GENÉTICA - UMA BREVE HISTÓRIA - PARTE 1

Tudo se inicia pela curiosidade humana. Um homem, à seu tempo, não conseguia responder a uma pergunta simples. Esta dúvida insistia em existir na cabeça de Gregor Mendel (1822-1884), apropriadamente considerado o pai desta ciência.

- “Como filhos de pais iguais podem ser tão diferentes uns dos outros e também diferentes dos próprios pais”?

Seus experimentos com Pisum sativum (ervilhas-de-cheiro) publicados em 1866, foram realizados no espaço limitado de um jardim do mosteiro onde também fora requisitado como professor substituto. As conclusões tiradas na sua interessante investigação constituem o fundamento da genética atual.

Mendel cursou até o equivalente ao segundo grau quando passou por uma indicação, de um dos seus professores, para entrar no Mosteiro de Altbrün, localizado na Áustria. Esse mosteiro pertencia à ordem dos Agostinianos. Nesse local, aos 25 anos de idade, Mendel foi ordenado monge.  Naquela época era bastante comum nas comunidades religiosas que, além das tarefas específicas, os religiosos se dedicassem a algum trabalho criativo fosse ele cientifico ou artístico.  Levando em consideração sua grande experiência anterior no cultivo e na fecundação artificial de plantas, Mendel passou a cultivar exemplares da espécie Pisum sativum, a popular ervilha-de-cheiro. Esses experimentos que mais tarde se tornariam famosos, foram realizados entre 1856 e 1864, período em que ele atuou como professor substituto no curso ginasial.

Antes, estudou na Universidade de Viena, onde sua sólida formação científica e matemática foram inquestionáveis. Foi essa formação que forneceu ao monge o domínio técnico necessário ao trabalho experimental, além das bases matemáticas para realizar cálculos de probabilidades.

Em seus experimentos, Mendel tinha por objetivo elucidar os padrões de transmissão de características através das gerações. Para tanto, realizou cruzamentos experimentais com ervilhas-de-cheiro, tomando o cuidado de selecionar criteriosamente os espécimes com os quais iria trabalhar. A própria escolha da ervilha-de-cheiro não foi acidental.  Além de ser facilmente cultivada, essa espécie possui um ciclo reprodutivo bem curto e apresenta variedades com características simples, visíveis e contrastantes. Existe também a facilidade da autofecundação, pois as flores dessa leguminosa mantem-se fechadas, guardando em seu interior ambos os aparelhos reprodutores. A presença do mecanismo da autofecundação irá garantir há Mendel, a possibilidade de fazer surgir plantas que ele identificou como “linhagens puras”, ou seja, indivíduos homozigóticos.

O fato, das flores serem fechadas, garantia a Mendel o controle necessário ao processo de cruzamento, uma vez que não havia necessidade de um fator abiótico (como o vento ou outro agente natural) ou até mesmo um organismo transportar os grãos de pólen de uma flor para a outra.

Mendel não foi o primeiro que realizou experimentos onde era possível a ocorrência da hibridização, mas foi o primeiro ao considerar os resultados como características individuais. Utilizando métodos científicos, confrontou os conceitos de proporcionalidade com modelos matemáticos e criou hipóteses para explicar essas diferenças.

A genética durante algum tempo ficou restrita dentro dos “muros” do meio academicista. Pesquisas que envolviam organismos, estruturas biológicas, manipulação de informação, era algo em que a população de uma forma geral pouco entendia e perguntava a respeito. De aproximadamente 50 anos para os dias de hoje, esta ciência ganhou status de “ator principal”, sendo diretamente responsável por safras de grãos mais volumosas (agricultura), produção de mais carne em vacas (pecuária), maior quantidade de THC (melhoramento genético em plantas), diagnósticos precoces de várias formas de câncer (diagnósticos genéticos), identificação de parentescos e confirmação de restos mortais (identificação de paternidade e genética forense) e uma série de outros processos desenvolvidos a partir da Biologia Molecular e da Genética.

Os cromossomos (kroma: cor, soma: corpo) são filamentos condensados da cromatina, presentes no suco nuclear das células, que podem ser corados com a utilização de corante citológico (carmim acético, orceína acética ou reativo de Schiff), constituído por DNA e algumas proteínas, podendo ser observado à microscopia de luz no processo de divisão celular.

Nas células interfásicas, não conseguimos observar, em microscopia de luz, os cromossomos individualizados. Identifica-se apenas um grupo de cromossomos formando uma massa chamada de cromatina. A cromatina é formada por nucleoproteínas (RNA e DNA em maior parte), além das proteínas globulares, fosfatídeos e constituintes minerais como o cálcio e o magnésio.

Esta estrutura pode se apresentar de duas formas: eucromatina ou heterocromatina. A heterocromatina (hetero: diferente) é a parte mais espiralizada e com maior índice de coloração pelos corantes alcalinos em núcleos interfásicos, porém está relacionada com uma menor atividade biológica, visto que para se tornarem mais visíveis, a heterocromatina precisa estar espiralada tornando seu “acesso” praticamente impossível, logo diminuindo sua “leitura” para composição de proteínas.

Já a eucromatina (eu: verdadeiro), é menos visível justamente pelo fato de estar menos condensada, ainda não iniciou o processo de espiralização, logo sua estrutura ainda está “acessível” para a “leitura” do código e com isso a síntese de proteínas.

Outra informação bastante relevante é quanto ao papel do nucléolo nesta estrutura. Aprendemos que quando ocorre o processo de divisão celular (quer seja mitose quer seja meiose), o nucléolo desaparece na fase de prófase dessas divisões. Isso ocorre pelo fato que durante a divisão celular a cromatina começa a espiralar, tornando seu conteúdo inacessível para a mais simples produção de uma nova fita de DNA que possa servir de molde para o processo de síntese proteica. Como a síntese de proteínas continua sendo executada, o nucléolo começa a se desfazer, visto ser constituído de RNA, para que a síntese continue. Esse é o mecanismo que faz com que, aparentemente, ele desapareça no início de toda divisão celular. No final da divisão celular (telófase), como a cromatina está se desespiralizando, a informação genética pode ser acessada além das zonas satélites de alguns cromossomos (Região Organizadora do Nucléolo = RON); com isso fazendo com que o nucléolo possa se tornar visível de novo.

Ao longo dos anos algumas hipóteses puderam ser levantadas:

1.    Pré-formação ou progênese: no interior dos gametas já existiam minúsculas criaturas que iriam formar um novo ser. Denominamos de homúnculo, Séc. XVIII. Divisão entre espermistas e ovistas. Outros diziam que existiam outros homúnculos menores dentro do homúnculo, o que caracterizaria a perpetuação da espécie.

2.    Gêmulas ou pangenes: Charles Darwin, produção de diminutas partes do corpo por meio dos órgãos que seriam levados pela corrente sangüínea até os órgãos sexuais, onde se reuniriam para a formação dos gametas.

3.    Herança através do sangue: proposta no final do século passado, sugeria que as informações hereditárias eram passadas ao descendentes, pelos ancestrais, pelo sangue em que cada indivíduo teria a metade do sangue do pai e a outra metade da mãe, consequentemente ¼  do sangue dos avós e assim por diante.

4.    Epigênese: os gametas traziam as informações para a produção de um novo ser, ao contrário dos demais que pregavam a existência do indivíduo pré-formado. Apesar de ter sido utilizada como base para a teoria Mendeliana, von Baer não soube explicar o que seriam estas potencialidades.

Termos adotados na Genética:

Autossômico dominante - Um gene, num dos cromossomos não sexuais, cujas características se manifestam, mesmo que apenas uma cópia este_ja presente. A chance de passar o gene, para os filhos é de 50% em cada gravidez.

Alelos - modalidades alternativas de genes que ocorrem no mesmo locus em cromossomas homólogos.

Autossômico recessivo - Genes que, como no caso da doença de Gaucher, precisam de duas cópias (no cromossomo paterno e materno) para manifestarem determinada característica.

Congênita - Qualquer alteração no feto ocorrida durante a gravidez e presente ao nascimento. O trago congênito, defeituoso ou não, físico ou bioquímico, pode ser resultante de uma mutação genética ou fator não genético. (Diferente de hereditário - veja abaixo.)

Cromossomos - Material hereditário, composto de DNA e proteínas, cuja principal função é conservar, transmitir e expressar a informação genética. São eles que definem, por exemplo, a cor dos olhos e a ocorrência de algumas doenças. Na espécie humana, 46 cromossomos (22 pares e os cromossomos sexuais X e Y) estão presentes em todos os cem trilhões de células do organismo, à exceção das células sexuais (que só têm a metade) e das hemácias (que não tem nenhum).

Expressão gênica — Ocorre quando a característica codificada por um gene se manifesta efetivamente. Exemplo: quando o pâncreas fabrica insulina, significa que o gene, da insulina se expressa naquele órgão (embora o mesmo gene esteja presente em todas as demais células do corpo, não se expressa nelas).

Fenótipo - características observáveis de um organismo. Resulta da interação do genótipo com o ambiente.

Gene - Unidade básica do DNA, que ocupa um lugar específico no cromossomo e determina cada uma das características do indivíduo, sendo transmitida de geração em geração. Os genes acontecem aos pares, um gene, (alelo) vindo da mãe e outro do pai. O ser humano tem cerca de 30 mil genes e metade deles já foram isolados pelos cientistas. Sabe-se que mais de mil genes, quando alterados, estão associados a doenças.

Gene dominante - é um gene que no estado heterozigótico se expressa com predominância sobre a expressão do gene recessivo. Um indivíduo heterozigoto carrega consigo dois alelos diferentes do mesmo gene. Mendel já afirmara que o gene dominante não se mistura com o recessivo, ambos ocorrendo puros na separação.

Gene recessivo – é um gene cuja característica não aparece expressa, no estado heterozigótico. Um gene recessivo só produz a sua característica quando o seu alelo está presente nos dois pares de cromossomos homólogos (arranjo homozigoto), e só se manifesta na ausência de seu gene contrário “dominante”.

Genética - Ciência que trata da reprodução, herança, variação e do conjunto de fenômenos e problemas relativos à descendência.

Genótipo - Constituição genética de um organismo, diferente de sua aparência física (fenótipo). Conjunto de genes existentes em cada um dos núcleos das células dos indivíduos pertencentes a uma determinada espécie, responsável pelas disposições hereditárias desse indivíduo em particular.

Hereditário - Algo que se transmite por herança de pais a filhos. No feto, alteração hereditária refere-se àquela que vem herdada nos gametas (óvulo ou espermatozoide), antes da fecundação. Difere, portanto, de alteração congênita, que se refere a uma ocorrência durante a gravidez.

Heterozigoto - é alguém que tem diferentes alelos em um locus. Por exemplo, usando um exemplo de uma célula doente, um indivíduo heterozigoto parece ter um genótipo de Aa.

Híbrido - indivíduo resultante do cruzamento de dois organismos geneticamente diferentes, mas pertencentes ao mesmo gênero. Os híbridos são, em gerais, estéreis.

Homozigoto - tem alelos idênticos em um locus. O genótipo para um indivíduo homozigoto pode ser AA ou SS ou mesmo aa ou ss.