Biologia: Genética - os precursores As idéias de Mendel e Darwin

Ervilha da variedade Pisum sativum utilizada
por Mendel em seus experimentos

As primeiras pesquisas na área dahereditariedade e da genética datam de 1856, realizadas pelo monge Gregor Mendel, um professor de ciências com grande interesse em botânica. No jardim de um mosteiro da cidade de Brno, na República Checa - que naquela época fazia parte da Áustria -, Gregor Mendel iniciou seus experimentos com as ervilhas que ele mesmo havia plantado. 

O trabalho de Mendel durou cerca de 8 anos. Durante esse tempo, ele polinizou as plantas com cuidado, separou as sementes, para plantá-las separadamente, e analisou as gerações sucessivas. Os precursores da ciência que hoje conhecemos pelo nome de genética possuíam recursos científicos e tecnológicos muito simples.

Os experimentos de Mendel

Em suas experiências, Mendel utilizou 34 variedades da ervilha Pisum sativum. A planta foi escolhida por recomendação de outros biólogos, por possuir flores grandes e características facilmente identificáveis, como, por exemplo, cor e textura das ervilhas, cor das vagens, cor das flores e altura das plantas. Além disso, a Pisum sativum é uma planta que faz autofecundação. E sua prole é sempre idêntica à planta original - a não ser que sofra fertilização artificial ou cruzada.

Em um de seus experimentos, Mendel cruzou duas plantas de linhagem pura, uma com sementes amarelas e outra com sementes verdes. O monge verificou, então, que todos os descendentes eram idênticos a um dos genitores. No caso, o traço fenotípico de um dos genitores não se expressava: todos os descendentes da primeira geração possuíam sementes amarelas. Mendel chamou de dominante a característica que aparecia na geração F₁ e derecessiva a característica que não se expressava.

Mas Mendel cruzou os indivíduos da geração F₁ entre si e obteve plantas, na geração F₂, com a característica dominante (sementes amarelas) e com a característica recessiva (sementes verdes), na proporção de 3:1. Ou seja, 75% das plantas da geração F₂ tinham sementes amarelas e 25% tinham sementes verdes. Com esses resultados, Mendel concluiu que a característica recessiva não desaparecia na primeira geração, mas apenas ficava escondida.

De acordo com Mendel, as características hereditárias são condicionadas por pares de fatores hereditários. Hoje em dia, tais fatores são conhecidos comogenes. As plantas puras são portadoras de apenas um tipo de fator (VV ou vv). As plantas híbridas são portadoras de um fator dominante e de um recessivo (Vv).

Leis de Mendel

A primeira lei ou princípio formulado por Mendel, com base em seus experimentos, diz que os genes são distribuídos independentemente, sem mistura. Os dois alelos de cada gene presente em um indivíduo separam-se na formação dos gametas. Os alelos são formas distintas do gene. Por exemplo: o alelo que condiciona a presença de sementes verdes e o alelo que condiciona a presença de sementes amarelas.

Ao estudar a herança de duas ou mais características combinadas (como, por exemplo, a cor e a forma das sementes), Mendel formulou a segunda lei ou lei da segregação independente dos fatores, que diz: os alelos de dois ou mais genes de um indivíduo segregam-se independentemente, combinando-se ao acaso nos gametas.

O trabalho de Mendel ficou caído no esquecimento até o ano de 1900, quando foi redescoberto e confirmado por três diferentes cientistas - um holandês, um alemão e um austríaco -, que trabalhavam independentemente, com plantas diferentes. Eles descobriram os trabalhos de Mendel ao revisarem a literatura, antes de publicarem seus próprios resultados. Cada um dos pesquisadores anunciou as descobertas desse monge e ajudou a expandir os conhecimentos sobre as leis de Mendel.

Darwin e a hereditariedade

Charles Darwin não só publicou um dos mais importantes livros de todos os tempos, A origem das espécies, em 1859, como foi um dos precursores dos estudos sobre hereditariedade. 

Em uma carta escrita, em 1866, a seu amigo Alfred Wallace, também naturalista, Darwin afirma: "Eu não acho que você entenda o que eu quero dizer pela falta de mistura de certas variedades. Isto não se refere à fertilidade; um exemplo irá explicar. Eu cruzei duas variedades de ervilhas de cheiro que são muito diferentes com relação à cor, e obtive, até mesmo da mesma vagem, as mesmas variedades perfeitas, mas nenhum intermediário. Algo deste tipo, eu devo pensar, deve ocorrer pelo menos com suas borboletas e as três formas deLythrum; embora estes casos sejam aparentemente tão maravilhosos, eu não sei se eles são mais como qualquer fêmea no mundo produzindo descendentes machos e fêmeas distintos".

A carta é uma das provas do interesse de Darwin pela questão da hereditariedade. Em A origem das espécies, ele já havia concluído que as espécies evoluem por um processo de seleção natural - ou, como disse seu amigo Wallace, pela sobrevivência dos mais adaptados em um dado ambiente. 

Apesar de seus estudos sobre hereditariedade, Darwin não conseguiu explicar de que maneira agia a seleção natural. Mas, com o passar do tempo, o crescente entendimento sobre a genética e a recuperação das leis de Mendel explicaram como a seleção natural podia trabalhar e ajudaram a dar suporte à teoria de Darwin.

Física: Óptica geométrica [As leis e os tipos de reflexão luminosa]

A reflexão da luz é um dos fenômenos ópticos mais importantes do nosso cotidiano: graças a ela conseguimos enxergar tudo o que nos rodeia.

O mecanismo que descreve esse fenômeno é bem simples. Uma fonte de luz emite raios luminosos que incidem nos objetos que estão a sua volta. Após incidirem nos objetos, esses raios voltam ao meio de onde vieram e assim chegam aos nossos olhos.

Dependendo do objeto, a luz que é refletida chega com maior ou menor intensidade, pois ela pode ser mais ou menos absorvida. Os objetos de superfície clara apresentam uma maior reflexão da luz, enquanto os de superfície escura têm maior absorção.

As leis da reflexão

A reflexão, assim como muitos outros fenômenos físicos, obedece a duas leis. Antes de enunciá-las, é necessário que entendamos o fenômeno da reflexão luminosa.

Considere um raio de luz que se propaga em um meio físico. Quando esse raio incidir na superfície que o separa de um meio diferente, diremos que sofreu uma reflexão se ele voltar ao meio de origem. Observe a figura abaixo.



Sabendo o que é o fenômeno da reflexão, vamos enunciar suas leis. A primeira delas é:



É uma lei clara e de fácil compreensão: se um raio incide em um plano geométrico, após a sua reflexão, ele deverá obrigatoriamente estar no mesmo plano geométrico.

A segunda lei da reflexão está enunciada no quadro abaixo:



Para entendê-la, vamos explicar o que são os ângulos de incidência e osângulos de reflexão. No ponto em que a luz incidir na superfície de separação dos dois meios, devemos levantar uma reta. Essa reta é chamada de reta normal, e o ângulo que faz com a superfícies é de 90 graus. Feita a sua construção, surgirão dois ângulos. Um ângulo entre o raio incidente e a reta normal, conhecido como ângulo de incidência, e outro entre a reta normal e o raio refletido, conhecido como ângulo de reflexão.

A segunda lei diz que esses ângulos são sempre iguais. A figura abaixo deixará essa explicação mais clara.





Onde i e r são respectivamente os ângulos de incidência e reflexão.

Reflexão regular, difusão e absorção luminosa

A reflexão regular ocorre quando, após incidir em uma superfície, um feixe de luz reflete de maneira regular. Esse tipo de reflexão ocorre nos espelhos, superfícies polidas e na superfície da água quando essa não se agita, como, por exemplo, na superfície de um lago em um local sem vento.



A difusão luminosa ocorre quando a luz incide sobre uma superfície rugosa, como ocorre com a maioria dos objetos que nos cercam. Ao incidir sobre esses objetos, a luz volta ao meio de origem difundindo-se, ou seja, ela se espalha. Uma conseqüência importantíssima dessa reflexão é o fato de que, graças a ela, é possível enxergar os objetos, as pessoas, enfim, o mundo a nossa volta.



Na figura acima vemos uma representação da reflexão difusa. O que pode vir a nossa mente é que ela viola a segunda lei da reflexão. Mas isso não é verdade: como a superfície é irregular, os raios de luz incidem em pontos de diferente geometria da superfície de separação. Com isso, cada raio de luz terá um ângulo de incidência diferente, com o seu ângulo de reflexão correspondente.

Existem algumas superfícies que não refletem e nem difundem a luz totalmente. Pelo contrário, elas absorvem a maior parte da luz. É o que se chama de absorção luminosa. Essas superfícies têm como característica a cor escura, sendo as de cor preta as que apresentam a maior taxa de absorção.

Também é importante assinalar que as superfícies que mais facilmente absoverm a luz são as que a melhor transformam energia luminosa em energia térmica. É por isso que se aconselha o uso de roupas claras nos dias quentes, já que as de cor escura esquentarão bem mais.

* Paulo Augusto Bisquolo é professor de física do colégio COC-Santos (SP).

Biologia:Botânica - Reprodução vegetal

Na reprodução sexuada dos vegetais ocorre a alternância entre dois tipos de gerações; uma haploide (n) e outra diploide (2n) . Por este motivo o ciclo reprodutivo é chamado de haplodiplobionte.

a) A geração haploide corresponde ao gametófito e produz gametasatravés da mitose.

b) A geração diploide corresponde ao esporófito e produz esporos através da meiose.

A fecundação dos gametas origina um zigoto que é diploide. Este se desenvolve e cresce através de sucessivas mitoses formando o esporófito. Quando maduro o esporófito produz esporos haploides por meiose. Esta meiose, na qual ocorre a formação dos esporos, é chamada de espórica ouintermediária. Os esporos se desenvolvem através de sucessivas mitoses e originam o gametófito haploide. O gametófito maduro produz gametas haploides por mitose, fechando o ciclo.

1) Reprodução sexuada das briófitas Nas briófitas a fase dominante e duradoura é o gametófito (n). Oesporófito (2n) é reduzido, transitório e ligado ao gametófito feminino. Gametófito masculino: haploide, produz através da mitose osanterozóides (n) (gametas masculinos). Gametófito feminino: haploide, produz através da mitose asoosferas (n) (gametas femininos). Fecundação: os anterozóides deslocam-se em gotículas de água até o gametófito feminino onde fecundam a oosfera originando umzigoto diploide. Desenvolvimento do zigoto: o esporófito (2n) se desenvolve sobre o gametófito feminino através de sucessivas mitoses. Formação dos esporos: quando maduro o esporófito produz esporos (n) através da meiose (meiose espórica). Quando atingem um substrato adequado, os esporos (n) germinam originando um novo gametófito (n), que corresponde à planta adulta.

2) Reprodução sexuada das pteridófitas

Nas pteridófitas a fase dominante é o esporófito (2n). O gametófito (n) é reduzido e de curta duração.

Esporófitos: quando maduros produzem os esporos (n) através de meiose, no interior dos esporângios. Os esporângios encontram-se reunidos em estruturas chamadas soros.

Germinação dos esporos: quando atingem um substrato adequado, os esporos (n) germinam dando origem ao gametófito (n).

Gametófito: é chamado de protalo e é hermafrodita. Produz, através de mitose, os anterozóides (n) e as oosferas (n). Após a fecundação, o protalo se degenera.

Fecundação: a união dos anterozóides (n) e das oosferas (n) origina ozigoto (2n). O zigoto se desenvolve originando um novo esporófito (2n) que corresponde à planta adulta.

3) Reprodução sexuada nas gimnospermas A fase dominante, que corresponde à planta adulta, é o esporófito(2n). Existem espécies hermafroditas (monoicas) ou com os sexos separados (dioicas). Uma novidade em relação aos grupos anteriores é a presença de dois tipos de esporos (2n), os esporos femininos, chamados megásporos e os masculinos, micrósporos. Os esporos são produzidos no interior de estruturas denominadas estróbilos. Formação dos megásporos e das oosferas: a formação dosmegásporos ocorre nos estróbilos femininos dentro de estruturas chamadas megasporângios. No interior do megasporângio uma célula diploide sofre meiose e origina quatro células haploides. Três destas células se degeneram e uma se desenvolve, originando o megásporo(n). O megásporo sofre sucessivas mitoses e origina o gametófito feminino (n). Células do gametófito feminino se diferenciam e originam a oosfera (n). Formação dos micrósporos e do grão de pólen: a formação dosmicrósporos ocorre nos estróbilos masculinos dentro de estruturas chamadas microsporângios. No interior dos microsporângios diversas células (n) sofrem meiose originando uma série de micrósporos (n). Cada micrósporo sofre mitose e origina a célula do tubo polínico (n) e a célula geradora (n). A célula geradora originará durante a fecundação duas células espermáticas (n). O conjunto destas células mais um tecido protetor é chamado de grão de pólen. Polinização: é o transporte dos grãos de pólen até os gametófitos femininos realizado pelo vento. Fecundação: ao atingir o gametófito feminino, o grão de pólen produz o tubo polínico que chega à oosfera (n). Pelo interior do tubo polínico são lançadas duas células espermáticas (n), no entanto, apenas uma delas fecundará a oosfera (n), originando o zigoto (2n). Formação da semente e germinação: após a formação do zigoto(2n), o tecido do gametófito feminino começa a se desenvolver e origina um tecido rico em reservas nutritivas chamado de endosperma primário. Ao redor do endosperma se forma uma casca resistente e protetora. Este conjunto é chamado de semente. Quando madura, a semente se desprende do gametófito e, sob condições ambientais adequadas, germina, originando um novo esporófito (2n).

4) Reprodução sexuada nas angiospermas

A fase dominante, que corresponde à planta adulta, é o esporófito (2n). Existem espécies hermafroditas (monóicas) ou com os sexos separados (dióicas). Uma novidade em relação aos grupos anteriores é a formação de flores e frutos.

Formação dos megásporos e das oosferas: ocorre no interior dos ovários femininos (situados no carpelo da flor), onde uma célula (2n) sofre meiose e origina quatro células (n). Destas quatro, três se degeneram e uma se diferencia, originando o megásporo (n). O núcleo do megásporo sofre mitoses e origina oito núcleos haploides (n). Estes núcleos dão origem aos seguintes elementos do gametófito: células antípodas, núcleos polares, células sinérgides e oosferas. O conjunto destas células corresponde aogametófito feminino ou saco embrionário.

Formação dos micrósporos e do grão de pólen: ocorre no interior das anteras das flores, nos microsporângios. Diversas células (2n) sofrem meiose e originam inúmeros micrósporos (n). Os micrósporos originam ogrão de pólen. O grão de pólen contém a célula do tubo (n) e a célula geradora (n). Esta última sofre mitose e origina duas células espermáticas (n).

Polinização: é o transporte dos grãos de pólen até os gametófitos femininos e pode ser realizado por agentes físicos (ventos e água) ou biológicos (animais).

Fecundação: ao atingir o gametófito feminino o grão de pólen produz otubo polínico que chega à oosfera. Pelo interior do tubo polínico são lançadas duas células espermáticas (n). Uma delas fecundará a oosfera (n), originando o zigoto (2n). A outra célula espermática (n) se funde aos doisnúcleos polares e origina um tecido triploide (3n) rico em reservas nutritivas, o endosperma secundário.

Formação da semente e fruto: o zigoto se desenvolve originando oembrião (2n). O conjunto de embrião, endosperma secundário e casca corresponde à semente. O desenvolvimento do embrião estimula a liberação de hormônios que provocam o desenvolvimento da parede do ovário, originando o fruto.

Biologia:Genética [Como as pesquisas genéticas estão presentes no cotidiano

O padre Gregor Mendel

Na última década, tanto o meio acadêmico-científico quanto os meios de comunicação passaram a divulgar os grandes avanços da ciência no campo dagenética. Normalmente, quando se fala no assunto, as pessoas rapidamente associam a genética com o DNA e os testes de paternidade. Não é uma associação incorreta, mas genética não se limita a isto.

Genética é a ciência que estuda os genes. A partir de suas descobertas, desenvolveram-se a biotecnologia, a engenharia genética, a clonagem, os produtos transgênicos, o uso terapêutico das células-tronco, etc. São assuntos muito comentados atualmente e, com freqüência, eles se tornam manchetes do noticiário. Mas o que isso tem a ver com o nosso cotidiano? 

Bem, em primeiro lugar, isso está relacionado diretamente com a nossa existência, pois a genética é a base do ser humano. Ela é responsável pelas nossas variabilidades e diferenças, bem como pelas nossas semelhanças. Todos nós apresentamos 46 cromossomos e cerca de 30.000 genes: portanto, numericamente somos todos iguais. Porém, a combinação desses genes e as permutações ocorridas no processo de divisão celular (a meiose, especificamente) garantem nossas diferenças.

46 cromossomos

São 23 cromossomos que vêm de nosso pai através dos espermatozóides e 23 vindos da mãe, através do óvulo. Isso totaliza 46 cromossomos, que dão origem à célula ovo, que, por sua vez, se transformará no embrião e no feto, até o nascimento do indivíduo, transmitindo-lhe a maioria das suas características e predisposições. Durante seu desenvolvimento e sua existência, você precisará se alimentar, se cuidar, quando alguma doença aparecer, realizar algum tipo de tratamento, etc... Pois bem, vamos verificar como a genética se relaciona às nossas necessidades de sobrevivência.

Para começar, você pode estar se perguntando: o que a genética tem a ver com a minha alimentação? Muita coisa. Grande parte dos alimentos que consumimos participou de um processo chamado melhoramento genético, isto é, foram isoladas determinadas características "marcantes" e - através de cruzamentos específicos ou hibridização - alimentos aprimorados passaram a ser produzidos. Convém lembrar que esses procedimentos, realizados cientificamente nos dias de hoje, não são tão novos assim. Desde a pré-história, através dos enxertos de plantas e dos cruzamentos seletivos, o ser humano tem adaptado a natureza às suas necessidades.

Organismos geneticamente modificados

O aprimoramento genético tem a função de adequar determinado alimento às necessidades do homem moderno, facilitando a sua produção, possibilitando maior número de safras anuais, tornando-o mais resistente às pragas, enriquecendo-o no aspecto nutricional, etc. É o que acontece com o milho híbrido, o trigo e a soja entre outros. Sobre os alimentos geneticamente modificados, os transgênicos, há uma grande polêmica; pois de um lado encontram-se os cientistas, alterando um determinado alimento a fim de adequá-lo às necessidades socioeconômicas, enquanto do outro estão os ambientalistas, que acreditam que este produto não deve ser consumido, pois não se sabe ao certo o que pode ocasionar em nossa saúde, a longo prazo.

Vamos pensar numa hipótese bem prática. Imagine que exista uma laranja bem graúda, cuja produção seja rápida e grande, mas o sabor extremamente ácido. Este seria um fruto bonito, do qual se produziria muito suco, mas que não seria aceito pelo mercado devido à sua acidez. Já uma outra laranja é extremamente doce, pequena e de baixa produtividade. Graças à manipulação genética, podem-se isolar os genes responsáveis pela característica doce da segunda laranja, e insere-se este material genético no cromossomo da primeira. O resultado é uma laranja doce, graúda, com muita polpa e de fácil produção. 

Nos últimos anos, também se descobriu que algumas doenças humanas são provocadas por deficiências genéticas. Descobertas como essas intensificaram-se ainda mais com as novas técnicas de biologia molecular, que possibilitou a criação de medicamentos mais eficazes, bem como a otimização dos métodos de diagnóstico e tratamento de várias doenças.

Insulina e bactérias

Um bom exemplo disto é a produção de insulina por meio da engenharia genética. Com a tecnologia do DNA recombinante, é possível obter organismos com características novas ou ainda não existentes na natureza. Desse modo, células de bactérias podem ser programadas para produzir a insulina. Este hormônio (insulina) é de suma importância para controlar a taxa de açúcar no sangue, garantindo níveis apropriados à sobrevivência humana.

Há algumas décadas, pessoas diabéticas dependiam da insulina retirada de cadáveres e, posteriormente, do pâncreas de suínos. Nos últimos 20 anos, graças à engenharia genética este procedimento não é mais utilizado, dependendo exclusivamente da atuação de bactérias.

O poder das células-tronco

Nos últimos cinco anos, a utilização de células-tronco e a terapia gênica passaram a ser amplamente discutidas na comunidade científica e nos meios de comunicação. Vale a pena ressaltar que terapia gênica e células-tronco não estão diretamente vinculadas. O uso de células-tronco apresenta-se bastante promissor, já tendo apresentado alguns resultados positivos, por exemplo, na recuperação do músculo do coração - o miocárdio - em casos de infarto. Mas ainda é muito cedo para atribuir às células-tronco a capacidade de cura tão esperada pela população para os mais variados males. Muitas pesquisas ainda precisam ser feitas.

A terapia gênica ainda continua incipiente, uma vez que, para se obter total sucesso, é necessário alterar a informação errante do material genético no núcleo celular. Teoricamente, sabe-se o caminho para se conseguir solucionar o "erro genético", mas ainda se encontram limitações tecnológicas que precisam ser desenvolvidas para garantir seu uso terapêutico. 

A utilização da informação genética permite que a qualidade de vida apresente um avanço quantitativo e qualitativo, baseando-se em melhores medicamentos, novos diagnósticos, seleção de espécies mais rentáveis e produtivas para a agricultura e a pecuária.

A genética encontra-se cada vez mais inserida na vida do ser humano. Já passou o tempo em que falar de genética era abordar as pesquisas com ervilhas do monge Gregor Mendel, o "pai da genética".Hoje, graças aos avanços tecnológicos, o material genético tem sido mapeado, decifrado e manipulado. Resta saber até onde vai o limite humano...

*Cristina Faganelli Braun Seixas é bióloga e professora no Colégio Núcleo Educacional da Granja Viana, em Cotia (São Paulo).

Redação em Foco: COMO FAZER UMA BOA REDAÇÃO

A redação no vestibular assusta muitos estudantes. Para grande parte dos vestibulandos, os temas propostos nas provas parecem abstratos e indecifráveis, sem relação como nada que acontece com a gente. E, para piorar a situação, a redação tem um peso enorme na nota. 

Fazer exercícios semanais de redação é a melhor maneira de se preparar para a prova, porque estruturar um texto é principalmente um questão de treino, seja esse texto narrativo ou dissertativo. 

Talvez o primeiro passo para ir bem na redação do vestibular seja encará-la não como uma obrigação chata e inevitável, mas como uma oportunidade de se expressar, de mostrar aos outros o que você pensa e com sigilo absoluto. Os assuntos proposto nos exames normalmente são genéricos e permitam várias abordagens e enfoques. Você pode pincelar uma frase que tenha haver com o momento que está vivendo e transformá-la em uma redação. ninguém irá avaliar se a sua idéia está certa ou não. O que importa é o texto. Leia, a seguir, algumas dicas para fazer uma boa redação. 
  
REDAÇÃO PASSO A PASSO   
Nove entre dez vestibulares pedem textos dissertativos, que nada mais são do que comentários sobre uma idéia. O que sobra é o texto narrativo, que conta uma história. As dicas a seguir se aplicam aos dois casos.   

LINHA DE RACIOCÍNIO 
Você tem de escolher um dos milhões de enfoques possíveis. Anote todas as idéias que lhe vêm à cabeça, juntamente com palavras e frases de efeitos, e depois selecione os conjuntos mais interessantes para desenvolver.   

LÓGICA 
O texto deve ter começo, meio e fim. 
No começo, você introduz uma idéia; no meio, você a desenvolve, apresentando argumentos que a comprovem; e, no fim, você faz uma conclusão sobre a idéia inicial.   

FUNDAMENTAÇÃO 
Todo argumento que você apresentar deve ser fundamentado em histórias, fatos ou opiniões que você encontra na seu repertório, baseado na sua história pessoal. Ou seja, são as lembranças que você tem das conversas com amigos e a família, das letras de música, programas de TV, filmes, debates na escola e da leitura de jornais, revistas e livros.   

EMOÇÃO 
Um texto "tato-faz-como-tanto-fez" pode ser chato. ë mais gostoso ler um texto que tem sentimento. O uso de frases e palavras fortes pode contribuir para isso. Procure se inspirar em letras de músicas brasileiras, como as de Arnaldo Antunes, Renato Russo, Caetano Veloso e Gilberto Gil.

Matemática: Análise combinatória e probabilidade

1) Probabilidade 

Fatorial

Probabilidade (Permutação)

Arranjo simples

Combinação


2) Binômio de Newton 

Número binomial

Relação de Stiffel

Binômio de Newton

ou

Biologia: Genes em linkage [Cruzamentos-teste ajudam a localizar genes]

Um cromossomo é uma seqüência de vários genes. Quando analisamos cruzamentos levando em consideração duas características, se cada característica for determinada por um par de genes alelos, duas situações podem acontecer: os genes podem estar localizados em cromossomos diferentes ou estar localizados no mesmo cromossomo.

No caso da primeira situação, em que os genes para cada uma das características estão em cromossomos diferentes, durante a meiose ocorre a segregação, independentemente dos genes alelos, de forma que indivíduos heterozigotos para as duas características formarão quatro tipos de gametas diferentes com a mesma proporção. 

Por exemplo, um indivíduo AaBb, formará gametas AB, Ab, aB e ab, na proporção de 25% para cada tipo. Em cruzamentos de dois indivíduos heterozigotos, a herança dessas características segue o padrão de segregação independente, ou seja, as proporções fenotípicas são aquelas descritas por Mendel em sua 2ª Lei (9:3:3:1). 

Entretanto, se esses genes estiverem localizados no mesmo cromossomo (segunda situação), não fará sentido falar em segregação independente, pois os genes, estando ligados, irão para o mesmo gameta no momento da separação dos cromossomos homólogos, durante a meiose. 

Isso significa que o indivíduo heterozigoto AaBb formará apenas dois tipos de gametas. Se os genes A e B estiverem num mesmo cromossomo e no seu homólogo estiverem os genes a e b, os gametas formados serão AB e ab, na proporção de 50% para cada tipo. 

No caso desse indivíduo ter num cromossomo os genes A e b e, no homólogo,a e B, os gametas formados serão 50% de Ab e 50% de aB. Nesta segunda situação, falamos em ligação gênica ou linkage - e nos cruzamentos entre duplos heterozigotos as proporções fenotípicas serão, portanto, diferentes de 9:3:3:1. 

Como é possível sabermos a proporção de gametas que um indivíduo forma e, assim, determinarmos se os genes para as características analisadas estão em cromossomos diferentes ou no mesmo cromossomo (em linkage)? Isso pode ser feito por meio de um tipo de cruzamento chamado cruzamento-teste, em que um indivíduo duplo heterozigoto é cruzado com um indivíduo duplo-recessivo para as mesmas características. Uma vez que todos os gametas do indivíduo duplo-recessivo serão iguais, a proporção na descendência será determinada pelo duplo heterozigoto e corresponderá à proporção de seus gametas.

Crossing-over e modificação nas proporções de gametas

Durante a meiose, no momento em que ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos já duplicados, é possível acontecer um fenômeno ao qual se dá o nome de permutação gênica ou crossing-over. Durante esse processo, as cromátides que estão próximas trocam pedaços entre si, tornando possível o surgimento de novos tipos de gametas, que são chamados de gametas recombinantes:

Representação do crossing-over e formação de gametas recombinantes

Num cruzamento-teste, os descendentes gerados a partir dos gametas recombinantes são também chamados de descendentes recombinantes. Portanto, mesmo para indivíduos duplo-heterozigotos que possuem genes localizados no mesmo cromossomo existe a possibilidade de formação de quatro tipos de gametas. No entanto, como a ocorrência de crossing-over não é a regra, a proporção desses gametas e também dos descendentes não será a mesma.

Exemplo de cruzamento-teste em moscas de frutas (Drosophila), com ocorrência de descendentes recombinantes para a cor do corpo e forma da asa. Ao invés de apenas dois tipos de descendentes, há quatro tipos. Os fenótipos com menor proporção correspondem aos descendentes originados a partir dos gametas recombinantes.

Usando o crossing-over para mapear genes

Dá-se o nome de taxa de permutação ou taxa de recombinação à soma das porcentagens de descendentes recombinantes num cruzamento-teste. Assim, na imagem acima, a taxa de permutação entre os genes responsáveis pela cor do corpo e pela forma da asa em Drosophila (mosca das frutas) é de 17% (8,5% + 8,5%).

Os geneticistas descobriram que a taxa de permutação entre dois genes localizados num mesmo cromossomo está relacionada à distância entre esses dois genes, já que quanto mais próximos eles estiverem, menor será a probabilidade de ocorrência de crossing-over. A unidade de distância entre genes é a UR (unidade de recombinação) ou centimorgan (em homenagem ao geneticista Thomas Morgan). No nosso exemplo anterior, a distância entre os dois genes é de 17 UR ou 17 centimorgan.

Dessa forma, promovendo cruzamentos-testes e determinando as taxas de permutação entre os genes, os geneticistas descobrem a distância entre os genes localizados no mesmo cromossomo e são capazes de estabelecer a localização de um gene relativamente a outros, realizando, assim, o mapeamento desses genes.

*Maria Graciete Carramate Lopes é licenciada pelo Instituto de Biociências da USP e professora de ciências da Escola Lourenço Castanho (SP).

Física: Física térmica

Temperatura é a medida da agitação das moléculas de um corpo. 

Calor é a transmissão de energia térmica de um corpo mais quente para um mais frio. 

1) Escalas termométricas

2) Calorimetria

3) Dilatação dos corpos

dilatação dos sólidos

dilatação dos líquidos

4) Estudo dos gases

transformação dos gases

5) Transmissão de calor

condução