Genetică generală

1. Din istoricul cercetarilor de genetica Termenul "genetică" a fost propus, la cel de-al III-lea Congres Internaţional de Hibridare şi Ameliorare a Plantelor (Londra), de către W. Bateson, cel ce avea să devină titularul primei catedre de profil din lume (catedra de Genetică de la Cambridge - Anglia, înfiinţată în 1909). Civilizaţia Greciei antice ne-a lăsat mărturii, de o deosebită profunzime şi corectitudine, relative la fenomenul eredităţii. În privinţa omului, de pildă, grecii au reluat idei ale filosofiei indiene, idei de sorginte eugenică, în conformitate cu care omul poate fi îmbunătăţit dacă generaţiile succesive sunt asigurate de indivizi sănătoşi, inteligenţi, frumoşi etc. Un punct de reper în orice analiză a antichităţii greceşti îl constituie momentul Aristotel (384-322 î.e.n.). Aristotel a pus bazele embriologiei, urmărind ontogenia puiului de găină - proces în care se pot face magistrale demostraţii relative la fenomenul eredităţii. In Roma antică şi-a etalat şi dezvoltat concepţiile Galenos Claudios (129-199). Renumitul medic a efectuat experimente şi observaţii, a adunat şi prelucrat date referitoare la procese de încrucişare la animale şi a ajuns la concluzia că cele două sexe au rol egal în transmiterea caracterelor ereditare. Dupa Evul Mediu, toate acumulările de până atunci, combinate cu noile date furnizate de dezvoltarea fără precedent a agriculturii (producţia vegetală şi animală), a industriei (solicitantă a noi cantităţi şi a noi materii şi materiale) şi a relaţiilor interumane, au fundamentat noua concepţie ştiinţifică, noua poziţie a omului în cadrul naturii. În anul 1651, W. Harwey, cel ce a descoperit şi a descris circulaţia sângelui, stabileşte un adevăr incontestabil şi incomensurabil ca valoare - toate vieţuitoarele provin din ouă fecundate. In 1665, în premieră mondială, R. Hooke (1635-1703) descrie celula. Simultan, Antony van Leeuwenhoeck (1632-1723) descoperă (cu microscopul perfecţionat de el însuşi) şi descrie multe microorganisme şi spermatozoizii de om, câine şi iepure. La mai puţin de 50 de ani, adică în 1735, apare opera suedezului Carol Linné (1707-1778), Systema nature, operă fundamentală pentru teoreticieni şi practicieni întrucât, în numai 12 pagini, oferea criterii clare de delimitare şi caracterizare a speciilor, obiectul concret de lucru pentru cei ce investigau anatomia, fiziologia, reproducerea şi comportamentul organismelor vegetale şi animale. Un punct nodal în demersurile pentru o concepţie biologică modernă îl reprezintă descrierea nucleului celular de către Schneider, Schwann, Schleiden, Virchow. Mai precizăm că dacă diviziunea celulei animale fusese observată în 1827, iar cea a celulei vegetale (la o algă) în 1832, meioza a fost descrisă abia în 1870. Dar, pentru o istorie a geneticii, este obligatorie prezentarea descoperirilor efectuate de Ch. Naudin care, în anul 1859, a publicat lucrarea Nouvelles recherches sur l'hibridité dans les vegetaux. În respectiva lucrare, Naudin sublinia aspecte importante ale transmiterii caracterelor ereditare, şi anume: uniformitatea hibrizilor din prima generaţie, diversitatea lor în generaţiile următoare, segregarea "esenţelor" (aşa numeşte Naudin factorii ereditari), revenirea la formele parentale etc. Naudin a lucrat cu specii ale genurilor Papaver, Primula, Datura, Nicotiana. Din păcate, el nu a reuşit să surprindă şi să enunţe legităţile transmiterii caracterelor, legităţile eredităţii. Acest merit îi va reveni lui Mendel. 2. Legile ereditatii 2.1. Johann Gregor Mendel (1822-1884) - fondatorul geneticii

Pregătit de o multitudine de descoperiri, observaţii şi experimente, diseminate pe întregul parcurs al istoriei umane, momentul naşterii geneticii ca ştiinţă este momentul Mendel, mai precis, anul 1865, an în care opera sa Versuche über Pflanzenhybriden (Experienţe asupra

hibrizilor la plante, tradusă şi la noi, abia în 1945, de A. Piescu, în Buletinul Cultivării şi Fermentării Tutunului) a primit bun de tipar şi a fost publicată într-o modestă revistă provincială - "Revista Naturaliştilor din Brünn”. Pentru a nu exista neclarităţi, precizăm: în 1900 copilul minune al biologiei a fost regăsit şi înscris în actele oficiale. Naşterea lui, însă, avusese loc în 1865.

2.2. Experimentele efectuate de Johann Gregor Mendel

Mendel a experimentat pe diverse specii de plante aparţinând genurilor Hieracium, Phaseolus şi Pisum, atenţie deosebită acordând însă mazării (Pisum sativum). În primul rând, Mendel a ales ca obiect de studiu o specie autogamă - Pisum sativum. A avut, astfel, posibilitatea de a urmări, în descendenţă, comportarea hibrizilor pe care i-a obţinut, în ritm şi în proporţii strict determinate. În cel de al doilea rând, Mendel a făcut ceea ce nu au gândit predecesorii săi - a verificat puritatea genotipică a plantelor luate în studiu. Pentru a fi sigur, Mendel a verificat descendenţa fiecărui individ, timp de 3-4 generaţii. Se impune, cu această ocazie, încă o remarcă. Alegerea mazării ca obiect pentru investigaţii a fost benefică deoarece:

- specia este autogamă, alterarea rezultatelor prin polenizări necontrolate fiind exclusă;

- perioada de vegetaţie este scurtă;

- trăsăturile fenotipice contrastante (dominante-recesive) sunt distincte;

- castrarea plantelor este relativ uşoară;

- sunt multe soiuri în cadrul speciei,

- hibrizii dintre diferitele soiuri sunt fertili;

2.2.1. Monohibridarea

În multe manuale de biologie se afirmă că monohibridarea presupune încrucişarea între două organisme deosebite într-o singură pereche de caractere. Întrucât se pot naşte confuzii, grave uneori, supunem atenţiei următoarele aspecte ale problemei. Este vorba de manifestări diferite ale aceluiaşi caracter, nu de caractere diferite. Culoarea verde sau galbenă nu reprezintă caractere diferite, ci manifestări diferite (fenotipic) ale aceluiaşi caracter (caracterul culoare, în cazul de faţă). Prin urmare, monohibridarea reprezintă procesul de încrucişare (hibridare) a doi indivizi aparţinând aceleiaşi specii, genotipic puri (adică homozigoţi), deosebiţi între ei prin manifestarea fenotipică a unui singur caracter. Mendel a utilizat, pentru monohibridare, două soiuri de mazăre: unul cu boabe de culoare galbenă şi altul cu boabe de culoare verde. Reamintim că, înainte de a efectua hibridarea, Mendel a perpetuat timp de 3-4 ani fiecare soi, spre a se convinge că este stabil (că ester genotipic pur, în terminologia genetică actuală). Recurgând la castrare şi fecundare artificială, în prima generaţie hibridă, notată cu F1 (adică prima generaţie filială - în latină filius, filia = “fiu, fiică”), a obţinut numai plante cu boabe de o singură culoare - galbenă, în experimentul de acest tip.

Întrucât şi în privinţa acestui aspect apar, deseori, confuzii, recomandăm revederea noţiunilor de botanică şi precizăm: plantele ce au fost supuse castrării şi polenizării artificiale reprezintă generaţia parentală (desemnată în tabele şi grafice cu simbolul P), iar boabele apărute

Johann Gregor Mendel (1822-1884)

pe ele, în urma dublei fecundări prin care a luat naştere embrionul (diploid) şi endospermul (triploid), reprezintă generaţia filială, hibridă (desemnată prin F1).