e A é recessivo.

Que genótipo terão os indivíduos resultantes do cruzamento de um indivíduo homozigoto recessivo (aa) e um heterozigoto (Aa)?

Resposta

A metodologia a seguir para resolver este problema é implementar o quadrado de Punnett. Indivíduos homozigotos recessivos produzem apenas gametas, enquanto indivíduos heterozigotos produzem gametas A e a. Graficamente, é o seguinte:

Portanto, podemos concluir que 50% dos indivíduos serão heterozigotos (Aa) e os outros 50% serão homozigotos recessivos (aa).

Exceções à primeira lei

Existem certos sistemas genéticos em que indivíduos heterozigotos não produzem proporções iguais de dois alelos diferentes em seus gametas, conforme previsto pelas proporções mendelianas descritas anteriormente.

Este fenômeno é conhecido como distorção na segregação (ou impulso meiótico) Um exemplo disso são os genes egoístas, que interferem na função de outros genes buscando aumentar sua frequência. Observe que o elemento egoísta pode diminuir a eficácia biológica do indivíduo que o carrega.

No heterozigoto, o elemento egoísta interage com o elemento normal. A variante egoísta pode destruir o normal ou impedir seu funcionamento. Uma das consequências imediatas é a violação da primeira lei de Mendel.

Referências

Barrows, E. M. (2000). Referência de mesa de comportamento animal: um dicionário de comportamento animal, ecologia e evolução. CRC press.
Elston, R. C., Olson, J. M., & Palmer, L. (2002). Genética bioestatística e epidemiologia genética. John Wiley & Sons.
Hedrick, P. (2005). Genética de Populações. Terceira edição. Jones e Bartlett Publishers.
Montenegro, R. (2001). Biologia evolutiva humana. Universidade Nacional de Córdoba.
Subirana, J. C. (1983). Didática da genética. Edições Universitat Barcelona.
Thomas, A. (2015). Apresentando Genética. Segunda edição. Garland Science, Taylor & Francis Group.