Corpos amarelos



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Introdução

As noções modernas de hereditariedade são muito recentes; as idéias pioneiras nesse campo devem-se a Gregor Mendel, que as publicou em 1866. A ciência da hereditariedade, a Genética, é ainda bem nova, havendo muita coisa por se descobrir. Ainda assim, de 1866 até os dias de hoje muito caminho foi percorrido.(Suzuki, 1992)

É evidente que o homem muito cedo percebeu a semelhança de certos traços e características dos filhos com as de seus pais. Às vezes, a criança mostrava ainda caracteres que não estavam presentes nos pais, porém, num dos avós. No entanto, era muito difícil chegar a alguma conclusão. (Suzuki, 1992)

Os antigos sabiam que era necessário um contato sexual entre um macho e uma fêmea para nascerem filhotes e que o líquido seminal masculino teria um importante papel nesse processo; porém o papel da fêmea no processo reprodutivo era muito controvertido. Era difundida a idéia de que a nova “vida” seria formada apenas a partir do sêmen masculino, e que a fêmea teria apenas o papel de receptáculo, de “incubadeira”, na qual o novo ser se desenvolveria . Nos tempos de Aristóteles, por exemplo, alguns filósofos gregos afirmavam que o sexo da criança era previamente determinado pelo líquido seminal do pai: se fosse produzido pelo testículo direito, nasceria um macho; caso proviesse do testículo esquerdo, nasceria uma fêmea.(Burns 1991)

O fato de ignorarem na época que as fêmeas dos mamíferos também produziam óvulos como as fêmeas de aves e peixes geravam as dúvidas sobre a participação efetiva na reprodução. (Suzuki, 1992)

Graaf em 1672, dissecando fêmeas de vária espécies de mamíferos, observou pequenos inchaços na superfície de seus ovários, quando se tratava de fêmeas grávidas, ela observou pequenas manchas amarelas (corpos amarelos). O número de manchas amarelas era sempre exatamente igual ao número de embriões que se desenvolvia no útero. Três anos depois, Anton Von Leeuwenhoeck, observando sêmen de vários animais, inclusive do homem, descobriu uma multidão de pequenos seres natantes, com uma “cabeça” e uma “cauda”, semelhantes a minúsculos girinos. Anos depois um microscopista, publicou um trabalho mostrando um desenho de uma miniatura de homem (homunculus), a idéia de que nas células sexuais estão presentes miniaturas de organismos, deu-se o nome de teoria da formação. (Suzuki, 1992)

Nos meados do século XIX, porém, experiências de cruzamentos entre plantas mostraram claramente que tanto o pólen (que contém o gameta masculino) como as oosferas (gametas femininos) contribuem para fornecer características para os descendentes, restava descobrir o mecanismo exato que transmitia as características de pais para filhos. (Suzuki, 1992)

A questão agora era saber se havia ou não mistura de genes, pois filhos de pai negro e mãe branca nasciam mulatos; filho de mãe alta e pai baixo nascia com uma estatura mediana, porém algumas características permaneciam idênticas às do pai, outras vezes às da mãe.

O monge Gregor Mendel planejou e executou uma série de experiências relativamente simples; a partir das quais deduziu muitos princípios da genética atual. Ele trabalhava com ervilhas que cultivava em canteiros do jardim de seu mosteiro. Várias experiências de hibridação entre variedades de ervilhas e levaram a acreditar na existência de partículas ou fatores hereditários existentes nas células sexuais, tanto masculinas como femininas. Essas partículas são chamadas hoje de gene. Mendel postulou que os fatores não se misturam após a fecundação, permanecendo lado a lado, independentemente de manifestarem ou não. Mendel previu ainda um comportamento especial desses fatores, que consiste em eles se separarem na hora de formar gametas, indo apenas um fator para cada gameta; a união dos gametas na fecundação reconstitui o par de fatores. Ele nunca viu esses fatores cuja a existência propunha; apenas deduziu sua presença a partir dos dados experimentais que obteve. Sabemos que a separação dos fatores na formação dos gametas é devida à separação dos cromossomos homólogos na meiose. Porém Mendel não conhecia os cromossomos e nem a meiose, descoberta bem posteriores. Mesmo assim, ele deduziu que ocorre essa segregação apenas pela análise estatística dos resultados. (Suzuki, 1992)

Apesar da importância dos estudos de Mendel, que foram publicados em 1866 pela sociedade de História Natural de sua cidade, os biólogos da época não entenderam e não avaliaram corretamente seu trabalho. Isso é compreensível: na mesma época, Darwin havia publicado suas idéias sobre evolução; o mundo científico de então estava totalmente fascinado pela polêmica que essas idéias causaram. Diante disso, os trabalhos de um obscuro religioso sobre cruzamentos passaram despercebidos. Somente em 1900, depois da morte de Mendel, três outros naturalistas, Correns, Tschermak e De Vries, curiosamente no mesmo ano e independentemente um do outro, confirmaram e reconheceram seus resultados. (Burns 1991)



Experiências de Mendel



Mendel trabalhou no início com apenas uma característica por vez, abstraindo os demais. Ele também usava em seus experimentos linhagens puras, isto é, escolhia plantas que, deixadas se auto fecundarem durante algumas gerações, exibiam sempre a mesma característica. Numa das experiências Mendel cruzou plantas puras de sementes lisas com plantas puras de sementes rugosas. Chamou essa geração parental de P. Mendel obteve em F1 somente plantas de sementes lisas. O caráter “rugoso” parecia haver desaparecido nessa geração. Deixando os F1 se autofecundarem, conseguiu em F2 plantas de semente lisa e também plantas de semente rugosa. (Suzuki, 1992)

Uma das primeiras constatações dessa experiência foi então a de que, na primeira geração F1, o caráter “rugoso” desaparece. O caráter liso foi por isso dito dominante. Na geração F2, porém, o caráter rugoso reaparece: isso significa que, de alguma forma, ele permaneceu nos indivíduos F1, porém escondido, voltando a manifestar-se na geração seguinte. Esse caráter recebeu o nome de recessivo. (Suzuki, 1992)

As conclusões a que Mendel chegou foram mais tarde transformadas por outros pesquisadores no enunciado da chamada “Primeira Lei de Mendel” - (Cada caráter é condicionado por dois fatores. Eles se separam na formação dos gametas, ficando apenas um fator por gametas), isso devido à separação dos homólogos durante a meiose que genes alelos se separam (segregam), indo apenas um gene para cada célula.

Após estudar os caracteres separados, Mendel tentou acompanhar a transmissão de dois caracteres no mesmo cruzamento. Num de seus experimentos, ele estudou ao mesmo tempo a transmissão da cor da semente (amarela ou verde) e da forma (lisa ou rugosa). As plantas cruzadas são homozigotas para as duas características: ervilhas amarelas e lisas foram cruzadas com ervilhas verdes e rugosas. Em F1, todas as plantas tinham sementes amarelas e lisas. Por autofecundação, em F2, aparecem indivíduos com os fenótipos parentais (amarelas lisas e verdes rugosas); porém aparecem também indivíduos com fenótipos novos (amarelas rugosas e verdes lisas). Mendel observou que houve independência na transmissão dos caracteres; em outras palavras, os caracteres amarelo e liso, assim como os caracteres verde e rugoso, não estão ligados.

As conclusões obtidas nesses experimentos foram mais tarde enunciadas como sendo a “Segunda Lei de Mendel” – (Fatores para dois ou mais caracteres são transmitidos para os gametas de modo totalmente independente). (Suzuki, 1992)

Baseado nessas leis de Mendel, tentamos reproduzir os experimentos usando como material biológico Drosophila melanogaster, observamos três características como: tipo de asa, cor do corpo e cor dos olhos.



Material e Métodos

Material biológico: Drosophila melanogaster

Material:

Estereomicroscópio (Lupa binocular)

Eterizador

Reeterizador

Gaze

Éter

Frasco com meio de cultura

Pincel No. 0

Algodão


Meio de Cultura

Mel ...............................................................................................................125 ml

Ágar ................................................................................................................18 g

Água ..........................................................................................................1.255 ml

Fubá ..............................................................................................................125 g

Solução de Nipagin ........................................................................................10 ml

Fermento Fleischmann, fresco .......................................................................50 g
Dissolver 18 g de ágar em 875 ml de água fria. Agitar bem e levar ao fogo. Adicionar 125 ml de mel e agitar bem e levar à fervura.

Em outro recipiente misturar muito bem 125g de fubá, 50 de fermento Fleischmann e 250 ml de água.

Juntar a Segunda porção ao recipiente contendo mel, ágar e água, quando esta última estiver fervendo. Ferver tudo novamente, mexendo sempre, por mais 15 minutos. Observe as referências à consistência feitas no meio de cultura anterior.

Deixar esfriar durante 5 minutos e adicionar 1o ml de solução de Nipagin e distribuir nos frascos conforme instruções contidas no meio de cultura anterior.

Antes dos frascos de cultura receberem as moscas, devemos introduzir nos mesmos uma fita de papel de filtro, a qual foi previamente embebida na solução alcoólica de Nipagin a 10%. Esta fita será dobrada em V e fixada no meio de cultura com auxílio de uma espátula. Sua função é absorver o excesso de umidade e servir de pouso para as moscas.

Finalmente, adicione um pouco de fermento Fleischmann fresco, sobre o meio de cultura.


Eterização





  1. Preparo de eterizador – consiste em um frasco cujo diâmetro da boca deve ser aproximadamente igual ao dos frascos de cultura em uso, e uma rolha à qual é adaptado um chumaço de algodão envolvido em gaze.

  2. Preparo do reeterizador – consiste em uma tampa de uma placa de Petri de aproximadamente 10 cm de diâmetro, em cuja parte interna deve ser fixada uma camada de algodão. Esta fixação pode ser feita com um arame dobrado em Z.

  3. Eterização – adicionar algumas gotas de éter sulfúrico ao chumaço de algodão. Cuidado com fogo nas proximidades quando estiver trabalhando com éter.
Identificação dos sexos

Existem várias características morfológicas que permitem reconhecer o sexo de uma mosca.




  1. Tamanho – geralmente as fêmeas são maiores que os machos. Esta diferença é mais nítida à medida que se completa a maturação sexual das fêmeas. Nesta época, o crescimento do ovário, devido ao grande acúmulo de óvulo, induz um aumento do abdômen, o que realça a diferença entre os dois sexos.

  2. Forma do abdômen - a parte posterior do abdômen apresenta nos machos uma arredondada, sendo esta região mais afilada nas fêmeas.

  3. Pigmentação do abdômen – nas fêmeas, a parte dorsal do abdômen é toda dividida por faixas de pigmentação bastante escura. Nos machos, as faixas de região posterior do abdômen estão reunidas em uma única e bem visível mancha escura, a qual não existe nas fêmeas.

  4. Pentes sexuais – estão localizados no primeiro segmento tarsal, do primeiro par de patas, e são formados pela reunião de várias cerdas. A existência dos mesmos somente pode ser verificada com auxílio de uma lente de aumento.



Procedimento
10/09/97 – Coleta das moscas, usando um frasco limpo com um pedaço de banana, colocamos perto da fruteira em casa e esperamos o aparecimento de larvas no frasco.
17/09/97 – Fizemos o reconhecimento de algumas características das moscas, como por exemplo, comprimento das asas (longa, vestigial, delta e taxi), cor do corpo (cinza, amarelo e preto), cor dos olhos (vermelho, white e brown) e sexo (masculino e feminino). Anestesiamos as moscas , pingando algumas gotas de éter sobre uma rolha, depois do análise das características, colocamos as moscas dentro de frascos que continham meio, etiquetamos o frasco (estoque) e guardamos no armário. Usamos as características já citadas acima para fazer esses reconhecimentos.
24/09/97 – Obtenção de fêmeas virgens, para isso eterizamos o estoque e separamos duas pupas em um outro frasco que continha meio.
01/10/97 – Observamos eclosão das pupas. Nasceram duas moscas que ao observarmos ao microscópio constatamos serem dois machos. Reservamos um macho em outro frasco com meio e separamos mais duas pupas.
08/10/97 – Um dos frascos sofreu contaminação, interrompendo a eclosão das pupas. No outro frasco ocorreu nascimento de dois machos novamente. Portanto tivemos que repetir o procedimento anterior e separamos em dois frascos mais duas pupas.
15/10/97 – Feriado do dia dos professores, portanto não houve observação do experimento.
22/10/97 – Cruzamento das moscas, em um dos frascos ocorreu o nascimento de um macho e uma fêmea, e pelo motivo do feriado as moscas já haviam cruzado e o frasco apresenta várias larvas se alimentando do meio de cultura.
29/10/97 – Primeira contagem dos descendentes, eterizamos o frasco e fizemos a observação das moscas, todas as moscas apresentavam as características selvagens como cor do olho vermelho e cor do corpo cinza, portanto a única característica que variável era o sexo da mosca. As pupas e larvas que ainda não haviam se desenvolvido foram mantidas no frasco para uma segunda contagem.
05/11/97 – Segunda contagem dos descendentes, eterizamos novamente o frasco e contamos o resto das moscas, observando as características como cor do corpo, cor dos olhos e sexo. Todas apresentaram as características de selvagens como cor do olho vermelho e cor do corpo cinza.

Resultados




Olhos Vermelhos

Corpo Cinza

Macho

Fêmea

Primeira Contagem

72

72

31

42

Segunda Contagem

48

48

26

21
Total

120

120

57

63

Teste do Qui-Quadrado (Teorema de Herdy – Weinberg)
Dados pesquisados: Tipo de Asa e Cor do Corpo (pais homozigotos)


Resultados esperados







+ +

+ -

- -

Total

Frequência Absoluta

120

0

0

120

Frequência Decimal

1,00

0

0

1,00

Frequência Porcentual

100 %

0

0

100 %

p 1 + 0 = 1 (frequência do gene +)



q 0 + 0 = 0 (frequência do gene -)

Frequência esperada de cada genótipo




Genótipo

Freq. Alg.

Freq. Núm.

Freq. Esperada

+ +

p2

1

120

+ -

2.p.q

0

0

- -

q2

0

0

Total




1

120



Teste do Qui-Quadrado




Genótipos

Freq. Esperada

Freq. Observada

o

+ +

120

120

(0)2 /120 = 0

+ -

0

0

(0)2 / 0 = 0

- -

0

0

(0)2 / 0 = 0










o = 0



Conclusão


Os Experimentos foram aceitos como válidos, pois a somatória do qui-quadrado obtido foi menor que o qui-quadrado esperado (6,635). Portanto a frequência de genes encontrados se distribui dessa maneira na natureza.


Dados pesquisados: Cor do Olho (pais homozigotos)


Resultados esperados







X+ Y

X+ X+

X+ X

Total

Frequência Absoluta

57

63

0

120

Frequência Decimal

0,48

0,52

0

1,00

Frequência Porcentual

48 %

52 %

0

100 %

p 1 + 0 = 1 (frequência do gene +)



q 0 + 0 = 0 (frequência do gene -)

Frequência esperada de cada genótipo




Genótipo

Freq. Alg.

Freq. Núm.

Freq. Esperada

X+ Y

p2

1

120

X+ X+

2.p.q

0

0

X+ X

q2

0

0

Total




1

120



Teste do Qui-Quadrado




Genótipos

Freq. Esperada

Freq. Observada

o

X+ Y

120

120

(0)2 /120 = 0

X+ X+

0

0

(0)2 / 0 = 0

X+ X

0

0

(0)2 / 0 = 0










o = 0



Conclusão


Os Experimentos foram aceitos como válidos, pois a somatória do qui-quadrado obtido foi menor que o qui-quadrado esperado (6,635). Portanto a frequência de genes encontrados se distribui dessa maneira na natureza.
Conclusão Geral
Os genes responsáveis pela cor dos olhos, são genes ligados ao sexo, já os genes de cor do corpo e tipo de asa, são genes autossômicos. Ficou claro que dois ou mais caracteres são transmitidos para os gametas de modo totalmente independente.


Bibliografia

SUZUKI, Grifith e Miller. 1992. Introdução a Genética. Guanabara Koogan,

4º edição – São Paulo


BURNS, George W. 1991. Genética. Guanabara Koogan, 6º edição – São Paulo


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