A genética mendeliana, herança mendeliana, herança monogenética, ou mendelismo é uma teoria que explica como as características genéticas são herdadas dos pais para os filhos. A teoria está baseada nos trabalhos realizados por Gregor Johann Mendel publicados em 1865 e 1866, que foram redescobertos em 1900, e resumidos nas leis de Mendel. Inicialmente a teoria era controversa, mas ganhou aceitação quando foi integrada na teoria cromossómica da hereditariedade de Thomas Hunt Morgan em 1915, e hoje constitui a base da genética clássica.
Historia miniatura|direita|Gregor Mendel. As leis da herança derivam dos trabalhos de Gregor Mendel, um monge agostiniano que viveu no Império Austro-Húngaro no Século XIX, que realizou experimentos de hibridação com diferentes raças de ervilhas de jardim (Pisum sativum). Entre 1856 e 1863, cultivou e testou cerca de 29.000 plantas de ervilha. Destes experimentos deduziu duas generalizações, que mais tarde se conheceriam como princípios da herança de Mendel ou leis de Mendel. Mendel descreveu estes princípios num artigo que tinha duas partes, intitulado Experimentos sobre a hibridização de plantas, que leu na Sociedade de História Natural de Brno (hoje na República Checa) em 1865, e que foram publicados em 1866.Pode ler-se o artigo de Mendel em inglês em:
As conclusões de Mendel não tiveram muita repercussão na comunidade científica e foram ignoradas durante muito tempo. Embora não fossem completamente desconhecidas pelos biólogos do seu tempo, não parecia que fossem aplicáveis de forma generalizada, e mesmo o próprio Mendel pensava que só se aplicavam a certos tipos de espécies ou caracteres. O principal obstáculo para compreender a sua importância foi a relevância que se dava no século XIX à aparente mistura dos caracteres herdados que se tinha comprovado em certos casos (caracteres quantitativos), que agora sabemos que se deve a interações poligénicas, em comparação com os caracteres binários específicos de um órgão que Mendel estudou. Contudo, em 1900, o seu trabalho foi "redescoberto" pelos cientistas, Hugo de Vries, Carl Correns, e Erich von Tschermak. A natureza exata deste "redescobrimento" foi debatida: De Vries publicou primeiro sobre este assunto, mencionando Mendel numa nota de rodapé, e Correns indicou a prioridade de Mendel depois de ler a publicação de De Vries. Pode ser que De Vries não reconhecesse verdadeiramente quanto dos seus conhecimentos sobre as leis vinha do seu próprio trabalho e quanto vinha da leitura dos artigos de Mendel. Alguns estudiosos posteriores acusaram Von Tschermak de não ter compreendido os resultados de todo.
De qualquer modo, o "redescobrimento" converteu o Mendelismo numa teoria importante mas controversa. O seu promotor mais vigoroso na Europa foi William Bateson, que cunhou os termos "genética", "gene" e "alelo" para descrever muitos dos seus princípios. O modelo da herança foi muito contestado por outros biólogos porque implicava que a herança era descontínua, em oposição à variação aparentemente contínua observável em muitos caracteres. Muitos biólogos também rejeitavam a teoria porque não estavam certos de que se pudesse aplicar a todas as espécies. Contudo, os trabalhos posteriores de biólogos e estatísticos como R. A. Fisher mostraram que, no caso de estarem envolvidos muitos fatores mendelianos na expressão de um só caráter, podia produzir-se toda a diversidade de resultados observados. Posteriormente Thomas Hunt Morgan e os seus colaboradores integraram o modelo teórico de Mendel na teoria cromossómica da herança, na qual os cromossomas levavam o material genético, e criaram o que se conhece como genética clássica, que teve um êxito extraordinário e deu a Mendel um lugar destacado na história da ciência.
As descobertas de Mendel permitiram a outros cientistas prever a expressão dos caracteres baseando-se em probabilidades matemáticas. Uma grande contribuição para o sucesso de Mendel foi que baseou as suas conclusões em dados obtidos de experimentos de cruzamento de plantas que não se reproduziram por autofecundação, e só mediu características binárias, como cor, forma e posição das flores, em vez de caracteres quantitativos. Expressou os seus resultados numericamente e submeteu-os a uma análise estatística. O seu método de análise de dados e os seus tamanhos de amostra grandes deram credibilidade aos seus dados. Estudou também as plantas em sucessivas gerações (F1, F2, F3) e registrou as suas variações. Finalmente, fez "cruzamentos de comprovação" (retrocruzamentos dos descendentes das hibridações com as linhas puras iniciais), que revelavam a presença e proporção dos caracteres recessivos.
Experimentos de Mendel 450px|miniatura|Os sete carateres que Mendel estudou nos seus experimentos.
Mendel escolheu o Pisum sativum como organismo modelo porque tinha as seguintes vantagens: baixo preço, tempo de geração curto, elevado índice de descendência, diversas variedades dentro da mesma espécie (cor, forma, tamanho, etc.) e posse de caracteres diferenciais constantes.
Pisum sativum é uma planta autógama, ou seja, que se autofecunda, o que pode alterar os experimentos. Mendel evitou as autofecundações cortando-lhes as anteras. Assim, pôde cruzar exclusivamente as variedades que ele desejava. Também cobriu com sacos as flores para proteger os híbridos do pólen não controlado durante a floração. Levou a cabo um experimento controlo realizando cruzamentos durante duas gerações sucessivas por autofecundação para obter linhas puras (homozigotas) para cada caráter.
Mendel levou a cabo a mesma série de cruzamentos em todos os seus experimentos. Cruzou duas variedades ou linhas puras diferentes respeito de um ou mais caracteres. Como resultado obtinha a primeira geração filial (F1), na qual observou a uniformidade fenotípica dos híbridos. Posteriormente, a autofecundação dos híbridos da F1 deu lugar à segunda geração filial (F2), e assim sucessivamente. Também realizou cruzamentos recíprocos, isto é, alternava os fenótipos das plantas parentais (a que proporcionava o pólen e a que proporcionava o oócito):
♀P1 x ♂P2 ♀P2 x ♂P1 (sendo P a geração parental e os subíndices 1 e 2 os diferentes fenótipos desta).
Além disso, realizou retrocruzamentos, que consistem no cruzamento dos híbridos da primeira geração filial (F1) com as linhas puras parentais utilizadas, nas duas direções possíveis: ♀F1 x ♂P2 e ♀P2 x ♂F1 (cruzamentos recíprocos) ♀F1 x ♂P1 e ♀P1 x ♂F1 (cruzamentos recíprocos)
Os experimentos demonstraram que: A herança é transmitida por elementos particulados (refutando assim a herança das misturas). Os seus experimentos seguem normas estatísticas simples, resumidas nos seus dois princípios: segregação dos caracteres e distribuição independente.
As leis de Mendel Mendel descobriu que quando se cruzam ervilhas de flores brancas e púrpuras, o resultado não é uma mistura, mas sim que a descendência tem flores púrpuras. Concebeu então a ideia da existência de unidades hereditárias, que denominou "fatores", um dos quais é uma característica recessiva e a outra dominante. Mendel disse que os fatores, depois chamados genes, normalmente aparecem em pares nas células somáticas ordinárias, mas que segregam (separam-se) durante a formação das células sexuais. Cada membro do par acaba situado em células sexuais (gametas) separadas. O gene dominante, como o púrpura da flor da ervilha, oculta a presença do gene recessivo, o de flor branca. Uma vez que Mendel autofecundou a geração F1 e obteve a proporção 3:1 na descendência, teorizou corretamente que os genes podem emparelhar-se de três maneiras para cada caráter: AA, aa, e Aa. A letra "A" maiúscula representa o fator dominante e a minúscula o recessivo, "a". A combinação Aa aparece com dupla frequência do que qualquer das outras duas, já que pode originar-se de duas formas: Aa ou aA.
Mendel afirmou que cada indivíduo tem dois fatores para cada caráter, um procedente de cada progenitor. Os dois fatores podem conter ou não a mesma informação. Se os dois fatores são idênticos, o indivíduo diz-se que é homozigoto para esse caráter. Se os dois fatores levam diferente informação, o indivíduo denomina-se heterozigoto. As formas alternativas de cada fator denominam-se hoje alelos. O genótipo de um indivíduo é constituído por todos os alelos que possui. A aparência física de um indivíduo ou fenótipo, é determinada pelos seus alelos e pela influência ambiental. Um indivíduo possui dois alelos para cada caráter; um alelo recebeu da mãe e o outro do pai. Os alelos passam à seguinte geração através dos gametas: óvulos e espermatozoides. Quando se formam os gametas, os alelos separam-se de forma aleatória e cada gameta recebe só uma cópia de ditos alelos. A presença de um alelo não significa que o caráter se expresse no indivíduo que o possui, já que nos heterozigotos só se expressa o alelo dominante. O alelo recessivo está presente também no heterozigoto, mas não se expressa, embora possa transmitir-se à descendência (há também exceções como a codominância).
Os descobertas de Mendel resumem-se em dois princípios básicos: lei da segregação e lei da distribuição independente.
Numeração das leis de Mendel Há duas formas de numerar as leis de Mendel, uma que considera só duas leis e outra que considera três. Na realidade, as leis que explicam a transmissão dos caracteres são só duas: lei da segregação (ou 1.ª lei de Mendel) e lei da distribuição independente (ou 2.ª lei de Mendel). Estas duas são as que geralmente se consideram como leis nos livros de nível avançado de Genética.
Contudo, é frequente, sobretudo em cursos e livros mais elementares, explicar as leis de Mendel adicionando também a lei da uniformidade, que é muito útil para explicar a dominância e recessividade dos caracteres, mas que não é propriamente uma lei de transmissão. Se adicionamos esta lei, a numeração habitual é esta: Lei da uniformidade ou 1.ª lei de Mendel, lei da segregação ou 2.ª lei de Mendel e lei da distribuição independente dos caracteres ou 3.ª lei de Mendel.
Como se vê, segundo se utilize a numeração com três leis ou com duas o ordinal varia, já que a lei da segregação seria a 1.ª lei no sistema de duas leis e a 2.ª lei no sistema de três leis, e a lei da distribuição independente seria a 2.ª lei no sistema de duas leis e a 3.ª lei no sistema de três leis.
Tendo em conta esta importante advertência, neste artigo será explicada também a lei da uniformidade para que a informação esteja mais completa.
Lei da uniformidade dos caracteres miniatura|direita|Lei da uniformidade dos caracteres. Esta lei é utilizada para explicar a dominância e não é propriamente uma lei de transmissão dos caracteres, mas sim da expressão do fenótipo, pelo que não se enuncia nem numera em muitas exposições das leis de Mendel. Diz assim: Se cruzarmos duas raças puras (homozigotas) distintas para um determinado caráter, todos os filhos serão fenotipicamente iguais (uniformidade da F1) e todos heterozigotos. Se no caráter há dominância de um dos alelos, o fenótipo de todos os filhos será o fenótipo dominante (também há casos, nalguns caracteres, de herança intermédia, na qual todos os filhos seriam de fenótipo intermédio).
Por exemplo, nas ervilhas no caráter "cor da flor" há dois alelos, o A (púrpura e dominante) e o a (branco e recessivo). Se cruzarmos ervilhas de flores púrpuras (AA) e brancas (aa), obteremos filhos que serão todos do fenótipo dominante púrpura e todos Aa (heterozigotos).
Em palavras de Mendel Mendel, Gregor. Experiments in plant hybridization. (1865). Read at the February 8th, and March 8th, 1865, meetings of the Brünn Natural History Society (Original em alemão: Mendel, Gregor. 1866. Versuche über Plflanzenhybriden. Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn, Bd. IV für das Jahr 1865, Abhandlungen, 3–47.):
Lei da segregação dos caracteres miniatura|direita|350px|Lei da segregação dos caracteres.