Cruzamentos mono-híbridos: em que consistem e exemplos - Ciência - 2023

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UMA cruz monohybrid, em genética, refere-se ao cruzamento de dois indivíduos que diferem em um único caráter ou traço. Em termos mais exatos, os indivíduos possuem duas variações ou "alelos" da característica a ser estudada.

As leis que predizem as proporções dessa cruz foram enunciadas pelo naturalista e monge austríaco Gregor Mendel, também conhecido como o pai da genética.

Os resultados da primeira geração de um cruzamento mono-híbrido fornecem as informações necessárias para inferir o genótipo dos organismos parentais.

Perspectiva histórica

As regras de herança foram estabelecidas por Gregor Mendel, graças aos seus conhecidos experimentos usando a ervilha como organismo modelo (Pisum sativum) Mendel realizou seus experimentos entre 1858 e 1866, mas eles foram redescobertos anos depois.

Antes de Mendel

Antes de Mendel, os cientistas da época pensavam que as partículas (agora sabemos que são genes) da hereditariedade se comportavam como líquidos e, portanto, tinham a propriedade de se misturar. Por exemplo, se tomarmos uma taça de vinho tinto e misturá-la com vinho branco, teremos vinho rosé.

Porém, se quiséssemos recuperar as cores parentais (vermelho e branco), não poderíamos. Uma das consequências intrínsecas desse modelo é a perda de variação.

Depois de Mendel

Essa visão errada da herança foi descartada após a descoberta das obras de Mendel, divididas em duas ou três leis. A primeira lei ou lei da segregação é baseada em cruzamentos mono-híbridos.

Nos experimentos com ervilhas, Mendel fez uma série de cruzamentos monohíbridos levando em consideração sete caracteres diferentes: cor das sementes, textura da vagem, tamanho do caule, posição das flores, entre outros.

As proporções obtidas nesses cruzamentos levaram Mendel a propor a seguinte hipótese: nos organismos existem alguns “fatores” (agora genes) que controlam o aparecimento de certas características. O corpo é capaz de transmitir esse elemento de geração em geração de forma discreta.

Exemplos

Nos exemplos a seguir, usaremos a nomenclatura típica da genética, em que os alelos dominantes são representados por letras maiúsculas e os alelos recessivos por letras minúsculas.

Um alelo é uma variante alternativa de um gene. Eles estão em posições fixas nos cromossomos, chamadas de loci.

Assim, um organismo com dois alelos representados por letras maiúsculas é um homozigoto dominante (AA, por exemplo), enquanto duas letras minúsculas denotam o homozigoto recessivo. Em contraste, o heterozigoto é representado pela letra maiúscula, seguida pela minúscula: Aa.

Em heterozigotos, a característica que podemos ver (o fenótipo) corresponde ao gene dominante. No entanto, existem certos fenômenos que não seguem essa regra, conhecidos como codominância e dominância incompleta.

Plantas com flores brancas e roxas: primeira geração filial

Um cruzamento mono-híbrido começa com a reprodução entre indivíduos que diferem em uma característica. Se forem vegetais, pode ocorrer por autofecundação.

Em outras palavras, o cruzamento envolve organismos que possuem duas formas alternativas de uma característica (vermelho x branco, alto x baixo, por exemplo). Os indivíduos que participam do primeiro cruzamento recebem o nome de "pais".

Para nosso exemplo hipotético, usaremos duas plantas que diferem na cor das pétalas. Genótipo PP (homozigoto dominante) resulta em um fenótipo roxo, enquanto o pp (homozigoto recessivo) representa o fenótipo da flor branca.

O pai com o genótipo PP irá produzir gametas P. Da mesma forma, os gametas do indivíduo pp vai produzir gametas p.

O próprio cruzamento envolve a união desses dois gametas, cuja única possibilidade de descendência será o genótipo. Pp. Portanto, o fenótipo da prole será flores roxas.

A descendência da primeira cruz é conhecida como a primeira geração filial. Nesse caso, a primeira geração filial é composta exclusivamente por organismos heterozigotos com flores roxas.

Geralmente, os resultados são expressos graficamente usando um diagrama especial denominado quadrado de Punnett, onde cada combinação possível de alelos é observada.

Plantas com flores brancas e roxas: filial de segunda geração

Os descendentes produzem dois tipos de gametas: P Y p. Portanto, o zigoto pode se formar de acordo com os seguintes eventos: Que um esperma P conhecer um ovo P. O zigoto será homozigoto dominante PP e o fenótipo será flores roxas.

Outro cenário possível é que um esperma P encontre um ovo p. O resultado deste cruzamento seria o mesmo se um espermatozóide p encontre um ovo P. Em ambos os casos, o genótipo resultante é heterozigoto. Pp com fenótipo de flor roxa.

Finalmente pode o esperma p conhecer um ovo p. Esta última possibilidade envolve um zigoto homozigoto recessivo. pp e exibirá um fenótipo de flor branca.

Isso significa que, em um cruzamento entre duas flores heterozigotas, três dos quatro eventos possíveis descritos incluem pelo menos uma cópia do alelo dominante. Portanto, a cada fertilização, há uma probabilidade de 3 em 4 de que a prole adquira o alelo P. E, como é dominante, as flores serão roxas.

Em contraste, nos processos de fertilização, há uma chance de 1 em 4 de que o zigoto herde ambos os alelos p que produzem flores brancas.

Utilidade em genética

Os cruzamentos mono-híbridos são freqüentemente usados para estabelecer relações de dominância entre dois alelos de um gene de interesse.

Por exemplo, se um biólogo deseja estudar a relação de dominância entre os dois alelos que codificam para pêlo preto ou branco em um rebanho de coelhos, ele provavelmente usará o cruzamento mono-híbrido como uma ferramenta.

A metodologia inclui o cruzamento entre os pais, onde cada indivíduo é homozigoto para cada característica estudada - por exemplo, um coelho AA e outro aa.

Se os descendentes obtidos neste cruzamento forem homogêneos e expressarem apenas um caráter, conclui-se que esse traço é o dominante. Se o cruzamento for continuado, os indivíduos da segunda geração filial aparecerão em proporções de 3: 1, ou seja, 3 indivíduos exibindo o dominante vs. 1 com o traço recessivo.

Essa proporção fenotípica de 3: 1 é conhecida como "Mendeliana" em homenagem a seu descobridor.

Referências

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Hedrick, P. (2005). Genética de Populações. Terceira edição. Jones e Bartlett Publishers.
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