Biografia de Gregor Mendel

Gregor Mendel

Gregor Johann Mendel. Nasceu em Heinzendorf bei Odrau, a 20 de Julho de 1822, e, faleceu em Brno, a 6 de Janeiro de 1884. Mendel foi um monge agostiniano, botânico e meteorologista austríaco. Aperfeiçoando-se no estudos das ciências naturais e da física, foi nomeado professor no liceu de Brunn e subdiretor do Observatório e do Jardim Botânico. Neste jardim fez experiências fundamentais sobre a hibridação das plantas e introduziu no estudo dos fenômenos hereditários uma precisão matemática. Durante a sua vida, Mendel publicou dois grandes trabalhos agora clássicos: "Ensaios com Plantas Híbridas" (Versuche über Pflanzen-hybriden), que não abrangia mais de trinta páginas impressas e "Hierácias Obtidas Pela Fecundação Artificial". As Leis de Mendel (ou Mendelismo) são a base da moderna genética e foram estabelecidas a partir do cruzamento de ervilhas. (1). Em 1865, formula e apresenta em dois encontros da Sociedade de História Natural de Brno as leis da hereditariedade, hoje chamadas Leis de Mendel, que regem a transmissão dos caracteres hereditários. Após 1868, as tarefas administrativas mantiveram-no tão ocupado que não pode dar continuidade às suas pesquisas, vivendo o resto da sua vida em relativa obscuridade. É conhecido como "Pai da Genética" atualmente.

Biografia

Estátua de Gregor Mendel no convento de
Brno. (Imagem: Coeli).

Nasceu em Heinzendorf bei Odrau (hoje chamada Vražné, no distrito de Nový Jičín), região de Troppau (hoje chamada Opava), na Silésia, que então pertencia ao Império Austríaco. Foi batizado a 22 de Julho, data que muitas vezes se confunde com a sua data de nascimento, e era de uma família de humildes camponeses. Na sua infância revelou-se muito inteligente; em casa costumava observar e estudar as plantas. Sendo um brilhante estudante, a sua família encorajou-o a seguir estudos superiores, e, aos 21 anos, a entrar num mosteiro da Ordem de Santo Agostinho em 1843 (atual mosteiro de Brno, hoje na República Checa) pois não tinham dinheiro para suportar o custo dos estudos. Obedecendo ao costume ao tornar-se monge, optou um outro nome: "Gregor". Então Mendel tinha a seu cargo a supervisão dos jardins do mosteiro. Estudou ainda, durante dois anos, no Instituto de Filosofia de Olmütz (hoje Olomouc, República Checa) e na Universidade de Viena (1851-1853). Mas Mendel não só se interessou nas plantas, ele também era meteorologista e estudou as teorias da evolução. Ao longo da sua vida foi membro, diretor e fundador de muitas sociedades locais: diretor do Banco da Morávia, foi fundador da Associação Meteorológica austríaca, membro da Real e Imperial Sociedade da Morávia e Silésia para melhor agricultura, entre outras. Morreu a 6 de Janeiro de 1884, em Brno, no antigo Império Austro-Húngaro hoje República Checa de uma doença renal crônica; um homem à frente do seu tempo, mas ignorado durante toda a sua vida.

Experiências com cruzamento de plantas

Busto de Gregor Mendel. 
(Imagem: Michal Maňas).

Desde 1843 a 1854 tornou-se professor de ciências naturais na Escola Superior de Brno, dedicando-se ao estudo do cruzamento de muitas espécies: feijões, chicória, bocas-de-dragão, plantas frutíferas, abelhas, camundongos e principalmente ervilhas cultivadas na horta do mosteiro onde vivia analisando os resultados matematicamente, durante cerca de sete anos. Gregor Mendel, "o pai da genética", como é conhecido, foi inspirado tanto pelos professores como pelos colegas do mosteiro que o pressionaram a estudar a variação do aspecto das plantas. Propôs que a existência de características (tais como a cor) das flores é devida à existência de um par de unidades elementares de hereditariedade, agora conhecidas como genes.

Abelhas

Após o estudo com ervilhas, Mendel dedicou-se ao estudo das abelhas, tentando estender as suas conclusões para os animais. Produziu uma estirpe híbrida entre abelhas do Egipto e da América do Sul que produziam um mel considerado excelente, contudo eram muito agressivas, picando muitas pessoas dos arredores, e foram destruídas. Mendel continuou a dedicar-se ao passatempo de apicultura, mesmo após ser eleito abade do Mosteiro de Brno, tendo inclusive fundado a Sociedade de Apicultura de Brno.

Redescoberta

Hugo de Vries

As descobertas de Mendel, apesar de muito importantes, permaneceram praticamente ignoradas até começos do século XX (embora tivessem estado disponíveis nas maiores bibliotecas da Europa e dos Estados Unidos), sendo publicadas somente no início do século XX, anos após sua morte. Foram "redescobertas" por um grupo de cientistas, um alemão - Carl Franz Joseph Erich Correns, um austríaco - Erich von Tschermak-Seysenegg e outro neerlandês - Hugo de Vries. Originalmente pensava-se que o austríaco Erich von Tschermark teria sido um dos "redescobridores" mas nunca mais foi aceito. Sua teoria foi essencial para a síntese evolutiva moderna.

Mendel é a abreviatura padrão usada para indicar Gregor Mendel como autoridade na descrição e classificação científica de um nome botânico.

Genética Mendeliana (Mendelismo)

A genética mendeliana, herança mendeliana ou Mendelismo é um conjunto de princípios relacionados à transmissão hereditária das características de um organismo a seus filhos. Consiste na base principal da genética clássica. Originou-se dos trabalhos de Mendel publicados em 1865 e 1866, os quais foram considerados controversos inicialmente, e redescobertos em 1900. Somente quando incorporada à teoria do cromossomo de Thomas Hunt Morgan em 1915 foi que a Genética mendeliana se tornou a essência da genética clássica.

História

Leis de Mendel

Baseado em trabalhos já existentes acerca de hibridização de plantas ornamentais, mas que não haviam sido bem-sucedidos, tais como o trabalho de Joseph Gottlieb Kölreuter, Joseph Gartner, e outros, Mendel decidiu estudar

O mosteiro agostiniano em Brno, onde Mendel trabalhou e fez as suas experiências. (Photograph taken by Gareth Simkins - also known as User:Parmesan).

o mesmo problema. O primeiro cuidado que teve foi selecionar devidamente o material de estudo; para isso, estabeleceu alguns critérios e procurou material que se lhes adequassem. Tais critérios consistiam principalmente em encontrar plantas de caracteres nitidamente distintos e facilmente diferenciáveis; que essas plantas cruzassem bem entre si, e que os híbridos delas resultantes fossem igualmente férteis e se reproduzissem bem; e, por fim, que fosse fácil protegê-las contra polinização estranha. Baseado nesses critérios, depois de várias análises, Mendel escolheu algumas variedades e espécies de ervilhas (Pisum sativum), conseguindo um total de sete pares de caracteres distinto. Vamos chamar de linhagem os descendentes de um ancestral comum. Mendel observou que as diferentes linhagens, para os diferentes caracteres escolhidos, eram sempre puras, isto é, não apresentavam variações ao longo das gerações. Por exemplo, a linhagem que apresentava sementes da cor amarela produziam descendentes que apresentavam exclusivamente a semente amarela. O mesmo caso ocorre com as ervilhas com sementes verdes. Essas duas linhagens eram, assim, linhagens puras. Mendel resolveu então estudar esse caso em especifico. A flor de ervilha é uma flor típica da família das Leguminosae. Apresenta cinco pétalas, duas das quais estão opostas formando a carena, em cujo interior ficam os órgãos reprodutores masculinos e femininos. Por isso, nessa família, a norma é haver autofecundação; ou seja, o grão de pólen da antera de uma flor cair no pistilo da própria flor, não ocorrendo fecundação cruzada. Logo para cruzar uma linhagem com a outra era necessário evitar a autofecundação. Mendel escolheu alguns pés de ervilha de semente amarela e outros de semente verde, emasculou as flores ainda jovens, ainda não-maduras. Para isso, retirou das flores as anteras imaturas, tornando-as, desse modo, completamente femininas. Depois de algum tempo, quando as flores se desenvolveram e estavam maduras, polinizou as flores de ervilha amarela com o pólen das flores de ervilha verde, e vice-versa. Essas plantas constituem portanto as linhagens parentais. Os descendentes desses cruzamentos constituem a primeira geração em estudo designada por geração F¹, assim como as seguintes são designadas por F², F³, etc.

Primeira Lei: Lei da Segregação

A primeira lei de Mendel, chamada de lei da segregação ou lei da pureza dos gametas, pode ser enunciada da seguinte forma: na formação dos gametas, os pares de fatores se segregam.

Diagrama mostrando os sete caracteres observados por Mendel. (Imagem: Mariana Ruiz LadyofHats)

Todas as sementes obtidas em F¹, foram amarelas (por serem dominantes e as verdes recessivas), portanto iguais a um dos pares. Uma vez que todas as sementes eram iguais, Mendel plantou-as e deixou que as plantas quando florescessem, se auto-fecundassem, produzindo assim a geração F². As sementes obtidas na geração F² foram verdes e amarelas, na proporção de 3 para 1, sempre 3 amarelas para 1 verde. Inclusive na análise de dois caracteres simultaneamente, Mendel sempre caía na proporção final de 3:1. Para explicar a ocorrência de somente sementes amarelas em F¹ os dois tipos em F², Mendel começou admitindo a existência de fatores que passassem dos pais para os filhos por meio dos gametas. Cada fator seria responsável pelo aparecimento de um caráter. Assim, existiria um fator que condiciona o caráter amarelo e que podemos representar por A (maiúsculo), e um fator que condiciona o caráter verde e que podemos representar por a (minúsculo). Quando a ervilha amarela pura é cruzada com uma ervilha verde pura, o híbrido F¹ recebe o fator A e o

Quadro de Punnett descrevendo um dos cruzamentos de Mendel, entre  parentes que são heterozigotos de alelos de cores roxa/branca. (Imagem: Madprime).

fator a, sendo portanto, portador de ambos os fatores. As ervilhas obtidas em F¹ eram todas amarelas, isso quer dizer que, por ter o fator A (maiúsculo), esse se manifestou, sendo assim chamado de "dominante". Mendel chamou de "recessivo" a (minúsculo) o fator que não se manifesta em F¹. Utiliza-se sempre a letra do caráter recessivo para representar ambos os caráteres, sendo maiúscula a letra do dominante e minúscula a do recessivo. Continuando a análise, Mendel contou em F², o número de indivíduos com caráter recessivo, e verificou que eles ocorrem sempre na proporção de 3 dominantes para 1 recessivo. Mendel chegou a conclusão que o fator para verde só se manifesta em indivíduos puros, ou seja com ambos os fatores iguais à a (minúsculo). Em F¹ as plantas possuíam tanto os fatores A quanto o fator a sendo, assim, necessariamente amarelas. Podemos representar os indivíduos da geração F¹ como Aa (heterozigoto e, naturalmente, dominante). Logo para poder formar indivíduos aa (homozigotos recessivos) na geração F² os gametas formados na fecundação só poderiam ser aa. Esse fato não seria possível se a geração desse origem a gametas com fatores iguais aos deles (Aa). Isso só seria possível se ao ocorrer a fecundação houvesse uma segregação dos fatores A e a presentes na geração F¹, esses fatores seriam misturados entre os fatores A e a provenientes do pai e os fatores A e a provenientes da mãe. Os possíveis resultados sendo: AA, Aa e aa. Esse fato foi posteriormente explicado pela meiose, que ocorre durante a formação dos gametas. Mendel havia criado então sua teoria sobre a hereditariedade e da segregação dos fatores.

Segunda Lei: Segregação independente

A Segunda Lei de Mendel é também conhecida como Lei da Segregação Independente dos Genes. Mendel em seus experimentos também cruzou plantas que diferiam em relação a dois pares de alelos. Neste cruzamento, que objetivava esclarecer a relação de diferentes pares de alelos, ele cruzou plantas que possuíam sementes amarelas e lisas com plantas que possuíam sementes verdes e rugosas. A progênie F1 resultante entre o cruzamento dos progenitores homozigota é formada por híbridos (heterozigotos) para dois pares de genes. A progênie F1 (GgWw) é formada por diíbridos e, por extensão, o cruzamento GGWW x ggww é um cruzamento diíbrido. Sabia-se, graças à experiências anteriores, que os alelos que determinavam sementes amarelas e lisas eram dominantes e sobre seus respectivos alelos, que produziam sementes verdes e rugosas. Assim, considerando dois deles tinham-se as informações:

• Caráter cor dos cotilédones:
  - já tinha sido observado que o padrão amarelo (V_) apresentava dominância sobre o padrão verde (vv);
• Caráter aspecto da casca da semente:
  - neste caso, já se observa que o padrão de casca lisa (R_) era dominante sobre o tipo casca rugosa (rr).

Os cruzamentos foram realizados no mesmo esquema da elaboração da primeira lei. A geração parental (P) utilizava duas plantas homozigóticas para as características estudadas, assim uma duplo-dominante (AA) era cruzada com um duplo-recessiva (aa). Desse cruzamento surgiu um híbrido heterozigótico (Aa). Mendel selecionou dois caracteres das sete estudadas na primeira lei para comparação, ervilhas amarelas (AA) e lisas (BB) (duplo-dominante) e ervilhas verdes (aa) e rugosas (bb) (duplo-recessiva). No primeiro cruzamento (F1) todas as ervilhas obtidas eram amarelas (Aa) e lisas (Bb). Na segunda geração (F2) foram obtidas ervilhas amarelas (A_) e lisas (B_), amarelas (A_) e rugosas (bb),verdes (aa) e lisas (B_) e verdes (aa) e rugosas (bb), Na proporção, respectivamente, 9:3:3:1 (P) AA/aa + BB/bb (F1) Aaxaa= Aa Bbxbb= Bb (F2) AaxAa= AA/Aa/Aa/aa BbxBb= BB/Bb/Bb/bb.

Cruzamentos possíveis de todos os gametas obtidos

Gametas	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Aabb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Aabb	aaBb	aabb

A_: Dominante (cor Amarela). B_: Dominante (forma Lisa). aa: Recessivo (cor Verde). bb: Recessivo (forma Rugosa).

Obs.: Foram obtidos dezesseis resultados entre os cruzamentos dos possíveis tipos de cromossomos. Obs.2: A proporção obtida na experiência decorre da soma do número de ocorrências. Exemplo: Amarela e Lisa (A_B_)- 1/16x9= 9/16.

Assim na geração F2 constata-se a existência de quatro fenótipos distintos, sendo dois idênticos da geração parental e dois novos (A_bb e aaBabba_). Todos os resultados confirmaram que os genes de cada carácter passavam de forma independente dos demais, ou seja, o fenótipo dominante - amarelo - não era transmitido obrigatoriamente com o fenótipo dominante - liso, o mesmo ocorreu com a transmissão dos fenótipos recessivos - verde e rugoso - para os descendentes. A segunda Lei de Mendel também denominada de lei da segregação independente foi criada por Gregor Mendel diz que, as diferenças de uma característica são herdadas independentemente das diferenças em outras características.

Mecanismos hereditários não previstos por Mendel

• Co-dominância
• Alelos múltiplos
• Genes Letais

 

Importância dos estudos de Mendel

Embora as conclusões de Mendel tenham se baseado em trabalhos com uma única espécie de planta, os princípios enunciados nas duas leis aplicam-se a todos os organismos de reprodução sexuada. Pode-se tomar como exemplo um caso de herança animal. Cobaias pretas homozigotas cruzadas com cobaias brancas homozigotas originarão descendentes pretos heterozigotos, que cruzados entre si, originarão cobaias pretas e brancas na proporção 3:1. Mendel criou a base da genética moderna. Embora seus estudos tenham permanecidos obscuros até o século XX eles influenciaram a biologia como um todo dando origem a todos os estudos posteriores sobre hereditariedade e genética.

Cronologia

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  Placa Memorial de Gregor Mendel (República Tcheca). (Imagem: Michal Maňas).

  1822 - No dia 20 de Julho, nasce Gregor Johann Mendel na Silésia, na região de Troppau, filho de uma família de camponeses.
• 1841-1843 - Estuda dois anos no Instituto Filosófico em Olomouc.
• 1843-1854 - Torna-se professor de ciências naturais na Escola Superior de Brno
• 1843 - Entra no mosteiro de Brno, onde passará a maior parte da sua vida e onde fará as suas famosas experiências.
• 1847 - É ordenado sacerdote.
• 1851-1853 - Estuda dois anos na Universidade de Viena história natural.
• 1853 - De volta ao mosteiro, dá aulas principalmente de Física.
• 1856 - Inicia as suas experiências nos jardins do mosteiro onde cruza as ervilhas e diferentes árvores.
• 1862 - com alguns colegas do mosteiro funda a Sociedade de Ciências Naturais.
• 1863 - Acaba as suas experiências em animais e plantas que duraram cerca de sete anos.
• 1865 - A 8 de Março e a 8 de Fevereiro apresenta à sociedade local o seu trabalho: "Ensaios com Plantas Híbridas".
• 1866 - Pública oficialmente o seu livro tendo muito pouco impacto na comunidade científica.
• 1868 - É eleito abade do mosteiro, após o que nunca mais pôde continuar as suas pesquisas devido às numerosas tarefas administrativas.
• 1871 - É nomeado presidente da Sociedade de Apicultura de Brno.
• 1873 - Mendel demite-se do cargo.
• 1874 - É reeleito, mas por razões pessoais não ocupa o cargo.
• 1884 - Morre a 6 de Janeiro de 1884 em relativa obscuridade, aos 61 anos de idade.
• 1900 - Os botânicos Carl Franz Joseph Erich Correns (Alemanha), Erich Tschermak (Áustria) e Hugo de Vries (Países Baixos) redescobrem o trabalho de Mendel, demonstrando a sua importância e estabelecendo as Leis de Mendel.

 

Gregor Johann Mendel

 

Referências

http://pt.wikipedia.org/wiki/Gregor_Mendel

http://pt.wikipedia.org/wiki/Leis_de_Mendel