1.1. biologia - teoria - livro 1

8/20/2019 1.1. Biologia - Teoria - Livro 1

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1. A ESTRUTURA

DOS SERES VIVOS

Todos os seres vivos são feitos deestruturas microscópicas, conhecidascomo células.

A célula é a menor unidade capazde manifestar as propriedades de umser vivo; é uma unidade capaz desintetizar seus componentes, de cres-cer e de se multiplicar.

Alguns organismos, como asbactérias e amebas, são unicelulares,

isto é, consistem apenas de uma únicacélula. Mas a maioria dos organismos,incluindo humanos, são feitos de bi-lhões de células, ou seja, são plurice-lulares.

Quando as células se agrupam,formam os tecidos. O tecido pode serdefinido como um conjunto de célulassemelhantes, adaptadas a uma deter-minada função. Há quatro tipos básicosde tecidos animais: epitelial, conjun-tivo, muscular e nervoso.

Os tecidos, por sua vez, geral-mente reúnem-se para formar órgãos,tais como estômago, coração, cére-bro, pulmões etc.

Os órgãos, trabalhando em con-

junto, formam os sistemas ou apare-lhos do organismo. Como exemplos,podemos citar os sistemas digestório,circulatório, respiratório e nervoso.

Um conjunto organizado de siste-mas, como um todo, forma um indi-víduo ou organismo, conforme seobserva na tabela abaixo.

2. A ORGANIZAÇÃODE UMA CÉLULA

Na maioria dos organismos, ascélulas aparecem nitidamente dividi-das em três partes: membrana,citoplasma e núcleo (Fig. 1).

A membrana envolve e protege a

célula, além de regular a entrada esaída de substâncias (permeabilida-de seletiva).

No citoplasma, porção mais volu- mosa, ocorrem os organoides, estru-turas com funções específicas, comoé o caso de: retículo endoplas-mático (transporte de substâncias),ribossomos (síntese de proteínas),Complexo de Golgi (secreção ce-lular), lisossomos (digestão celular),mitocôndrias (produção de ener-

gia) e ainda várias outras. O núcleocontém o material genético, represen-tado pelo DNA, a partir do qual, dire-ta ou indiretamente, acontecem todasas reações celulares. A principalcaracterística da célula eucariótica éa existência de um núcleo bemdiferenciado, no qual uma membranaenvolve o material genético (DNA).

3. A OBSERVAÇÃO DA CÉLULA

As células geralmente não po-dem ser vistas a olho nu, pois suasdimensões são muito pequenas. Paraampliar as células e torná-las visíveis,o aparelho habitualmente usado é omicroscópio óptico comum (moc) oumicroscópio composto, que costumadar aumentos de até 2.000 vezes. No“moc” as células podem ser obser-vadas vivas (“a fresco”) ou mortas(“fixadas”) pelo álcool, formol etc. Écomum o uso de corantes para dar

maior realce às estruturas celulares.Alguns corantes podem ser usadosem células vivas (corantes vitais),mas em geral são aplicados após amorte (fixação) da célula. Os órgãossão observados geralmente em finoscortes feitos com um aparelho cha-mado micrótomo.

O aparelho mais especializadopara observação da célula é o mi-croscópio eletrônico, que dá aumen-tos da ordem de até 160.000 vezes.A estrutura da célula observada aomicroscópio eletrônico, logicamenteFig. 1 – A organização geral de uma célula animal.

FRENTE 1 Citologia

MÓDULO 1 A Organização Estrutural dos Seres Vivos


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com muito mais detalhes do que aomicroscópio comum, é chamadaultraestrutura celular.

4. UNIDADES DE MEDIDA

A unidade habitualmente usadapara exprimir dimensões celulares éo micrômetro (µm), que é a milésima

parte do milímetro.Ao descrever as estruturas celu-

lares, usamos o nanômetro e oangström.

O nanômetro (nm) é a milésimaparte do micrômetro. O angström (Å)é a décima parte do nanômetro.

Assim, temos:1mm = 10.000.000Å =

= 1.000.000nm = 1.000µm

5. TEORIA CELULAR

Uma das mais importantes ge-neralizações da Biologia é a teoriacelular, que afirma:

Todos os organismos vivossão formados por célulasTal generalização estende-se

desde os organismos mais simples,como bactérias, amebas, até os maiscomplexos, como um homem ou umafrondosa árvore. Os vírus são exce-ção, pois não apresentam estruturacelular.

Todas as reaçõesmetabólicas de umorganismo ocorrem emnível celularEm qualquer organismo, as rea-

ções vitais sempre acontecem no

interior das células. Assim, quando umatleta está correndo, toda a atividademuscular envolvida no processo temlugar no interior da célula mus cular.

As células originam-seunicamente de célulaspreexistentesNão existe geração espontânea

de células. Por meio de processos dedivisão celular, as células-mãesproduzem células-filhas, provocandoa reprodução e o crescimento dosorganismos.

As células são portadorasde material genéticoAs células possuem DNA (ácido

desoxirribonucleico), por meio do qualcaracterísticas específicas são trans-mitidas da célula-mãe à célula-filha.

Fig. 1 – O modelo do mosaico fluido.

1. ESTRUTURAA membrana plasmática ou celu-

ar é uma película delgada e elásticaque envolve a célula. Formada porípides e proteínas (lipoproteica), estamembrana fica em contato, atravésda face externa, com o meio extra-

celular e, pela face interna, com ohialoplasma da célula. Sua espessuraé da ordem de 75Å e, como tal, sópode ser observada com o auxílio damicroscopia eletrônica, em que apa-rece como duas linhas escurasseparadas por uma linha central cla-ra. Esta estrutura trilaminar é comumàs outras membranas encontradas na

célula, sendo designada por unidadede membrana. O modelo teórico,atualmente aceito para a estrutura damembrana, é o do mosaico fluido, pro -posto por Singer e Nicholson.

De acordo com o modelo, a mem-brana apresenta um mosaico de mo-éculas proteicas que se movimentamem uma dupla camada fluida deípides (Fig. 1).

2. FUNÇÕES DA MEMBRANA• Manter a integridade da estru-

tura celular. Com a ruptura da mem-brana, provocada por estímulos físi-cos ou químicos, o citoplasma extra-vasa e a célula desintegra-se (citólise).

• Regular as trocas de substân-cias entre a célula e o meio, conformeuma propriedade chamada de per-meabilidade seletiva.

• Intervir nos mecanismos de re-conhecimento celular, através de re-ceptores específicos, moléculas quereconhecem agentes do meio, como,por exemplo, os hormônios.

3. ESPECIALIZAÇÕESDA MEMBRANAExistem especializações da mem-

brana plasmática ligadas a diferen-ciações celulares. Assim, temos:

MicrovilosidadesSão delgadas expansões da

membrana plasmática, na superfícielivre da célula. Estão presentes nascélulas do epitélio intestinal e servem

Esquerda: célula do epitélio intestinal com microvilosidades.Direita: célula do canal renal com inva-

ginações de base.Fig.2 – Especializações da membrana.

MÓDULO 2 A Estrutura da Membrana Plasmática

para aumentar a superfície de ab-sorção (Fig. 2).

Invaginações de baseAs células dos canais renais pos-

suem, na base, profundas invagina-ções relacionadas com o transporteda água reabsorvida pelos canaisrenais (Fig. 2).


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DesmossomosSão espécies de “botões ade-

sivos” que aparecem nas membranasadjacentes de células vizinhas. Estão

presentes nos epitélios e aumentam a

adesão entre as células (Fig. 3).

InterdigitaçõesCorrespondem a dobras da mem-

brana, que se encaixam para aumen-

tar a adesão; também ocorrem em

células epiteliais (Fig. 3). Fig. 3 – Desmossomo e interdigitações.

CutículasAs cutículas são camadas delga-

das (películas), que em muitos casos

recobrem externamente a membrana

plasmática. A composição química

dessas películas geralmente é glico-

proteica. A cutícula também recebe o

nome de glicocálix. As cutículas não

são indispensáveis à integridade da

célula, mas estão relacionadas com aassociação celular na constituiçãodos tecidos.

Fig. 1 – Os tipos de transporte.

MÓDULO 3 A Permeabilidade Celular

1. PERMEABILIDADESELETIVAO limite entre o hialoplasma celu-

lar e o meio externo é feito através da

membrana plasmática. Para viver, acélula necessita retirar alimentos domeio e nele atirar as excretas. Todasas substâncias que são trocadas entrea célula e o meio devem atra vessar amembrana plasmática. Dá-se o nomede permeabilidade seletiva da mem-brana à propriedade que ela apre-senta de regular as trocas entre acélula e o meio.

2. TIPOS DE TRANSPORTE

O transporte de substâncias, feitopela membrana, pode ser ativo oupassivo. No transporte passivo, umsoluto move-se espontaneamente afavor do gradiente de concentração,sem gasto de energia. Neste tipo detransporte, moléculas e íons deslo-cam-se do meio mais concentradopara o meio menos concentrado, istoé, no sentido do gradiente de con-centração, sem usar a energia for-necida pela hidrólise do ATP (ATP →→ ADP + P + Energia). No transporteativo, íons e moléculas são trans-portados contra o gradiente de con-centração, ou seja, da região menorpara a mais concentrada com oconsumo de energia (Fig. 1).

3. OSMOSE, UMTRANSPORTE PASSIVOEm condições normais, a água

entra e sai continuamente da célula,difundindo-se por meio de um proces-so designado osmose. A membrana

plasmática é semipermeável, ou seja,é permeável ao solvente (água), masé impermeável aos solutos (sais, açú-cares etc.). Osmose é a difusão de

água através de uma membrana se-mipermeável. Quando duas soluçõescom concentrações diferentes estãoseparadas por uma membrana semi-permeável, a água passa da soluçãomais diluída (hipotônica) para a me-nos diluída (hipertônica), tendendo auma isotonia entre as duas soluções(Fig. 2).

Fig. 2 – A osmose.

Os efeitos práticos podem ser di fe-

rentes meios, de acordo com os ob-servados em hemácias na figura aseguir (Fig. 3).

Fig. 3 – Hemácias emmeios de concentrações diferentes.

4. PROTEÍNASTRANSPORTADORAS

Na estrutura da membrana plas-mática aparecem várias proteínastransportadoras, macromoléculas es-pecializadas no transporte de subs-


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tâncias específicas. Existem dois ti-pos de proteínas transportadoras:proteínas carreadoras e proteínas decanal, atuantes em transportes dostipos ativo e passivo.

5. PROTEÍNASCARREADORASOU PERMEASES

As proteínas carreadoras parti-cipam de dois processos de transpor -te: um passivo, a difusão facilitada eoutro ativo, as bombas de Na+ e K+.

A difusão facilitada é res-ponsável pela passagem de molé-culas hidrófilas, como açúcares eaminoácidos. O processo inicia-sequando uma molécula solúvel, como,por exemplo, a glicose, liga-se, na su-perfície da membrana, a uma proteína

carreadora. Sofrendo mudanças con-formocionais (relativas à conformaçãodas moléculas), a permease transferea molécula de glicose para o interiorda célula (Fig. 4).

A difusão facilitada é um trans-porte passivo por não utilizar energiae ocorrer a favor do gradiente deconcentração.

Fig. 5 – A bomba de Na +e K +.

6. AS BOMBAS DE NA+ E K+

Uma hemácia possui no citoplas-ma uma concentração de K+ vintevezes maior do que o plasma circun-dante e este, por sua vez, tem con-centração de Na+ vinte vezes maiordo que a hemácia.

Para manter essa diferença de

concentração iônica, a célula conti-nuamente absorve K+ e elimina Na+,através de um transporte ativo conhe-cido como bomba de Na+e K+. Umaproteína conhecida como Na+ e K+

ATPase funciona como bomba, transportando K+ para o interior e Na+ parao exterior da célula. Os íons Na+

intracelulares ligam-se à ATPase, que,transformando ATP em ADP, obtém aenergia necessária à sua mudança de

conformação, expelindo-os para omeio extracelular. A seguir, os íonsK+ do meio, por mecanismo idêntico,são transferidos para o citoplasma(Fig. 5).

Como se observa, a bomba deNa+e K+ é um transporte ativo porutilizar energia e ocorrer contra o gra-diente de concentração.

7. PROTEÍNAS-CANALOU PORINAS

Proteínas-canal são moléculasproteicas que formam poros hidrofé-licos, também chamados de canaisiônicos, que atravessam a dupla ca-mada lípide da membrana. Para aformação de poros, as proteínas apre-sentam-se pregueadas, de maneiraque os aminoácidos hidrófobos apa-recem internamente, enquanto oshidrófilos formam o revestimento in-terno do canal. A maioria das porinasé seletiva, permitindo a passagem deíons de acordo com o tamanho e acarga elétrica. Assim, para exempli-ficar, canais estreitos bloqueiam íonsgrandes, enquanto os canais comrevestimento interno negativo atraeme permitem a passagem de íons po-sitivos (Fig. 6).

Fig. 6 – Os canais iônicos.

Na maioria dos canais, encon-tramos “portões” que se abrem oufecham, regulando a passagem dosíons. A abertura dos portões é con-trolada por estímulos. Existem canaiscontrolados por voltagem, estimu-lados por mudanças no potencial de

membrana; outros são regulados porligantes, ou seja, obedecem a um li-gante, que é uma molécula sinali-zadora que se liga à proteína docanal abrindo-a ou fechando-a.

8. TRANSPORTEEM QUANTIDADE

Também conhecido por endoci-tose, consiste num método de captu-ra de partículas e moléculas por meiode dois processos: fagocitose e pino-citose.

Fig. 4 – Difusão facilitada da glicose.


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FagocitoseÉ o englobamento de partículas

sólidas por meio da emissão de pseu- dópodes.

Nos protozoários, como nas amebas, por exemplo, participa dos pro-cessos de nutrição. Nos animais,

representa um mecanismo de defesa,por meio do qual células chamadas de

fagó citos englobam e destroem partí-culas inertes e microrganismos inva-sores. Pinocitose

É o processo de englobamento

Fig. 1 – A estrutura de uma mitocôndria.

Fig. 7 – Fagocitose de bactérias por um glóbulo branco. Fig. 8 – A pinocitose.

de gotículas de líquido.A membrana invagina-se, forman-

do um túbulo, visível apenas ao mi-croscópio eletrônico. A substâncialíquida penetra no túbulo, que, por es-trangulamentos basais, origina osmicrovacúolos ou pinossomos (Fig. 8).

1. MITOCÔNDRIAS

EstruturaAs mitocôndrias são corpúsculos

esféricos ou em forma de bastonetesque aparecem imersos no hialoplas-ma em número variável, segundo otipo celular. Vista ao microscópio ele-trônico, a mitocôndria apresenta umaultraestrutura típica, sendo delimitada

por duas unidades de membrana, aexterna e a interna, separadas por umespaço, a câmara externa. A mem-brana interna limita a matriz mito-condrial e forma, para o interior desta,uma série de invaginações deno-minadas cristas mitocondriais (Fig. 1).

A matriz é uma substância amorfaem que aparecem moléculas de DNA,RNA, ribossomos e granulações den-sas com 500 Å de diâmetro. As mito-côndrias formam-se a partir da divi-

são de outras preexistentes. Função

No interior das mitocôndrias,ocorrem duas etapas da respiraçãoaeróbica: o ciclo de Krebs, desenvol-vido na matriz mitocondrial, e a ca-deia respiratória, realizada nas cristasmitocondriais.

2. RIBOSSOMOS

EstruturaOs ribossomos são organoides

MÓDULO 4 Mitocôndrias, Retículo Endoplasmático e Complexo Golgiensi

que se apresentam sob a forma departículas globulares com 15 a 20 nmde diâmetro. São constituídos porduas subunidades de tamanhos dife-rentes, formadas por RNAr e proteí-nas (Fig. 2).

Fig. 2 – O ribossomo.

Aparecem livres no citoplasma ouassociados às membranas do retículoendoplasmático. Tanto os ribossomoslivres como os que integram o retículo

endoplasmático associam-se a fila-mentos de RNA mensageiro, consti-tuindo os polissomos ou polirribos- somos.

Os ribossomos originam-se donucléolo, sendo a sede da sínteseproteica. Os aminoácidos são enca-deados ao nível dos ribossomos para

constituir uma proteína. A biossínteseproteica será estudada mais adiante(Fig. 3).

Fig. 3 – O polirribossomo.


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3. RETÍCULOENDOPLASMÁTICO

EstruturaO retículo endoplasmático (RE) é

um sistema de sáculos (sacos acha-tados) e canalículos, limitados semprepor membranas lipoproteicas, com-preendendo dois sistemas: o retículoendoplasmático granular (REG) e oretículo endoplasmático liso (REL). OREG apresenta sáculos cujas mem-branas são recobertas por ribos-somos. O REL é um conjunto decanalículos ou túbulos anastomosa-dos, caracterizados pela ausência deribossomos (Fig. 4).

Fig. 4 – O retículo endoplasmático.

FunçãoO RE executa as seguintes funções:

1. Transporte. O RE assegura otransporte de substâncias, rea-lizando uma verdadeira circulaçãointracelular; por meio dele tam-bém são feitas trocas entre acélula e o meio circundante.

2. Síntese. Provido de ribossomos,o REG age ativamente na sínteseproteica. Sabe-se que o REL éresponsável pela síntese de lípi-des e de esteroides, hormôniosderivados do colesterol. As mem-branas do REL são sintetizadaspelo REG.

3. Armazenamento. O RE arma-

zena e concentra substânciasprovenientes do meio extracelu-lar, por meio da pinocitose, bemcomo substâncias produzidaspela própria célula, como é o ca-so dos anticorpos que se acu-mulam no RE dos plasmócitos.

4. Detoxificação. Consiste noprocesso de inativação de dro-gas. Quando se administra a umanimal uma grande quantidadede drogas, verificam-se acentua-

da atividade enzimática e umahipertrofia do REL. Evidentemen-te que as citadas enzimas pro-vocam a decomposição das dro-gas, fato bem evidenciado noshepatócitos.

4. COMPLEXO DE GOLGI

EstruturaTambém chamado de aparelho

de Golgi, é constituído por uma pilha

de vesículas achatadas e circulares eoutras menores e esféricas que bro- tam a partir das primeiras. Suas mem-branas são lipoproteicas e nuncaapresentam ribossomos. Na maioriadas células situa-se, quase sempre,

ao lado do núcleo; nas células vege-tais aparece difuso no citoplasma,formando o golgiossomo ou dic-tiossomo. O complexo de Golgi ori-gina-se do REL (Fig. 5).

Fig. 5 – Complexo de Golgi.

FunçãoO complexo de Golgi executa as

seguintes funções:– Concentração de proteínas a

serem secretadas pela célula.

– Formação do acrossomo doespermatozoide.

– Síntese de polissacarídeos. Nacélula vegetal, por exemplo, o com-plexo de Golgi produz a pectina,polissacarídeo que entra na consti-tuição da parede celular.

– Produção de grãos de zimó- geno, vesículas contendo enzimasconcentradas presentes nas célulasacinosas do pâncreas. Provenientesdo complexo de Golgi, tais grânulos

migram até a membrana plasmática,lançando o seu conteúdo no interiordo ácino.

– Síntese de glicoproteínas, co-mo as enzimas lisossômicas e asimunoglobulinas.

MÓDULO 5 Lisossomos – Peroxissomos, Microtúbulos e Centríolos

1. LISOSSOMOS

EstruturaOs lisossomos são corpúsculos

geralmente esféricos, constituídos poruma membrana envolvendo enzimashidrolíticas. A membrana lisossômicanão é atacada pelas enzimas queenvolve. Tal fato se deve à existênciade um revestimento glicoproteico pro-tetor em sua face interna. Aparecemnas células animais e já foram ob-servados em vegetais e protozoários.A síntese das enzimas lisossômicasocorre no retículo endoplasmático

rugoso. Daí elas atingem o complexo

de Golgi, onde, por brotamento, sãoformados os lisossomos.

FunçãoPor meio das enzimas hidroli-

santes que possuem, os lisossomosagem na digestão intracelular departículas. Conforme a origem domaterial digerido, a sua função podeser heterofágica ou autofágica.

• Função heterofágicaConsiste na digestão de partí -

culas englobadas pela célula por

meio da fagocitose ou da pinocitose.

Os lisossomos recém-formados, de-signados lisossomos primários,fundem-se com as vesículas de fa-gocitose ou fagossomos e as depinocitose ou pinossomos, resul-tando um vacúolo digestório hetero-fágico também chamado de lisos-somo secundário. No interior destevacúolo, ocorre a digestão do ma-terial ingerido pela célula. Os pro-dutos resultantes da digestão passamao citoplasma e são aproveitados

pela célula. Após a digestão, podempermanecer no vacúolo digestório


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resíduos que resistiram ao processodigestório. Ao vacúolo digestório quecontém material não digerido dá-se onome de corpo residual. Circu-lando pelo citoplasma, o corpo residualentra em contato com a membrana dacélula, funde-se com ela e elimina osprodutos para o meio externo. Tal pro-cesso é desig nado exocitose, plas-

mocitose ou defecação celular(Fig. 1).

• Função autofágicaConsiste na digestão de estruturas

celulares. A autofagia caracteriza-sepelo aparecimento de vacúolos au-tofagossomos contendo estruturas ce-lulares: mitocôndrias, cloroplastos etc.As membranas de tais vacúolos se-riam originadas no retículo endoplas-mático liso ou no complexo de Golgi.

A autofagia é um processo de re- no-vação das estruturas celulares, subs-tituindo organelas velhas por novas.

• AutóliseA ruptura da membrana lisos-

sômica liberta as enzimas hidrolíticasque provocam a digestão e desinte-gração celular (autólise). Isto ocorre,por exemplo, na regressão da caudados girinos durante a sua metamor-fose para sapos. A autólise também é

um dos processos responsáveis peladesintegração dos cadáveres.

2. PEROXISSOMOS

Os peroxissomos são organelasesféricas, com diâmetro variando de0,1 a 0,51µm, delimitadas por umamembrana. No seu interior aparecemenzimas, sendo mais típica e cons-tante a catalase.

O metabolismo celular forma

peróxido de hidrogênio (H2O2) ouágua oxigenada, substância tóxicaque danifica estruturas celulares. Acatalase existente nos peroxissomosprotege a célula contra a ação doH2O2, decompondo-o em H2O e O2.

3. MICROTÚBULOS

Observáveis apenas ao micros-cópio eletrônico, os microtúbulos cons-tituem cilindros longos e delgados,

com 25 a 30 nm de diâmetro.

Cada microtúbulo é formado poruma hélice de moléculas globosas deuma proteína, a tubulina (Fig. 2).

Fig. 2 – Estrutura domicrotúbulo com subunidades de tubulina.

Várias funções são atribuídas aosmicrotúbulos, dentre as quais:

• formação do áster e do fusomitótico durante a divisão celular;

• formação de um citoesqueletoque age na morfogênese celular;

• estrutura de cílios e flagelos;• migração de vacúolos diges-

tórios.

A estrutura do centríolo.

4. CENTRÍOLOS

EstruturaO centro celular ou centríolo é um

Fig. 1 – A ação dos lisossomos.

Fig. 3 – A estrutura de um cílio ou flagelo.

organoide que aparece perto donúcleo, no centro de uma regiãochamada centrosfera. O microscópioeletrônico mostra que cada centríoloé um cilindro cuja parede é consti-tuída por 27 microtúbulos dispostosem nove feixes, cada um deles comtrês microtúbulos paralelos. Cada cé-lula apresenta dois centríolos perpen-diculares um ao outro. Não existem

nos vegetais superiores, estandopresentes em algas e fungos.

Durante a mitose o centríoloduplica-se e orienta a formação dofuso mitótico, estrutura responsávelpela distribuição dos cromossomosentre as células-filhas. Também atuamna formação dos corpúsculos basaisde cílios e flagelos (Fig. 3).

5. CÍLIOS E FLAGELOS

EstruturaCílios e flagelos são proje-

ções filiformes, que agem na movi-mentação das células. Os cílios sãocurtos e numerosos, enquanto os fla-gelos são longos e em número redu-zido. Cílios e flagelos possuem amesma estrutura, onde aparecemnove pares de microtúbulos, dispos-tos em círculo ao redor de um parcentral; tais túbulos são envolvidospor um prolongamento da membranaplasmática. Cílios e flagelos inserem-se em estruturas denominadas cor-púsculos basais, formações seme- lhantes aos centríolos.


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FunçãoCílios e flagelos determinam a motilidade de espermatozoides, bac térias, algas e protozoários. Epitélios ciliados

promovem a movimentação de partículas, como é o caso das vias respiratórias. O estudo da fisiologia animal evidenciaum grande número de exemplos de estruturas ciliadas.

1. O NÚCLEO INTERFÁSICOInterfase é o intervalo de tempo

que separa duas divisões sucessivasde uma célula. Durante esse período,o núcleo se chama interfásico. Nanterfase a atividade do núcleo é alta,pois, além da duplicação do DNA,ocorre nele uma série de processosque controlam a vida celular.

No núcleo interfásico, distingui-mos os seguintes componentes:membrana nuclear, nucleoplasma,nucléolos e cromatina (Fig. 1).

Fig. 1 – Núcleo interfásico.

2. MEMBRANA NUCLEAR

Também chamada de cariotecaou cariolema, a membrana nuclear éuma diferenciação local do retículoendoplasmático, caracterizada pelapresença de numerosos poros. Obser-vada ao microscópio eletrônico, apre-senta-se constituída por duas lâmi-nas: a interna, envolvendo o nucleo-plasma, e a externa, em contato como hialoplasma e contendo ribos-somos. Entre as duas membranas,situa-se uma cavidade, o espaço pe-rinuclear. Quimicamente, a cariotecapossui a mesma composição do plas-malema e do retículo endoplasmático:contém fosfolipídeos e proteínas(membrana lipoproteica).

Através dos poros, são realizadastrocas entre o núcleo e o citoplasma.A quantidade de poros varia com oestágio funcional da célula.

3. NUCLEOPLASMAO nucleoplasma é um gel pro-

teico cujas propriedades são compa-ráveis às do hialoplasma. Também échamado de suco nuclear, cariolinfae carioplasma e pode acumularprodutos resultantes da atividade nu-clear, como RNA e proteínas.

4. NUCLÉOLO

Nucléolos são estruturas esféri-cas e densas, com 1 a 3 µm de diâ-metro, que aparecem imersas nonucleoplasma. Apesar de existiremnúcleos com dois ou mais nucléolos,geralmente encontramos apenas umem cada núcleo. Ao microscópio ele-trônico, verifica-se que ele não apre-senta membrana e é formado poruma porção fibrilar e enovelada, onucleoplasma. Quimicamente, é com-posto por RNA ribossômico, proteínas

e fosfolipídeos, existindo pequenaquantidade de DNA. Com a cariote-ca, o nucléolo desaparece no inícioda divisão celular. No fim da mitose(telófase), o nucléolo reaparece origi-nado de um cromossomo especiali-zado, o chamado cromossomo orga-nizador de nucléolos.

O nucléolo é o elemento respon-sável pela síntese do ácido ribo-nucleico dos ribossomos (RNAr).

O nucléolo origina os ribossomos.

5. CROMATINA

Cromossomos são estruturas ce-lulares portadoras dos genes. No nú-cleo interfásico, os cromossomosestão representados por um amon-toado de grânulos e filamentos difi-cilmente observáveis ao microscópioóptico. A todo esse conjunto de mate-rial cromossômico interfásico dá-se onome de cromatina.

Sabe-se que a cromatina é for-

MÓDULO 6 O Núcleo

mada por longos filamentos, consti-tuídos por DNA e proteínas, que seapresentam em vários graus de con-densação ou espiralização.

A cromatina é classificada emeucromatina e heterocromatina, sen-do o critério usado a condensação.

A eucromatina aparece na inter-fase descondensada e geneticamen-te ativa; já a heterocromatina se en-contra condensada e inativa (Fig. 2).

Fig. 2 – Os tipos de cromatina.

6. A RNP

O tamanho do núcleo também évariável, mas fixo para cada tipo ce-lular e vinculado ao volume da célula.Tal vinculação se expressa pela Rela-ção de Hertwig ou Relação Nucleo-plasmática (RNP):

volume nuclearRNP = ——––———————————

volume celular -volume nuclear

A RNP é elevada na célula em-brionária, graças ao maior volume do

núcleo, mas diminui durante o cres-cimento celular, enquanto o volumecitoplasmático aumenta e o volumenuclear fica inalterado. Quando aRNP atinge certo valor mínimo, acélula se divide.

7. FUNÇÃO

O núcleo, por meio do DNA, con-trola todas as atividades celulares,sendo responsável pelo crescimento,diferenciação e divisão da célula.


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1. CROMATINA ECROMOSSOMOS

No início da divisão celular, oscromossomos organizam-se a partirda cromatina do núcleo interfásico.

A cromatina e os cromossomosrepresentam dois estados diferentesde um mesmo material. A cromatina éconstituída por filamentos delgados elongos que se espiralizam no mo-mento da divisão, formando espirascerradas, que constituem os cromos-somos (Fig. 1).

Fig. 1 – A condensação cromossômica.

2. FORMA

A observação de um cromossomocondensado mostra-nos que este, emgeral, apresenta uma região estran-gulada que o divide em duas parteschamadas braços. Esse estrangula-mento serve para fixação do cro-mossomo nas fibras do fuso durante amitose e recebe o nome de constriçãoprimária, centrômero ou cinetocoro(Fig. 2).

Fig. 2 – Organização de um cromossomo.

Além da constrição primária, cer-tos cromossomos apresentam estrei-tamentos que aparecem sempre nomesmo lugar; são as chamadas cons-trições secundárias, muito utilizadasno reconhecimento e caracterização

dos cromossomos no cariótipo.Na extremidade de um dos bra-ços, em certos cromossomos há umapequena esfera presa por fina trabé-cula; trata-se do satélite, importantena caracterização do cromossomo.

3. NÚMERO

O número de cromossomos éconstante para indivíduos de umamesma espécie. Assim, o homem pos-sui 46 cromossomos; o gado, 60; a er-

vilha, 14; o feijão, 22; o tabaco, 48 etc.Esse número de cromossomos,

encontrado nas células do corpo oucélulas somáticas, é representado por2n e chamado diploide. Isso se dáporque cada cromossomo se apre-senta em duplicata, designando-se opar de cromossomos idênticos comocromossomos homólogos.

As células sexuais ou gametas,que contêm a metade do número decromossomos das células somáticas,

são designadas haploides (n) (Fig. 3).

Fig. 3 – Células diploides e haploides.

4. ORGANIZAÇÃOMOLECULAR DOSCROMOSSOMOS

Quimicamente o cromossomo éconstituído pelo DNA associado a pro-teínas básicas denominadas histonas.Observada ao microscópio eletrônico,a cromatina aparece constituída porfibras de, aproximadamente, 30nm dediâmetro, com uma estrutura que lem-bra um “colar de contas”. As contasrepresentam os chamados nucleos-

somos, sendo o fio que as une repre-

sentado pelo DNA. Cada nucleos- -somo é um octâmero, por ser formadopor 8 moléculas de histonas, nasquais se enrola, helicoidalmente, oDNA. Uma histona, situada por forade cada nucleossomo, controla a

condensação da cromatina (Fig. 4).

Fig. 4 – A organizaçãomolecular da cromatina.

5. CICLO CROMOSSÔMICO

Na interfase, o cromossomo apa-rece descondensado e sofre o pro-cesso de duplicação. A condensaçãocomeça na prófase e atinge o graumáximo na metáfase. A divisão docentrômero ocorre na anáfase e adescondensação na telófase (Fig. 5).

Fig. 5 – O ciclo cromossômico.

MÓDULO 7 Os Cromossomos


10/52

262 –

6. CROMÁTIDESA duplicação cromossômica, feita

ongitudinalmente, ocorre na interfase.Após a duplicação, cada cro mos-

somo está constituído por duas meta-des, denominadas cromátides, uni-das pela região do centrômero. Por-tanto, cromátides são as partes deum cromossomo duplicadas en quan-

to ainda se acham ligadas pelo cen-trômero (Fig. 6).

Fig. 6 – Cromossomo duplicado.

7. TIPOSConforme a posição do centrô-

mero, distinguem-se quatro tipos decromossomos (Fig. 7).

Fig. 7 – Tipos de cromossomos.

TelocêntricoCromossomo com centrômero

terminal.

AcrocêntricoO centrômero é subterminal, ou

seja, situa-se quase na extremidadedo cromossomo, dividindo-o em doisbraços, um grande e outro muito

pequeno.

MetacêntricoO centrômero é mediano e divide

o cromossomo em dois braços deigual tamanho.

SubmetacêntricoO centrômero é submediano e

divide o cromossomo em dois braçosde tamanhos diferentes.

8. O CARIÓTIPOGeralmente, o número, tamanho e

forma de cromossomos de uma deter-minada espécie são constantes. Ao

conjunto de características de cons-tantes cromossômicas (forma, núme-ro, tamanho etc.) de um indivíduodenomina-se cariótipo.

Na figura abaixo, observamos ocariótipo humano (Fig. 8).

Fig. 8 – O cariótipo humano.

MÓDULO 8 A Mitose

1. A DIVISÃO CELULAR

Existem dois processos de divisãocelular: a mitose e a meiose, cadaum deles com objetivos específicos.

Mitose é o processo de divisãocelular que permite a distribuição doscromossomos e dos constituintes cito-plasmáticos da célula-mãe igualmen-te entre as duas células-filhas. Tal pro-cesso é responsável pela multipli-cação dos indivíduos unicelulares,pelo crescimento dos plurice lulares epelo aumento do número de células

(Fig. 1). Fig. 1 – Mitose.

Ocorre em células haploides e diploides. Na meiose, ocorre a chamada

redução cromática, ou seja, o material genético é reduzido à metade. Nameiose, uma célula diploide origina quatro células haploides. A meiose ocorrena formação de gametas em animais e de esporos em vegetais (Fig. 2).

Fig. 2 – Meiose.


11/52

– 263

2. A MITOSE

A mitose é um processo contínuoque, para efeito didático, é divididoem quatro fases: prófase, metáfase,anáfase e telófase.

PrófaseA prófase começa com o aumen-

to do volume nuclear e com a con-densação da cromatina, formando oscromossomos.

Verifica-se que cada cromosso-mo é constituído de duas cromátidesunidas pelo centrômero, o que sig-nifica que a duplicação dos cromos-somos ocorreu antes da prófase, ouseja, na interfase (Fig. 3).

Fig. 3 – Início da prófase.

No citoplasma, o início da prófaseé marcado pela duplicação dos cen-tríolos, que se envolvem radialmentepelas fibras do áster. Cada um dos cen-tríolos resultantes vai migrando paraos polos opostos da célula (Fig. 4).

Fig. 4 – Meio da prófase.

Durante a migração dos cen-tríolos, o hialoplasma vai formandoentre eles um conjunto de fibras,constituindo o chamado fuso mitótico.

A carioteca fragmenta-se e o fusopassa a ocupar a zona axial da célula(Fig. 5).

Fig. 5 – Fim da prófase.

MetáfaseOs cromossomos atingem seu

grau máximo de condensação e co -locam-se no equador do fuso. Através

do centrômero, os cromossomos es-tão ligados às fibras do fuso. Há doistipos de fibras no fuso: as contínuas,que vão de centríolo a centríolo, e ascromossômicas, que vão de centríoloa centrômero.

É a melhor fase para estudo docariótipo.

Cariótipo é o conjunto de dadosrelativos ao número, à forma e ao ta -manho dos cromossomos de uma de - terminada espécie (Fig. 6).

Fig. 6 – A metáfase.

Anáfase

A anáfase começa pela duplica-ção dos centrômeros, libertando ascromátides, que agora passam a serdenominadas cromossomos-filhos.Em seguida, as fibras cromossômicasencolhem-se, puxando os cromos -somos para os polos do fuso. (Fig. 7).

Fig. 7 – A anáfase.

TelófaseAgora os cromossomos chegam

aos polos e sofrem o processo dedescondensação. A membrana nu-clear reconstitui-se a partir do retículoendoplasmático. Os nucléolos tornama se formar na altura da constriçãosecundária de certos cromossomos,os chamados cromossomos orga-

nizadores nucleolares. Assim terminaa divisão nuclear ou cariocinese,produzindo dois novos núcleos como mesmo número cromossômico dacélula-mãe. A seguir, acontece a di-visão do citoplasma ou citocinese. Naregião equatorial, a membrana plas-mática invagina-se, formando umsulco anular cada vez mais profundo eterminando por dividir totalmente acélula (Figs. 8 e 9).

Fig. 8 – Início da telófase.

Fig. 9 – Fim da telófase.


12/52

264 –

MÓDULO 9 O Ciclo Celular

1. O CICLO MITÓTICO

Interfase é o período que separaduas mitoses. Tal período caracteri-za-se por intensa atividade metabó-ica, resultante da descondensação

cromossômica.A interfase é dividida em três pe-ríodos (G1, S e G2). O período duranteo qual ocorre a duplicação do DNA échamado de S; G1 (do inglês gap = in-ervalo) é o período que antecede a

síntese de DNA; G2 é o período quesucede a síntese de DNA e antecedea mitose.

Em G1, ocorre intensa síntese deRNA e proteínas, provocando o cres -cimento da célula. No período S, acon -

ece a síntese de DNA, determinandoa duplicação dos cromossomos. Noperíodo G2, há pouca síntese de RNAe de proteínas (Fig. 1).

Fig. 1 – O ciclo celular.

O gráfico abaixo mostra a varia-ção da quantidade de DNA no ciclocelular.

Gráfico da variação daquantidade de DNA no ciclo mitótico.

2. OS AGENTESANTIMITÓTICOS

Também chamados de inibidoresda mitose, os agentes antimitóticoscompreendem radiações ou substân-

cias químicas capazes de bloquearas mitoses. Esses inibidores atuamprincipalmente sobre o DNA, o fuso ea citocinese.

Inibidoresda síntese do DNASabemos que a mitose só acon-

tece após a síntese do DNA, queocorre na interfase. Por essa razão, osagentes que impedem a síntese doDNA atuam como antimitóticos. Entreos bloqueadores da síntese do DNA,citaremos os raios X e a aminopte rina.

Inibidores do fuso mitóticoQuando uma célula é tratada pela

colchicina, os fenômenos mitóticosdesenrolam-se normalmente até ametáfase, mas o fuso de divisão nãose forma. A célula pode voltar a umestado interfásico, ficando tetraploide.

O mesmo acontece quando ascélulas absorvem a vincalencoblas-tina (Fig. 2).

Fig. 2 – A tetraploidia.

Inibidores da citocineseA cisteamina e a citocalasina

inibem a divisão do citoplasma e pro-

vocam a formação de células binu-cleadas.

3. DIFERENÇASENTRE A MITOSEANIMAL E A VEGETAL

Os fenômenos morfológicos damitose, anteriormente descritos, são

observados nas células animais, e omesmo processo, com duas diferen-ças fundamentais, acontece nas cé-lulas vegetais.

Mitose astral e anastralNa célula animal, os centríolos

aparecem envolvidos pelas fibras doáster, falando-se em mitose astral. Osvegetais superiores não possuemcentríolo e, consequentemente, nãoformam ásteres; tal mitose é conhe-cida por anastral (Fig. 3).

CitocineseNa célula animal, a citocinese

ocorre por estrangulamento da mem-brana plasmática, sendo chamada decentrípeta. Já nos vegetais não ocorreo processo de estrangulamento cito-plasmático. Na região equatorial, apa-recem, no meio do fuso, vesículaslimitadas por uma membrana.

Fig. 3a – Mitose cêntrica e astral.

Fig. 3b – Mitose acêntrica e anastral.


13/52

– 265

Inicialmente, as vesículas apare-cem na região central e depois au-mentam para a periferia; por isso,falamos em divisão centrífuga.

O conjunto de tais vesículas constitui o fragmoplasto. As vesículasfundem-se, formando uma lâmina quesepara as duas células-filhas. No in-terior da cavidade formada pela con-fluência de tais vesículas, acumula-se

celulose, originando nova membranaesquelética (Fig. 4).

MÓDULO 10 A Meiose

Fig. 4 – A citocinese centrífuga.

1. CONCEITO

Meiose é o processo de divisãocelular pelo qual uma célula diploideforma células haploides. A meioseconsiste em duas divisões celulares,

acompanhadas por uma só duplica-ção cromossômica.Assim, ao sofrer a meiose, uma

célula diploide (2n) produz quatrocélulas haploides (n) de acordo com aFig. 1.

Fig. 1 – A meiose.

2. IMPORTÂNCIA

A meiose é um fenômeno de du-

pla importância:1.o) Por reduzir o número de cro-

mossomos, permite que o númerocromossômico seja mantido cons-tante na espécie (Fig. 2).

Fig. 2 – Ciclo reprodutivo.

2.o) Permite a troca de partes en-tre cromossomos homólogos, por per-mutação, produzindo novas com bina- ções gênicas e aumentando a variabi-lidade das espécies (Fig. 3).

Fig. 3 – A permutação.

3. PROCESSO MEIÓTICOA primeira divisão meiótica é cha-

mada reducional, pois reduz o núme-ro de cromossomos de um estadodiploide para haploide. A segunda di-visão é chamada equacional, porque

separa as cromátides e mantém onúmero haploide (Fig. 4).

Fig. 4 – Esquema geral da meiose.

Divisão ITambém chamada de divisão re-

ducional, caracte riza-se por apresen-tar uma prófase longa, complexa edividida em vários estágios. Comocaracterísticas marcantes, apresenta:pareamento cromossômico, crossing- over e ausência de divisão dos cen-trômeros (Fig. 5).


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266 –

Fig. 5 – A divisão I.

• Prófase IÉ uma fase complexa e de longa

duração. Para efeitos didáticos, édividida em cinco estágios: leptóteno,zigóteno, paquíteno, diplóteno e dia-

cinese.LeptótenoOs cromossomos aparecem pou-

co condensados e distribuem-se aoacaso pelo núcleo. Ao longo dos cro-mossomos, aparecem os cromômeros,grânulos que representam regiõescondensadas. Cada cromossomo jáestá dividido em duas cromátides,mas normalmente isso não é visível.

Zigóteno

Neste estágio, ocorre o fenômenoda sinapse, que consiste no parea-mento dos cromossomos homólogos.

A associação de cada par dehomólogos é chamada de bivalente.

PaquítenoOs cromossomos já atingiram um

alto grau de condensação e apa-recem nitidamente duplicados, isto é,formados por duas cromátides; cadapar cromossômico é chamado de té-trade. Durante o paquíteno, podeocorrer a troca de pedaços entre cro-

mossomos homólogos. A esse fenô-meno de trocas dá-se o nome decrossing-over ou permutação.

DiplótenoA duplicação cromossômica é

mais nítida e começa com a separa-ção dos homólogos. Essa separaçãonão é completa, notando-se que, emdeterminados pontos, denominadosquiasmas, as cromátides homólogasaparecem cruzadas.

O quiasma é consequência docrossing-over e assim o número dequiasmas representa o número de per-mutações ocorridas no estágio anterior.

DiacineseA principal característica da diaci-

nese é o processo de terminalizaçãodos quiasmas. Observa-se que osquiasmas, à medida que os homó-

logos se afastam, vão migrando paraas extremidades dos cromossomos.Tal processo diminui o número dequiasmas e o estágio termina com odesaparecimento do nucléolo e adesintegração da carioteca.

• Metáfase IOs cromossomos situam-se na

zona equatorial da célula, os centrô-meros ligam-se às fibras do fuso e oshomólogos se unem a fibras de polosopostos.

• Anáfase IÉ a fase em que ocorre a mi-gração dos cromossomos duplicadospara os polos. Em contraste com aanáfase da mitose, os centrômerosnão se dividem nesta ocasião.

• Telófase IQuando os cromossomos atin-

gem os polos, forma-se a cariotecaem torno de cada grupo e ocorre adivisão do citoplasma. O número to-tal de cromossomos de cada célula-filha corresponde à metade do núme-ro da célula-mãe. Entretanto, como ain-da não ocorreu a divisão do centrô-mero, cada cromossomo é consti-tuído por duas cromátides.

Divisão IIA divisão II, também chamada de

divisão equacional, é rápida e seme-lhante a uma mitose. Nela ocorre adivisão dos centrômeros e a con-sequente separação das cromátides(Fig. 6).

• Prófase IIÉ muito rápida e corresponde ao

período de desintegração das cario-tecas e formação de dois novos fusosgeralmente perpendiculares ao pri-meiro.

• Metáfase IIOs cromossomos, ainda constituí-

dos cada um por duas cromátides,alinham-se no centro do fuso.

• Anáfase IIÉ na anáfase II que os centrôme-

ros se dividem e se separam, cadaum levando um cromossomo-filhopara um polo.

• Telófase II

Nos polos, os cromossomos co-meçam a descondensação, a cariote-ca se organiza e o nucléolo reaparece. O processo termina com a for-mação de quatro células-filhas, cadauma com n cromossomos.

Fig. 6 – A divisão II.


15/52

– 267

1. O QUE É GENÉTICA

A Genética é o ramo da Biologiaque estuda dois tópicos principais:hereditariedade e variação.

Hereditariedade é a causa dassemelhanças entre ascendentes edescendentes. Essa é a razão pelaqual pais e filhos se assemelham unsaos outros. Variação é a causa dasdiferenças entre os indivíduos. Por-tanto, a Genética procura explicar asrazões que determinam tanto as se-

melhanças quanto as diferenças entreos indivíduos aparentados.

2. OS OBJETIVOSDA GENÉTICA

A Genética procura uma respostapara as três seguintes questões fun-damentais:1 – Qual é a natureza do material

genético que os pais transmitemaos filhos?

2 – Como é feita essa transmissãodos pais para os filhos?

3 – Como age o material genético naexpressão dos caracteres here-ditários?

3. OS GENES

O conceito central da Genética éo gene, termo proposto em 1909pelo biólogo dinamarquês Wilhlem

Johannsen para descrever uma uni-dade hereditária. Genes são segmen-tos de DNA responsáveis pela de- terminação e transmissão das caracte- rísticas hereditárias de um organismo.

4. OS ÁCIDOS NUCLEICOS

As maiores e mais importantesmoléculas das células são os ácidosnucleicos, pois, além de controlaremtodas as atividades celulares, estabe-lecem o elo químico entre as gerações.

Existem dois tipos de ácidos nu-

cleicos: o ácido deso xirribonucleico(ADN ou DNA) e o ácido ribonucleico(ARN ou RNA), presentes em todos osseres vivos. Os vírus fazem exceçãopor apresentarem DNA ou RNA, masnunca os dois.

5. A COMPOSIÇÃO DOSÁCIDOS NUCLEICOS

Os ácidos nucleicos são polinu-cleotídeos, isto é, macromoléculas for-

madas pelo encadeamento de unida-des chamadas nucleotídeos (Fig. 1).

Fig. 1 – Nucleotídeo e nucleosídeo.

Por sua vez, cada nucleotídeo re-sulta da combina ção de três compo-nentes: fosfato, açúcar e base nitroge-nada.

A combinação entre uma molé-cula de base e uma de açúcar rece-be o nome de nucleosídeo.

As pentoses são de dois tipos:desoxirribose no DNA e ribose noRNA. A única diferença entre as duaspentoses é que a desoxirribose possuium átomo de oxigênio a menos. Asbases dos ácidos nucleicos são aspurinas e as pirimidinas. As purinaspossuem dois anéis heterocíclicos uni-dos, enquanto as pirimidinas só apre-sentam um anel. No DNA e no RNA,as purinas são adenina (A) e guanina(G), e as pirimidinas são citosina (C) etimina (T), no DNA. O RNA contémuracila (U) no lugar de timina (Fig. 2).

Fig. 2 – Nucleotídeos do RNA e do DNA.

6. A ESTRUTURA DOS

ÁCIDOS NUCLEICOSNos ácidos nucleicos, os nucleo -

tídeos estão ligados, formando umacadeia polinucleotídica.

Nesta cadeia a pentose de umnucleotídeo está ligada ao grupofosfato de outro nucleotídeo e assimsucessivamente (Fig. 3).

Fig. 3 – A cadeia de nucleotídeos.

FRENTE 2 Genética

MÓDULO 1 Os Ácidos Nucleicos


16/52

268 –

siste em duas cadeias enroladas umasobre a outra de maneira regular,requerendo cerca de dez nucleotí-deos pareados em cada volta com -pleta dessa hélice dupla.

A distância entre as bases é de3,4Å e o diâmetro da molécula é decerca de 20Å (Fig. 4).

O que diferencia dois DNAs de

origens diferentes é o valor caracte-rístico da relação (A + T) / (C + G),que é constante dentro de uma deter-minada espécie.

Existem vírus com DNA formadopor uma cadeia de nucleotídeos; evi-dentemente, neste caso, há diferen-tes quantidades de A e T, bem comode C e G.

O RNA é constituído por umaúnica cadeia de nucleotídeos, inexis-tindo as relações de igualdade entre

purinas e pirimidinas (Fig. 5).

7. OS TIPOS DE RNAExistem três tipos de RNA: o

RNAr, o RNAm e o RNAt.O RNA ribossômico (RNAr), asso-

ciado a proteínas, forma os ribosso-mos, organoides celulares responsá- veis pela síntese de proteínas.

O RNAr constitui a maior porção

do RNA celular.O RNA mensageiro (RNAm) leva

a mensagem genética do DNA paraos ribossomos; a mensagem consis tena sequência de aminoácidos daproteína.

O RNA transportador (RNAt) ouRNA solúvel (RNAs) é o de menorcadeia, apresentando de 80 a 100nucleotídeos. A sua função é o trans-porte de aminoácidos do hialoplasmapara os ribossomos.

1. A REPLICAÇÃO

Replicação é o processo de duplicação da molécula do DNA. Sob a ação de uma enzima específica, a DNA--polimerase, ocorre a quebra das pontes de hidrogênio e a consequente separação das duas cadeias. Ao mesmotempo, cada cadeia vai formando a sua cadeia complementar, através do encadeamento de novos nucleo tídeos,sempre observando o pareamento de A com T e de G com C. O resultado é a formação de duas novas cadeias queconservam, na sua estrutura, uma metade da molécula-mãe; daí a desig nação de semiconservativa, dada a tal formade replicação.

Fig. 5 – O RNA.Fig. 4 – A estrutura do DNA.

O DNA é formado por duascadeias de polinucleotídeos, enrola-das helicoidalmente e ligadas trans-versalmente através de pontes de hi-drogênio, existentes entre uma purinae uma pirimidina. A adenina formaduas pontes de hidrogênio com atimina, e a guanina forma três pontescom a citosina.

Os pareamentos A–T e C–G fa-zem com que, na molécula de DNA,tenhamos A = T e C = G. Graças aocitado pareamento, as cadeias sãodenominadas complementares.Também se observa que, em razãoda complementaridade, as cadeiassão orientadas em sentidos opostos,ou seja, são antiparalelas, fato evi-denciado pela posição das pentoses.

De acordo com o modelo pro-posto por Watso e Crick, o DNA con-

MÓDULO 2 DNA: Replicação e Transcrição


17/52

– 269

2. A TRANSCRIÇÃOTranscrição é o processo através

do qual o DNA serve de modelo paraa síntese de RNA. Apenas uma cadeiade DNA é usada nesse processo, ati-vado pela enzima RNA-polimerase.Numa determinada região, terminal ouintercalar, da molécula do DNA, ocor rea separação das cadeias. Uma delas

forma o RNA através do encadea-mento de nucleotídeos complementa-

res. Assim, pareiam-se A do DNA comU do RNA, T do DNA com A do RNA,C do DNA com G do RNA e G doDNA com C do RNA.

3. AS NUCLEASESNucleases são as enzimas que

hidrolisam os ácidos nucleicos. Assim,a desoxirribonuclease (DNAase)e a ribonuclease (RNAase) são en-

zimas pancreáticas que hidrolisam,respectivamente, o DNA e o RNA,transformando-os em nucleotídeos.

4. A LOCALIZAÇÃODOS ÁCIDOS NUCLEICOSO DNA existe principalmente no

núcleo das células, presente naconstituição química dos cromos-somos. Também aparece nos cloro-plastos e nas mitocôndrias.

O RNA é encontrado nos cromos-

somos, no nucléolo, nos ribossomos,nas mitocôndrias, nos cloro plastos eno hialoplasma.

DNAaseDNA nucleotídeos

RNAaseRNA nucleotídeos

Fig. 1 – Replicação semiconservativa do

DNA.

Fig. 2 – A transcrição.

1. DE QUE MANEIRA O GENEDETERMINA O FENÓTIPO?

Sabemos que na estrutura celulardos seres vivos existem quatro tiposde macromoléculas: açúcares, lipí-dios, proteínas e ácidos nucleicos. Asduas primeiras não são caracterís-ticas e específicas dos diversosorganismos. Assim, a glicose de umfermento é a mesma existente no ho-mem; o panículo adiposo de um ratoé similar ao de um elefante. O mesmo

não acontece, porém, com as proteí-nas e com os ácidos nucleicos, subs -tâncias específicas para cada organismo. Os milhares de organismosque existem na natureza são, geral-mente, representados por diferençasproteicas. Podemos afirmar que asproteínas determinam o fenótipo. Pa -ra tanto, desempenham duas funçõesgerais, atuando como

(1) materiais estruturais e(2) mediadores e reguladores

metabólicos.

Os componentes celulares sãoestruturados principalmente a partirde proteínas. Sendo mediadores e re-guladores metabólicos, agem comoenzimas e hormônios.

2. O CONCEITO DE GENE

O gene, ou seja, o DNA, determi-na o fenótipo do organismo, espe-cificando a síntese de determi nadasmoléculas de proteínas.

MÓDULO 3 O Código Genético


18/52

270 –

Estruturalmente o gene é equiva-lente a um cístron, ou seja, um seg-mento de DNA que codifica a se-quência de aminoácidos de umaproteína.

3. O CÓDIGO GENÉTICO

Um código é um sistema de

símbolos, usado para transmitir umadeterminada informação. A lingua-gem escrita, por exemplo, é um tipode código inventado pelo homem.Usando 23 símbolos (letras), pode -mos formar um número ilimitado depalavras, que só tem significado paraquem entenda português. É possívelcomparar o código genético a um al-fabeto de quatro letras que são as ini-ciais das quatro bases nitrogenadas:A (adenina), C (citosina), G (guanina)

e T (timina). Com as quatro letras, sãoformadas palavras de três letras de-nominadas códons. Portanto, cadacódon é uma sequência de três ba-ses que codificam um aminoácidoespecífico. Os códons do DNA sãotranscritos para códons do RNAm,como se observa na tabela abaixo.

CÓDONSDNA

CCA

AGA

CGA

AAA

CÓDONSRNAm

GGU

UCU

GCU

UUU

AMINOÁCIDOSCODIFICADOS

Glicina

Serina

Alanina

Fenilalanina

que todas as formas de vida têm umaorigem comum.

5. O CÓDIGOGENÉTICO COMPLETO

O código existente no DNA étranscrito para o RNA que comumen-te aparece nas tabelas, como a queapresentamos acima.

Observe que três dos códonsexistentes não têm sentido, o que sig-

nifica que não codificam qualquertipo de aminoácido. É o caso de UAA,UAG e UGA, chamados de códonsterminais por indicarem o término deum cístron.

T e r c e i r a l e t r a

Segunda letra

U C A G

UUU UCU UAU UGU

UUCPhe

UCC UACTyr

UGCCys

UUA UCASer

UAA Sem UGA → Sem sentido

UUGLeu

UCG UAG sentido UGG → Tryp

}

}

}

}}}

CUU CCU CAU CGU

CUCLeu

CCC CACHis

CGC

CUA CCA

Pro

CAA CGAArg

CUG CCG CAG

GluNCGG

}

}}AUU ACU AAU AGUAUC

LeuACC AAC

AspNAGC

Ser

AUA ACAThr

AAA AGA

AUGMet

ACG AAGLys

AGGArg

}

}}}

GUU GCU GAU GGU

GUC GCC GACAsp

GGC

GUAVal

GCAAla

GAA GGAGly

GUG GCG GAGGlu

GGG

}

}}

P r i m e i r a l e t r a

} }}} }

} }

U

C

A

G

U

C

A

G

U

C

AG

U

C

A

G

U

C

A

G

4. AS PROPRIEDADESDO CÓDIGO GENÉTICO

O código genético apresentaduas propriedades: a degeneração ea universalidade.

O código genético é degenerado,ou seja, cada aminoácido é codifi-cado por dois ou mais códons. Ar -ginina, por exemplo, é um aminoácidocodificado por seis códons: CGU,

CGC, CGA, CGG, AGA e AGG. O có-digo é universal, o que significa queparece ser o mesmo em todos osorganismos estudados. Esta é maisuma evidência evolutiva mostrando

MÓDULO 4 A Síntese de Proteínas

1. CÍSTRON

O gene é definido modernamentecomo um cístron, isto é, um segmentode DNA que contém a informaçãogenética para a síntese de uma pro-teína. Para efeito didático, vamosdividir o processo da síntese proteicaem três fases: transcrição, ativaçãode aminoácidos e tradução.

2. A TRANSCRIÇÃO

A mensagem contida no cístroné transcrita para uma molécula de

RNA, o chamado RNA mensageiro(RNAm). Uma cadeia da molécula do

DNA controla a síntese de um tipoespecífico de RNAm. As bases com-plementares pareiam-se: adenina doDNA com uracila do RNA, timina doDNA com adenina do RNA etc.Assim, a molécula do RNAm formadocopia a mensagem do DNA.

No processo intervém a enzimaRNA-polimerase.

O RNAm sai do núcleo, vai até oribossomo e aí se prende, formandoum molde para a síntese de proteínas(Fig. 1). Fig. 1 – A transcrição.


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– 271

3. ATIVAÇÃO DEAMINOÁCIDOS

É nesta fase que entra em ação oRNA transportador (RNAt), tambémchamado RNA transferidor ou solúvel(RNAs). Trata-se de uma moléculaconstituída por uma cadeia de 80 nu-cleotídeos que se dobra em forma de

“folha de trevo”.Numa das extremidades existe

um anticódon, isto é, uma sequênciade três bases que são complemen-tares a um códon de RNAm (Fig. 2).

Fig. 2 – O RNAt.

No citoplasma, enzimas especí-ficas ativam as moléculas de ami-noácidos que se associam com as doRNAt, formando os complexosAA–RNAt (Fig. 3).

Fig. 3 – Ativação de aminoácidos.

4. A TRADUÇÃO

É o processo de síntese de umaproteína, realizado num ribossomo apartir de um molde de RNAm.

Os ribossomos são partículas de100 a 150 angstrons de diâmetro,formados por duas subunidades detamanhos diferentes.

O próximo esquema é a correspondência entre códons do DNA e RNAm,bem como dos anticódons do RNAt.

Fig. 4 – A síntese de proteínas.

Fig. 5 – Códons e anticódons.

Na subunidade menor, liga-se oRNAm, enquanto na subunidademaior existem dois sítios (1 e 2), nosquais podem se unir duas moléculasde RNAt. Cada ribossomo liga-se auma extremidade do RNAm e move-se em direção à extremidade oposta.Um RNAt, transportando um aminoá-cido, encaixa-se no sítio 1; tal encaixe

só acontece se o anticódon do RNAtfor complementar ao primeiro códondo RNAm. Um segundo RNAt, trans-portando um outro aminoácido, veme, se houver correspondência, encai-xa-se no sítio 2. Agora acontece orompimento entre o aminoácido e oRNAt que ocupa o sítio 1. Por açãoenzimática, o primeiro aminoácidoforma uma ligação peptídica com osegundo aminoácido que ocupa osítio 2. Desse modo, teremos no sítio

2 um RNAt ligado a dois aminoácidos,ou seja, um dipeptídeo. A seguir, oribossomo desloca-se sobre o se-gundo e o terceiro códons do RNAm.

O primeiro RNAt que se ligou aoRNAm destaca-se e volta para o citoplasma. Com o deslocamento do ribo-ssomo, o RNAt com o dipeptídeopassa a ocupar o sítio 1, ficando livreo sítio 2. Um outro RNAt, transportando um terceiro aminoácido comum anticódon complementar ao ter-ceiro códon do RNAm, encaixa-se no

sítio 2.Novamente é formada uma liga-

ção peptídica entre o terceiro amino-ácido e o dipeptídeo, destacando-seo segundo RNAt. O processo vai serepetindo e o ribossomo vai percor-rendo o RNAm, traduzindo os suces- sivos códons e formando um po li-peptídeo. Após a tradução do últimocódon, o ribossomo destaca-se doRNAm, enquanto o último RNAt sedestaca do peptídeo.

A figura 4 a seguir mostra umribossomo traduzindo um RNAm.


20/52

272 –

No caso acima, a alça do T, entreT e C, formada no fio modelo, tevecomo consequência a ligação diretaentre A e G no fio cópia, dandoorigem a uma deficiência.

InserçãoÉ a colocação de um novo par de

bases, seja A — T ou G — C, en-tredois outros pares preexistentes.

No caso acima, entre A e A, no fiocopiado, prendem-se G — C.

Mutação reversaO gene mutado pode novamente

mutar, produzindo as cópias normais;teremos, então, a mutação reversa.

Mutação dominantee recessivaExistem mutações dominantes,

no entanto, quase todas são dele-térias e recessivas.

Nas populações naturais, ao lon-

go das gerações, são selecionadosaqueles genes que melhor impedema manifestação de genes nocivos.Quanto mais dominante for um gene,mais eficiente ele será em cobrir osefeitos deletérios de suas mutaçõesalelas.

Mutações somáticas egerminativasAs mutações podem ocorrer tanto

nas células somáticas quanto nas

germinativas. As que ocorrem nas

A a A

A — C — A — T — T — C — G — A — A — T

T — G — T — A A — G — C — T — T — A

G — C

T

A — C — A — T

T — G — T — A

C — G — A — A —

G — C — T — T —

1. CONCEITO

A mutação é uma propriedadedos genes tão fundamental quanto aautorreprodução.

A citologia já explicou como osgenes podem se autoduplicar produ-zindo cópias exatas de si mesmos. Omecanismo autorreprodutivo é muitoeficiente e os genes podem ser du-plicados milhões de vezes sem qual-quer erro na cópia. Porém, algumasvezes, ocorre o erro na duplicação,produzindo moléculas de DNA quedeixam de ser cópias exatas dooriginal e passam a ser designadaspor mutações.

2. CLASSIFICAÇÃO

As mutações gênicas podem serclassificadas em substituição, defi-ciência e inserção.

❑ SubstituiçãoConsiste na substituição de um

nucleotídeo por outro.No esquema acima, vemos que

as cadeias estão bem pareadas, comexceção da região em que T, entre Te C, no fio modelo, afastou-se e, no fiocópia, na altura correspondente, entreA e G, entrou um T ou C em vez de A,que seria o certo.

As mutações de substituição sãoclassificadas em dois tipos: as tran-sições, que são trocas de uma pu-rina por outra, ou uma pirimidina poroutra, e as transversões, que sãotrocas de uma purina por uma pirimi -dina ou vice-versa.

Deficiência

Resulta na perda de bases.

T

T

A — C — A — T

T — G — T — A

C — G — A — A

G — C — T — T

MÓDULO 5 A Mutação Gênica

células somáticas podem produziralterações que não são transmitidasà sua descendência. Somente as mu-tações que atingem as células ger-minativas podem ser transmitidas aosdescendentes e são importantes paraa variabilidade genética e a evoluçãodos organismos.

❑ Fatores mutagênicosAs mutações são espontâneas,

ocorrem naturalmente e suas causassão desconhecidas. Contudo, os ge-neticistas desenvolvem e conhe-cemvários fatores mutagênicos capazesde acelerar as mutações.

Entre os principais fatores muta-gênicos, citaremos:

1. Bromouracil (Bu) – trata-sede uma substância que substitui atimina na replicação do DNA. Contudo,o bromouracil pareia com a guanina,produzindo uma transição com asubstituição de AT por GC.

2. Ácido nitroso (HNO2) –transforma citosina em uracil, mu-dando CG para TA.

3. O QUE É MUTON?

O muton é a menor porção doDNA que, alterada, acarreta umamutação gênica. É representado por

uma base nitrogenada.

CG + HNO2

A

U

GC

UA

TA

UG

AT + Bu BuA

GBu

AT

BuA

AT

AT

CG


21/52

– 273

1. O MENDELISMOFoi o monge agostiniano Gregor

Mendel que, em 1865, estabeleceuos princípios básicos da herança, pu-blicando as chamadas leis de Mendel.

A grande contribuição de Mendel

foi a herança particulada, sugerindoa existência de partículas ou uni-dades hereditárias, atualmente cha-madas de genes.

2. ANÁLISE DEUM CRUZAMENTOA drosófila, mosca dos frutos, tem

sido usada para pesquisas genéticas,desde o início do século passado.Nos cruzamentos a seguir, analisa-remos a transmissão genética do tipo

de asa.O chamado tipo selvagem possui

asas normais estendidas sobre oabdômen (Fig. 1).

Fig. 1 – Drosófila macho (A) e fêmea (B).

Uma das linhagens mutantes dedrosófila, a vestigial, tem as asasatrofiadas (vestigiais) reduzidas apequenas espátulas (Fig. 2).

Fig. 2 – Drosófila com asas vestigiais.

Nos cruzamentos, usaremos osseguintes símbolos:

P = geração parentalF1 = primeira geraçãoF2 = segunda geraçãoQuando moscas selvagens e mu-

tantes cruzam, independentementede quem é o macho ou a fêmea,todos os descendentes da F

1são do

tipo selvagem.

O cruzamento das moscas da F1entre si produz uma F2, em que machose fêmeas aparecem na proporção de3 normais: 1 vestigial ou 75% normais:25% vestigiais (Fig. 3).

Fig. 3 – Cruzamento de drosófilas.

3. A INTERPRETAÇÃOMENDELIANA

DO CRUZAMENTO Dominância e

recessividadeO caráter que aparece na pri-

meira geração (F1) é chamado domi-nante, enquanto o contrastante édesignado recessivo. Assim, no cru -zamento em questão, normal é domi-nante, e vestigial, recessivo. Alelos

Cada caráter é condicionado pordois genes alternativos, um dominan-

te e outro recessivo, designados ale-los. No caso da drosófila, são ale los Ve v, que determinam, respec tivamen-te, asas longas e asas vestigiais.

4. A REPRESENTAÇÃODO CRUZAMENTONa mosca drosófila de asas

normais, com genes VV, todos os ga-metas serão iguais porque conterãoum gene V. Isso também acontececom a mosca vv, que produz ga me-

tas v. A união dos gametas produzirá,em F1, organismos Vv, que, graças à

dominância, terão asas normais.As moscas de asas longas de F2,

portadoras de genes Vv, produzirãodois tipos de gametas: V e v. A uniãodos gametas dois a dois formará 4tipos de combinações em F2, a pro-

porção de 3 com asas normais para 1de asas vestigiais.

5. A NOMENCLATURAGENÉTICA

AlelosCada caráter é condicionado por

dois genes alternativos, um dominantee outro recessivo, designados alelos.No caso da drosófila, são alelos V e v.

GenótipoA constituição hereditária de um

indivíduo forma o genótipo, represen-tado pelos símbolos de todos os seusgenes ou apenas os que estão sendoconsiderados.

HomozigotoÉ o indivíduo cujo caráter consi-

derado é determinado por dois genesiguais. Tal indivíduo produz, em rela-ção ao caráter considerado, um sótipo de gameta. É o caso das moscasVV e vv, que produzem, respectiva-

mente, gametas V e v. Heterozigoto

É o indivíduo cujo caráter é determinado por dois genes diferentes. Emrelação ao caráter analisado, tal or-ganismo produz dois tipos de game-tas. É o caso da mosca Vv, que originagametas V e v.

FenótipoÉ qualquer aspecto morfológico

ou fisiológico de um organismo resul-tante da interação do genótipo com o

meio ambiente. Assim, são fenótiposas asas normais e vestigiais.

MÓDULO 6 A Lei da Segregação


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274 –

1. HERANÇA INTERMEDIÁRIAOU CODOMINÂNCIAAlelos intermediários ou codomi-

nantes não apresentam relações dedominância ou recessividade. O ge-nótipo heterozigoto origina um fenó tipo

distinto dos homozigotos e geralmenteintermediário em relação aos fenóti-pos produzidos pelos homozigotos.Exemplo: cor da flor das maravilhas,caracterizada na tabela a seguir.

A relação fenotípica em F2 é 1 : 2 : 1.

Alelos Fenótipos Genótipos Gametas

MV e MB

Branca MBMB MB

Vermelha MVMV MV

Rósea MVMB MV e MB

2. GENES LETAISExistem genes que provocam a

morte do indivíduo na fase pré-natalou pós-natal anterior ao período dematuridade. Exemplo: nos ratos, ogene Al é letal em homozigose (AlAl),

provocando a morte do embrião, en-quanto em heterozigose (Ala) condi-

ciona pelagem amarela. O alelo acondiciona preto. O gene Al é domi-nante em relação ao gene a, mas emrelação à letalidade é recessivo, poissó age em homozigose.

No cruzamento de dois heterozi-

gotos (Al

a x Al

a), a proporção da ge-ração é de 2 : 1.

MÓDULO 7 Codominância e Letalidade

MÓDULO 8 Fenótipo, Fenocópias e Genealogias1. RELAÇÃO ENTRE

GENÓTIPO E FENÓTIPOAtualmente, os geneticistas defi-

nem fenótipo como o resultado danteração do genótipo com o meioambiente. Realmente, sabemos quetodas as características de um indi-víduo têm origem genética; contudo,não podemos esquecer a influênciado meio ambiente. Sabemos que ogenótipo determina um certo fenótipo

na dependência de certas condiçõesambientais e disso concluímos:

2. EXEMPLOS❑ Coelhos himalaias

Um exemplo interessante do ex-posto é o que ocorre com a pelagemdo coelho da variedade himalaia. Talcoelho é branco, com as extremida-

des (patas, orelhas, rabo e focinho)pretas. Se rasparmos o pelo branco emantivermos o animal a uma tempera-tura inferior a 15°C, verificaremos quena região raspada nascerá pelo preto.Contudo, se o pelo for raspado e oanimal mantido em temperatura supe-rior a 15°C, o pelo crescerá novamen-te branco. Ora, o genótipo para a pe-lagem é sempre o mesmo, e as varia-ções fenotípicas dependem exclusi-

GENÓTIPO + MEIO = FENÓTIPO


23/52

– 275

vamente das condições de tempera-tura ambiental.

No coelho, as extremidades sãosempre as regiões mais frias do corpo,o que justifica a presença de pelospretos. Hortênsias

As hortênsias produzem floresazuis, se plantadas em solo ácido, ou

róseas em solo alcalino, determinadaspor interação dos produtos gênicoscom o meio ambiente.

MelaninaNo homem, a quantidade de me-

lanina existente na pele varia em fun-ção da exposição ou não à luz do sol.

3. FENOCÓPIATrata-se da cópia de uma condi-

ção hereditária produzida por influên-

Na elaboração da carta genealógica, usam-se frequentemente as se guintes convenções:

cia do meio ambiente. Em Drosophila ,o corpo amarelo é deter minado porum gene recessivo a, cujo alelo domi-nante, A, condiciona corpo cinzento.Larvas com genótipo para cinzento(AA ou Aa) que recebem nitrato deprata, na alimentação, evoluem paraadultos amarelos.

O corpo amarelo, determinadopelo tipo de alimento, é uma fenocó-pia do amarelo produzido por ação dogene a.

Galinhas com asas e pernas cur-tas são chamadas rastejantes, sendoessa característica atribuída a umgene dominante. A injeção de ácidobórico em ovos galados, no períodoapropriado do desenvolvimento, pro-duzirá aves com membros curtos querepresentam fenocópias da caracte -rística rastejante.

A fenocópia evidentemente nãoafeta o gene, ou seja, não altera ogenótipo e, consequentemente, não étransmitida à geração.

4. ANÁLISE DE GENEALOGIASA carta genealógica é a repre-

sentação de indivíduos relacionados

por ascendência comum. Na repre-sentação gráfica, observam-se váriossímbolos que indicam característicasde importância genética, de modoque o exame de um Pedigree permitereconhecer o tipo de parentesco exis-tente entre seus membros e relacionaresse parentesco com a presença ouausência de determinadas doençasou anomalias de origem hereditária.


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276 –

1. CONCEITO

A maioria dos problemas de gené-ica exige soluções em termos proba-

bilísticos. Por isso, no presente capí-ulo, ensinamos os princípios básicos

das probabilidades envolvendo ex-perimentos genéticos.

Assim, existe uma analogia entrea transmissão de um gene de um paipara o filho e o lançamento de umamoeda. Nos dois casos, existem duaspossibilidades: a moeda pode caircara ou coroa e o pai heterozigotoAa) pode transmitir o alelo A ou o

alelo a. Em ambos os casos, o pro-duto final é determinado por chance.

A probabilidade de que um acon-

ecimento A ocorra é igual ao quo-ciente do número de casos favoráveisà ocorrência de A dividido pelo núme-o total de casos possíveis.

Simbolicamente, se P (a) indica aprobabilidade de que A ocorra quan-do o experimento é realizado e, se ne m indicam, respectivamente, onúmero total de casos favoráveis epossíveis, teremos:

P (A) =

2. EXEMPLOS

. Um baralho completo apresenta52 cartas, das quais quatro sãoases. Então, a probabilidade dese retirar um ás de qualquer naipeé de 4/52 ou 1/13.

2. De um cruzamento Aa x Aa, osquatro resultados AA, Aa, aA e aasão igualmente prováveis. A pro-

babilidade de nascer um indiví-duo aa é de 1/4.

3. PROBABILIDADE EEVENTOS ANTERIORES

A probabilidade de um eventoacontecer independe de sua ocorrên-cia em tentativas anteriores. Assim,embora um casal tenha cinco filhosdo sexo feminino, a probabilidade deo sexto filho ser também do sexo

eminino é 1/2 ou 50%.

4. REGRA DA ADIÇÃO

A probabilidade de ocorrência dedois ou mais acontecimentos mutua-mente exclusivos é determinada pelasoma das probabilidades dos aconte-cimentos isolados.

P(A ou B) = P(A) + P(B)

5. EXEMPLOS

1. Qual é a probabilidade de se obter3 ou 4 no lançamento de um dado?

2. Qual é a probabilidade de se reti-rar de um baralho completo um

rei ou uma dama?

3. Qual é a probabilidade de nascerum homozigoto do cruzamentoAa x Aa?P(AA) = 1/4, P(aa) = 1/4P(AA ou aa) = 1/4 + 1/4 = 1/2

6. REGRA DAMULTIPLICAÇÃO

A probabilidade de ocorrência dedois ou mais acontecimentos inde-pendentes (não exclusivos) é igual aoproduto das probabilidades dosacontecimentos isolados.

P(A e B) = P(A) x P(B)

7. EXEMPLOS

1. Jogando-se um dado e umamoeda, qual é a probabilidade deo dado dar 5 e a moeda cara?

P (5 no dado) = 1/6P (cara na moeda) = 1/2P (5 e cara)= 1/6 x 1/2 = 1/12

2. Qual é a probabilidade de nasceruma menina recessiva do cruza-mento de dois heterozigotos?

Aa x Aa = AA, Aa, Aa e aa

Dominante Recessiva

P (aa) = 1/4P (menina) = 1/2P (menina e aa) = 1/2 . 1/4 = 1/8

3. Qual é a probabilidade de, emuma família com 5 filhos, todosserem meninos?P (5 meninos) = 1/2 . 1/2 . 1/2 . 1/2 .. 1/2 = 1/32

4. Daremos agora um exemplo queusa as regras da adição e damultiplicação.Qual é a probabilidade de, emuma família com 5 filhos, seremtodos do mesmo sexo?P (5 meninos) = 1/32P (5 meninas) = 1/32P (5 meninas ou 5 meninos) == 1/32 + 1/32 = 1/16

5. Qual é a probabilidade de nasci-mento de um filho (7) recessivo

(aa) num casamento consanguí-neo?

Nesta situação, a probabilidadede 7 ser aa é de 1/2 x 1/2 x 1/2 xx 1/2 x 1/2 x 1/2 = 1/64.

6. O pelo preto das cobaias é umacaracterística dominante (B), bran -co é recessivo (b). Cobaias hete-rozigotas são cruzadas entre si.Quais são as probabilidades deos 3 primeiros descendentes se-rem alternativamente preto-bran-co-preto ou branco-preto-branco?Bb x Bb = 3/4 preto (BB + Bb) e1/4 branco (bb).P (preto e branco e preto) == 3/4 . 1/4 . 3/4 = 9/64.P (branco e preto e branco) == 1/4 . 3/4 . 1/4 = 3/64.P (preto e branco e preto oubranco e preto e branco) =

= 9/64 + 3/64 = 3/16.

4 4 2P (rei ou dama) = ––– + ––– = –––52 52 13

1 1 1P (3 ou 4) = ––– + ––– = –––6 6 3

n–––m

MÓDULO 9 Probabilidade em Genética


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– 277

1. ENUNCIADO

Lei da segregação ou distribuiçãoindependente, também conhecidacomo a Segunda Lei de Mendel, éusada na transmissão de dois ou maiscaracteres e pode ser assim enun-ciada: “Os genes que determinamcaracteres diferentes distribuem-seindependentemente nos gametas,onde se recombinam ao acaso.”

Exemplo:

Consideremos, em drosófila, osseguintes genes:

P – corpo cinzento

p – corpo preto

V – asa normal

v – asa vestigial

2. DI-HIBRIDISMO

Vamos demonstrar a segregaçãoindependente em drosófila por meiodo cruzamento de di-híbridos paracor do corpo e tipo de asa.

Consideremos os seguintes ale-los:

P – corpo cinzento

p – corpo preto

V – asa normal

v – asa vestigial

O cruzamento de um macho ho-mozigoto de corpo cinzento e asanormal com uma fêmea de corpopreto e asa vestigial produz uma F1com fenótipo corpo cinzento e asanormal. O cruzamento de um macho euma fêmea, pertencentes à F1, pro-

duzirá uma F2 com a seguinte pro-porção: 9/16 cinzento normal: 3/16cinzento vestigial: 3/16 preto normal:1/16 preto vestigial.

Os resultados obtidos na F2 estãoresumidos na tabela abaixo:

Fenó-tipo

Genó-tipo

Frequênciagenotípica

Frequênciafenotípica

Cinzentonormal

PPVVPPVvPpVVPpVv

1224

9

Cinzentovestigial

PPvvPpvv

12

3

Pretonormal

ppVVppVv

12 3

Pretovestigial

ppvv 1 1

De acordo com a segregação independente, teremos:

FENÓTIPOS GENÓTIPOS TIPOS DE GAMETAS

Corpo cinzento e asa normal

PPVV

PpVV

PPVv

PpVv

100% PV

50% PV e 50% pV

50% PV e 50% Pv

25% PV, 25% Pv, 25% pV e 25% pv

Corpo cinzento e asa vestigial PPvv

Ppvv

100% Pv

50% Pv e 50% pv

Corpo preto e asa normalppVV

ppVv

100% pV

50% pV e 50% pv

Corpo preto e asa vestigial ppvv 100% pv

MÓDULO 10 A Lei da Segregação Independente


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278 –

1. GENERALIDADES

O ramo da Biologia que estuda osanimais é a Zoologia.Os animais são seres vivos pluri-

celulares.Alguns não possuem órgãos ver-

dadeiros e são denominados Para-zoários, ex.: Poríferos. Os demaispossuem e são denominados Me-tazoários.

2. PORÍFEROSOs seres vivos do reino animal

que não possuem tecido verdadeiropertencem ao filo dos Poríferos ouEspongiários.

Os Poríferos vivem na água doceou salgada. São sedentários (fixos) ebentônicos (vivem no fundo).

Aspecto geral de uma esponja.

3. CELENTERADOSOU CNIDÁRIOSOs animais celenterados (exs.:

anêmona, água-viva, hidra e coral)são os primeiros a possuir um tubodigestório (cavidade intestinal) na

evolução.São urticantes (cnidários), poden-do ocasionar reações alérgicas aosbanhistas. Apresentam cnidoblastos,células urticantes.

Cnidoblastos, célulasurticantes dos cnidários.

FRENTE 3 Biologia Animal

MÓDULO 1 Os Grupos Animais

4. PLATIELMINTOS

Os animais Platielmintos são ver-mes que possuem o corpo achatadodorsoventralmente. Alguns são pato-gênicos, ou seja, causadores de doen-ças (exs.: esquistossomo e tênia). Aplanária é um platielminto que nãocausa doença ao homem.

Desenho esquemático da planária.

5. ASQUELMINTOSOU NEMATELMINTOSOs animais Asquelmintos são

vermes que possuem o corpo cilín-drico, filamentoso e não segmentado.Alguns apresentam vida livre, na águae no solo. Outros são parasitas deanimais e de vegetais.

A lombriga, o ancilóstomo, o ne-cátor, o bicho-geográfico e o oxiúrosão patogênicos.

Os animais Asquelmintos sãovermes que possuem o corpo cilín-drico, filamentoso e não-segmentado.Alguns apresentam vida livre, na águae no solo. Outros são parasitas deanimais e de vegetais.

A lombriga, o ancilóstomo, o ne-cátor, o bicho-geográfico e o oxiúrosão patogênicos.

Enterobius vermiculares,vermes causadores da oxiuríase.

6. ANELÍDEOSOs animais Anelídeos são vermi-

formes e apresentam o corpo seg-mentado (metamerizado).

Alguns vivem no meio terrestre,

ex.: minhoca.Há representantes na água doce,ex.: sanguessuga.

Outros habitam na água salgada,ex.: palolo.

7. MOLUSCOSOs animais moluscos são de cor-

po mole, viscoso e não segmentado.Vários deles são utilizados pelo ho -

mem como alimento, exs.: lula, polvo,marisco, escargô, ostra e berbigão.O caracol é de hábitat terrestre, e

o caramujo aquático.A pérola é secretada pelo manto,

dobra da pele, da ostra.

Helix – morfologia externa.

8. ARTRÓPODESO grupo de maior biodiversidade

do globo terrestre é o dos artrópodes.Apresentam várias classes, como ados insetos (exs.: gafanhoto, abelha),a dos crustáceos (exs.: camarão, ca -ranguejo), a dos aracnídeos (exs.:aranha, escorpião), a dos quilópodos(ex.: centopeia) e a dos diplópodos(ex.: piolho-de-cobra).


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– 279

São segmentados e possuempatas articuladas.

Artrópode da classe dosdiplópodos, denominadopiolho-de-cobra. Apresentao corpo cilíndrico, formadopor um grande número desegmentos. Muitos possuem uma coloração brilhante. Na cabeça hánumerosos olhos simples e um par de antenas curtas (díceros). Há quatro patas articuladas, por segmento do corpo.

9. EQUINODERMAS

O filo dos Equinodermas apre-senta somente animais de hábitatmarinho, exs.: estrela-do-mar, ouriço-do-mar, pepino-do-mar, lírio-do-mar eserpente-do-mar. São animais quepossuem espinhos na pele.

Ouriços-do-mar, animaisdo filo dos equinodermas.

10.CORDADOS

O filo dos Cordados é o maisevoluído do reino animal. O homem éum cordado.

Há os protocordados, ou seja,cordados primitivos, ex.: anfioxo, e osmais evoluídos (vertebrados), queincluem as lampreias (ciclostoma-

dos), os peixes, os anfíbios, os rép-teis, as aves e os mamíferos.

O anfioxo, animal protocordado.

MÓDULO 2 O Tegumento dos Animais

Pele humana e tecido subcutâneo.

1. O REVESTIMENTODOS ANIMAIS

O corpo dos animais é protegidopor uma cobertura denominada tegu -mento, que serve para proteger o or-ganismo contra a desidratação, ahidratação excessiva e os choquesmecânicos, e para evitar a penetra -ção de organismos patogênicos, ou

seja, causadores de doenças.Nos protozoários, a proteção érealizada pela própria plasmalema,que apresenta uma cutícula protetora(glicocálix). Nos invertebrados (ex.:minhoca) e protocordados (ex.: anfio-xo), a epiderme é uniestratificada,pois possui uma única camada decélulas. Nos vertebrados, a epidermetem várias camadas de células, ouseja, é pluriestratificada.

O tegumento pode apresentar pe-los (nos mamíferos), penas (nas aves),escamas (nos peixes e répteis) etc.

Apenas alguns mamíferos terres-tres possuem glândulas sudoríparase sebáceas.

Tegumento nosvertebradosA pele dos vertebrados é consti-

tuída de epiderme (externa) e derme(interna). As aves e os mamíferos têmuma terceira camada, abaixo da pele,denominada hipoderme (tela subcutâ-nea).

A epiderme origina-se do ectoder-ma do embrião e é constituída por umtecido epitelial pluriestratificado pavi-mentoso (achatado). A camada celu-lar mais profunda desse epitélio édenominada germinativa, cujas célulaspassam por contínuas divisões mi-tóticas, produzindo novas células pa-ra a substituição das superficiais, queconstantemente morrem e despren-

dem-se.Nos peixes e anfíbios aquáticos, a

epiderme possui glândulas mucosas;nos vertebrados, especialmente ter-restres (répteis, aves e mamíferos), écornificada.

Nesses vertebrados terrestres, as

células mais superficiais são mortas,graças à total impregnação da pro-teína queratina, substância impermeá- vel que, formando a camada córnea,confere proteção ao animal, principal-mente contra a desidratação.

A derme situa-se logo abaixoda epiderme, sendo bem mais espes- sa que esta. Embriologicamente, temorigem mesodérmica e é constituída

por tecido conjuntivo, contendo vasoslinfáticos, vasos sanguíneos, nervos eporções basais de glândulas.

A hipoderme é uma camada loca-lizada imediatamente abaixo da der-me, constitui-se de tecido conjuntivoe é extremamente rica em tecido adi-

poso (gordura); aparecesomente nas aves e nosmamíferos. Além de seruma reserva nutritiva (gor-

dura), desempenha im-portante papel auxiliar naregulação da tempera-tura corpórea, em razãode a gordura funcionarcomo uma camada iso-lante, reduzindo, assim, aperda de calor para omeio (nos animais homeo- termos ou endotermos).

A hipoderme origina-se a partir do mesoderma

do embrião.


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280 –

1. SISTEMA ESQUELÉTICO

A finalidade primária do esquele-to é fornecer suporte para as partesdo corpo do animal ou para o animal

como um todo, pois sob a ação dagravidade o corpo do animal entrariaem colapso (se não tivesse elemen-tos esqueléticos).

Além de sustentar o animal, oesqueleto tem outras funções: prote-ção mecânica (para parte do corpoou para todo o animal); suporte paraa musculatura, garantindo, assim, osmovimentos e a locomoção do ani-mal; proteção contra dessecação

(perda de água), como é o casoespecial dos artrópodes, com a suacutícula esquelética.

O esqueleto dos animais podeser classificado em dois tipos, con-forme sua localização: exoesqueleto,que se forma e se situa na parte maisexterna do corpo do animal, e endo-esqueleto, que se forma e se situa naparte interior do corpo do animal.

Ocorrência deesqueleto emalguns grupos de animaisNas esponjas (espongiários ou

poríferos), para a sustentação, existeum endoesqueleto orgânico (fibras daproteína espongina) ou inorgâ nico(espículas silicosas ou calcárias).

Nos celenterados, os corais (an-tozoários) são famosos por seus exo-esqueletos, que constituem os recifesde coral (secretados por colônias de

antozoários). É bastante famosa agrande barreira de coral que se es-tende ao longo da costa nordeste daAustrália, em uma extensão de cercade 2 000 km.

Os principais antozoários forma-dores dos recifes de coral são os re-presentantes da ordem Madreporaria .Também contribuem para a formação

dos recifes outros celenterados e algas marinhas.

Na formação dos recifes, com ocrescimento das colônias, vai aumentando a extensão da massa calcária

constituída pelos exoesqueletos. Asprincipais condições que concorrempara a formação dos recifes são:água límpi

1.1. biologia - teoria - livro 1

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