O estudo das proporções genotípicas remonta ao trabalho de Gregor Mendel na década de 1850. Mendel, conhecido como o pai da genética, realizou um amplo conjunto de experimentos cruzando plantas de ervilha que possuíam várias características diferentes. Ele foi capaz de explicar seus resultados atribuindo dois "fatores" a cada característica individual da planta. Hoje, chamamos esse par de alelos de fatores, consistindo em duas cópias do mesmo gene - uma cópia de cada pai.
Leia mais sobre o experimento da planta de ervilha de Mendel.
Dominação Mendeliana
Mendel identificou características que dominam outras características. Por exemplo, ervilhas lisas demonstram um traço dominante, enquanto ervilhas enrugadas exibem um traço recessivo. No trabalho de Mendel, se uma planta individual tem pelo menos um fator de ervilha lisa, ela terá ervilhas lisas. Deve haver dois fatores de ervilha enrugada para ter ervilhas enrugadas.
Isso pode ser expresso com um “S” para ervilhas lisas e um “s” para a variedade enrugada. O genótipo SS ou Ss cria plantas de ervilha-lisa, enquanto ss é necessário para ervilhas enrugadas.
Ervilhas de raça pura: geração F1 e F2
Mendel contou suas gerações de ervilhas. Os pais originais da geração F0 criaram a prole F1. A autofecundação de indivíduos F1 produziu a geração F2. Mendel teve o cuidado de criar primeiro várias gerações de ervilhas para garantir que a geração F0 fosse de raça pura - ou seja, tinha dois dos mesmos fatores.
Hoje, os cientistas diriam que os pais F0 eram homozigotos para o gene em forma de ervilha. Os cruzamentos F0 foram SS X ss - puro liso cruzado com puro enrugado.
Uma geração de híbridos
Todas as ervilhas F1 eram lisas. Mendel entendeu que cada indivíduo F1 tinha um fator S e um fator s - na linguagem moderna, cada indivíduo F1 era heterozigoto para a forma de ervilha. A proporção do genótipo da geração F1 foi 100 por cento híbrido Ss, que rendeu 100 por cento de ervilhas lisas, uma vez que esse fator é considerado dominante.
Ao autofecundar esses indivíduos F1, Mendel estava criando o cruzamento Ss X Ss.
As proporções do genótipo F2 resultantes foram 25 por cento SS, 50 por cento Ss e 25 por cento ss, que também podem ser escritas como 1: 2: 1. Por causa da dominância, o fenótipo, ou traço visível, as proporções foram 75 por cento suaves e 25 por cento enrugadas, o que também pode ser escrito como 3: 1.
Mendel obteve resultados semelhantes com outras características das plantas de ervilha, como cor da flor, cor da ervilha e tamanho das plantas de ervilha.
Variações de dominação
Os alelos podem ter relacionamentos além do clássico Mendeliano dominante recessivo. Em codominância, ambos os alelos são igualmente expressos. Por exemplo, o cruzamento de uma planta de flor vermelha codominante com uma de flor branca produz uma prole com flores pintadas de vermelho e branco. Em um vermelho vs. cruz branca de uma planta com dominância incompleta, a prole resultante será rosa.
Em múltiplas variações de alelos, os dois alelos de um indivíduo para uma característica vêm de uma população de mais de duas características possíveis. Por exemplo, os três alelos do sangue humano são A, B e O. A e B são codominantes, enquanto O é recessivo.
Usando os quadrados de Punnett para entender as proporções genotípicas
Um quadrado de Punnett é uma representação visual / gráfica de um cruzamento entre dois indivíduos. Ele representa as várias proporções genotípicas e possíveis opções de genótipos de descendentes de dois indivíduos.
Leia mais sobre como fazer um Punnet Square.
Vamos usar o exemplo das ervilhas lisas e enrugadas de antes, quando uma ervilha lisa dominante homozigótica (SS) é cruzada com uma ervilha homozigótica enrugada recessiva (ss). Você teria três genótipos disponíveis para a prole (SS, Ss e ss) em uma proporção de 1: 2: 1. Isso é mostrado visualmente em um quadrado Punnett aqui.
Os quadrados de Punnett facilitam a visualização da razão genotípica que você encontrará nos cruzamentos reprodutivos. Isso é especialmente verdadeiro quando você começa a examinar vários alelos diferentes de uma vez.