Genética

Genética

Um dos fenômenos mais intrigantes da natureza é o fato de cada ser vivo provir de outro, de que herda a forma, as características e a estrutura. Assim, cada microrganismo, planta ou animal só produz indivíduos de sua espécie e não de outra.

Genética é a ciência cujo objeto é a herança biológica, isto é, a transmissão dos caracteres morfológicos, estruturais, fisiológicos, bioquímicos e até de comportamento de uma para outra geração de seres vivos de uma espécie. Dada a íntima relação que mantém com outras áreas do conhecimento, a genética é uma ciência multidisciplinar. Seu método é basicamente o mesmo das demais ciências experimentais: a observação e a experimentação, com vasta aplicação de técnicas tomadas de empréstimo à química, à matemática, à estatística, à física, à microbiologia e demais ciências.

Subdivisões da genética. A genética molecular estuda a natureza do material e dos fenômenos genéticos ao nível químico, enquanto a citogenética se ocupa dos fundamentos citológicos da hereditariedade, especialmente da observação dos cromossomos ao microscópio. No plano da evolução de cada espécie, as mudanças que ocorrem em grandes massas de indivíduos e determinam a substituição de uns caracteres por outros ao longo do tempo constituem a área de pesquisa da genética de populações. No que se refere ao homem, constituiu-se a genética humana, de grande importância em medicina e na antropologia.

A partir da década de 1970 surgiu uma nova disciplina, de possibilidades ilimitadas, que promete revolucionar a agricultura e a pecuária, a medicina, a farmacologia e até a produção industrial: a engenharia genética. Um dos procedimentos da engenharia genética, por exemplo, consiste em introduzir, no equipamento hereditário das bactérias, componentes alheios capazes de produzir, a baixo custo e em grandes quantidades, devido à alta velocidade de multiplicação das culturas bacterianas, substâncias, fármacos e hormônios escassos ou dispendiosos.

Princípios básicos. Um caráter biológico é todo aspecto qualitativo (como cor dos olhos, forma da boca etc.) ou quantitativo (comprimento de uma pata, envergadura das asas) que faz parte da forma ou da estrutura dos seres vivos e que é transmitido de geração a geração.

As células que compõem a maioria dos organismos vivos contêm, em sua parte central, um corpúsculo arredondado denominado núcleo, em cujo interior se encontra o material genético, o ácido desoxirribonucléico (ADN). No momento em que a célula se divide, essa substância se individualiza numa série de estruturas microscópicas em forma de bastonetes que recebem o nome de cromossomos.

Cada unidade de informação hereditária presente no cromossomo denomina-se gene e será responsável pela produção de determinado caráter biológico. Nesse contexto deve-se também situar o conceito de alelo, gene que tem mais de uma possibilidade de expressão nos descendentes. Os alelos são, portanto, estados diferentes de uma mesma unidade genética. Os genes que determinam o fator Rh do sangue, por exemplo, são os alelos R e r. Chama-se homozigoto o indíviduo que apresenta em seu genótipo um par de alelos idênticos (RR, rr), e heterozigoto aquele que possui alelos diferentes (Rr).

O fato de um caráter manifestar-se ou não depende de muitos fatores e, assim, nem todos os genes darão origem a uma característica evidente no indivíduo. O conjunto das potencialidades genéticas de um organismo é seu genótipo, e o conjunto dos caracteres plenamente manifestos é seu fenótipo. Nos seres com reprodução sexuada, o novo indivíduo herda um jogo de cromossomos proveniente do pai e outro da mãe, razão pela qual cada caráter virá regido por dois genes, cada um situado no correspondente cromossomo, transmitido por genitor e genitora.

Pode acontecer que um mesmo caráter apresente certa variação conforme seja produzido pelo gene paterno ou pelo materno. Se um dos genes tiver predominância sobre o outro, manifestará sua característica biológica em detrimento daquela do segundo. Diz-se então que o caráter manifesto é dominante e o do outro genitor, recessivo. Se os dois tiverem a mesma capacidade de manifestar o aspecto por eles regulado, trata-se de um fenômeno de co-dominância e o caráter resulta intermediário em relação aos dos pais. Assim, por exemplo, a co-dominância manifesta-se em plantas, como a maravilha (Mirabilis jalapa), em que o cruzamento de dois indivíduos puros, um vermelho e um branco, gera descendentes cor-de-rosa.

Uma linhagem pura é aquela em que um determinado caráter se manifesta sem variações, de geração em geração. Em caso contrário, diz-se que a linhagem é híbrida, e o caráter varia segundo os princípios ou leis de Mendel.

Resumo histórico. Embora desde a antiguidade filósofos, pensadores e poetas tenham refletido sobre a influência da herança nos seres vivos, o tratamento científico e rigoroso da questão só ocorreu há relativamente pouco tempo. Em sua teoria da evolução, Charles Darwin já reconhecia a importância da transmissão dos então chamados "fatores hereditários" na modificação dos organismos, mas foi o monge austríaco Gregor Mendel que estudou com rigor esse fenômeno e descobriu as leis que lhe tomaram o nome.

Apesar de terem sido expostas num trabalho publicado em 1866, as leis de Mendel passaram despercebidas para a ciência até que, no começo do século XX, foram redescobertas, de forma independente, por três cientistas: o holandês Hugo de Vries, o alemão Carl Erich Correns e o austríaco Erich Tschermak. Em 1902, o americano Walter Sutton descobriu que os fatores hereditários localizavam-se nos cromossomos das células. Vários anos mais tarde, em 1908, o matemático inglês Godfrey H. Hardy e o médico alemão Wilhelm Weinberg formularam independentemente as bases matemáticas para o estudo da herança nas populações, conhecidas como lei de Hardy-Weinberg.

Um importante avanço no terreno experimental ocorreu quando o americano Thomas Hunt Morgan começou a utilizar, em suas pesquisas genéticas, a mosca-do-vinagre (Drosophila melanogaster), cujos caracteres hereditários podem ser facilmente observados e só tem quatro pares de cromossomos por célula. Morgan demonstrou que determinados caracteres não são transmitidos de forma independente, e sim conjunta, em virtude da proximidade dos genes correspondentes no cromossomo.

Na década de 1930, George W. Beadle e Edward L. Tatum descobriram que os genes têm influência direta na produção de enzimas, proteínas que facilitam as reações químicas