Закони Менделя

     Nas experiências de Mendel, quando foram cruzadas variedades de ervilhas com sementes amarelas e verdes, todos os descendentes (ou seja, os híbridos de primeira geração) tinham sementes amarelas. Não importava de que semente (amarela ou verde) as plantas-mãe (progenitoras) provinham. Isto significa que ambos os progenitores são igualmente capazes de transmitir as suas características aos seus descendentes.

     Foram encontrados resultados semelhantes em experiências que tiveram em conta outras características. Por exemplo, quando plantas com sementes lisas e enrugadas foram cruzadas, todos os descendentes tinham sementes lisas. Quando se cruzavam plantas com flores roxas e brancas, todos os híbridos tinham apenas pétalas roxas, etc.

     Este padrão foi designado por primeira lei de Mendel, ou lei da uniformidade dos híbridos de primeira geração. O estado (alelo) de uma caraterística que se manifesta na primeira geração é chamado de dominante; o estado (alelo) que não se manifesta na primeira geração de híbridos é chamado de recessivo.

     G. Mendel propôs designar os "ingredientes" das características (na terminologia moderna, genes) com letras do alfabeto latino. Os estados pertencentes ao mesmo par de características são designados pela mesma letra, mas o alelo dominante é maiúsculo e o alelo recessivo é minúsculo.

A segunda lei de Mendel.

     Quando os híbridos heterozigóticos da primeira geração são cruzados entre si (autopolinização ou cruzamento consanguíneo), surgem na segunda geração indivíduos com estados de características dominantes e recessivas, ou seja, ocorre uma clivagem que é específica em determinados aspectos. Por exemplo, nas experiências de Mendel, das 929 plantas da segunda geração, 705 tinham flores roxas e 224 tinham flores brancas. Numa experiência que teve em conta a cor das sementes, das 8023 sementes de ervilha obtidas na segunda geração, 6022 eram amarelas e 2001 eram verdes, e das 7324 sementes para as quais foi tida em conta a forma da semente, 5474 eram lisas e 1850 eram enrugadas. Resumindo as evidências, Mendel concluiu que, na segunda geração, 75% dos indivíduos têm um estado dominante da caraterística e 25% têm um estado recessivo (divisão 3:1). Este padrão é conhecido como a segunda lei de Mendel, ou a lei da divisão.

     De acordo com esta lei e utilizando uma terminologia moderna, podem ser tiradas as seguintes conclusões

a) os alelos de um gene, estando em estado heterozigótico, não alteram a estrutura um do outro;

b) durante a maturação dos gametas, os híbridos produzem aproximadamente o mesmo número de gametas com alelos dominantes e recessivos;

c) durante a fecundação, os gâmetas masculinos e femininos portadores de alelos dominantes e recessivos combinam-se livremente.

      Quando dois heterozigotos (Aa) são cruzados, cada um dos quais produz dois tipos de gâmetas (metade com o alelo dominante, A, e metade com o alelo recessivo, a), podem esperar-se quatro combinações possíveis.   Um óvulo com o alelo A pode ser fertilizado com a mesma probabilidade por um espermatozoide com o alelo A ou por um espermatozoide com o alelo a; e um óvulo com o alelo a pode ser fertilizado por um espermatozoide com o alelo A ou com o alelo a.

      Ao cruzar dois heterozigotos (Aa), cada um dos quais produz dois tipos de gâmetas (metade com o alelo dominante - A, metade com o alelo recessivo - a), são esperadas quatro combinações possíveis.   Um óvulo com o alelo A pode ser fertilizado com a mesma probabilidade por um espermatozoide com o alelo A ou por um espermatozoide com o alelo a; e um óvulo com o alelo a pode ser fertilizado por um espermatozoide com o alelo A ou com o alelo a.

     Em termos de aparência (fenótipo), os indivíduos AA e AA não diferem entre si, pelo que a clivagem é de 3:1. Por genótipo, os indivíduos são distribuídos na proporção IAA:2AA:aa. É evidente que se a descendência for obtida de cada grupo de indivíduos da segunda geração apenas por autopolinização, então o primeiro (AA) e o último (aa) grupos (são homozigóticos) darão apenas descendência uniforme (sem clivagem), e as formas heterozigóticas (Aa) darão clivagem numa proporção de 3:1.

     Assim, a segunda lei de Mendel, ou a lei da divisão, é formulada da seguinte forma: quando dois híbridos de primeira geração são cruzados, analisados para um par alternativo de estados de características, a descendência terá uma divisão 3:1 no fenótipo e uma divisão 1:2:1 no genótipo.

A terceira lei de Mendel, ou a lei da herança independente de características.

     Ao estudar a clivagem em cruzamentos híbridos, Mendel chamou a atenção para a seguinte circunstância. Quando plantas com sementes amarelas lisas (AABB) e verdes enrugadas (aabb) foram cruzadas na segunda geração, surgiram novas combinações de características: amarelas enrugadas (aabb) e verdes lisas (aabb), que não se encontravam nas formas originais. A partir desta observação, Mendel concluiu que a divisão de cada traço ocorre independentemente do outro traço. Neste exemplo, a forma das sementes foi herdada independentemente da sua cor. Este padrão é chamado de terceira lei de Mendel, ou lei da distribuição independente dos genes.

     A terceira lei de Mendel é formulada da seguinte forma: quando indivíduos homozigóticos que diferem em dois (ou mais) traços são cruzados, a herança independente e a combinação de estados de traços são observadas na segunda geração se os genes que os determinam estiverem localizados em diferentes pares de cromossomas. Isto é possível porque, durante a meiose, a distribuição (combinação) dos cromossomas nas células germinativas durante a sua maturação é independente e pode levar ao aparecimento de descendentes com uma combinação de características diferentes dos indivíduos parentais e ancestrais.

      Para registar os cruzamentos, são frequentemente utilizadas redes especiais, propostas pelo geneticista inglês Pennet (rede de Pennet). A sua utilização é conveniente para a análise dos cruzamentos polihíbridos. O princípio de construção da grelha é que os gâmetas paternos são registados horizontalmente a partir do topo, os gâmetas maternos a partir da esquerda e os genótipos prováveis da descendência nas intersecções.