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A S ORIGENS DA BASE C ITOLGICA DA H EREDITARIEDADESegunda aula(T2)

Objetivos1. Descrever como e quando foi descoberta a clula. 2. Explicar a idia central e a importncia da teoria celular. 3. Discutir as dificuldades para se identificar os gametas como clulas. 4. Descrever os passos que levaram compreenso da importncia do ncleo celular. 5. Identificar as dificuldades para a compreenso do processo de diviso celular. 6. Descrever o raciocnio dedutivo que levou concluso de que a mitose no seria o nico tipo de diviso celular. 7. Descrever as meioses masculina e feminina em Ascaris. 8. Explicar o papel da meiose e da fertilizao no ciclo de vida dos organismos. 9. Listar os principais argumentos que levaram alguns citologistas no final do sculo XIX a defender a idia que os cromossomos seriam a base fsica da herana.

Texto adaptado de: MOORE, J. A. Science as a Way of Knowing Genetics. Amer. Zool. v. 26: p. 583-747, 1986.

A

DESCOBERTA DA CLULA

O nascimento da Citologia pode ser fixado com considervel preciso. No dia 15 de abril de 1663, Robert Hooke (1635-1703) colocou um pedao de cortia sob seu microscpio e mostrou sua estrutura a seus colegas da Royal Society de Londres. A Royal Society havia sido fundada no ano anterior com o intuito de melhorar o conhecimento sobre a natureza. Ela reunia uns poucos homens cultos de Londres que se encontravam regularmente, em geral semanalmente, para discutir assuntos cientficos e como o conhecimento poderia ser usado para melhorar as atividades prticas. A inspirao para a formao da Royal Society veio de uma sugesto anterior de Francis Bacon. Hooke, um matemtico de excepcional habilidade, era um membro muito ativo da Royal Society. Era costume entre os membros no apenas discutir mas tambm realizar experimentos e fazer demonstraes. Havia um grande interesse no novo microscpio que Hooke havia construdo e ele deixou que os membros da sociedade olhas-

sem partes de um musgo em seu microscpio no dia 8 de abril de 1663. No dia 15 daquele ms o Sr. Hooke apresentou dois esquemas microscpicos, uma representao dos poros da cortia, cortados transversal e perpendicularmente .... Esse era o comeo de dois sculos de observaes e experimentaes que estabeleceram a Teoria Celular. As vrias observaes de Hooke foram reunidas e publicadas em 1665 com o ttulo de Micrographia, sob os auspcios da Royal Society. Essa foi a primeira viso geral de uma parte da natureza at ento desconhecida. Hooke descreveu e ilustrou muitos objetos em sua publicao: a cabea de um alfinete, muitos insetos pequenos e suas partes, penas, enguias [nematdeos] do vinagre, partes de muitas plantas, cabelo, bolores, papel, madeira petrificada, escamas de peixe, seda, areia, flocos de neve, urina, e, claro, aquele pedao de cortia. (Fig. 1) Hooke imaginou que a cortia consistia de inmeros tubos paralelos com divises transversais: Estes poros, ou clulas, no eram muito fundos, mas consistiam de um grande nmero de pequenas caixas, separadas ao longo do comprimento

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O ESTABELECIMENTO DA

TEORIA CELULAR

As clulas se tornaram verdadeiramente importantes somente quando foi proposta a hiptese de que os corpos de todos os organismos eram constitudos apenas de clulas ou de produtos de clulas. Essa hiptese foi formulada e testada no comeo do sculo XIX e est associada principalmente a trs cientistas: R. J. H. Dutrochet, Matthias Jacob Schleiden e Theodor Schwann. Mas como algum poderia provar que os corpos de todos os organismos so constitudos apenas de clulas ou de produtos de clulas? Ao tentar responder essa questo pode-se aprender algo muito importante sobre cincia. A resposta , obviamente, que no h nenhuma posFigura 1. Desenhos de cortes de cortia ao microssibilidade dessa afirmao ser comprovada. Como cpio publicados por Hooke em 1665. algum poderia estudar todos os organismos? A dos tubos por uma tipo de diafragma. Ele obser- maioria j se extinguiu h muito tempo e no seria vou estruturas semelhantes em muitos outros nem mesmo possvel estudar um indivduo de tipos de plantas. Muitos pensam que Hooke des- cada uma das espcies viventes. Qual seria sua creveu aquelas caixas como vazias e parou por resposta se algum lhe perguntasse se os corpos a. Isso no verdade, ele observou cortes de dos dinossauros eram constitudos de clulas? plantas vivas e verificou que as caixas microsc- Mas lembre-se, tudo o que se pode desejar em cincia que uma afirmao seja verdadeira picas eram preenchidas por um suco. A presena de clulas na cortia e em outras acima de qualquer suspeita. Aps as observaes iniciais de Hooke, foi plantas poderia ser uma caracterstica geral ou poderia ser restrita a uns poucos tipos de organis- verificado que as clulas eram uma caractemo. A continuao das pesquisas iria mostrar que rstica comum das plantas. Mais e mais plantas as plantas consistiam inteiramente ou quase intei- de uma quantidade crescente de espcies foramente de estruturas parecidas, semelhantes a ram estudadas e todas apresentavam estruturas caixas. Um outro membro da Royal Society, semelhantes a clulas. Foi observado que essas Nehemiah Grew (1641 - 1712), publicou uma estruturas microscpicas no tinham todas a monografia em 1682 que contm muitas pranchas forma de caixa como as clulas da cortia. belssimas mostrando a estrutura microscpica Descobriu-se que as clulas podiam ter diversas das plantas. Com o tempo, a idia de que os seres formas e tamanhos. No podemos esquecer que vivos so formados por clulas foi estendida para esses microscopistas pioneiros no estavam os animais. Hooke havia feito uma observao observando clulas como as entendemos hoje, interessante que no foi importante na sua poca eles observavam paredes celulares. ela se tornou uma descoberta importante muito Schwann e as clulas nos animais mais tarde, em funo de pesquisas posteriores. Com poucas excees, o corpo dos animais Mais de dois sculos foram necessrios para se chegar concluso que o conhecimento das no continha estrutura alguma que se parecesse clulas era essencial para a compreenso da here- com clulas, isto , com as paredes celulares ditariedade. Podemos ter certeza que, quando das plantas. Assim, foi necessrio muito trabalho Robert Hooke sentou-se frente de seu micros- e imaginao arrojada at tornar bvio que o concpio, ele no estava interessado em descobrir ceito de clula podia ser aplicado com sucesso os mistrios da herana. No havia maior razo aos animais. Isso foi conseguido principalmente para acreditar que as clulas tivessem algo a ver por Theodor Schwann (1810-1882) em sua com a hereditariedade do que, por exemplo, as monografia de 1839, publicada quando ele tinha cerdas que ele descreveu em detalhe sobre o 29 anos de idade. Algumas de suas ilustraes esto reproduzidas na figura 2. corpo de uma pulga. 15

Schwann enfatizou a grande diferena entre as clulas das plantas e o que ele acreditava serem as clulas dos animais, mas sugeriu que elas representavam fundamentalmente a mesma coisa. Por que chamar todas essas estruturas to diversas de clulas?

A

B

C

D E

F

Procure examinar fotomicrografias de diversos tipos de clulas de plantas e especialmente de animais, ou melhor, caso tenha oportunidade, obI serve preparaes citolgicas H desses tipos no microscpio. G Como possvel dizer que crebro, msculos, rins, pulmes, sangue, cartilagens, ossos, parede intestinal etc. Figura 2. Algumas das ilustraes apresentadas por Schwann em sua monoso feitos de um mesmo tipo grafia de 1839: A.) clulas de cebola; B.) de notocorda de um peixe; C.) de cartilagem de r; D.) de cartilagem de girino; E.) de msculo de feto de de elemento? J que essas porco; F.) de embrio de porco; G.) de gnglio de r; H.) de um vaso estruturas so obviamente to capilar da cauda de girino; I.) de embrio de porco. Note que o ncleo e os diferentes, por que afirmar nuclolos esto mostrados em quase todas as clulas. que elas so constitudas pelos mesmos tipos de elementos? Qual seria a vantagem em se afirmar que as mais importante do que a origem de clulas altaclulas animais correspondiam quelas mente diferenciadas a partir de clulas simples. estruturas com aspecto to diferente presentes Apenas seis anos antes, em 1833, Robert Brown nas plantas? (1773 - 1858), o mesmo que descreveu o posteSchwann nos fornece a resposta, Se, no riormente denominado movimento Browniano, entanto, analisarmos o desenvolvimento desses havia descrito a presena de uma aurola circular, tecidos, ento parece que todas essas diversas ou ncleo, em clulas de orqudeas e de muitos formas de tecidos so constitudas apenas por outros tipos de plantas. Antes dele, outros observaclulas e so anlogas s clulas das plantas ... dores j haviam visto e desenhado essas estruturas O objetivo do presente tratado provar essa idia em suas publicaes, mas no atriburam nenhuma por meio da observao. importncia a elas. Brown verificou que muitos tipos Isto , apesar da grande diversidade, todas as de clula continham ncleo mas no especulou sobre estruturas que Schwann propunha chamar de seu significado. clulas tinham em comum a caracterstica de se Schwann ento mudou as regras para definir desenvolverem a partir de estruturas muito mais clula. Ao invs de se basear na forma, que nas simples que podiam ser melhor comparadas com plantas correspondia estrutura da parede, ele as clulas das plantas. Mas, como se poderia escolheu como base para a definio, a presena definir clula? de um ncleo. Se um neurnio e um leuccito so clulas, eles Embora Schwann fosse um observador cuidadevem ter algo em comum para serem reunidos doso, sua principal contribuio no foi o que em uma mesma categoria. Schwann encontrou ele viu mas como ele interpretou as observaes. um critrio: a presena de ncleo, que ele achava Seus antecessores haviam enfatizado as caixas; 16

Schwann deu nfase ao que estava dentro das caixas. Para ele a clula animal era uma poro de matria viva envolta por uma membrana e