Lição 55 e 56

Continuação das fases da meiose:

Na Metafase I o fuso acromático atinge o máximo de desenvolvimento e os centrómeros dos bivalentes ligam-se aos microtúbulos do fuso acromático. Os pontos de quiasma dos cromossomas bivalentes dispõem-se no plano equatorial da célula, e os centrómeros ficam voltados para pólos opostos. A disposição dos cromossomas homólogos é aleatória.

A Anafase I inicia-se com a separação dos cromossomas homólogos – disjunção ou segregação dos homólogos, que se deslocam para pólos opostos da célula – migração polar. Nesta etapa, cada cromossoma é constituído por dois cromatídios.
Na Telofase I, termina a migração dos cromossomas, o fuso acromático desorganiza-se. Dá-se a reconstituição do invólucro nuclear e dos nucléolos. O número de cromossomas de cada uma destas células é metade do da célula inicial, sendo por isso designada esta primeira divisão por divisão reducional.

Em casos excepcionais ocorre citocinese formando-se duas células haplóides.

A segunda divisão meiótica consiste numa divisão equacional, em que ocorre a separação de cromatídios de cada cromossoma, obtendo-se assim quatro núcleos haplóides cujos cromossomas são constituídos por um cromatídio. Verifica-se manutenção do número de cromossomas relativamente à células resultantes da divisão I. A divisão II é também subdividida em quatro fases, denominadas: Profase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II.

A Interfase entre a primeira e segunda divisão nem sempre ocorre, no entanto, se ocorrer nunca se verifica duplicação do DNA.

A Profase II caracteriza-se por ser curta, ocorre a condensação progressiva da cromatina em cromossomas que se tornam cada vez mais visíveis. Os cromossomas são designados por univalentes porque não existem na célula os seus homólogos. Cada um dos cromossomas é constituído por dois cromatídios. No final, o invólucro nuclear fragmenta-se e começa-se a constituir o fuso acromático.

Durante a Metafase II os cromossomas, altamente condensados, univalentes ligam-se aos microtúbulos pelos centrómeros, assim os cromossomas ficam na zona equatorial do fuso com os centrómeros no plano equatorial.

A transição da Metafase II para a Anafase II é feita pela divisão dos centrómeros e por consequência dos dois cromatídios de cada univalente. Estes migram para pólos opostos, passando a constituir cromossomas independentes. Deste modo, agora cada pólo contém um número Haplóide (n) de cromatídios.

Na Telofase II termina a migração polar dos cromatídios, que ao atingirem os pólos inicia a sua descondensação. Reconstituem-se os respectivos núcleos, pela diferenciação do invólucro nuclear e nucléolos.

O fim da meiose é geralmente acompanhado pelo processo de citocinese, a qual é caracterizada pela formação de quatro células haplóides independentes.

A Meiose surge como um fenómeno complementar da fecundação, uma vez que esta implica uma duplicação cromossómica. Ambos os processos são responsáveis pela introdução de variabilidade genética nas populações que se reproduzem sexuadamente. Na meiose esta é conseguida através do fenómeno de crossing-over e da distribuição aleatória dos cromossomas homólogos no plano equatorial. Por sua vez, na fecundação essa variabilidade é conseguida por uma união aleatória entre os gâmetas.

Na reprodução assexuada a mitose é fundamental para o originem de novos indivíduos. Na reprodução sexuada estão envolvidos fenómenos de mitose, pois permitem o crescimento de novos indivíduos, e fenómenos meióticos que permitem reduzir para metade o número de cromossomas que são conseguidos pela fecundação.
Ambas as divisões são precedidas por uma interfase, onde se observa a duplicação da quantidade de material genético por replicação. Na meiose, a quantidade de DNA é reduzida duas vezes, ao contrário da mitose em que apenas se observa uma redução da quantidade de DNA na anafase. A primeira redução da quantidade de DNA na meiose ocorre como consequência da disjunção dos cromossomas homólogos – anafase I. Assim no final da primeira divisão cada núcleo fica com metade do número de cromossomas, cada um com dois cromatídios, da célula mãe. A segunda redução ocorre após a divisão do centrómero onde se verifica a separação de cromatídios, obtendo-se assim quatro núcleos haplóides cujos cromossomas são constituídos por um cromatídio.

Lição 53 e 54

O processo de divisão nuclear que está associado à reprodução assexuada é a mitose, pelo que os descendentes se apresentam geneticamente idênticos entre si e idênticos ao progenitor (a menos que ocorram mutações). Este tipo de reprodução mantém a estabilidade de caracteres nos seres vivos de uma geração para a outra e permite um rápido aumento das populações em condições favoráveis.
Indivíduos com a mesma informação genética designam-se por clones. Sendo assim, os processos de reprodução assexuada podem-se considerar como processos de clonagem.

Micropropagação vegetativa
A capacidade de reprodução assexuada de certas espécies cultivadas pelo Homem é hoje aproveitada, com a utilização da biotecnologia. Uma das técnicas mais utilizadas é a cultura de tecidos in vitro que se baseia na capacidade que as células vegetais apresentarem de darem origem à totalidade da planta quando colocadas em meios de cultura adequados. Neste processo de clonagem, as células utilizadas são totipotentes – são capazes de originar a totalidade de um organismo. O tecido utilizado pode ter origem em qualquer parte da planta.
Esta técnica permite aumentar a quantidade e a qualidade da produção e ainda permite obter organismos resistentes a doenças.

Reprodução sexuada: Meiose – Redução cromossómica

Ao longo da evolução dos seres vivos o processo de reprodução sexuada ganhou cada vez mais expressão.
Na reprodução sexuada os novos indivíduos surgem da união de dois conjuntos de informações hereditárias que estão contidos em gâmetas, óvulos e espermatozóides. Os dois gâmetas ao fundirem-se – fecundação – permite conjugar essas informações hereditárias. Durante a fecundação, ocorre a fusão dos dois núcleos dos gâmetas. Desta união, resulta o ovo ou zigoto, que por mitoses sucessivas origina um indivíduo, com características resultantes da combinação genéticas dos gâmetas dos progenitores. Assim a fecundação tem como consequência uma duplicação cromossómica. No entanto, sabe-se que a quantidade de informação genética é mantida de geração em geração. A meiose é o processo que permite a constância do número de cromossomas de geração em geração através da redução para metade do número de cromossomas. Desta forma, a meiose compensa a duplicação cromossómica que ocorre durante a fecundação.

A Meiose ocorre apenas em células diplóides especializadas e apenas em ocasiões determinadas do ciclo de vida de um organismo. Através deste fenómeno nuclear, uma única célula diplóide dá origem a quatro células haplóides, designadas gâmetas, no caso dos animais, em que a meiose é pré-gamética.
O número de cromossomas nas células filhas é metade do da célula mãe, sendo que as células filhas não podem sofrer mais divisões meióticas.
A meiose consiste em duas divisões nucleares sucessivas, designadas I e II. Cada uma destas divisões apresenta na sua essência as mesmas etapas que a mitose.
A meiose caracteriza-se pelas fases que a constituem:

A Interfase decorre antes do início da primeira divisão meiótica. As células passam por um processo semelhante ao que ocorre durante a interface da mitose. Os núcleos passam pelo intervalo G1, pelo período S e pelo intervalo G2.

A 1ª divisão meiótica consiste numa divisão reducional, em que se verifica redução do número de cromossomas, onde um núcleo diplóide origina dois núcleos haplóides.
A 2ª divisão meiótica é uma divisão equacional, porque cada um destes quatro núcleos possui o mesmo número de cromossomas que possuía cada núcleo no final da primeira divisão, no entanto agora constituídos por um único cromatídio.
A divisão I é subdividida em quatro fases, denominadas: Profase I, Metafase I, Anafase I, Telofase I.
A Profase I é de longa duração e muito complexa. Nesta etapa os pares de cromossomas tornam-se visíveis com longos filamentos delgados, constituídos por dois cromatídios unidos pelo centrómero. Os cromossomas homólogos emparelham de forma muito precisa. Estes cromossomas são homólogos pois possuem genes para as mesmas características, possuem o mesmo tamanho e a mesma forma, embora a informação possa ser diferente. Este emparelhamento – sinapse – é fundamental para a ocorrência de meiose. Nesta altura os pares de homólogos designam-se bivalentes (às vezes denominados tétradas porque contém quatro cromatídios). Durante a sinapse ocorre trocas de segmentos entre os cromatídios de cromossomas homólogos, processo designado crossing-over. Os pontos que unem os cromatídios homólogos designam-se por quiasmas. Observa-se a desorganização do invólucro nuclear e nucléolos.

Lição 51e 52

Além da característica de que os seres vivos são formados por células, existem outros aspectos que devem ser considerados, uma vez que se verificam somente entre eles. Os seres vivos adquirem matéria e energia do meio, por exemplo, através da fotossíntese que produzem matéria orgânica servindo de alimento a outros seres vivos; apresentam movimento; crescem; respondem a alterações do meio e reproduzem-se.
Todos os seres vivos têm capacidade de produzir descendentes, através da reprodução. O mecanismo de reprodução nos seres vivos é muito variado. Basicamente, tanto os seres unicelulares quanto os pluricelulares podem reproduzir-se de duas maneiras: assexuada e sexuadamente.
Na reprodução assexuada um único indivíduo origina um ou mais descendentes, sem que haja troca de material genético através de células especiais para a reprodução. Os descendentes são geneticamente idênticos uns aos outros e ao único progenitor do qual recebem todos os seus genes.
A reprodução sexuada ocorre fecundação, fusão de dois gâmetas, resultando um ovo a partir do qual se origina um novo indivíduo. Os descendentes não são geneticamente iguais para si, nem em relação aos progenitores.

A reprodução assexuada ocorre quer em seres unicelulares quer em seres multicelulares. Existem diversas estratégias de reprodução assexuada:
A bipartição ocorre em seres unicelulares como a amiba e a paramécia e também em seres pluricelulares como a planária. Um indivíduo divide-se em dois seres com dimensões sensivelmente iguais, que por crescimento atingem as dimensões do progenitor. Cada uma destas células recebe um núcleo resultante da mitose. O progenitor perde a sua individualidade dando origem a dois indivíduos idênticos.
A gemulação ocorre em seres unicelulares como as leveduras e em seres multicelulares como as hidras. Neste processo o progenitor desenvolve no corpo dilatações, as gemas, onde o novo organismo se irá desenvolver, separando-se depois. Após divisão nuclear por mitose, forma-se uma pequena protuberância na célula-mãe, que aumenta de tamanho, para onde miga um dos núcleos e por fim se separa como célula independente. Nos seres pluricelulares o número de mitoses é maior e posteriormente ocorre diferenciação.
Na esporulação verifica-se a formação de células reprodutoras especializadas, os esporos, que, em condições favoráveis, germinam, originando cada um deles um novo indivíduo. Nos seres terrestres os esporos apresentam uma parede resistente capaz de suportar as condições desfavoráveis. Devido à sua leveza, os esporos podem ser transportados para longas distâncias e propagar. O bolor e outros fungos são exemplos de seres vivos que reproduzem-se por reprodução assexuada.
A fragmentação ocorre quando um ou mais fragmentos ou estruturas de um organismo desenvolvem-se, originando novos indivíduos. Este processo pode ocorrer naturalmente em seres como a planaria e a estrela-do-mar, espirogira, entre outros animais.
A partenogénese consiste no desenvolvimento de um indivíduo a partir de um óvulo não fecundado e é característica das abelhas, pulgões, alguns peixes, anfíbios e répteis. Em muitas espécies em que ocorre partenogénese, esta alterna com a reprodução sexuada e ocorre quando0 as condições do meio são favoráveis.
A multiplicação vegetativa, exclusiva das plantas, é um processo de reprodução assexuada onde um ou mais fragmentos se separam da planta-mãe, dando origem a uma nova planta. Existem vários processos naturais de multiplicação vegetativa a partir de folhas, estolhos, rizomas, tubérculos, bolbos. Na multiplicação vegetativa a partir de raízes ocorre a fragmentação dos feixes vasculares, dando cada um destes fragmentos origem a uma nova planta. Na multiplicação vegetativa a partir de caules pode ocorrer por simples enraizamento de uma porção de caule ou seus prolongamentos, que regenera uma nova planta. Na multiplicação vegetativa a partir de folhas pode ocorrer por enraizamento de uma folha que origina uma nova planta, ou a partir da formação de gemas foliares. O homem faz, em agricultura, ampla utilização, em seu benefício, do processo de reprodução vegetativa. São exemplos os processos de estaca, mergulhia, enxertia, alporquia. A estaca consiste na colocação em terra de um ramo ou rebento que enraíza, constituindo uma planta. A enxertia é uma técnica de melhoramento de plantas. Pode ser realizada por garfo, ou por encosto. Em qualquer dos casos a técnica baseia-se no princípio de colocar em contacto feixes condutores da planta a melhorar, o cavalo ou porta-enxerto, com feixes condutores da planta que se quer introduzir, o enxerto. A mergulhia e a alporquia são técnicas de multiplicação vegetativa que consistem na indução de formação de raízes, a partir de um ramo ainda jovem. A técnica pode ser realizada sobre um ramo flexível que se dobra, de modo a ficar uma parte enterrada, deixando o gomo apical no exterior (mergulhia). Quando os ramos não são suficientemente flexíveis induz-se a formação de raízes no ramo, colocando solo em volta do ramo e posterior envolvimento com tecido (alporquia).
O processo de divisão nuclear que está associado à reprodução assexuada é a mitose, pelo que os descendentes se apresentam geneticamente idênticos entre si e idênticos ao progenitor.

Lições 47 e 48

Operão triptofano

O triptofano é um aminoácido que pode ser produzido pela E.coli através de uma cadeia de síntese que mobiliza várias enzimas. Estas enzimas surgem como resultado da actividade dos genes estruturais. Se, o aminoácido surge do meio externo, a E. coli não necessita de o sintetizar e por isso não é vantajoso produzir enzimas necessárias à sua síntese. Desencadeia-se um mecanismo do tipo repressivo, isto é o triptofano quando presente liga-se ao repressor activando-o. O complexo formado pelo repressor e pelo triptofano liga-se ao operador, impedindo a transcrição dos genes responsáveis pela produção de enzimas envolvidas na síntese do triptofano.

Os estudos realizados por Jacob e Monod além de proporcionarem conhecimento sobre a bactéria em causa, permitiram mostrar aspectos fundamentais sobre a expressão dos genes.
As potencialidades genéticas dos indivíduos superam largamente as características que eles manifestam, verificando-se que muitos dos genes de um genoma se destinam a regular o funcionamento de outros genes. Por outro lado, os genes que se expressam numa determinada situação dependem das interacções que o ambiente estabelece com o DNA.

Principais consequências do tabagismo:
- Aparecimento de enfisema, bronquite, asma, gripes constantes com recuperação lenta, e doenças cardíacas relacionadas directamente ao hábito de fumar. O fumador perde o fôlego aos menores esforços, com tosses frequentes, pigarro ou catarro constantes.
- Agravamento de doenças como hipertensão, diabetes, colesterol alto, cardiopatias, doenças vasculares - derrames (principalmente em associação à pilula anticoncepcional-AVC) e doenças pulmonares.
- Envelhecimento precoce de todas as células do organismo pela diminuição do aporte de oxigénio no sangue e consequente aumento de radicais livres, bem como diminuição do tempo de vida.
- O alcatrão, assim como algumas das centenas de substâncias catalogadas contidas no fumo do cigarro, são considerados de grande potencial cancerígeno, sendo responsável pela maior incidência de cancro de pulmão, boca, laringe, esófago, estômago, próstata, bexiga, cólon e outros órgãos.
- Maiores riscos e maior dificuldade na recuperação após intervenções cirúrgicas.
- Pele do rosto acinzentada, dentes escuros e dedos da mão amarelados.
- Suspeita-se que algumas das mais de 4.700 substâncias presentes no fumo do cigarro possam causar alterações genéticas.
- No homem, maior tendência à impotência sexual, principalmente em associação a outros factores de riscos como stress, hipertensão, diabetes, doenças cardiovasculares, etc. Diminuição da mobilidade dos espermatozóides, aumentando a possibilidade de infertilidade masculina.
- Na mulher, maior índice de abortos e menor peso do recém-nascido em grávidas fumadoras (menor aporte de oxigénio ao feto); recém-nascidos com dependência física da nicotina.
- Dependência física e psíquica de uma substância, que nem sempre encontra-se à mão, além do número cada vez menor de locais públicos onde é permitido fumar.
- Dificuldade de convivência com outras pessoas ou parceiros que não fumam, além da transformação de seus filhos em fumadores passivos indefesos, sem considerar o mau exemplo.
- Má aceitação social por parte de número cada vez crescente de amigos que não fumam ou que deixaram de fumar, e o consideram uma pessoa displicente com sua própria saúde, sem força de vontade e, pior ainda, egoísta por impor-lhes sua poluição particular.
- Mau hálito e impregnação de roupas, cabelo, objectos e ambiente doméstico pelo cheiro do cigarro.
- Maior dificuldade de emprego, visto a tendência actual de preferência a não fumantes.
- Aumento dos gastos mensais com pacotes de cigarro, medicamentos para tratar as doenças relacionadas ao tabagismo e custos mais altos das apólices de seguro de vida e de saúde para fumantes.

Fonte: http://www.fumo.com.br/9p.htm

Licões 45 e 46

Regulação da expressão genica nos procariontes: operão lactose

A degradação da lactose envolve um conjunto de genes que constituem o operão lac:
- Os genes estruturais codificam a produção de três enzimas necessárias ao metabolismo da lactose.
- O gene regulador é responsável pela produção de uma proteína que funciona como repressor.
-o gene operador é o gene onde se liga o repressor, impedindo a transcrição dos três genes estruturais.
- O gene promotor é o local onde se liga a RNA polimerase para iniciar a transcrição dos genes estruturais, desde que o gene operador esteja livre do repressor.
Quando a lactose está presente, liga-se a outro local da proteína repressora, modificando a sua configuração o que a impede de continuar ligada ao gene operador. A Rna polimerase pode então ligar-se ao gene promotor e a transcrição dos genes estruturais pode ocorrer, formando-se as três enzimas que metabolizam a lactose. É um mecanismo do tipo indutivo, uma vez que a lactose promove o funcionamento dos genes estruturais.

Lições 43 e 44

Análise do documento: Cancro um inimigo a vencer

O termo cancro, ou tumor maligno ou neoplasia maligna (neo-novo, plasia-proliferação, tecido) diz respeito a um conjunto muito heterogéneo e multifactorial de doenças que têm em comum o facto de apresentarem o crescimento de um tecido neoformado. O aparecimento de um cancro está normalmente associado a alterações dos mecanismos que regulam a divisão celular. Em cada momento, cada organismo pluricelular é o resultado de um equilíbrio que se gera entre a proliferação celular e a morte celular programada, a apoptose. A morte das células pode ocorrer por necrose, devido à acção de substâncias tóxicas ou à falta de nutrientes essenciais, ou por apoptose (decadência), quando um conjunto de fenómenos programados geneticamente leva à morte da célula. Neste caso a célula isola-se das células vizinhas, compactando o citoplasma e a cromatina, uma enzima (endonuclease degrada o DNA em pequenas unidades e a célula fragmenta-se sem que ocorra resposta inflamatória pois não rompe. Num tecido normal a divisão celular é contrabalançada pela apoptose. Quando o equilíbrio se rompe pode surgir o cancro. As neoplasias têm sempre origem genética pois resultam de alterações mais ou menos complexas ao nível do DNA. Estas alterações podem afectar os mecanismos que resultam na proliferação celular e na apoptose, As alterações podem surgir ao nível dos proto-oncogenes ou ao nível dos genes supressores tumorais( caso mais frequente).
Os proto-oncogenes possuem a capacidade para estimular a divisão celular, mas estão normalmente inactivos em células que não se dividem. Como resultado de agentes mutagénicos, isto é, de factores físicos, químicos ou biológicos que provocam mutações, estes genes podem alterar-se e passam a estimular a divisão celular ou seja passam a oncogenes( tumor ou massa).
Os genes supressores tumorais, participam na regulação da proliferação celular, contrabalançando o estimulo proliferativo dos proto-oncogenes através de uma acção inibidora. Estão geralmente activos e bloqueiam a divisão celular. Do mesmo modo os agentes mutagénicos podem alterá-los, permitindo a divisão das células.
Embora todos os cancros sejam genéticos, isto é resultam de alterações ao nível do DNA, a maioria não é hereditária, pois neste caso a alteração genética presente em todas as células manifesta-se muito cedo. A maioria é cancro esporádico e surge devido a mutações somáticas. Estas surgem devido a interacção entre o genoma do indivíduo e o ambiente (vírus, bactérias, hormonas, poluição, produtos químicos, etc…). Diariamente surgem células neoplásicas no organismo que são eliminadas por apoptose. Se tal não acontecer inicia-se um cancro, que se traduz no aumento de células geneticamente alteradas. Estas vão proliferar invadindo os tecidos vizinhos. Podem deslocar-se através da corrente sanguínea ou linfática para outras partes do corpo e desenvolver aí novos conjuntos celulares, as metástases. A evolução do cancro é longa e por isso importa fazer uma apurada vigilância no sentido da prevenção.
Nem todas as mutações trazem consequências nefastas, algumas são vantajosas quer para a sobrevivência do indivíduo num determinado ambiente, quer para a rentabilidade económica na produção de determinada espécie.

Análise do documento : O código postal das proteínas

Gunter Blobel venceu em 1999 o prémio Nobel da Medicina por descobrir que as proteínas quando são formadas possuem na parte terminal um sinal intrínseco que governa o seu transporte e localização na célula. Os princípios descobertos por este cientista mostraram ser universais, funcionando de forma semelhante nas leveduras, nas plantas e nas células animais. Algumas doenças hereditárias humanas são causadas por erros nestes sinais e nestes mecanismos de transmissão. A investigação do cientista também contribuiu para o desenvolvimento mais eficaz das células como produtoras de proteínas para a produção de medicamentos.

Análise do documento: Quanto mais sei menos trabalho

Existe um conjunto básico de genes que funciona em todas as células, genes de manutenção, e um pequeno grupo que é específico de cada tipo celular diferenciado, genes de luxo, em número muito menor do que aquele que esteve em acção no período inicial.
Embora o desenvolvimento acarrete complexidade ao nível dos tipos de células presentes e sua organização anatómica, o contraponto celular é a simplificação: as células vão encontrando situações de abundância energética, assumem cargos gerais menores e simplificam o seu metabolismo.

Lição 41 e 42

Fase mitótica
Envolve a mitose ou cariocinese e a citocinese.

Profase
De um modo geral é a fase mais longa da mitose, a cromatina difusa na interfase começa lentamente a espiralizar-se, conduzindo à individualização dos cromossomas. É possível observar que cada cromossoma é constituído por dois cromatidios, unidos pelo centrómero. É nesta fase que se inicia a formação do fuso acromático, estrutura bipolar, constituída por microtúbulos associados a proteínas, que é responsável pela movimentação dos cromossomas. Nas células em que existem centríolos, estes são os principais intervenientes na formação do fuso acromático. Ao longo da profase separam-se e dirigem-se para os pólos opostos da célula, contribuindo com as suas fibrilas para a formação do fuso acromático. Desaparecem os nucléolos (corpos densos, arredondados, constituídos por RNA ribossómico associado a proteínas e DNA) e o invólucro nuclear.
Nas células animais os pólos do fuso acromático são constituídos por um par de centríolos rodeados por um conjunto de fibrilas, o áster e por moléculas dispersas. Nas células vegetais não existem centríolos nem áster. Em ambas as células esta região é designada de centro organizador de microtubulos.

Metafase
Após a ruptura do invólucro nuclear o fuso acromático dispõe-se de um pólo ao outro pólo da célula. É a fase de máxima condensação dos cromossomas. Os cromatidios fixam-se às fibrilas do fuso através dos centrómeros.
Os cromossomas alinham-se no plano equatorial das células, formando a placa equatorial, com os centrómeros no plano e os braços voltados para fora.
Algumas fibrilas do fuso acromático ligam-se aos cromossomas e outras vão de pólo a pólo. O fuso acromático completa o seu desenvolvimento.

Anafase
Por acção das fibrilas do fuso acromático ocorre a quebra dos centrómeros e os cromatidios de cada cromossoma são puxados para pólos opostos da célula designando-se de cromossomas filhos, devido ao encurtamento das fibrilas do fuso mitótico.

Telofase
Os recém separados cromossomas filhos atingem pólos opostos, formando-se uma nova membrana nuclear que os envolve e protege. A cromatina despiraliza deixando de ser observável a estrutura de cromossoma e os nucléolos reaparecem. Dissolve-se o fuso mitótico.

Citocinese
O citoplasma divide-se, e portanto individualizam-se as células filhas.
Nas células animais a membrana plasmática forma um estrangulamento na zona equatorial, que progride até separar o citoplasma em duas porções aproximadamente iguais, que com os núcleos irão formar as células- filhas. No final da Anafase forma-se no plano equatorial um anel contráctil de filamentos proteicos, estes contraem-se e puxam a membrana para dentro, causando um sulco de clivagem que vai estrangulando o citoplasma, até se separarem as duas células
Nas células vegetais a existência de parede celular não permite que a citocinese ocorra como nas células animais, por simples estrangulamento do citoplasma. Na zona do equador da célula começa a aparecer uma série de vesículas, que se acumulam do centro para a periferia, fundem-se originando a membrana plasmática. Mais tarde deposita-se celulose permitindo a formação da parede celular.

Lição 39 e 40

Conteúdos relativos à técnica de electroforese.

DNA complementar

A insulina usada pelos diabéticos foi durante muito tempo obtida a partir do pâncreas de vacas ou de porcos. Este procedimento implicava uma difícil purificação e problemas de rejeição.
Actualmente através da Engenharia genética a insulina é produzida pela técnica do DNA recombinante.
O isolamento do gene responsável pela produção da insulina humana foi feito através do recurso a RNA mensageiro que existe em grande quantidade nas células do pâncreas produtoras de insulina. A transcriptase reversa é uma enzima extraída de determinados vírus e catalisa a formação de DNA a partir de RNA mensageiro. Como nesta técnica se obtém o cDNA a partir de uma molécula de mRNA funcional, a porção de DNA que se isola não possui intrões e por isso torna a síntese de insulina mais fácil ao nível do procarionte.

RNA interferente

Está presente em todos os organismos evoluídos e foi posto em evidência pela primeira vez em 1990. Tem a composição do RNA mensageiro e a forma em cadeia dupla de DNA. Pensa-se que a sua importância está relacionada com a capacidade dos organismos multicelulares se defenderem de vírus. São capazes de referenciar rapidamente as cadeias de RNA estranho e impedirem que elas se multipliquem. Também inactivam os mRNA resultantes de genes indesejáveis do organismo, que possam ter surgido por mutação. Em certas patologias como o cancro os RNA interferentes podem bloquear a síntese de proteínas estranhas.

Genoma discreto

O genoma mitocondrial é constituído por uma molécula de DNA que se situa na matriz mitocondrial, por vezes ligada à membrana interna. Todos os produtos da transcrição mitocondrial ficam no organelo. Os genes mitocondriais influenciam a morfologia do cérebro e o comportamento. Proteínas sintetizadas no citoplasma são importadas pelas mitocôndrias, o que indica que existe comunicação entre o sistema genético nuclear e mitocondrial mas ainda é pouco conhecido.

Ciclo celular

O ciclo celular envolve o conjunto de fenómenos que ocorrem desde a formação de uma célula até à sua divisão em células filhas. O ciclo celular divide-se em interfase e fase mitótica. A interfase ocorre entre duas divisões sucessivas e é caracterizada por uma intensa síntese dos constituintes que conduzem ao crescimento e maturação da célula. A interfase compreende os períodos ou subfases G1, S e G2, e nesta fase os cromossomas não são visíveis ao microscópio pois estão dispersos.
O período G1 caracteriza-se por uma intensa síntese de proteínas, de mRNA e de outros constituintes que conduzem ao aumento de volume da célula.
O período S é caracterizado pela replicação semiconservativa do DNA. Ocorre também a duplicação dos centríolos se for uma célula animal.
O período G2 é caracterizado pela síntese de proteínas e de RNA importantes para a manutenção da célula e para a preparação para a mitose.
No final da etapa G1 ocorre o primeiro momento de regulação, relativamente ao prosseguimento do ciclo celular ( a célula tem tamanho suficiente, o ambiente é favorável). A célula
pode ficar em G0 não iniciando novo ciclo. A maioria dos neurónios e células musculares de um indivíduo permanecem sempre em G0.
No final de G2 há um novo momento de controlo, antes de iniciar a mitose (todo o DNA está replicado, o ambiente é favorável, a célula tem tamanho suficiente).
A fase mitótica envolve a mitose, divisão do núcleo, e a citocinese, divisão do citoplasma

Lições 35 e 36

Mutação genica: Fenilcetonúria

É uma doença hereditária rara (um caso em cada 10000) que resulta da alteração do metabolismo do aminoácido fenilalanina. No organismo normal este aminoácido transforma-se em tirosina devido à acção da enzima fenilalanina hidroxilase. Quando esta enzima não se forma porque ocorre uma mutação genica no gene que a codifica, a fenilalanina acumula-se no sangue originando ácido fenilpirúvico, que afecta o desenvolvimento cerebral causando problemas psico motores e atraso mental. Quando se detecta a presença de ácido fenilpirúvico no sangue do bebé, deve-se submeter a criança a uma dieta alimentar sem fenilalanina.

Cromossomas eucarióticos

Hofmeister, em 1848, ao observar células em divisão de Tradescância, descreveu pela primeira vez estruturas que , mais tarde, em 1988, foram designadas por cromossomas, pelo cientista Waldeyer ( corpos com afinidade para corantes).
Os cromossomas estão sempre presentes no núcleo, tornando-se visíveis ao microscópio óptico, apenas no decorrer da divisão nuclear. Os cromossomas são estruturas que contêm a informação genética independentemente de estarem ou não condensados.
Os cromossomas são constituídos por filamentos de DNA e proteínas, apresentando-se finos e longos em interfase. As proteínas, histonas são responsáveis pela estabilidade do DNA e pelo processo de condensação. O filamento de DNA enrola-se em torno de um conjunto de histonas formando o nucleossoma. Durante a divisão nuclear estes filamentos tornam-se visíveis por espiralização. Apresentam, em algumas fases do ciclo celular, dois filamentos, os cromatidios, unidos na região do centrómero.

Ciclo celular

As causas da divisão celular ainda não são bem conhecidas. No entanto pensa-se que deve estar relacionada com o aumento do volume da célula.
A partir de certo volume a área superficial da membrana citoplasmática não permite que as trocas efectuadas entre a célula e o meio sejam eficientes para a vida da célula.
O crescimento do núcleo também não acompanha o aumento do citoplasma, tornando-se incapaz de controlar a actividade celular. Para que seja possível esse controlo, a relação entre o volume do núcleo e o volume do citoplasma deve permanecer constante:
Volume do núcleo
R=____________________
Volume do citoplasma


Esta relação diminui durante o crescimento celular, no qual o volume do citoplasma aumenta.
Quando esta relação atinge um valor mínimo, o núcleo inicia o aumento do volume e a relação N/C atinge, um valor máximo, desencadeando a mitose.
Outras experiências indicam que a natureza do citoplasma tem influência no desencadear da mitose.

Lições 33 e 34

Eletroforese em gel é uma técnica de separação de moléculas que envolve a migração de partículas num determinado gel durante a aplicação de uma diferença de potencial. As moléculas são separadas de acordo com o seu tamanho, pois moléculas de menor massa irão migrar mais rapidamente que moléculas de maior massa. Em alguns casos, o formato das moléculas também influencia, pois algumas moléculas terão maior facilidade para passar pelo gel. A eletroforese normalmente é utilizada para separar proteínas e moléculas de DNA e RNA.

Eletroforese em gel de agarose

Nesse caso, a agarose é utilizada como gel para a eletroforese. A agarose é um polissacarídeo, e forma uma rede que segura as moléculas durante a migração. Dependendo da concentração de agarose, obtêm-se uma diferença no gradiente de separação. Para preparar um gel de agarose, simplesmente faz-se a mistura entre o pó de agarose e água quente. Quando a mistura arrefecer o gel estará duro. Esse endurecimento é feito num local apropriado, o mesmo local onde será feita a corrida da amostra. Um detalhe importante é a colocação do "pente" no gel durante o endurecimento. O "pente" cria "poços" que serão utilizados para a colocação das amostras.
Quando uma porção de DNA é degradada por uma enzima de restrição (enzima com elevada especificidade, que apenas corta o DNA em locais precisos) e é submetido a uma electroforese, apresenta um padrão de bandas que corresponde aos fragmentos originados pela degradação da enzima, o qual se designa por perfil de DNA. A comparação do perfil de DNA de vários indivíduos permite determinar filiação biológica, realizar investigação criminal e estudos de Taxonomia e de doenças genéticas.

Alterações do material genético: mutações

O mecanismo da herança é mantido pela capacidade de a molécula de DNA se autoduplicar, produzindo cópias de si própria. No entanto este mecanismo é falível o que conduz à formação de novos genes responsáveis por novas características. Estas alterações súbitas e hereditárias no material genético denominam-se mutações e, por vezes podem ser detectadas pelas mudanças fenotípicas que provocam.
Um gene é uma sequência específica de nucleótidos que codifica um determinado polipéptido. Basta que haja uma pequena alteração na sequência dos pares de bases azotadas, que constituem a molécula de DNA, para que se sintetize um polipéptido diferente do que estava originalmente codificado pelo gene ao nível do qual ocorreu a mutação.
Um exemplo deste tipo de alteração que afecta o Homem e envolve um só nucleótido é o da formação da hemoglobina S diferente da hemoglobina normal, hemoglobina A, que origina uma doença genética, a anemia falciforme ou drepanocitose.
Esta doença resulta de uma mutação genica pontual, pois deve-se à substituição de uma base azotada, a timina, por outra a adenina, na cadeia de DNA transcrita, o que modifica o significado de um codão no mRNA. Assim, na sexta posição de uma das cadeias da hemoglobina A existe normalmente o ácido glutâmico, no caso da hemoglobina S, na mesma posição existe valina. Esta variante da hemoglobina humana tem um menor poder de fixação do oxigénio; os glóbulos vermelhos, depois de cederem o oxigénio aos tecidos, ficam distorcidos, com uma forma alongada, assemelhando-se a uma foice.

Lições 31 e 32

Impressões digitais genéticas ( DNA finger print)

Com excepção dos gémeos verdadeiros, cada indivíduo possui o seu próprio DNA, que é único. Em 1984, com base neste principio foi possível desenvolver uma técnica destinada a identificar porções de DNA: impressões digitais genéticas ou Dna finger print.
A partir de uma pequena amostra de material biológico, que contenha material genético, como leucócitos, por exemplo, faz-se a extracção de DNA. Seguidamente utilizando enzimas de restrição, o DNA é fragmentado em pequenos pedaços. Os cortes ocorrem onde existem as sequências de bases repetitivas que correspondem à s zonas de restrição. Os diferentes fragmentos obtidos terão tamanhos diferentes que variam de indivíduo para indivíduo. Colocando estes fragmentos num meio apropriado, por exemplo num gel, e submetendo-os a um campo eléctrico, eles vão deslocar-se com velocidades diferentes. Ao fim de um certo tempo localizam-se em zonas diferentes do gel. Através de métodos apropriados de visualização podem localizar-se esses fragmentos e identificar o indivíduo pelo número de fragmentos em que o seu DNA foi dividido.
A técnica do DNA fingerprint é utilizada não só para resolver problemas relacionados com filiação biológica mas, sobretudo, em ciência forense, na investigação criminal. Analisando pequenas porções de sangue, cabelo, sémen ou qualquer tecido encontrado nos vestígios dos crimes é possível fazer as impressões digitais do DNA que, depois de comparado com o dos indivíduos suspeitos pode fornecer pistas fiáveis. Por este processo também se podem identificar corpos irreconhecíveis ou mesmo resolver problemas da História. Podem ainda realizar-se estudos de Taxonomia e de doenças genéticas.

Lições 27 e 28

Características fundamentais da síntese proteica
É um processo bastante complexo pois faz intervir vários agentes (DNA, mRNA, enzimas, aminoácidos, tRNA, ribossomas, ATP), bastante rápido e pode ser amplificado pois cada molécula de mRNA pode ser traduzida simultaneamente por vários ribossomas, sendo assim produzidas várias moléculas da mesma proteína. Os ribossomas mesmo quando associados em polirribossomas, funcionam independentemente uns dos outros, sintetizando cada um uma cadeia polipeptídica.

Finalidades das proteínas
Muitas das proteínas acabadas de sintetizar não possuem actividade biológica, experimentando, antes de atingirem a conformação definitiva várias alterações.
Em termos de actividade as proteínas podem ter função enzimática, como as proteases, função de transporte, como a hemoglobina, ser integradas em estruturas celulares, como a membrana plasmática, os lisossomas, as mitocôndrias, o núcleo, ser exportadas para o meio extracelular como as enzimas digestivas ou as hormonas proteicas.