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Muito antes da descoberta de que o ácido desoxirribonucléico era a molécula responsável pela transmissão de características dos pais para os filhos, o monge da Europa Central Gregor Mendel conduziu experimentos em plantas de ervilha para descobrir o funcionamento do processo de hereditariedade. Estabelecendo os princípios de dominância genética e recessividade, Mendel determinou como encontrar o genótipo de um indivíduo observando seus filhos a partir de um teste cruzado.
Carregando genes
Na genética mendeliana, cada característica mensurável, fenótipo, de um indivíduo, como cor da flor, comprimento do caule ou formato da semente, é controlada por um par de genes. As diferenças nessas características são causadas por indivíduos diferentes que possuem formas alternativas dos mesmos genes, conhecidos como alelos. Por exemplo, as plantas de ervilha que Mendel estudou possuíam sementes arredondadas ou sementes enrugadas. Muitas dessas plantas, quando deixadas para se auto-polinizar, eram de reprodução verdadeira, produzindo descendentes do mesmo fenótipo: os pais de sementes redondas produziam todos os descendentes de sementes redondas e vice-versa.
Mascarando o recessivo
No entanto, Mendel notou que algumas das plantas redondas, quando autopolinizadas, produziam uma mistura de proles redondas e enrugadas. Além disso, as plantas enrugadas autopolinizadas nunca produziram descendentes redondos. Mendel concluiu que os progenitores das sementes redondas nesse caso devem ter um alelo enrugado, mas que a expressão desse gene foi mascarada pela presença de um alelo redondo. Da mesma forma, as plantas enrugadas de reprodução verdadeira devem ter duas cópias do alelo enrugado. Devido a esse comportamento, ele designou sementes redondas como "dominantes" e sementes enrugadas como "recessivas" e descobriu que muitas outras características seguiam padrões semelhantes.
Fazendo uma cruz
Essa descoberta significou que uma planta de semente redonda desconhecida poderia ser homozigótica, portadora de dois alelos dominantes, ou heterozigótica, portadora de um alelo dominante e um alelo recessivo. Para distinguir entre esses possíveis genótipos, Mendel desenvolveu o procedimento conhecido como cruzamento de teste. Ele pegou uma planta de semente enrugada, que ele sabia ser homozigótica para o alelo recessivo, e polinizou-a com a planta misteriosa. Ele então olhou para os fenótipos da descendência da cruz.
Rácios e Resultados
Mendel sabia que cada progênie recebia uma cópia do gene para o formato das sementes de cada progenitor. Portanto, todos tinham a garantia de ter um alelo recessivo dos pais enrugados. Se o pai da semente redonda fosse homozigoto, todos os filhos também receberiam um alelo dominante, resultando em heterozigosidade uniforme e sementes redondas. Por outro lado, se esse progenitor fosse heterozigoto, metade da prole receberia um alelo recessivo, resultando em uma mistura de um para um de progênies de sementes redondas e enrugadas. Para Mendel, esses resultados visíveis revelaram o funcionamento então invisível da hereditariedade.