História da genética

Mestre em Ecologia e Recursos Naturais (UFSCAR, 2019)
Bacharel em Ciências Biológicas (UNIFESP, 2015)

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A genética, ainda que não oficialmente, tem seu início a partir das observações dos primeiros humanos agricultores e pastores. Ao notarem que poderiam fazer cruzamentos que selecionavam características mais vantajosas, eles estavam aplicando um conhecimento natural sobre hereditariedade que ainda não havia sido cunhado como ciência pelos geneticistas.

Milênios no futuro de nossos antepassados agricultores, naturalistas e cientistas europeus do século XIX viriam a referenciar o estudo da transmissão de características através das gerações e os processos relacionados a expressão dos genes como a genética clássica e a moderna, que compõem um ramo de estudos dentro das ciências biológicas. Charles Darwin e outros pensadores começaram a discutir como deveria funcionar a herança biológica de traços nos seres vivos, criando a hipótese da hereditariedade por mistura. Segundo eles, a prole receberia aleatoriamente uma mistura das características de seus pais, nivelando os traços ao longo das gerações. Contudo, esta hipótese foi refutada pela contínua observação dos dados que levaram a formulação da ideia sobre a evolução baseada em seleção natural. Outra hipótese refutada que surgiu no início da criação da genética foi postulada por Jean-Baptiste Lamarck, que dizia que características adquiridas ao longo da vida também poderiam ser herdadas, utilizando como exemplo o longo pescoço das girafas. Esta hipótese caiu em desuso com o passar do tempo e o entendimento de que genótipo e fenótipo são distintos.

Gregor Mendel, um frade Agostiniano austríaco, tinha boa instrução sobre biologia e matemática e passou a realizar experimentos com plantas, o que lhe permitiu desenvolver e testar diversas hipóteses que se tornaram leis da genética clássica. Um dos experimentos de Mendel foi a observação da prole gerada no cruzamento de sementes de ervilhas amarelas e verdes. Através de cálculos matemáticos associados ao número de descendentes de cada cor ele pode definir padrões de hereditariedade para esta característica (cor da semente), descrevendo sua primeira Lei: “as características de um ser vivo são determinadas por genes que são transmitidos em cópias individuais paterna e materna para os descendentes”. Ao adicionar novas características em suas analises (como forma e tamanho das sementes), Mendel notou que a relação entre diferentes traços se estabelecida de forma hibrida, postulando sua segunda Lei: “os fatores que definem múltiplas características se segregam de modo independente e sua combinação ocorre ao acaso”.

Gregor Mendel.

Seus trabalhos se tornaram populares apenas após a sua morte, sendo interpretados e disseminados por diversos cientistas, dentre eles Hugo de Vries, um famoso botânico e geneticista holandês. Seu trabalho com a hereditariedade dos genes o levou a utilizar pela primeira vez na história o termo mutação, cunhando a teoria de que “novas características ou variações dos traços parentais podem surgir espontaneamente entre as gerações a partir da mutação dos genes”. Hugo observou isso ao cultivar sementes selvagens de prímula que cresciam em uma plantação de batatas. Ele observou que as prímulas do jardim próximas a plantação eram um pouco diferentes daquelas e, ao replantar a variedade selvagem, observou ainda mais variações, que ele atribuiu a mutação.

A descrição de genes e cromossomos ocorreria apenas na virada do século, em 1900, com os experimentos de Nettie Stevens e Thomas Morgan sobre a determinação sexual em vermes e moscas. Eles descreveram independentemente que o sexo é determinado pela herança de cromossomos X ou Y e que os cromossomos são dotados de genes que determinam características individuais, como a coloração dos olhos das moscas. Com o desenvolvimento da genética molecular e a criação de equipamentos cada vez mais refinados, novas analises se tornaram possíveis, determinando que a composição cromossômica seria baseada em proteínas e no ácido desoxirribonucleico (DNA). A hereditariedade genética só foi corretamente atribuída ao DNA em 1944, num experimento com a transformação de bactérias através da transferência de DNA entre células, conduzido pelos cientistas Oswald Avery, Colin MacLeod e Maclyn McCarty.

Com as bases da genética solidificadas, bastava definir a estrutura da molécula responsável pela herança genética, feito atribuído a James Watson e Francis Crick, que observaram a composição dupla-hélice do DNA através da cristalografia com raio-X feita por Maurice Wilkins e Rosalind Franklin. Nas décadas seguintes, o surgimento de cada vez mais tecnologias associadas a biologia molecular permitiram a compreensão mais detalhada do DNA através de sequenciamento e amplificação por reações de cadeia polimerase (PCR), que possibilitaram o sequenciamento do genoma humano em 2003 e formam a base das pesquisas da genética moderna.

Estrutura do DNA (clique para ampliar) Ilustração: Webspark / Shutterstock.com

Referências:

Dunn, L.C., 1991. A short history of genetics: the development of some of the main lines of thought: 1864-1939. Iowa State University Press.

Allen, G.E., 1969. Hugo de Vries and the reception of the mutation theory. Journal of the History of Biology, 2(1), 55-87.

Bansal, M,. 2003. DNA structure: Revising the Watson-Crick double helix. Current Science, 1556-1563.

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