Segunda lei de Mendel
A segunda lei de Mendel, também conhecida como lei da segregação, estabelece que os alelos de um gene se separam independentemente uns dos outros durante a formação de gametas. Isso significa que cada gameta recebe apenas um alelo de cada gene, resultando em descendentes com combinações aleatórias de alelos herdados de seus pais.
O que é a segunda lei de Mendel?
Como os alelos se separam durante a formação de gametas?
Cada gameta recebe quantos alelos de cada gene?
Como os descendentes herdam alelos de seus pais?
Qual é a base para a compreensão da herança genética?
Como a segunda lei de Mendel se relaciona com as outras leis da genética?
Segundo experimento de Mendel
Depois de estudar a herança de uma característica por vez (monoibridismo), Gregor Mendel se concentrou em compreender como duas características se relacionam no mesmo cruzamento. As perguntas que Mendel tinha em mente eram: como os descendentes de um indivíduo com sementes amarelas e lisas se relacionam com outro com sementes verdes e rugosas? O que aconteceria se fosse realizada a autofecundação de um híbrido para essas duas características?
Ao analisar cruzamentos que envolvem dois tipos de características (di-hibridismo), Mendel descobriu mais uma lei da Genética.
No primeiro cruzamento, que foi o cruzamento de indivíduo puros de sementes amarelas e superfícies lisas (caracteres dominantes) com indivíduos puros de de sementes verdes e superfícies rugosas (caracteres recessivos), ele descobriu que a geração F1 consistia exclusivamente em indivíduos com sementes amarelas e lisas (homozigoto dominante para as duas características), o que era esperado, pois esses caracteres são dominantes e os pais eram puros (primeira ilustração abaixo).
Ao provocar a autofecundação de um indivíduo da F1, ele observou que a geração F2 era composta por quatro tipos de sementes:
amarela e lisa (9/16; homozigoto dominante para ambas as características);
amarela e rugosa (3/16; heterozigoto para a cor e homozigoto recessivo para a forma);
verde e lisa (3/16; homozigoto recessivo para a cor e heterozigoto para a forma);
verde e rugosa (1/16; homozigoto recessivo para ambas as características) (segunda ilustração abaixo).
O aparecimento de novos fenótipos, como "amarela e rugosa" e "verde e lisa", que não estavam presentes na geração P ou na F1, permitiu a Mendel concluir que a herança da cor é independente da herança da superfície da semente. O par de fatores para cor se distribui entre os filhos sem influenciar na distribuição do par de fatores para superfície.
Assim, Mendel formulou a segunda lei da Genética, também conhecida como lei da segregação independente:
Em um cruzamento envolvendo dois ou mais caracteres, os fatores que os determinam se separam de forma independente durante a formação dos gametas, se recombinam aleatoriamente e formam todas as combinações possíveis".
Interpretação da segunda lei de Mendel
Descrevendo o segundo experimento de Mendel temos o seguinte: atualmente, compreendemos que o par de alelos que determina a cor da semente (CV ou Cv) e o par de alelos que determina a forma da semente (FR ou Fr) se separam independente durante a formação dos gametas, uma vez que estão em diferentes pares de cromossomos.
O genótipo de um indivíduo puro com sementes amarelas e lisas é representado como CVCV FRFR (homozigoto dominante para as duas característica) e o genótipo de um indivíduo com sementes verdes e rugosas é representado como CvCv FrFr (homozigoto recessivo para as duas características), durante a divisão celular, o indivíduo puro homozigoto dominante (CVCVFRFR)produz duas células homozigoto dominante (CVFR), enquanto o indivíduo puro homozigoto recessivo (CvCvFrFr) produz duas células homozigoto recessiva (CvFr).
Fazendo o cruzamento entre os indivíduos homozigotos dominante e recessivo (CVFR x CvFr), resulta na formação de apenas um tipo de indivíduo na geração F1: CVCv FRFr (heterozigoto para ambas as características).
Leia o texto e observe a ilustração abaixo. Como na geração F1 temos apenas heterozigoto para ambas as características, então a geração F2 tem 16 genótipos possíveis. Pois um indivíduo da F1 contém dois pares de cromossomo em suas células, sendo que cada par de cromossomo tem duas possibilidades (dominante ou recessivo). Portanto o zigoto recebe do macho 1/4 cromossomo e da fêmea 1/4 cromossomos. Veja na ilustração abaixo.
Como um zigoto é formado pela junção dos cromossomo do macho e da fêmea, o zigoto em questão tem 4 x 4 = 16 possibilidades de combinações.
Passo a passo para determinar os genótipos e fenótipos resultantes de um cruzamento di-hibrido, siga estes dois passos:
Identifique os gametas do macho;
Identifique os gametas da fêmea;
: Utilize análise combinatória para verificar todas as possibilidades de zigotos formados com o cruzamento deste macho com esta fêmea (fizemos isso na primeira lei de Mendel, reveja). Assim:
Macho (CV ; FR) x (Cv ; Fr) = (CV ;FR ), (CV ; Fr), (Cv ; FR), (Cv ; Fr) possíveis gametas produzi pelo macho
Fêmea (CV ; FR) x (Cv ; Fr) = (CV ;FR ), (CV ; Fr), (Cv ; FR), (Cv ; Fr) possíveis gametas produzi pela fêmea
Após o cruzamento cruzamento deste macho e desta fêmea teremos 16 possibilidades de zigotos, sendo 9/16 =(CV_FR_), 3/16 = (CV_FrFr), 3/16 = (CvCvFR_), 1/16 = (CvCvFrFr).
Em outras palavras, os genes CV e Cv quando combinados formam um par de alelo que ocupam um mesmo locus nos cromossomos homólogos, assim expressão uma característica. Onde um gene é proveniente da fêmea (ex: CV) e o outro gene é proveniente do macho (ex: Cv), resultando no genótipo CVCv. Na segunda lei de Mendel, além dos genes dominantes ou recessivos para uma característica (CV ou Cv), outro gene que expressa uma segunda característica (FR ou Fr) pode se combiar com os genes CV ou Cv. O resultado desta combinação esta representado na expressão CVCvFRFr.
A mesma forma de fazer estes cruzamentos é utilizan o quadrado de Punnett para visualizar as possíveis combinações entre os gametas dos indivíduos. Verifique as diagonais do quadrado para encontrar os indivíduos que aparecem repetidos e formar a proporção de genótipos resultantes.
A proporção genética resultante de um cruzamento de dois di-híbridos é 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 1, onde "4" indica a presença de indivíduos di-híbridos (CVCv FRFr), "2" indica indivíduos mono-íbridos (CVCVFRFr), e "1" indica indivíduos homozigotos (CVCVFRFR). Verifique na tabela acima contando a quantidade de cada genótipo e compare com a proporção genética expressa.
Depois de achar os genótipos, fazemos a correspondência com os fenótipos. No caso do cruzamento entre dois di-híbridos, 9/16 indivíduos apresentam os fenótipos dominantes para ambas as características (CV_FR_), que correspondem, nesse caso, às ervilhas amarelas e lisas; 3/16 indivíduos apresentam fenótipo dominante para a primeira característica e recessivo para a segunda (CV_FrFr) e correspondem às ervilhas amarelas e rugosas; 3/16 apresentam fenótipo dominante para a segunda característica e recessivo para a primeira (CvCvFR_) e correspondem às ervilhas verdes e lisas; 1/16 apresenta fenótipo recessivo para ambas as características (CvCvFrFr) e corresponde às ervilhas verdes e rugosas.
Fenótipos e genótipos através da matemática
A hibridização diplóide resulta na presença simultânea de dois hibridismos monoibridos. Dessa forma, podemos calcular a frequência de genótipos em cada hibridismo individualmente e multiplicar os resultados para obter o resultado da hibridização diplóide. Esse método é conhecido como o método da probabilidade e é uma alternativa ao método do quadrado de Punnett.
Inicialmente, realizamos o cruzamento dos indivíduos para determinar a cor da semente:
CVCv x CVCv -> CVCV, CVCv, CvCv = ao genótipo -> CVCVCV 1/4, CVCv2/4, CvCv 1/4 = ao fenótipo CVCv 3/4, CvCv 1/4
Faça o mesmo para a rugosidade da semente:
FRFr x FRFr -> FR, FRFr, FrFr = ao genótipo -> FRFR 1/4, FRFr 2/4, FrFr 1/4 = ao fenótipo FRFr 3/4, FrFr 1/4
Agora, multiplicamos as probabilidades das duas proporções genotípicas:
(1/4, 2/4, 1/4) x (1/4, 2/4, 1/4) = 9/16, 3/16, 3/16, 1/16
Assim, a relação fenotípica da geração F2 do hibridismo diplóide é 9 : 3 : 3 : 1, onde o número 9 representa a proporção de indivíduos com duas características dominantes, o número 3 representa a proporção de indivíduos com uma característica dominante e outra recessiva, e o número 1 representa a proporção de indivíduos com duas características recessivas.