Leis de Mendel

1ª Lei de Mendel: Lei da Segregação dos Fatores

   A comprovação da hipótese de dominância e recessividade nos vários experimentos efetuados por Mendel levou, mais tarde à formulação da sua 1º lei: “Cada característica é determinada por dois fatores que se separam na formação dos gametas, onde ocorrem em dose simples”, isto é, para cada gameta masculino ou feminino encaminha-se apenas um fator.

2ª Lei de Mendel

   Mendel concluiu que a segregação independente dos fatores para duas ou mais características era um princípio geral, constituindo uma segunda lei da herança. Assim, ele denominou esse princípio segunda lei da herança ou lei da segregação independente, posteriormente chamada segunda lei de Mendel: Os fatores para duas ou mais características segregam-se no híbrido, distribuindo-se independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso.

Os experimentos de Mendel

A escolha da planta

   A ervilha é uma planta herbácea leguminosa que pertence ao mesmo grupo do feijão e da soja. Na reprodução, surgem vagens contendo sementes, as ervilhas. Sua escolha como material de experiência não foi casual: uma planta fácil de cultivar, de ciclo reprodutivo curto e que produz muitas sementes. Desde os tempos de Mendel existiam muitas variedades disponíveis, dotadas de características de fácil comparação. Por exemplo, a variedade que flores púrpuras podia ser comparada com a que produzia flores brancas; a que produzia sementes lisas poderia ser comparada cm a que produzia sementes rugosas, e assim por diante. Outra vantagem dessas plantas é que estame e pistilo, os componentes envolvidos na reprodução sexuada do vegetal, ficam encerrados no interior da mesma flor, protegidas pelas pétalas. Isso favorece a autopolinização e, por extensão, a autofecundação, formando descendentes com as mesmas características das plantas genitoras.

 

   A partir da autopolinização, Mendel produziu e separou diversas linhagens puras de ervilhas para as características que ele pretendia estudar. Por exemplo, para cor de flor, plantas de flores de cor de púrpura sempre produziam como descendentes plantas de flores púrpuras, o mesmo ocorrendo com o cruzamento de plantas cujas flores eram brancas. Mendel estudou sete características nas plantas de ervilhas: cor da flor, posição da flor no caule, cor da semente, aspecto externo da semente, forma da vagem, cor da vagem e altura da planta.

 

Mendel - História da genética

Genética

   Desde os tempos mais remotos o homem tomou consciência da importância do macho e da fêmea na geração de seres da mesma espécie, e que características como altura, cor da pele etc. eram transmitidas dos pais para os descendentes. Assim, com certeza, uma cadela quando cruzar com um cão, irá originar um filhote com características de um cão e nunca de um gato. Mas por quê?

Mendel, o iniciador da genética

   Em 8 de março de 1865, Mendel apresentou um trabalho à Sociedade de História Natural de Brünn, no qual enunciava as suas leis de hereditariedade, deduzidas das experiências com as ervilhas. Publicado em 1866, com data de 1865, esse trabalho permaneu praticamente desconhecido do mundo científico até o início do século XX. Pelo que se sabe, poucos leram a publicação, e os que leram não conseguiram compreender sua enorme importância para a Biologia. As leis de Mendel foram redescobertas apenas em 1900, por três pesquisadores que trabalhavam independentemente. 
      Mendel morreu em Brünn, em 1884. Os últimos anos de sua vida foram amargos e cheios de desapontamento. Os trabalhos administrativos do mosteiro o impediam de se dedicar exclusivamente à ciência, e o monge se sentia frustrado por não ter obtido qualquer reconhecimento público pela sua importante descoberta. Hoje Mendel é tido como uma das figuras mais importantes no mundo científico, sendo considerado o “pai” da Genética. No mosteiro onde viveu existe um monumento em sua homenagem, e os jardins onde foram realizados os célebres experimentos com ervilhas até hoje são conservados.

   Gregor Mendel nasceu em 1822, em Heinzendorf, na Áustria. Era filho de pequenos fazendeiros e, apesar de bom aluno, teve de superar dificuldades financeiras para conseguir estudar. Ele foi batizado com o nome de Johann Mendel, mudando o nome para Gregor após ingressar para a ordem religiosa dos agostinianos. Foi ordenado sacerdote no ano de 1847 . Em 1843, ingressou como noviço no mosteiro de agostiniano da cidade de Brünn, hoje Brno, na atual República Tcheca.

      Após ter sido ordenado monge, em 1847, Mendel ingressou na Universidade de Viena, onde estudou matemática e ciências por dois anos. Ele queria ser professor de ciências naturais, mas foi mal sucedido nos exames.

   De volta a Brünn, onde passou o resto da vida. Mendel continuou interessado em ciências. Fez estudos meteorológicos, estudou a vida das abelhas e cultivou plantas, tendo produzido novas variedades de maças e peras. Entre 1856 e 1865, realizou uma série de experimentos com ervilhas, com o objetivo de entender como as características hereditárias eram transmitidas de pais para filhos.

Exposição de Embriologia na Escola Filomena Quitiba - Espírito Santo

1ª Etapa do Desenvolvimento Embrionário Humano

Sistema Reprodutor Masculino

  O sistema genital masculino compõe-se das seguintes estruturas: testículos, epidídimos, canais deferentes, visículas seminais, próstata, canal ejaculatório, glândulas bulbouretrais e pênis.
    Testículos: são as glândulas sexuais masculinas.Encontram-se envolvidos pelo escroto ou bolsa escrotal, situada na parte superior do intervalo entre as coxas. No interior de cada testículo existem dezenas de pequenos compartimentos chamados lóbulos testiculares; onde os espermatozóides são produzidos. Preenchendo o espaço entre os túbulos seminíferos encontram-se as células de Leydig ou células intersticiais, produtora de hormônio masculino.

 
   Epidídimo: formados nos túbulos seminíferos testiculares, os espermatozóides passam para o epidídimo, que é um tubo enovelado situado na porção superior do testículo e onde os gametas masculinos permanecem temporariamente armazenados.
   Canal deferente: um tubo longo no qual são descarregados os líquidos seminal e prostático. O líquido seminal - que tem a função nutritiva para os espermatozóides - é produzido pelas vesículas seminais, duas bolsas membranosas situadas atrás da bexiga urinária. O líquido prostático - leitoso e alcalino que contribui para neutralizar a acidez das secreções vaginais e promove um aumento da motilidade e da fertilidade dos espermatozóides - é produzido pela próstata. A próstata é um órgão cônico, do tamanho de uma avelã, situado abaixo da bexiga. O esperma ou sêmen é constituído por espermatozóides e pelo conjunto desses dois líquidos.  
   Canal ejaculatório: Do canal deferente os espermatozóides passam para o canal ejaculatório e daí para o interior da uretra.
   Pênis: Órgão masculino de cópula, o pênis é uma estrutura relativamente flácida, quando não se encontra estimulado. Uma vez estimulado, suas artérias se dilatam e uma grande quantidade de sangue fica retida em certos espaços de natureza esponjosa: isso torna o pênis rijo e ereto, fato que permite a sua penetração na vagina, durante ato sexual. O pênis abriga em seu interior a uretra, canal por onde o sêmen é projetado para fora do corpo masculino durante a ejaculação. No homem a uretra exibe dupla função, uma vez que por ela ocorre eliminação de urina e também de sêmen.

A produção de espermatozóides (espermatogênese)

   Os túbulos seminíferos testiculares são revestidos por um epitélio que contém as células espermatogônias,responsáveis pela produção de espermatozóides.
   As espermatogônias são células diploídes (2n) que proliferam intensamente por mitose, originando células também diploíde. Algumas dessas células ficam ligeiramente maiores e são chamadas espermatócitos primários ou de primeira ordem (também 2n).
   Cada espermatócito de primeira ordem sofre meiose e originam, após a meiose I, dois espesmatócitos secundários ou de segunda ordem, haplóide (1n). Os espermatócitos completam a meiose, originando espermátides haplóides. Assim, cada espermatócito primário origina quatro espermátides.
   As espermátides formadas passam por um processo de diferenciação chamado espermiogênese, transformando-se em espermatozóides.

A regulação hormonal

   Os testículos são glândulas endócrinas. Assim, essas estruturas produzem hormônios, que, no caso, acham-se intimamente associados ao mecanismo reprodutor. Mas a atividade dos testículos é regulada por hormônios liberados pela adenoipófise.
   No homem, o hormônio folículo-estimulante (FSH) da adenoipófise promove a maturação dos espermatozóides nos túbulos seminíferos. E o hormônio estimulante de células intersticiais (ICSH), também produzido pela adenoipófise, atua sobre as células intersticiais estimulando-as a produzir o hormônio masculino testosterona.
   A testosterona estimula o impulso sexual e é responsável pelo desenvolvimento das características secundárias masculinas, como tonalidade da voz, aparecimento de pêlos, etc.

Sistema Reprodutor Femino

   Compõe-se basicamente das seguintes estruturas: ovários, tubas uterinas, útero e vagina.
   Ovários: são duas glândulas sexuais femininas. Localizam-se na parte inferior da cavidade abdominal, um de cada lado do útero. No interior dos ovários existem milhares de folículos. Cada um deles é formado por um ovócito-célula fértil -, envolvido por inúmeras células estérieis denominadas células foliculares. Na mulher, a cada 28 dias mais ou menos, um dos folículos ovarianos passa por um processo de maturação, e o ovócito se converte em óvulo - o gameta feminino. O óvulo é então expelido do ovário e capturado pelas fímbrias, espécie de franjas, da tuba uterina.
   Tubas uterinas: são tubos musculares e flexíveis que comunicam os ovários com o útero.
   Útero: é o órgão muscular de parede espessa, com cerca de 7,5cm de comprimento e 5cm de largura, em estado normal não-gravídico. A porção muscular da parede uterina é denominada miométrio; internamente, a parede é revestida por uma membrana mucosa chamada endométrio, onde o embrião se instala.
   Vagina: É um canal com 10 a 15cm de comprimento, situado entre a bexiga urinária e o reto. Representa o órgão de cópula feminino.
   Denomina-se vulva à genitália externa feminina. A vulva compreende basicamente as seguintes estruturas:

• Grandes lábios: pregas de tecido adiposo recoberto com pele;
• Pequenos lábios:pregar da pele localizadas medialmente aos grandes lábios;
• Clitóris: órgão erotizante com capacidade erétil;
• Hímen: membrana delgada que pode estar ausente; quando presente, reveste total ou parcialmente óstio(cavidade) vaginal; logo, anatomicamente, o hímen não pode ser considerado critério para a virgindade.

A produção de óvulos (ovogênese)

   A ovogênese ocorre no interior dos ovários e inicia-se na vida intra-uterina, quando ovogônias diplóides existentes no ovário iniciam o mecanismo meiótico. Mas a meiose é interrompida e as células em reprodução entram em uma espécie de "dormência", que se estende até a puberdade.
   Quando se atinge a maturação sexual, na puberdade, a meiose prossegue sob estímulo hormonal. entretanto cada ovogônia (2n) existente no ovário que sofreu meiose origina apenas um óvulo fértil, as outras células formadas, chamadas glóbulos polares (1n), degeneram. 
   Ao atingir a maturação, o folículo ovariano, agora denominado folículo de Graaf, cresce e promove o rompimento da superfície ovariana. O óvulo é então expelido do ovário, configurando o fenômeno da ovulação; em seguida é capturado pelas fímbrias da tuba uterina.
   Na ovulação, o óvulo eliminado do ovário ainda é imaturo. Se ele não for fecundado em cerca de 24 horas, degenerará; a meiose só se completa se esse óvulo imaturo for fecundado. Assim, na espécie humana, o termo óvulo, comumente utilizado, é de fato um ovócito secundário, um "óvulo imaturo".

Fecundação

   Compreende o processo de penetração do espermatozóide no óvulo e a conseqüente fusão dos núcleos masculino e feminino (haplóides), formando a célula-ovo ou zigoto (diploíde).
   Na ejaculação, em condições normais, um homem libera cerca de 300 milhões de espermatozóides no canal vaginal. Os gametas masculinos atingem o útero e alcançam a tuba uterina, onde, encontrando o óvulo, este é fecundado.
   Após a fecundação, o zigoto um pequeno embrião que percorre a tuba uterina e se instala no endométrio, caracterizando a nidação.

A regulação hormonal

   Assim como os testículos, os ovários são glândulas endócrinas e sua atividade é regulada por hormônios liberados pela adenoipófise.
   No início de cada ciclo menstrual, a adenoipófise lança no sangue feminino o FSH (homônio folículo estimulante). Este determina no ovário a maturação de um folículo ovariano.
   Sob o estímulo do FSH, geralmente um ovócito reinicia o mecanismo meiótico; as células foliculares passam então a produzir quatidades significativas de estrógenos. Uma vez no sangue, os estrógenos atuam na hipófise, inibindo a produção do FSH e estimulando a produção do hormônio luteinizante (LH). Os estrógenos atuam no desenvolvimento da mucosa uterina (endométrio), estimulando o crescimento do útero a das mamas.
   O LH, atua no ovário, onde estimula a ovulação. Após a ovulação, muitas células foliculares permanecem no interior do ovário e, sob o estímulo do LH, passam a produzir um lipídio amarelado (luteína), transformando-se no corpo lúteo ou amarelo.
   Ainda sob o estímulo do LH, o corpo lúteo passa a produzir a progesterona, hormônio que atua no útero, completando o desenvolvimento do endométrio e inibindo-lhe as contrações. Além disso, a progesterona atua na hipófise, bloqueando a síntese de FSH e de LH; nas glândulas mamárias, estimula o crescimento das regiões secretoras de leite.

 

   Se o óvulo não for fecundado, depois de algum tempo diminui o nível de progesterona no sangue. Inicia-se portanto, o fluxo menstrual, fato que indica a não ocorrência de fecundação. Se o óvulo for fecundado, o embrião percorre a tuba uterina e se instala no útero, configurando o que se chama de nidação - células do embrião passam a produzir homônio gonadotrofina coriônica, que estimula a produção de progesterona pelo corpo lúteo, mantendo a gravidez.

O Ciclo menstrual

   A Primeira menstruação (menarca) ocorre normalmente na puberdade e o fenômeno repete-se até a mulher atingir a menopausa (geralmente ao redor dos 50 anos). A menopausa marca o fim da atividade menstrual

   O Ciclo Menstrual acontece de forma gradativa . Considera-se como primeiro dia do ciclo aquele em que o fluxo menstrual inicia; e último dia do ciclo aquele que antecede o inicio do próximo fluxo. O ciclo tem, normalmente, duração de 28 dias, embora possa variar de 20 a 40 dias ou até mais.

   A ovulação ocorre cerca de 14 dias antes do início da menstruação. Assim, uma mulher com ciclo de 28 dias ovulará por volta do 14º dia do ciclo. Se a periodicidade do ciclo for de 40 dias, a ovulação ocorrerá em torno do 26º dia do ciclo; ciclos de 21 dias terão ovulação por volta do 7º dia do ciclo.

   Levando em conta que o óvulo pode manter-se viável por cerca de um dia após a ovulação, que a ovulação pode atrasar ou adiantar um determinado ciclo e, ainda que os espermatozóides podem manter-se viáveis por aproximadamente dois dias no corpo feminino, é possível prever o período fértil de uma mulher com ciclo menstrual regular da seguinte maneira: calcula-se o dia provável da ovulação, contando catorze dias antes da data marcada para o início da menstruação: contam-se então três dias antes de três dias depois do dia  revisto para a ovulação. Esse período de mais ou menos uma semana é chamado é chamado de período fértil, ou seja o período em que a mulher tem mais chances de engravidar ao manter relação sexual.

Reprodução Assexuada e Sexuada

Reprodução

 

   Reprodução é uma das características gerais dos seres vivos. Ela é fundamental para a preservação da espécie, mas não é necessária para a sobrevivência do indivíduo.

   Em nível molecular, a reprodução esta relacionada à capacidade ímpar de o DNA se duplicar de forma semiconservativa, proporcionando que as células resultantes tenham cópias das moléculas originais do DNA.

   Os seres vivos apresentam vários tipos de reprodução, que podem se agrupados em duas grandes categorias, quando não considerados os vírus: a reprodução assexuada e sexuada. Os vírus são casos à parte e não estudados nesse momento. Aqui vamos comentar alguns tipo de reprodução assexuada e sexuada.

• Reprodução Assexuada

   Os indivíduos que surgem por reprodução assexuada são geneticamente idênticos ao que lhes deu origem e são geneticamente idênticos entre si. São, portanto, clones do indivíduos inicial. Os descendentes só terão patrimônio genético diferente se sofrerem mutação, ou seja, alteração na sequência de bases nitrogenadas em alguma molécula de DNA, ou alteração no número e na forma dos cromossomos.

   Se comparada com a reprodução sexuada, a reprodução assexuada é mais simples, mais rápida e energeticamente menos custosa.

   Vários são os grupos de seres vivos que se reproduzem assexuadamente e vários são os tipos de reprodução assexuada. Vamos comentar apenas alguns deles.

   Nos procariontes só há reprodução assexuada e a forma mais comum é a bipartição (bi = dois), nome que descreve exatamente o que está acontecendo: de uma célula inicial, surgem duas menores, uma do mesmo tamanho que a outra. Esse processo também é chamado cissiparidade (do latim scissus = separado, fendido; parese = reproduzir, parir) e divisão binária.

   A bipartição ocorre nos procariontes sem envolver a mitose.

   Nos eucariontes há grupos que fazem apenas reprodução assexuada, caso das amebas, mas na maioria há reprodução assexuada e sexuada.

   Os termos bipartição, cissiparidade e divisão binária citados para procariontes, podem ser aplicados à reprodução assexuada em unicelulares eucariontes, mas nesses casos há mitose.

   Unicelulares eucariontes também podem apresentar outro tipo de reprodução assexuada - brotamento ou gemiparidade -, processo no qual o indivíduo inicial produz um broto geneticamente idêntico. O broto cresce e geralmente se destaca, passando a ter vida independente.

   O termo brotamento também é aplicado para casos de reprodução assexuada em multicelulares eucariontes. É o que se verifica, por exemplo, na hidra, um pequeno animal que vive em gás doce.

   Nas plantas, há várias formas de reprodução assexuada. Um caso bastante estudado é o da batata. Você já deve ter notado que alguns tipos de batata apresentam o que se chama popularmente de olhos,  que são, na realidade, gemas, estruturas formadas por células indiferentes capazes de intensa divisão mitótica e que podem originar uma nova planta.

• Reprodução Sexuada

   Na reprodução sexuada, duas células haplóides especializadas (gametas) ou dois núcleos haplóides especiais se fundem, formando um célula-ovo ou zigoto diplóide. Por mitoses sucessivas o zigoto dá origem a um novo indivíduo. Vimos, no entanto, quem em certo grupos de seres vivos, como é o caso dos fungos, o zigoto não forma um novo indivíduo, mas sofre meiose imediata, e origina esporos haplóides. São lestes que, por mitoses sucessivas, formarão novos indivíduos.
   Nos animais a meiose está relacionada com a formação de gametas (espermatozoide e óvulo), enquanto nas plantas, com a formação de esporos.
   Geralmente, os espermatozoides são muito menores do que os óvulos, e sua morfologia está relacionada com o deslocamento: na maior parte dos casos possuem formato hidrodinâmico, com uma longa cauda utilizada na propulsão.
   Os óvulos animais são geralmente células grandes e imóveis, que contêm reserva de nutrientes para o desenvolvimento do embrião. Esses nutrientes compõem o vitelo.
   Por haver mistura de material genético, os indivíduos resultantes da fecundação não são iguais aos pais, mas sim semelhantes a eles, e não são iguais entre si, a não ser em casos de gêmeos idênticos.
   O modo sexuado de reprodução, apesar de mais custoso energeticamente que a reprodução assexuada, traz vantagens evolutivas e é o mais amplamente difundido entre os diferentes grupos de seres vivos.
   Se o ambiente fosse completamente estável, sem sofre alterações ao longo do tempo e do espaço, a reprodução assexuada seria muito vantajosa, pois preservaria as características  dos organismos para uma dada condição ecológica. Essa entretanto, não é a realidade.
   O ambiente sempre pode apresentar alterações e uma modificação desfavorável pode eliminar de uma só vez toda a população se ela for formada por indivíduos geneticamente idênticos.
   Em populações em que há reprodução sexuada, esse processo não deve ocorrer, pois a variabilidade genética entre os indivíduos é maior. A alteração ambiental pode afetar parte de população, mas sobrevive graças a variações no material genético que propiciam condições de sobrevivência.