A segunda lei de Mendel, também conhecida como Lei da Segregação Independente ou Lei da Distribuição Independente dos Genes, foi formulada por Gregor Mendel após suas experimentações com ervilhas. Essa lei explica como as características (ou traços) hereditárias se distribuem de forma independente durante a formação dos gametas (óvulos e espermatozoides). Para entender completamente essa lei, é útil contextualizar o cenário e revisar os experimentos de Mendel e as explicações que ele tirou deles.
Contexto e Premissas Básicas
Gregor Mendel, em meados do século XIX, estudou as ervilhas do gênero Pisum sativum em sua pesquisa sobre hereditariedade. As ervilhas foram uma escolha ideal devido às suas características contrastantes e simples de identificar, como o coração e a forma das sementes, o cor das flores, o formato das vagens, entre outras. A planta de ervilha também é autopolinizadora, ou seja, ela pode se autofertilizar, o que facilita o controle dos índices.
A primeira lei de Mendel, ou Lei da Segregação, afirma que, para uma característica determinada por um par de alelos (variantes de um gene), cada gameta recebe um dos dois alelos de forma correta. Em outras palavras, os alelos são separados ou “segregados” durante a formação dos gametas. Já a segunda lei se aplica a características que estão em pares diferentes de genes, e é aqui que entra o princípio da segregação independente.
A Experiência de Mendel e a Descoberta da Segunda Lei
Para formular sua segunda lei, Mendel projetou estudar duas características simultaneamente, como o cor e a forma da semente. Ele escolheu pares de recursos que tinham duas variações claras:
- Cor da semente: amarela (dominante) ou verde (recessiva).
- Forma da semente: lisa (dominante) ou rugosa (recessiva).
Mendel começou cruzando plantas puras de ervilhas amarelas lisas (com genótipo dominante AA BB) e plantas puras de ervilhas verdes rugosas (genótipo recessivo aa bb). As cruzamentos produziram uma geração F1 (primeira geração filial) de plantas híbridas heterozigotas (Aa Bb), que tinham sementes amarelas e lisas, pois essas características são dominantes.
Para entender a herança desses dois pares de características, Mendel então cruzou entre si as plantas da geração F1, resultando na geração F2 (segunda geração filial).
Análise dos Resultados e Proporção Fenotípica
Ao observar a geração F2, Mendel notou que as características das sementes se distribuíram em quatro pigmentos diferentes:
- Sementes amarelas e lisas.
- Sementes amarelas e rugosas.
- Sementes verdes e lisas.
- Sementes verdes e rugosas.
A proporção fenotípica (aparência externa) que Mendel encontrou foi de aproximadamente 9:3:3:1 , o que significa:
- 9/16 das plantas tinham sementes amarelas e lisas (dominantes em ambos os caracteres).
- 3/16 das plantas tinham sementes amarelas e rugosas (dominante na cor, recessiva na forma).
- 3/16 das plantas tinham sementes verdes e lisas (recessiva na cor, dominante na forma).
- 1/16 das plantas pareciam verdes e rugosas (recessivas em ambos os caracteres).
A Interpretação de Mendel
A observação dessa proporção fez Mendel concluir que os pares de alelos responsáveis por características diferentes, como o núcleo e a forma da semente, se segregam de forma independente durante a formação dos gametas. Ou seja, o alelo para a cor da semente não afeta a herança do alelo para a forma da semente, e vice-versa. Esse princípio se tornou a base da Lei da Segregação Independente .
Em termos de genética, isso significa que o genótipo dos gametas produzidos pelas plantas heterozigotas (Aa Bb) inclui todas as modificações possíveis dos alelos, com a mesma probabilidade. Essas combinações de alelos podem ser representadas por meio do quadrado de Punnett , o que ajuda a visualizar a distribuição de alelos e a proporção de cada combinação de características na geração F2.
Explicação Molecular e Limitações da Lei
Hoje sabemos que essa segregação independente ocorre porque os alelos para características diferentes geralmente estão localizados em cromossomos diferentes ou longos o suficiente em um mesmo cromossomo para que a recombinação genética durante a meiose crie uma distribuição independente. No entanto, vale ressaltar que a segunda lei de Mendel só é válida para genes que não estão ligados (ou seja, que não estão localizados próximos a um outro no mesmo cromossomo). Genes unidos tendem a ser herdados juntos, pois estão fisicamente próximos, o que contraria a segregação independente. Isso foi uma limitação dos experimentos de Mendel, já que ele trabalhou com características que, por sorte, eram controladas por genes localizados em diferentes cromossomos ou suficientemente desenvolvidos para permitir uma recombinação.
Aplicação e Importância da Segunda Lei de Mendel
A segunda lei de Mendel é fundamental para a genética clássica e serve como base para o estudo da herança de múltiplos caracteres. Ela é aplicável em uma variedade de cenários genéticos, incluindo:
- Herança poligênica : Características como altura e cor da pele, que são controladas por vários genes, muitas vezes seguem padrões complexos de segregação independente, onde múltiplos genes influenciam uma única característica.
- Experimentos de cruzamentos : Os princípios de Mendel são usados em genética de plantas, animais e microrganismos para prever a distribuição de características em gerações futuras.
- Estudos de doenças genéticas : Muitas condições genéticas envolvem múltiplos genes, e entendem a segregação independente ajuda na previsão de riscos hereditários, especialmente em doenças multifatoriais.
Resumo e Conclusão
A segunda lei de Mendel, ou Lei da Segregação Independente, afirma que os alelos de diferentes genes se distribuem de maneira independente para os gametas, resultando em símbolos fenotípicos variados quando estudamos duas ou mais características ao mesmo tempo. Essa lei explica por que, ao cruzar plantas que são heterozigotas para duas características, observamos uma proporção de 9:3:3:1 na geração F2.
Essa descoberta foi revolucionária, pois desafiava a visão da época de que as características herdadas seriam uma “mistura” das características parentais. Mendel demonstrou que os traços são herdados como unidades discretas, e que essas unidades (que hoje chamamos de genes) se comportam de maneira independente quando afetam diferentes características.
Em resumo, a segunda lei de Mendel forma a base da compreensão moderna de como as características se distribuem e como a variabilidade genética é mantida em uma população.