Ensaio sobre Genética: O Portador de Hereditariedade da Célula Viva

Ensaio sobre Genética: O portador de hereditariedade da célula viva!

Um dos aspectos mais notáveis ​​da vida é sua capacidade de buscar não só continuamente estados de equilíbrio dinâmico em relação ao meio ambiente, mas também produzir cópias notavelmente fiéis de si mesmo por incontáveis ​​gerações.

Muitas plantas e animais existem hoje em uma forma praticamente idêntica à de seus ancestrais há milhares de anos. Muitas espécies atuais de vida parecem assemelhar-se de perto, se não a duplicar, ancestrais de vários milhares de anos atrás. O homem de Cro-Magnon, 25.000 anos atrás, era fisicamente pouco diferente do homem moderno.

Os portadores da hereditariedade:

Núcleos de células vivas contêm minúsculas estruturas semelhantes a bastões aos pares, os cromossomos (assim chamados por causa de sua capacidade de absorver certos corantes). Os dois conjuntos aparecem no exame para serem idênticos ou quase iguais. Embora os cromossomos de uma célula possam variar marcadamente em tamanho e forma, cada cromossomo terá um “mate” de aproximadamente o mesmo tamanho e forma. Onde a reprodução é sexual, um conjunto representa a herança do pai; o outro define a herança da mãe. O número de cromossomos em uma célula viva varia de uma espécie de animal ou planta para outra. Nos seres humanos, há vinte e três pares.

Os cromossomos carregam o que Schrodinger chamou de "script de código". Este script de código dirige o desenvolvimento do organismo desde o momento em que o óvulo é fertilizado até o estado adulto e, de maneira importante, governa o funcionamento biológico do organismo ao longo da vida.

Para usar uma analogia muito simplista e excessivamente mecânica, poderíamos dizer que os portadores cromossômicos da hereditariedade funcionam como fitas ou cartões perfurados que são alimentados em máquinas de computação eletrônica. Eles fazem com que uma máquina execute uma série de etapas previsíveis. Essa analogia seria mais completa se um dos processos induzidos no computador fosse a duplicação da respectiva máquina, completa com um conjunto idêntico de fitas ou cartões perfurados.

O duplicador “procriado” então se envolveria nos mesmos processos, auto-duplicação e tudo - e isso continuaria indefinidamente. Para que a analogia seja perfeita, a reprodução de um computador exigiria as funções de dois computadores principais, "masculino" e "feminino", cada um dos quais contribuiria para a descendência com um conjunto de suas próprias fitas ou cartões perfurados que funcionariam em conjunto. em dirigir o funcionamento da prole.

Até a última década, os biólogos pensavam que uma característica específica de um organismo é governada por uma região específica de um cromossomo ou par de cromossomos. Esta região foi referida como um gene. Antes de 1953, os biólogos conceberam um gene para ser uma molécula de proteína altamente complexa. No entanto, a teoria dos genes sofreu uma revolução nos últimos anos.

Primeiro, descobriu-se que o transportador químico de características hereditárias não é proteína, mas um ácido químico desoxirribonucléico - DNA, abreviado - que está centrado nos núcleos das células. O ácido ribonucléico (RNA) - uma réplica próxima do DNA - sai do núcleo das células para o citoplasma das células ou para as camadas externas. Assim, o RNA realmente transmite as informações hereditárias codificadas do DNA para outros tecidos.

Os cromossomos consistem principalmente em moléculas de DNA. O DNA, através do uso de seu RNA “parceiro químico”, tem a capacidade única de se reproduzir identicamente sempre que seu ambiente contiver as matérias-primas necessárias. No entanto, a duplicação dos genes cromossômicos não é de forma alguma a única função do DNA.

Através do trabalho pioneiro de Andre Lwoff, Jacques Monod e François Jacob, do Instituto Pasteur, em Paris, parece estabelecido que, quando uma substância estranha é introduzida em uma célula, ela aciona o DNA da célula para produzir precisamente a enzima necessária para converter a célula. substância a uma forma química que as células podem usar para se desenvolver e multiplicar.

Assim, em certo sentido, a função básica dos genes pode ser ativada ou desativada - eles podem executar tarefas que não transmitem apenas características hereditárias. A pesquisa continua e, até o momento, parece que ainda podemos saber pouco sobre as funções do DNA. É evidente, no entanto, que ela serve como uma espécie de "cérebro dentro da célula" (para usar uma analogia crua), cujas implicações totais nos obrigam a revisar fundamentalmente nosso conceito de célula e talvez a natureza da própria vida.

Uma segunda grande descoberta foi que as moléculas de DNA em um cromossomo geralmente não funcionam independentemente umas das outras. Eles tendem a trabalhar em equipe, no sentido de que o funcionamento de um afeta o funcionamento dos outros. Uma autoridade concebe um cromossomo como uma “hierarquia de campos”, em vez de um conjunto de partículas. O conceito de gene ainda é útil, mas agora parece melhor pensar em um gene como uma função de uma região de um cromossomo e não como uma partícula específica.

Como vimos, os cromossomos ocorrem nas células do corpo em pares combinados. Aparentemente, suas funções - genes - também ocorrem em pares combinados, sendo um de cada par associado a um cromossomo, seu parceiro com o cromossomo correspondente. Quando dizemos que uma característica hereditária, como a cor da pele, é governada por um grupo genético, realmente queremos dizer um par de grupos genéticos.

No entanto, é comum que um membro de um par de genes ou par de genes seja recessivo; isto é, quando emparelhado com um gene dominante ou grupo genético, ele deixa de evidenciar suas características na estrutura corporal resultante. Assim, quando um gene para olhos castanhos é pareado com um gene para olhos azuis, o gene para olhos castanhos prevalece. Para uma pessoa ter olhos azuis, ele deve carregar dois genes recessivos para o azul.

A cor dos olhos é uma das poucas características dos seres humanos aparentemente governada por um único par de genes. Outras características incluem o tipo sanguíneo, o albinismo e a “cegueira do gosto” para certos produtos químicos. Nesses casos, se conhecermos a história genética de um homem e uma mulher por algumas gerações passadas, podemos prever com considerável precisão a proporção de seus filhos que provavelmente exibirão um determinado traço. Esse tipo de herança segue os princípios mendelianos, isto é, os princípios da hereditariedade formulados por Gregor, Mendel (1822-1884). As características herdadas são “claras” no sentido de que aparecem totalmente ou não.

Mas, muito mais comum entre os seres humanos são características herdadas que são o resultado da mistura, ou seja, a interação de equipes genéticas. Essas características não seguem o princípio de tudo ou nada; eles aparecem como um ponto em um continuum. Bons exemplos entre os seres humanos são a estatura, a cor da pele e a predisposição para certas doenças. É muito difícil prever o resultado da mistura; por exemplo, mesmo se soubéssemos as cores da pele dos antepassados ​​de um bebê, por várias gerações, ainda não seria seguro prever a cor do bebê antes de seu nascimento.

Naturalmente, por causa das maneiras pelas quais os fatores ambientais aparentemente podem influenciar os traços físicos, nunca é seguro prever que qualquer tipo particular de característica hereditária aparecerá em uma prole adulta. Esse fenômeno é suficientemente importante para ser explorado com mais detalhes.

O padrão de genes de um organismo é referido como o genótipo do organismo, sua estrutura cromossômica interna. O genótipo governa o que um organismo pode se tornar em um dado ambiente e também determina as características hereditárias que um organismo pode transmitir à sua descendência (embora, se a reprodução for heterossexual, o genótipo da prole seja, obviamente, um produto do genótipo de ambos os pais e mãe).

A aparência externa de um organismo é chamada seu fenótipo. O fenótipo parece ser sempre um produto de suas influências genotípicas e ambientais. Os fenótipos podem variar consideravelmente, mesmo quando os genótipos permanecem os mesmos. Por exemplo, quando pessoas de extração asiática se mudam para os Estados Unidos, seus filhos (se criados neste país) tendem a ser maiores do que os pais e seus netos ainda maiores. Isso significa uma mudança no fenótipo, mas não necessariamente uma mudança no genótipo. A melhor nutrição pode aumentar o tamanho das futuras gerações sem, no mínimo, mudar seu potencial hereditário. Por outro lado, duas pessoas podem ter o mesmo fenótipo para uma determinada característica, mas diferem no genótipo.

Os geneticistas modernos estão inclinados a dar menos peso do que os seus antepassados ​​à influência do genótipo. Certamente, a herança genética conta muito para determinar o tipo de adulto que uma pessoa se tornará, mas o fato é que não sabemos o exato papel que o genótipo desempenha na determinação do fenótipo. Os cientistas costumavam debater o que eles chamavam de questão da natureza-nutrir.

A questão poderia ser formulada assim: Quais características de um organismo são produtos de herança física e quais são produtos de influência ambiental? Mas os cientistas modernos praticamente abandonaram o debate sobre esse assunto; muitos dizem que, como não temos meios adequados para averiguar os fatos, continuar esse debate é fútil.

Os melhores estudos do efeito da herança genética são aqueles sobre gêmeos idênticos. Como os gêmeos idênticos resultam da divisão de um único óvulo fertilizado, presumivelmente eles têm genes idênticos. O que é determinado pela hereditariedade deve, portanto, aparecer exatamente da mesma forma nos dois gêmeos - sujeito, é claro, a tal modificação ambiental que possa ter ocorrido.

É verdade que os gêmeos idênticos costumam ser muito parecidos, às vezes até o ponto em que seus pais mal conseguem distingui-los. No entanto, esse fato não implica necessariamente serem semelhantes em outros aspectos.

De acordo com um estudo, a diferença de QI de gêmeos idênticos que foram criados juntos é de 3, 1 pontos; a dos gêmeos fraternos criados juntos, 8, 5 pontos. No entanto, as autoridades apontam que os estudos sobre gêmeos idênticos não significam muito. A maioria dos estudos de gêmeos envolve gêmeos criados juntos, e gêmeos idênticos compartilham um ambiente mais semelhante do que irmãos não gêmeos. Eles se identificam intimamente e vêm ver o mundo ao seu redor quase nos mesmos termos. Além disso, eles normalmente compartilham a mesma dieta e cuidados médicos.

O tipo de estudo mais válido no que diz respeito à controvérsia sobre a criação da natureza é o dos gêmeos idênticos que foram separados na infância e criados fora de contato uns com os outros e em ambientes diferentes. Sob essas condições, os gêmeos tendem a ser menos parecidos; por exemplo, a diferença média nas pontuações de QI nas duplas é idêntica! Vitórias criadas juntas. Mas um número insuficiente de casos de gêmeos idênticos criados em ambientes diferentes até agora foram estudados para nos dizer muito do que é conclusivo. Continuamos em terreno mais seguro quando nos recusamos a dizer que algumas características são hereditárias e outras são adquiridas. Parece provável que todos os traços físicos representem uma mistura de ambas as influências.

Os traços de personalidade são herdados?

Esta pergunta tem uma resposta fácil: Nenhuma evidência! É óbvio que certos traços de personalidade aparecem regularmente em uma linha familiar e não em outra. Uma proporção considerável dos membros de uma família pode ser extraordinariamente enérgica ou extraordinariamente preguiçosa, extraordinariamente excitável ou incomumente fleumática, extraordinariamente irritável ou excepcionalmente lenta para se irritar, extraordinariamente amorosa ou extraordinariamente fria.

No entanto, o aparecimento frequente de um determinado traço de personalidade em uma dada linha familiar é prontamente explicável como resultado da herança social ou cultural. John Jr. pode ser briguento porque observou que, em muitas situações, o temperamento igualmente rápido de John Sr. obtém os resultados desejados.

Quando isso acontece, o traço de personalidade é aprendido e não herdado geneticamente. Até onde sabemos, todos os traços de personalidade são aprendidos. No entanto, não temos provas conclusivas de que isso seja verdade; Se alguma vez aprendermos como conduzir estudos significativos nessa área, poderemos descobrir que alguns traços de personalidade têm uma base genética.

Algumas pessoas são o que chamamos de “alta tensão”; eles são incomumente sensíveis e facilmente perturbados. Esse tipo particular de personalidade pode muito bem ser, em parte, um produto de um padrão genético particular. Mas nós não sabemos esse é o caso.

Quando alguém diz que Maria, que foi pego roubando, “passa honestamente”, ele geralmente quer dizer que ela herdou uma tendência que apareceu na família antes - talvez a tia Maude de Mary também fosse uma ladra. Imputar esse comportamento à herança é ir muito além da evidência.

O mais sensato suporte para um professor é que a herança física em si raramente é de importância crucial. Ou seja, como professores, podemos obter algumas pistas sobre como lidar com uma criança ou jovem com o conhecimento de sua constituição genética, mesmo que tenhamos esse conhecimento. O que é de vital importância é a capacidade de uma criança se modificar através da interação com um ambiente. Todos, exceto os irremediavelmente defeituosos, têm essa capacidade.

Raça e Genética:

A genética moderna nos ajuda a entender melhor o que é uma corrida e como as raças diferem. Duas características dos genes são de primordial importância neste contexto. Uma característica é que a função de uma determinada molécula de DNA, ou de um grupo cooperante de tais moléculas (time de genes), permanece estável por um período indefinido de tempo.

Mutações, a serem discutidas na próxima seção, ocorrem; mas, impedindo mutações, as funções dos genes não mudam. Assim, um gene que produz olhos castanhos continuará a fazê-lo indefinidamente. Além disso, na medida em que sabemos, a estrutura molecular de tal gene é a mesma, quer uma pessoa seja um negro, um sueco ou um polinésio.

Uma segunda característica dos genes é que eles parecem capazes de variar independentemente. A princípio, essa afirmação pode parecer contradizer a afirmação anterior de que a maioria das características físicas são produtos de equipes genéticas e que um cromossomo pode ser melhor entendido como um “campo de forças” com lírios altamente complexos de interação.

No entanto, se considerarmos a variação genética independente como relativa - isto é, não absolutamente independente, mas relativamente -, não há contradição. Como resultado desta segunda característica dos genes, genes que produzem estatura alta podem ocorrer em pessoas que carregam genes para pele negra ou branca, nariz estreito ou largo, cabelos loiros ou escuros, olhos azuis ou castanhos. Assim, qualquer traço hereditário pode aparecer em conjunto com qualquer outra característica.

Esses dois princípios genéticos dão significado à seguinte definição de raça: "Raças são populações que diferem na comumidade relativa de alguns de seus genes". Assim, em uma determinada raça, uma determinada característica, como a estatura, pode ocorrer mais freqüentemente do que em outras. outra corrida. Um tom específico de pele pode ser mais comum em uma corrida do que em outra.

Isso não significa que genes capazes de produzir traços bem diferentes dos habituais estejam ausentes de uma raça; significa, ao contrário, que existem “traços majoritários” que são suficientemente comuns para fazer a maioria dos membros de uma raça parecer diferente da maioria dos membros de outra raça.

Essa definição não está isenta de dificuldades, na medida em que permanece o problema de decidir quais características usar na definição de uma raça em particular. Se usarmos apenas uma característica, como a cor da pele, e assumirmos que todos com uma pele negra pertencem a uma “raça negra”, devemos incluir pessoas que diferem acentuadamente umas das outras em outras características (por exemplo, índios asiáticos, melanésios e Africanos).

É necessário, portanto, usar várias características facilmente mensuráveis ​​e que tendem a ocorrer em combinação. Antropólogos têm usado a cor da pele, cor e textura do cabelo, cor dos olhos, formato da cabeça e estatura. Os esquemas classificatórios usados ​​atualmente propõem geralmente três raças primárias, ou estoque racial: caucasóide, negróide e mongolóide.

Dentro deste quadro, várias centenas de raças distintas podem ser identificadas, por exemplo, nórdica, alpina, mediterrânea, armênica, hindi e assim por diante. Como a base agora comumente usada para classificar racialmente as pessoas é arbitrária, e como a mistura racial aparentemente ocorreu desde o primeiro desenvolvimento de raças distintas, só podemos concluir que o conceito de raça não é muito significativo. Nas palavras de Dunn e Dobzhansky. "Quando dizemos que duas populações são racialmente diferentes, não estamos falando muito."

Pode haver grandes diferenças culturais entre as raças, mas isso é uma questão de aprendizado e não um produto da diferença biológica. Ninguém foi capaz de acrescentar provas cientificamente defensáveis ​​de que uma raça é superior a outra de qualquer maneira que consideramos importante.

Algumas raças tendem a ser fisicamente mais poderosas do que outras, algumas podem suportar o frio melhor do que outras, algumas podem resistir ao calor melhor que outras - mas essas são questões relativamente pequenas. Não há evidência de que qualquer raça tenha uma capacidade superior de comportamento inteligente ou monopólio da moralidade.

Embora as diferenças culturais possam, em alguns lugares, tornar os casamentos raciais imprudentes, não há dano biológico conhecido que possa resultar da mistura racial. Pelo contrário, a experiência com a hibridação em todo o reino vegetal e animal sugere que uma linhagem híbrida pode ser biologicamente melhor, isto é, mais forte e mais vigorosa que as variedades parentais.

Muitos cientistas sociais acham que, em última análise, o casamento inter-racial generalizado não apenas ocorrerá, mas será a única solução final para o problema do preconceito racial.

A principal lição racial que a genética moderna tem para os futuros professores é que não existem limites biológicos conhecidos que impeçam uma raça de aprender o que outras raças aprenderam. No entanto, limitações culturais podem ser bastante sérias e podem exigir gerações para serem superadas.

Os professores devem reconhecer que, por causa da formação cultural, algumas raças geralmente superam outras em uma sala de aula americana comum. Por exemplo, os autores vivem em uma comunidade com uma população chinesa-americana razoavelmente grande, e crianças e jovens chineses são geralmente “de alto desempenho” em disciplinas acadêmicas. Uma tradição cultural de valorização da erudição, que se estende por milhares de anos, sem dúvida explica o desempenho chinês.