CRUZAMENTOS MONO-HÍBRIDOS: EM QUE CONSISTEM E EXEMPLOS - BIOLOGIA - 2025

Um cruzamento mono-híbrido, em genética, refere-se ao cruzamento de dois indivíduos que diferem em um único caráter ou traço. Em termos mais exatos, os indivíduos possuem duas variações ou "alelos" da característica a ser estudada.

As leis que predizem as proporções desse cruzamento foram enunciadas pelo naturalista e monge austríaco Gregor Mendel, também conhecido como o pai da genética.

Fonte: Por Alejandro Porto, via Wikimedia Commons

Os resultados da primeira geração de um cruzamento mono-híbrido fornecem as informações necessárias para inferir o genótipo dos organismos parentais.

Perspectiva histórica

As regras de herança foram estabelecidas por Gregor Mendel, graças aos seus conhecidos experimentos usando a ervilha (Pisum sativum) como organismo modelo. Mendel realizou seus experimentos entre 1858 e 1866, mas eles foram redescobertos anos depois.

Antes de Mendel

Antes de Mendel, os cientistas da época pensavam que as partículas (agora sabemos que são genes) da hereditariedade se comportavam como líquidos e, portanto, tinham a propriedade de se misturar. Por exemplo, se pegarmos uma taça de vinho tinto e misturá-la com vinho branco, teremos vinho rosé.

Porém, se quiséssemos recuperar as cores parentais (vermelho e branco), não poderíamos. Uma das consequências intrínsecas desse modelo é a perda de variação.

Depois de Mendel

Essa visão errada da hereditariedade foi descartada após a descoberta das obras de Mendel, divididas em duas ou três leis. A primeira lei ou lei da segregação é baseada em cruzamentos mono-híbridos.

Nos experimentos com ervilhas, Mendel fez uma série de cruzamentos monohíbridos levando em consideração sete caracteres diferentes: cor das sementes, textura da vagem, tamanho do caule, posição das flores, entre outros.

As proporções obtidas nesses cruzamentos levaram Mendel a propor a seguinte hipótese: nos organismos existem alguns “fatores” (agora genes) que controlam o aparecimento de certas características. O corpo é capaz de transmitir esse elemento de geração em geração de forma discreta.

Exemplos

Nos exemplos a seguir, usaremos a nomenclatura típica da genética, onde os alelos dominantes são representados por letras maiúsculas e os recessivos por letras minúsculas.

Um alelo é uma variante alternativa de um gene. Eles estão em posições fixas nos cromossomos, chamadas de loci.

Assim, um organismo com dois alelos representados por letras maiúsculas é um homozigoto dominante (AA, por exemplo), enquanto duas letras minúsculas denotam o homozigoto recessivo. Em contraste, o heterozigoto é representado pela letra maiúscula, seguida pela minúscula: Aa.

Em heterozigotos, a característica que podemos ver (o fenótipo) corresponde ao gene dominante. No entanto, existem certos fenômenos que não seguem essa regra, conhecidos como codominância e dominância incompleta.

Plantas com flores brancas e roxas: primeira geração filial

Um cruzamento mono-híbrido começa com a reprodução entre indivíduos que diferem em uma característica. Se forem vegetais, pode ocorrer por autofecundação.

Em outras palavras, o cruzamento envolve organismos que possuem duas formas alternativas de traço (vermelho x branco, alto x baixo, por exemplo). Os indivíduos que participam do primeiro cruzamento recebem o nome de "pais".

Para nosso exemplo hipotético, usaremos duas plantas que diferem na cor das pétalas. O genótipo PP (homozigoto dominante) se traduz em um fenótipo roxo, enquanto o pp (homozigoto recessivo) representa o fenótipo de flor branca.

O pai com o genótipo PP produzirá gametas P. Da mesma forma, os gametas do indivíduo pp produzirão gametas p.

O próprio cruzamento envolve a união desses dois gametas, cuja única possibilidade de descendência será o genótipo Pp. Portanto, o fenótipo da prole será flores roxas.

A descendência da primeira cruz é conhecida como a primeira geração filial. Nesse caso, a primeira geração filial é composta exclusivamente por organismos heterozigotos com flores roxas.

Os resultados são geralmente expressos graficamente usando um diagrama especial denominado quadrado de Punnett, onde cada combinação possível de alelos é observada.

Plantas com flores brancas e roxas: filial de segunda geração

Os descendentes produzem dois tipos de gametas: P e p. Portanto, o zigoto pode ser formado de acordo com os seguintes eventos: Um espermatozóide P encontra um óvulo P. O zigoto será homozigoto PP dominante e o fenótipo será flores roxas.

Outro cenário possível é que um espermatozóide P encontre um óvulo P. O resultado desse cruzamento seria o mesmo se um espermatozoide p encontra um óvulo P. Em ambos os casos, o genótipo resultante é um heterozigoto Pp com um fenótipo de flor roxa.

Finalmente, é possível que o esperma p encontre um óvulo p. A última possibilidade envolve um zigoto pp recessivo homozigoto e exibirá um fenótipo de flor branca.

Isso significa que, em um cruzamento entre duas flores heterozigotas, três dos quatro eventos possíveis descritos incluem pelo menos uma cópia do alelo dominante. Portanto, a cada fertilização, há uma probabilidade de 3 em 4 de que a prole adquira o alelo P. E como é dominante, as flores serão roxas.

Em contraste, nos processos de fertilização, há uma chance de 1 em 4 de que o zigoto herde os dois alelos p que produzem flores brancas.

Utilidade em genética

Os cruzamentos mono-híbridos são freqüentemente usados ​​para estabelecer relações de dominância entre dois alelos de um gene de interesse.

Por exemplo, se um biólogo deseja estudar a relação de dominância entre os dois alelos que codificam para pêlo preto ou branco em um rebanho de coelhos, ele provavelmente usará o cruzamento mono-híbrido como ferramenta.

A metodologia inclui o cruzamento entre os pais, onde cada indivíduo é homozigoto para cada característica estudada - por exemplo, um coelho AA e outro aa.

Se os descendentes obtidos neste cruzamento forem homogêneos e expressarem apenas um caráter, conclui-se que esse traço é o dominante. Se o cruzamento for continuado, os indivíduos da segunda geração filial aparecerão em proporções de 3: 1, ou seja, 3 indivíduos exibindo o dominante vs. 1 com o traço recessivo.

Essa proporção fenotípica de 3: 1 é conhecida como "Mendeliana" em homenagem a seu descobridor.

Referências

1. Elston, RC, Olson, JM, & Palmer, L. (2002). Genética bioestatística e epidemiologia genética. John Wiley & Sons.
2. Hedrick, P. (2005). Genética de Populações. Terceira edição. Jones e Bartlett Publishers.
3. Montenegro, R. (2001). Biologia evolutiva humana. Universidade Nacional de Córdoba.
4. Subirana, JC (1983). Didática da genética. Edições Universitat Barcelona.
5. Thomas, A. (2015). Apresentando Genética. Segunda edição. Garland Science, Taylor & Francis Group.