Genômica e Bioinformática

Protocolo 08:
Cruzamento teste - Padrão de herança monogênica

Luciana Oliveira Barateli
Mariane Brom Sobreiro
Lucas Donizetti Vieira
Elisandra Carneiro de Freitas Cardoso
Angela Adamski da Silva Reis
Rodrigo da Silva Santos

Introdução

Vários são os métodos utilizados pelos cientistas para a descoberta de novos genes. O mais comum é a detecção dos padrões de herança monogênica que podem ser facilmente reconhecidos na prole através de cruzamentos controlados, denominados cruzamentos teste.

Gregor Mendel foi quem elucidou esse método para os padrões de herança monogênica. Em seu trabalho, Mendel considerou sete características da planta Pisum sativum, conhecida como ervilha-de-cheiro. O motivo da escolha era que a planta apresentava cultivo e reprodução rápidos e fáceis, bem como fenótipos contrastantes. As propriedades investigadas foram: cor da ervilha, forma da ervilha, cor da vagem, forma da vagem, cor da flor, altura da planta e, por último, a posição do broto na planta.

De início, Mendel realizou cruzamentos controlados entre linhagens puras, de forma que, para tal fenótipo, toda a prole do primeiro cruzamento era igual. Nesse cruzamento, as plantas da linhagem de sementes amarelas e plantas da linhagem de sementes verdes foram chamadas de geração parental, abreviada como P. Mendel observou que esse cruzamento resultou em plantas com sementes amarelas, independente da relação cor e sexo da semente do genitor. Essas sementes resultantes do primeiro cruzamento foram chamadas de geração filial, ou F1.

Após o primeiro cruzamento Mendel cultivou as ervilhas da F1 em plantas e autofecundou, obtendo a geração F2, sendo composta de 75% de sementes amarelas e 25% de sementes verdes, o que demonstrou que os determinantes genéticos para verde ainda estavam na F1, embora não expressos. Abaixo segue um esquema do cruzamento teste feito por Mendel:

Objetivos

• Demonstrar de forma lúdica como Gregor Mendel realizou o cruzamento teste para a herança monogênica da cor da semente para ervilhas;
• Demonstrar como os gametas sorteados aleatoriamente carregando os alelos dão origem aos fenótipos seguindo o padrão de herança monogênica;
• Através da exemplificação prática contextualizar a teoria trabalhada com a participação dinâmica dos alunos;
• Provocar o espírito investigativo e estimular a participação dos alunos nas atividades realizadas no ambiente escolar de forma que a construção do conhecimento aconteça naturalmente;

Materiais

• 30 miçangas de cor amarela
• 30 miçangas de cor verde
• 4 potes plásticos do mesmo tamanho
• 2 pires ou tampas de potes de maionese

Procedimentos

A sugestão é que a atividade seja realizada em grupos de no mínimo 3 pessoas, ou de forma adequada conforme a disponibilidade de material. Com todo o material em mãos, siga as instruções abaixo (Pereira et al., 2015):

Após misturar bem as miçangas no pote, um amigo deve retirar uma miçanga do pote 1 e uma miçanga do pote 3, a cada par de miçangas retiradas um colega anota a representação (ex: amarela/amarela Fenótipo amarelo e genótipo V/V) depois devem ser colocadas no pires, e assim sucessivamente até que que todas as miçangas dos potes 1 e 3 tenham acabado.

No segundo momento deve-se realizar o mesmo procedimento realizado com os potes 1 e 3 com os potes 2 e 4 porém, desta vez as miçangas sorteadas serão contadas e colocadas no pires B (Pereira et al., 2015).

Ao se juntar as miçangas dos potes 1 e 3 o genótipo esperado é de 100% heterozigoto V/v, ou seja, um fenótipo 100% amarelo. Já no caso do cruzamento dos potes 2 e 4 o genótipo será 50% V/v e 50% v/v, resultando em um fenótipo de metade amarelas e metade verdes (Pereira et al., 2015).

Avaliação

1. Sabendo que o alelo V tem caráter de expressão dominante com relação ao alelo v, e que as miçangas, neste caso, representam as ervilhas estudadas por Mendel, qual é o fenótipo esperado dos cruzamentos entre os potes 1x3 e o 2x4?
2. E qual é o genótipo esperado para os dois cruzamentos?

Referências

GRIFFITHS, A. J. F, et al. Introdução à Genética. Guanabara Koogan, 10ª ed. 2013.

PEREIRA, S. G.; FONSECA, G. A. G.; FELIZ, G. P. et. al. Q3c: Manual de Aulas Práticas de Ciências e Biologia - Compêndio/Alunos do 4º Período de Ciências Biológicas FCJP 2015. João Pinheiro: [s.n.], 2015. 150p.