Hereditariedade Definição
Hereditariedade é a passagem de traços de progenitor para descendência. As moléculas de ADN transportam informações que codificam várias proteínas. Estas proteínas interagem com o ambiente, causando padrões de vida observáveis. Os complexos mecanismos que replicam e reproduzem o ADN e os organismos que este cria podem ser recombinados e alterados durante o processo, levando a novas e várias formas de vida. Todos os organismos, desde as bactérias mais simples até aos maiores eucariotas, utilizam o ADN como forma principal de hereditariedade.
Antes de se compreender o papel do ADN, era bem sabido que alguns mecanismos faziam com que a descendência se assemelhasse aos pais. As crianças parecem-se com os seus pais, o gado reproduz-se em linhas previsíveis, e mesmo as plantas têm traços visíveis que passam de uma geração para a seguinte. O primeiro cientista a documentar completamente a passagem de traços num organismo foi Gregor Mendel, nos anos 1800. Como frade a viver num mosteiro, Mendel teve a oportunidade de reproduzir e criar plantas de ervilha, o que observou com grande cuidado. Começou a notar padrões emergentes na herança de certos traços, e propôs a ideia de que cada organismo carrega formas diferentes de cada gene. Hoje, chamamos a estas variantes genéticas de alelos, e confirmamos a sua existência com técnicas moleculares. O campo da genética cresceu para uma grande ciência, com muitas sub-disciplinas.
Ao mesmo tempo, outros cientistas famosos tentavam compreender o quadro mais amplo da hereditariedade, e como diferentes populações de organismos podem dar origem a diferentes espécies. Estes homens foram Charles Darwin e Alfred Wallace, que propuseram a mesma teoria da evolução, separadamente. Eles propunham que os organismos individuais transportassem informações que produzissem determinadas características. Alguns traços são mais benéficos do que outros, e levam a uma maior reprodução. Estes traços são passados à descendência, e a descendência também pode intercruzar. Desta forma, certos traços podem aumentar ou diminuir numa população. Quando as mutações ou barreiras impedem os indivíduos numa população de se reproduzirem, a população fica dividida. Com o tempo, as populações evoluem para espécies separadas. A teoria da evolução evoluiu para um estudo complexo dos organismos e dos ambientes que estes ocupam, conhecido como ecologia.
Hoje em dia, muitos destes campos interagem, uma vez que os cientistas estudam a forma como a hereditariedade funciona nos organismos. As técnicas moleculares podem ser utilizadas para analisar as mudanças criadas pelo ambiente, e a selecção natural actuando sobre os alelos. Ou, trabalhando ao contrário, o genoma pode ser alterado para ver que mudanças ocorrem no organismo. Seja como for, os cientistas possuem agora um grande arsenal de ferramentas para analisar a hereditariedade, e estão a fazer sérios progressos na compreensão das forças químicas e ambientais que afectam a hereditariedade. Agora é mesmo possível alterar o ADN que um organismo herda, e corrigir várias mutações. Como tal, a medicina moderna tem dedicado muitos recursos ao estudo destes mecanismos.
Exemplos de Hereditariedade
Hereditariedade em Bactérias
As bactérias são simples organismos procarióticos. São haplóides na natureza, e transportam apenas um alelo para cada gene. O seu genoma está geralmente contido num único cromossoma, que existe num anel. As bactérias reproduzem-se através de um processo assexuado conhecido como fissão binária. Durante a fissão binária, o ADN é copiado, e as cópias são segregadas em novas células. O ADN em cada célula existe numa dupla hélice, sendo uma metade da hélice ADN antigo e a outra metade ADN recentemente copiado. Desta forma, cada bactéria filha é idêntica ao pai original.
Este modo de hereditariedade depende de mutações para alterar os alelos em cada gene. Quando uma mutação é benéfica, uma bactéria pode reproduzir-se mais. Se o ambiente mudar e o alelo já não for benéfico, a população com o alelo irá sofrer. Por vezes, estas mutações podem permitir que as bactérias sobrevivam a determinados antibióticos. Mesmo esta resistência aos antibióticos é uma característica hereditária, e uma vez que a mutação acontece numa população, é difícil livrar-se dela. Se uma população de bactérias nocivas infectar um ser humano e os antibióticos não se conseguirem livrar delas, a infecção pode tornar-se letal. Os cientistas estudam modos de hereditariedade em bactérias para desenvolver novas estratégias para as combater no campo da saúde pública.
Hereditariedade em Organismos Sexualmente Reprodutivos
Em organismos sexualmente reprodutores, o modo de hereditariedade torna-se mais complicado. Em vez de cada indivíduo dar origem à sua própria descendência simplesmente copiando o ADN, dois organismos devem combinar o seu ADN para criar descendência. Este método é muito mais complexo, mas leva a uma maior variação da descendência, o que pode aumentar as suas hipóteses de sucesso num mundo em mudança. A maioria dos organismos de reprodução sexual existe como diploides, com dois alelos de cada gene. Para se reproduzirem sexualmente, estes organismos devem produzir células haplóides através do processo de meiose. A meiose consiste em duas divisões celulares consecutivas, nas quais o número de alelos é reduzido a um por gene.
Em alguns organismos, como os humanos, estas células haplóides desenvolvem-se em gâmetas, que procuram gâmetas do sexo oposto para que a fertilização possa ter lugar. Outros organismos, como as samambaias, têm um ciclo de vida separado como organismos haplóides, que produzem muitos gâmetas. Em ambos os sistemas, os pais passam traços para os descendentes num sistema complexo e de múltiplos núcleos. As interacções destes alelos podem produzir fenótipos diferentes, que aumentam a variedade vista.
- Fertilização – O processo em que dois gâmetas de organismos diferentes são combinados para criar um único organismo.
- Meiose – O processo que reduz a informação genética nos gâmetas.
- Gamete – Células que são criadas contendo meio genoma completo, que se fundem para criar um organismo diplóide.
- Genoma – O ADN que cria um organismo.
Quiz
1. Um argumento clássico na ciência do comportamento é que alguns comportamentos são hereditários. Se um cão ladra a um estranho que se aproxima, e nunca foi ensinado a fazê-lo, foi o comportamento herdado?
A. Sim
B. Não
C. Em parte…
2. Um pai ensina o seu filho a pescar, e o filho é capaz de prosperar com o peixe que apanha. Como tal, o filho é capaz de ter os seus próprios filhos como pai. A pesca é uma característica hereditária?
A. Sim
B. Não
C. Apenas na próxima geração
3. Os peixes que vivem num determinado ribeiro são azuis. A cor azul é produzida por pigmentos armazenados sob a superfície da pele dos peixes. Os peixes obtêm o pigmento dos insectos que comem, os quais produzem o pigmento em grandes quantidades. A cor azul é hereditária?
A. Sim
B. Não
C. Apenas nos insectos