Intervenção humana no ciclo de vida dos seres vivos

As acções humanas têm graves consequências nos ecossistemas, pondo em risco a preservação de algumas espécies, especialmente as que são mais sensíveis a mudanças ambientais bruscas.

As actividades industriais ou agro-pecuárias provocam uma poluição química que põe em risco o desenvolvimento dos ovos de muitas espécies ou a eliminação de habitats e de locais de reprodução de muitos organismos têm sido algumas das interferências que as acções humanas têm provocado nos seres vivos.

Há espécies que se conseguem adaptar às variações climáticas desencadeadas pelo aumento do efeito de estufa. Outras espécies deslocam-se para regiões de clima mais favorável. Mas há ainda outras que são mais sensíveis a alterações do ambiente, correndo sérios riscos de extinção.

Encontrei uma notícia sobre o aumento da poluição sonora nos oceanos causada pelo efeito de estufa, que tem vindo a pôr em risco as espécies submarinas.

"Roma, 04 Dez (Lusa) - O aumento da poluição sonora nos Oceanos, em parte causada por gases com efeito de estufa que aumentam a acidez da água, põe em risco a sobrevivência de espécies submarinas, alertou quarta-feira a Organização das Nações Unidas (ONU).

O alerta foi deixado na abertura da Convenção Sobre as Espécies Migratórias, que decorre até sexta-feira, na sede da Organização da ONU para Alimentação e Agricultura (FAO), em Roma, Itália. Segundo os especialistas, o aumento da "cacofonia marinha" originada pelo homem representa um grave problema para as espécies submarinas, sobretudo para os mamíferos, como as baleias, que comunicam através de sons. "O barulho submarino causado pelo homem já provocou uma espécie de 'nevoeiro acústico' e uma cacofonia de som em muitas partes dos mares e oceanos do Mundo", alertou o director cientifico da Sociedade para a Preservação dos Golfinhos e Baleias, Mark Simmonds, em comunicado da FAO. Nesse sentido, o Programa da ONU para Ambiente (PNUMA), exigiu aos Governos e às indústrias que adoptem medidas para reduzir estes efeitos, como a utilização de motores mais silenciosos ou medidas mais restritivas no uso de testes sísmicos para prospecção de petróleo e gás. Os especialistas da ONU também lembram que os gases com efeito de estufa aumentam os níveis de acidez dos oceanos, o que, por sua vez, aumenta a velocidade de propagação dos sons na água, perturbando a comunicação de vários mamíferos marinhos. A menos que se reduzam as emissões poluentes, estimam, os níveis de acidez marinha podem chegar, em 2050, a um ponto em que o barulho dos navios chegue a distâncias 70 por cento maiores. Os cientistas vão propor aos 110 países signatários da Convenção que adoptem uma resolução para reduzir o impacto do barulho nos oceanos sobre as espécies mais vulneráveis."

Fonte: http://ww1.rtp.pt/noticias/?article=376148&visual=26&tema=2

Vantagens da reprodução sexuada e assexuada

Na tabela seguinte estão apresentadas as principais vantagens e desvantagens da reprodução sexuada e da reprodução assexuada.

Influência das condições ambientais no ciclo de vida dos seres vivos

As condições do meio interferem com os ciclos de vida dos seres vivos, uma vez que alteram as soluções de reprodução.

Em plantas como a espirogira e o polipódio, ocorre reprodução assexuada durante a época em que as condições ambientais são propícias ao desenvolvimento rápido dos indivíduos geneticamente idênticos ao progenitor. Como estas espécies também se reproduzem sexuadamente, garantem a diversidade genética dos descendentes e a formação de estruturas que permitem a continuidade das espécies quando as condições ambientais não são favoráveis.

Por exemplo, os pulgões durante a Primavera e o Verão, em que as condições climatéricas são estáveis e a alimentação é abundante, ocorre um rápido crescimento da população e surgem gerações de fêmeas partenogenéticas. No fim do Verão, as fêmeas partenogenéticas dão origem a machos e fêmeas. Após o acasalamento, as fêmeas põem ovos resistentes que ficam em estado de vida latente, ou seja, o organismo está vivo mas não manifesta os sintomas próprios da vida, durante todo o Inverno.

Na Primavera seguinte, os ovos desenvolvem-se originando apenas fêmeas partenogenéticas mas estas apresentam variabilidade genética e permite uma boa adaptação às alterações do meio.

Ciclo de vida haplodiplonte

O polipódio é um feto que se reproduz assexuadamente, por multiplicação vegetativa, e por reprodução sexuada.

Na época da reprodução surgem, na página inferior das folhas, formações amareladas. Estas formações são grupos de estruturas pluricelulares, os esporângios que contêm células-mães de esporos que, por meiose (meiose pré-espórica), originam esporos haplóides. Estes quando caem em solo favorável germinam e cada um origina uma estrutura designada por protalo ou gametófito. Nesta estrutura diferenciam-se gametângios que originam os anterozóides e as oosferas. A fecundação origina um ovo ou zigoto que inicia a geração esporófita correspondente à diplofase. Do desenvolvimento do ovo surge a planta adulta.

No ciclo de vida do polipódio verifica-se a alternância de fases nucleares, pois ocorre a fecundação e a meiose. A fase mais desenvolvida é a fase diplóide, estando nela incluído o indivíduo adulto. A fase haplóide é bem diferenciada, incluindo o protalo com vida independente da planta adulta.

O polipódio é um ser haplodiplonte porque ambas as fases (diplóide e haplóide) são bem diferenciadas, incluindo entidades multicelulares.

Neste ciclo existe alternância de gerações, geração gametófita e geração esporófita. A geração esporófita (fase diplóide) compreende as estruturas desde a formação do zigoto até ás células-mães dos esporos. A geração gametófita (fase haplóide) compreende as estruturas desde a formação de esporos até à formação dos gâmetas.

Quando ocorre a reprodução assexuada, não se verifica alternância de fases nucleares, pois a nova planta é formada por multiplicação vegetativa, não ocorrendo os fenómenos de meiose e fecundação.

Ciclos de Vida

Toda a sequência de acontecimentos que ocorrem na vida de um organismo, desde que ele se forma até produzir a sua própria descendência, constitui o seu ciclo de vida.

Existem três ciclos de vida:

• Ciclo de vida haplonte;
• Ciclo de vida diplonte;
• Ciclo de vida haplodiplonte.

Ciclo de vida haplonte

A espirogira é uma alga verde filamentosa que pode reproduzir-se por reprodução assexuada ou por reprodução sexuada.

A reprodução assexuada ocorre quando as condições ambientais são favoráveis. A espirogira reproduz-se por fragmentação. Neste processo mantém-se a informação genética, não havendo alternância de fases nucleares.

A reprodução sexuada ocorre quando as condições ambientais são desfavoráveis. São os conteúdos das células que constituem os filamentos que vão funcionar como gâmetas. Os dois filamentos colocam-se lado a lado e forma-se um tubo de conjugação. O conteúdo de uma das células condensa e desloca-se através do tubo de conjugação até à célula do outro filamento. O conteúdo celular que se movimenta constitui o gâmeta dador, e o conteúdo celular que permanece imóvel é o gâmeta receptor. Da união dos gâmetas resulta uma célula diplóide, o ovo ou zigoto, que inicia a diplofase. O núcleo do ovo divide-se por meiose, formando quatro núcleos haplóides. Três dos quais degeneram, ficando uma célula com um núcleo haplóide. Por divisões mitóticas sucessivas forma-se um novo filamento de espirogira.

O ciclo de vida da espirogira é haplonte porque ocorre alternância de fases nucleares: fase haplóide, constituída por células de núcleo haplóide (n), compreendida entre a meiose e a fecundação; fase diplóide, constituída apenas pelo ovo ou zigoto de núcleo diplóide (2n). Neste ciclo predomina a haplofase a que pertence o indivíduo adulto, sendo a única célula diplóide o zigoto e a meiose, como ocorre após a a formação do zigoto, designa-se por meiose pós-zigótica.

Ciclo de vida diplonte

Nos mamíferos, incluindo o ser humano, a reprodução é exclusivamente sexuada, existindo unissexualismo. Quando ocorre a fecundação forma-se o zigoto que dá início à diplofase. O ovo sofre mitoses sucessivas e origina um embrião que se vai desenvolvendo até ao nascimento. Após o nascimento a criança continua a desenvolver-se até ser um indivíduo adulto. As células da linhagem germinativa sofrem meiose e originam gâmetas haplóides.

Neste ciclo de vida predomina a diplofase e a ela pertence o indivíduo adulto. A meiose ocorre quando se formam os gâmetas, por isso, designa-se por meiose pré-gamética e as únicas células haplóides são os gâmetas.

Diversidade de estratégias na reprodução sexuada

O processo de reprodução sexuada só ocorre quando os gâmetas masculinos e os gâmetas femininos se encontram.

Reprodução sexuada nos animais

Nos animais, as estruturas onde se produzem gâmetas designam-se por gónadas. Há animais que possuem gónadas masculinos e também gónadas femininos, são designados por hermafroditas.

Pelo contrário, os animais que possuem um só tipo de gónadas (ou masculino, ou feminino) são designados por unissexuados ou gonocóricos.

Os organismos que vivem isolados realizam autofecundação, isto é, a fecundação efectua-se entre gâmetas produzidos pelo mesmo indivíduo, trata-se de um caso de hermafroditismo suficiente, garantindo a continuidade da espécie. Na maioria dos seres hermafroditas, a fecundação ocorre entre espermatozóides e óvulos produzidos em indivíduos diferentes, trata-se de hermafroditismo insuficiente, assegurando uma maior variabilidade genética nos descendentes.

Nos animais em que ocorre unissexualismo, a união de espermatozóides com óvulos efectua-se de diversos modos, dependendo da mobilidade dos animais, quer do local, meio aquático ou meio terrestre onde ocorre. Existem dois tipos fundamentais de fecundação: fecundação externa e fecundação interna.

• Fecundação externa - os machos e as fêmeas lançam os gâmetas para o meio aquático. Ocorre um sincronismo na libertação de óvulos e de espermatozóides, bem como a produção de grande quantidade de gâmetas, contribui para a eficácia da fecundação externa. Existem moléculas específicas na membrana dos óvulos que permitem que a fecundação seja possível com espermatozóides provenientes de indivíduos da mesma espécie, portadores de moléculas complementares.

• Fecundação interna - efectua-se no interior do organismo da fêmea. O macho deposita os espermatozóides no interior do sistema reprodutor da fêmea, onde ocorre a fecundação. Os gâmetas não suportam a dessecação que se verifica em meio terrestre.

A aproximação dos parceiros sexuais na época da reprodução favorece a fecundação. Ocorre um conjunto de múltiplas estratégias, definidas geneticamente e, apenas reconhecidas por indivíduos da mesma espécie. Na maioria das espécies, é o macho que procura atrair a fêmea, realizando um ritual complexo, que constitui a parada nupcial.

Reprodução sexuada nas plantas

Nas plantas, as estruturas onde são formados os gâmetas designam-se por gametângios. A estrutura produtora de gâmetas específica masculina é o anterídio e o feminino é o arquegónio. O gâmeta masculino designa-se por anterozóide e o gâmeta feminino por oosfera.

Existem plantas que possuem órgãos sexuais femininos e masculinos e produzem os dois tipos de gâmetas, designam-se por monóicas. As que possuem órgãos sexuais femininos ou masculinos e produzem só um tipo de gâmetas, designam-se por dióicas.

Existe uma grande variedade de flores que se distinguem pela sua posição na planta, pelas dimensões, pela forma e coloração das pétalas.

Para que ocorra a reprodução é necessário que se verifique a polinização, isto é, que haja transporte de grãos de pólen para os órgãos femininos da mesma flor, polinização directa, ou para os órgãos femininos de flores pertencentes a outras plantas da mesma espécie, polinização cruzada. A polinização cruzada permite uma maior variabilidade genética dos indivíduos das novas gerações.

Os grãos de pólen ao cairem sobre o estigma do sistema reprodutor da planta, ou seja, do carpelo, formam um longo tubo polínico sobre a estilete até penetrar no ovário. Ocorre a junção entre o gâmeta feminino e masculino, existe fecundação. Após a fecundação, originam-se sementes. As paredes do ovário desenvolvem-se formando o pericarpo, que envolve as sementes. O conjunto do pericarpo e da semente constitui o fruto. A dispersão dos frutos e das sementes é diversificada, podendo ser efectuada por insectos (entomófila) ou pelo vento (anemófila).

Os seres vivos também podem ser classificados quanto ao tipo de gâmetas produzidos:

• Isogâmicos - os gâmetas produzidos são morfologicamente semelhantes - isogâmetas;

• Anisogâmicos - os gâmetas produzidos são morfologicamente diferentes - anisogâmetas;

• Oogâmicos - um gâmeta é muito menor que o outro - oogâmetas.

Reprodução sexuada e variabilidade genética

Na reprodução sexuada, a meiose e a fecundação asseguram a manutenção do número de cromossomas de uma espécie de geração em geração. Estes dois processos contribuem para a variabilidade genética entre os indivíduos, pois cada ovo e cada indivíduo adulto que surge após o respectivo desenvolvimento embrionário apresenta uma mistura de genes paternos e maternos. Por isso, os descendentes são semelhantes, mas não iguais.

As quatro células haplóides resultantes de uma meiose, apresentam o mesmo número de cromossomas mas não possuem entre si a mesma informação genética.

Os dois momentos fundamentais na meiose que permitem o aparecimento de novas combinações de genes nos gâmetas são:

• Durante a profase I ocorre o emparelhamento de cromossomas homólogos, podendo verificar-se a sobreposição dos seus cromatídios em locais designados por pontos de quiasma. Nesses pontos pode ocorrer troca de segmentos de cromatídios entre dois cromossomas homólogos - crossing-over. Como nas células diplóides um dos cromossomas do par tem origem paterna e outro tem origem materna, este fenómeno permite a troca de genes entre os cromossomas dos progenitores, originando novas combinações de genes nos gâmetas. O número de combinações genéticas é ainda mais elevado devido a este fenómeno.
• Durante a anáfase I, os diferentes pares de cromossomas homólogos separam-se independentemente uns dos outros, de modo que diversas combinações de cromossomas de origem materna e paterna possam ocorrer. A separação dos cromossomas ao acaso dirigida para cada pólo da célula contribui para a variação genética das células resultantes da meiose.

O número de combinações possíveis dos cromossomas de origem paterna e de origem materna nas células haplóides depende do número cromossómico da célula diplóide. Ou seja, o número possível de combinações é 2 elevado a n, sendo n o número de pares de cromossomas homólogos.

A descendência pode receber, no mesmo cromossoma, associações de genes que nunca antes tinham ocorrido.

Quando ocorre a fecundação, o número de possibilidades diferentes de combinações genéticas possíveis no ovo é igual ao produto das combinações genéticas possíveis nos dois gâmetas que se fundem.

Assim, os indivíduos apresentam um programa genético que contribui para o tornar único, diferindo dos progenitores e dos seus irmãos, devido aos fenómenos de meiose e fecundação:

• à meiose porque a separação dos cromossomas homólogos se efectua ao acaso e também devido ao fenómeno de crossing-over;
• à fecundação porque ocorre a união ao acaso dos gâmetas com informação genética diferente.

Comparação entre a mitose e a meiose

Existem algumas diferenças entre os fenómenos de Mitose e de Meiose. No quadro seguinte encontram-se as principais diferenças.

Mutações cromossómicas

Durante o fenómeno da meiose podem ocorrer erros que conduzem a alterações na estrutura ou no número de cromossomas das células resultantes. Estas alterações designam-se por mutações cromossómicas e podem ser numéricas ou estruturais.

• Mutações numéricas - anomalias em que há alteração do número de cromossomas. Podem ocorrer em diferentes etapas da meiose: durante a divisão I, pela não separação de cromossomas homólogos; durante a divião II, pela não separação de cromatídios de cada cromossoma. A alteração do número de cromossomas ao nível dos gâmetas, quer por excesso (2n+1, trissomia) quer por défice (2n-1, monossomia), pode implicar problemas nos indíviduos.

• Mutações estruturais - envolvem alterações no número ou no arranjo dos genes, mas mantém-se o número de cromossomas. É devido, principalmente, à ruptura da estrutura linear dos cromossomas durante o crossing-over, seguida de uma reparação deficiente, responsável pelo aparecimento de sequências anormais de genes. Estas podem ser por: delecção, elimina-se um gene; duplicação, duplica um gene; inversão, troca de sequência genética; translocação, troca de genes entre cromossomas não homólogos.

As mutações podem ser espontâneas ou induzidas por agentes exteriores como raios X. A maioria destas mutações são prejudiciais para o indivíduo. No entanto, algumas delas podem ser benéficas e melhorar a capacidade de sobrevivência dos indivíduos das novas gerações.

As mutações são a fonte primária de variabilidade genética, que permite a diversidade de organismos e a evolução das espécies.

Reprodução sexuada

A reprodução sexuada constitui um processo quase universal de reprodução dos seres vivos eucariontes, podendo coexistir, no mesmo organismo com processos de reprodução assexuada.

Os indivíduos originados por reprodução sexuada não apresentam uma uniformidade de informação genética. Os descendentes possuem caracteres comuns entre si e com os progenitores, mas apresentam diferenças significativas em consequências dos fenómenos de fecundação e meiose que ocorrem.

A reprodução sexuada implica que ocorra a fusão de dois gâmetas, o gâmeta masculino e o gâmeta feminino. A célula resultante, o ovo ou zigoto, tem um conjunto de cromossomas que provém de cada um dos gâmetas. Cada par de cromossomas, um de origem materna e o outro de origem paterna, designam-se por cromossomas homólogos. Estes cromossomas têm forma e estrutura semelhantes e são portadores de genes para os mesmos caracteres. As células que possuem cromossomas homólogos designam-se por células diplóides e a sua constituição cromossómica representa-se por 2n.

Na fecundação verifica-se uma duplicação cromossómica. No entanto, a quantidade de material genético em cada espécie mantém-se constante de geração em geração. Isto implica que ocorra um processo de divisão nuclear, em que o número de cromossomas seja reduzido para metade. As células que contém apenas um cromossoma de cada par de cromossomas homólogos designam-se por células haplóides e representam-se por n.

Na reprodução sexuada, a fecundação e a meiose alternam entre si.

A meiose é o processo de divisão nuclear através do qual, a partir de uma célula com núcleo diplóide, se podem formar células com núcleo haplóide.

Na meiose ocorrem duas divisões sequenciais, a divisão I e a divisão II, que dá origem a quatro núcleos haplóides. A divisão I é reducional, porque o número de cromossomas fica reduzido; a divisão II é equacional, como a mitose.

A divisão I é precedida pela interfase. Durante a interfase, no período S ocorre a replicação do ADN constituinte dos cromossomas e no início da meiose, cada cromossoma é formado por dois cromatídios.

Divisão I- Divisão reducional

• Prófase I - ocorre o emparelhamento dos cromossomas homólogos - sinapse - formando-se díadas cromossómicas, mas como cada cromossoma do par de homólogos tem dois cromatídios designa-se por tetrada cromatídica. Surgem pontos de cruzamento entre dois dois cromatídios de dois cromossomas homólogos, os pontos de quiasma. Nesses pontos podem ocorrer quebra e troca de segmentos de cromatídios entre dois cromossomas homólogos - crossing-over. O nucléolo e a membrana nuclear desaparecem e inicia-se a formação do fuso acromático.
• Metáfase I - os pares de cromossomas dispõem-se na região equatorial do fuso, ficando os cromossomas de cada par de homólogos com os respectivos centrómeros orientados em pólos opostos e os pontos de quiasma na região equatorial. A orientação do par de homólogos é aleatória havendo depois a distribuição ao acaso de cromossomas maternos e paternos pelas células-filhas.
• Anáfase I - separação ao acaso dos homólogos e em seguida ocorre a ascensão polar devido à quebra dos pontos de quiasma e assim, um cromossoma de cada par de homólogos dirige-se para um pólo enquanto que o outro se dirige para um pólo oposto. Cada cromossoma sobe aos pólos com os seus dois cromatídios - redução para metade do número de cromossomas.
• Telófase I - um cromossoma de cada par de homólogos atinge os pólos. Desaparece o fuso acromático, reconstitui-se a membrana nuclear e inicia-se a individualização dos dois núcleos haplóides tens cada cromossoma dois cromatídios.

Divisão II - Divisão equacional

• Prófase II - os cromossomas constituídos por dois cromatídios tornam-se mais grossos e mais curtos. Organiza-se o fuso acromático e o invólucro nuclear desaparece.
• Metáfase II - os cromossomas encontram-se no seu máximo de encurtamento. Dispõem-se na zona equatorial do fuso acromático com os centrómeros no plano equatorial.
• Anáfase II - os centrómeros dividem-se e os dois cromatídios de cada cromossoma, que passam a constituir cromossomas independentes, separam-se e migram para pólos opostos da célula.
• Telófase II - os cromossomas atingem os pólos da célula e tornam-se mais finos e longos. Organiza-se o invólucro nuclear em volta de cada conjunto de cromossomas.

Aqui deixo um vídeo sobre a meiose.

http://www.youtube.com/watch?v=47vf2m-Iyb8

Mecanismos de reprodução assexuada

Olá! Hoje irei falar sobre os diferentes tipos de reprodução assexuada.

A reprodução é o fenómeno que garante a continuidade das gerações e a transmissão da vida. Existem dois tipos fundamentais: a reprodução assexuada, que forma novos indivíduos a partir de um só progenitor, sem ocorrer fusão de gâmetas; e a reprodução sexuada, onde os novos indivíduos são originados a partir de um ovo, célula que resulta da fusão de dois gâmetas.

A reprodução é sempre baseada na divisão celular e na capacidade de replicação do ADN, garantindo a passagem de informação genética ao longo das sucessivas gerações.

A reprodução assexuada pode manifestar-se através de diversos processos que têm em comum as seguintes características:

• São rápidos e conduzem à obtenção de um elevado número de descendentes, o que permite uma rápida dispersão das populações;
• Apenas é necessário um progenitor para originar descendentes, o que representa menos dispêndio de energia;
• Os descentes possuem a mesma informação genética entre si e entre o progenitor;
• Ocorrem quando as condições ambientais são favoráveis, permitindo crescimentos acentuados nas populações.

Algumas estratégias de reprodução assexuada são:

• Bipartição ou cissipartição - divisão de um ser em dois com dimensões idênticas. Por exemplo a amiba, a planária e a paramécia.
• Gemulação - formação de uma ou mais saliências, os gomos ou gemas, que se desenvolvem e separam, originando novos seres. Por exemplo, as leveduras, as hidras de água doce.
• Esporulação - formação de células reprodutoras, os esporos, cada um dos quais pode originar um novo indivíduo. Por exemplo, o bolor do pão.
• Multiplicação vegetativa - formação de novos seres a partir do desenvolvimento de certas estruturas vegetativas, como raízes, caules, folhas. Por exemplo, os fetos e o morangueiro.
• Fragmentação - separação de fragmentos do corpo, originando cada fragmento um novo indivíduo por regeneração. Por exemplo, as algas e a estrela-do-mar.
• Partenogénese - formação de novos indivíduos exclusivamente a partir do desenvolvimento de gâmetas femininos não fecundados. Por exemplo, pulgões e dáfnias.

Todos os processos de reprodução assexuada têm em comum o facto de os descendentes resultarem de uma ou várias células do progenitor. Essas células resultam de um processo de divisão mitótica, por isso, possuem a mesma constituição genética do progenitor. Por esta razão, a produção de indivíduos por reprodução assexuada designa-se clonagem e os indivíduos por clones.

As plantas reproduzem-se naturalmente por multiplicação vegetativa, no entanto foram-se desenvolvendo técnicas de propagação artificial de espécies com interesse económico. A clonagem de plantas realiza-se a partir de um fragmento de uma planta que forma outra planta geneticamente igual. As células se forem diferenciadas sofrem desdiferenciação, tendo a capacidade de originar todos os tecidos característicos da planta. Este processo é designado por micropropagação.

A ovelha Dolly é o caso mais conhecido de clonagem em animais por transferência de núcleos de células somáticas. A Dolly é um clone de uma ovelha de onde foi retirado o núcleo de uma célula diferenciada e introduzida no oócito já sem núcleo. O ovo sofreu sucessivas mitoses e especializou-se em certos tecidos formando a ovelha. A ovelha Dolly é geneticamente igual à ovelha que foi clonada, logo a reprodução assexuada tem uma reduzida variabilidade genética.

A possibilidade de clonar um animal evidencia que o núcleo de uma célula especializada pode perder a sua especificidade, comportando-se como o núcleo de um ovo a partir do qual ocorre o desenvolvimento de um ser multicelular com uma grande diversidade de tipos de células.

Diferenciação celular

O desenvolvimento de um indivíduo compreende um conjunto de fenómenos biológicos que decorrem desde a célula-ovo até ao estado adulto. A divisão celular permite a regeneração de certos tecidos e órgãos dos organismos bem como o crescimento dos seres pluricelulares. Caso não tenha ocorrido nenhum erro, as células que resultam das divisões mitóticas do ovo possuem o mesmo número de cromossomas, ou seja, com a mesma informação genética.

Durante o processo de crescimento de um organismo, as células, apesar de serem geneticamente idênticas, vão sofrendo um processo de diferenciação celular que as torna morfologicamente diferentes e capazes de desempenhar determinada função.

As células diferenciadas podem perder a sua especialização, tornando-se células indiferenciadas. Estas células readquirem a capacidade de originar um indivíduo completo e designam-se totipotentes, pois conservam todas as potencialidades genéticas do núcleo inicial. Esta capacidade das células está a ser investigada para posteriores tratamentos de doenças, como a diabetes e a doença de Parkinson. Através da cultura de tecidos pretende-se obter a partir de células indiferenciadas tecidos específicos.

A diferenciação celular envolve a expressão de determinados genes e a inactivação de outros.

A célula possui rigorosos mecanismos de regulação capazes de assegurar que num determinado momento da vida determinados genes estejam activos e outros não. Esse controlo ocorre em diferentes níveis de expressividade do ADN e com intervenção de moléculas. O controlo faz-se ao nível da transcrição e ao nível da tradução, e é influenciado por elementos provenientes do ambiente. Por exemplo, as metaplasias são mudanças reversíveis num determinado tipo de células que são substituídas por células de outro tipo.

Variação da quantidade de ADN durante a mitose

Na divisão celular, o programa genético de uma célula é transmitido com fidelidade às células-filhas, garantindo a estabilidade genética através de sucessivas gerações. Durante a Interfase, no período S, ocorre a replicação semiconservativa das moléculas de ADN que fazem parte dos cromossomas. Estes ficam constituídos por dois cromatídios ligados pelo centrómero. As células ficam com a informação genética duplicada. Na fase G2 cada um dos cromatídios de cada cromossoma é idêntico, tanto no plano genético como na fisiologia, ao cromossoma inicial da fase G1. Durante a mitose, e após a clivagem dos centrómeros, cada um dos cromossomas-irmãos migra para os pólos da célula. Na anáfase ocorre uma distribuição equitativa dos cromossomas e do ADN pelas células-filhas. Estas recebem um número de cromossomas idêntico ao da célula-mãe e, portanto, a mesma informação genética, garantindo a estabilidade genética através das gerações, se nenhum erro ocorrer.

Regulação do Ciclo Celular

Olá! Hoje irei falar sobre a regulação do ciclo celular.

Existem mecanismos de regulação do ciclo celular. Estes mecanismos actuam em três pontos (final da G1, durante a mitose e final da G2) e só avança se determinadas condições se verificarem.

• Controlo em G1 - as células fazem uma “avaliação interna” relativamente ao prosseguimento do ciclo celular. Se for negativa a célula não se divide e fica em G0, permanecem neste estado até serem estimuladas para prosseguirem o seu ciclo celular. Se a molécula de ADN se encontrar danificado e não puder ser reparado irá ocorrer a apoptose ou morte celular. A apoptose é um processo em que se verifica a auto-destruição da célula, visto que esta não se encontra em condições para se dividir. Verifica-se o colapso do núcleo, a fragmentação do material genético e a fragilização da membrana plasmática, até que a célula acaba por se fragmentar.
• Controlo em G2 – o ciclo celular prossegue se a replicação semiconservativa do ADN ocorreu correctamente. Caso haja algum dano na molécula de ADN ocorre a apoptose celular.
• Controlo na Mitose – a mitose é interrompida se os cromossomas não se alinham de forma adequada ou não se distribuem de forma equitativa pelas células-filhas.

Quando estes mecanismos de regulação do ciclo celular falham, pode ocorrer, por exemplo, um cancro ou neoplasia maligna. Numa neoplasia, as células dividem-se descontroladamente e podem adquirir características de malignidade. As células dos tumores malignos podem se espalhar para tecidos vizinhos – metastização.

Os mecanismos de regulação são influenciados por moléculas provenientes quer do meio interno quer do meio externo. É fundamental evitar situações que possam danificar o ADN, como as radiações, na medida em que os mecanismos de reparação e de controlo podem não actuar.

Deixo aqui um vídeo sobre a mitose.

http://www.youtube.com/watch?v=5gV5OML7jtA

Ciclo Celular

Olá! Hoje irei falar sobre o ciclo celular que corresponde ao conjunto de transformações que ocorrem desde a formação de uma célula até ao momento em que se divide para formar duas novas células. O ciclo celular de uma célula é composto por duas fases: a interfase e a fase mitótica ou período da divisão celular.

Interfase - é a fase entre o fim de uma divisão celular e o início da seguinte. A generalidade das células passa a maior parte da sua vida em interfase. Durante esse período verifica-se uma intensa actividade metabólica vital. A célula prepara-se para a divisão celular. Ocorre o aumento do tamanho da célula e a duplicação do conteúdo celular. Os centríolos são estruturas cilíndricas constituídas por microtúbulos (filamentos cilíndricos constítuidos por uma proteína) que também duplicam. Durante a interfase os cromossomas encontram-se distendidos. Quando uma célula se divide, cada nova célula recebe os organelos e o ADN necessários para o seu funcionamento. A interfase pode ser subdividida em três fases, designadas Fase G1, S e G2. Na fase G1 existe crescimento celular acompanhado de uma intensa actividade de síntese de proteínas, enzimas e organelos celulares. Na fase S ocorre a replicação de cada uma das moléculas de ADN, que se associam às respectivas proteínas. Cada cromossoma passa a ser constituído por dois cromatídios ligados pelo centrómero. É também durante esta fase, que fora do núcleo nas células animais ocorre a duplicação dos centríolos. A fase G2 decorre entre o final da síntese de ADN e o início da mitose. Neste período dá-se a síntese de biomoléculas necessárias à divisão celular. Fase mitótica - durante esta fase podem considerar-se duas etapas: a mitose (divisão do núcleo) e a citocinese (divisão do citoplasma). Mitose: corresponde à divisão do núcleo em dois, com o mesmo tipo e quantidade de ADN que o núcleo original. O ADN, que durante a interfase se encontrava disperso sob a forma de cromatina, condensa-se para formar cromossomas durante a mitose. Embora a mitose seja um processo contínuo, pode-se distinguir quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase.

• Prófase - os filamentos de cromatina condensam-se, tornando-se cada vez mais grossos e densos, passando cada cromossoma a ser constituído por dois cromatídios unidos pelo centrómero. Os dois pares de centríolos começam a afastar-se em sentidos opostos, formando entre eles o fuso acromático ou mitótico. Quando os centríolos atingem os pólos, a membrana nuclear desorganiza-se.
• Metáfase - os cromossomas atingem o seu máximo de encurtamento. Os pares de centríolos estão nos pólos da célula e o fuso acromático completa o seu desenvolvimento. Os cromossomas deslocam-se para o plano equatorial, formando a placa equatorial, em que os centrómeros estão voltados para o centro e os braços dos cromossomas estão voltados para fora.
• Anáfase - ocorre a clivagem de cada um dos centrómeros, separando-se os cromatídios, que passam a constituir dois cromossomas independentes. As fibrilas encurtam-se e cada cromossoma (agora constituído por um cromatídio) ascende para os pólos. No final da anáfase, os dois pólos da célula têm conjuntos completos e equivalentes de cromossomas e, portanto, de ADN.
• Telófase - a membrana nuclear reorganiza-se à volta dos cromossomas de cada célula-filha, os nucléolos reaparecem, dissolve-se o fuso acromático, os cromossomas descondensam-se e alongam-se. A célula fica constituída por dois núcleos.

Depois da mitose ocorre a citocinese que consiste na divisão do citoplasma e, consequentemente, a individualização das duas células-filhas. Nas células animais, nos dois últimos estádios da mitose, no fim da anáfase e na telófase, forma-se na zona do 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-filhas.

No entanto, nas células vegetais a citocinese processa-se de um modo diferente pois não ocorre por estrangulamento, devido à parede celular rígida destas não o permitir. A citocinese ocorre devido às vesículas derivadas do Complexo de Golgi que se alinham na zona equatorial da célula, posteriormente estas fundem-se e o seu conteúdo forma uma placa de fragmoplastos em torno da qual mais tarde se deposita a celulose. Originando assim as duas paredes celulares das duas células-filhas.

No quadro seguinte faz-se uma comparação entre a fase mitótica em células animais e em células vegetais:

Fontes: http://pt.shvoong.com/exact-sciences/biology/418160-ciclo-celular/ http://disciplinex.wordpress.com/2008/11/14/citocinese/ http://www.colegioportugal.pt/fi_ciclo_celular.pdf

Estrutura dos cromossomas

Olá! Hoje irei falar da estrutura dos cromossomas das células eucarióticas. A informação genética dos organismos eucariontes encontra-se distribuída por várias moléculas de ADN, as quais estão associadas a proteínas designadas histonas, que conferem estabilidade ao ADN e são responsáveis pelo processo de condensação. Cada porção de ADN associado às histonas constitui um filamento de cromatina. Estes filamentos podem encontrar-se dispersos no núcleo da célula. No entanto, quando a célula está em divisão, estes filamentos duplicam e sofrem um processo de espiralização (condensação)originando filamentos curtos e espessos. Neste processo de espiralização, o filamento de ADN enrola-se em torno das histonas, formando nucleossomas. Estes, por sua vez, podem dispor-se de tal maneira, que conduzem à formação dos cromossomas no seu estado mais condensado. Cada cromossoma passa a ser constituído por dois cromatídios, que resultaram da replicação do filamento inicial de cromatina, e cada um dos cromatídios é formado por uma molécula de ADN e por proteínas. Os cromatídios de um cromossoma encontram-se unidos por uma estrutura resistente designada centrómero. Em alguns períodos da vida celular, cada cromossoma é formado por uma única molécula de ADN associada a proteínas, constituído por um cromatídio.

Mutações génicas

Olá! Hoje irei falar um pouco das mutações génicas. O material genético não permanece imutável, pode ser modificado. As mutações génicas são alterações na sequência nucleotídica do ADN, os indivíduos que as manifestam dizem-se mutantes. As alterações na sequência nucleotídica do ADN pode variar, desde a delecção ou inserção de uma única base azotada, a sua substituição por outra, ou até modificações mais profundas envolvendo várias bases. Uma alteração na sequência de bases pode conduzir a mudanças na estrutura e função da proteína sintetizada, podendo alterar vários mecanismos biológicos do organismo. O efeito de uma mutação a nível celular pode ser tão pequeno que não permite evidenciar-se facilmente, mas pode ser tão significativo que pode conduzir à morte da célula ou do organismo. Embora as mutações sejam muitas vezes perigosas, nem sempre têm efeitos desastrosos. Podem ocorrer mutações silenciosas, o codão mutado pode codificar o mesmo aminoácido não provocando alterações na proteína devido à redundância do código genético. Quando as mutações ocorrem ao nível das gâmetas, mutações germinais, podem ser transmitidas à geração seguinte. Mas se as mutações têm lugar nas células somáticas, mutações somáticas, não são transmissíveis à descendência. Os agentes mutagénicos podem ser:

• biológicos, como os vírus
• físicos, como os raios X, os raios gama e as radiações ultravioleta
• químicos, como os corantes alimentares, fumo do tabaco e drogas

As mutações promovem a variabilidade na informação genética e permitem a evolução das espécies.

Mecanismo de síntese de proteínas

O mecanismo de síntese de proteínas compreende duas etapas fundamentais:

• Transcrição da informação genética - esta etapa ocorre no núcleo e corresponde à síntese de RNA mensageiro a partir de uma cadeia de ADN que lhe serve de molde, por complementaridade de bases. Ao realizar-se a transcrição, só uma das cadeias do ADN é utilizada como molde. O RNA polimerase fixa-se sobre uma sequência de ADN, provoca a sua abertura, e inicia-se a transcrição da informação. A síntese de RNA a partir de nucleótidos livres faz-se na direcção 5' para 3'. Após a passagem da RNA polimerase a cadeia de ADN volta a estabelecer pontes de hidrogénio entre as bases. Depois da síntese do RNA-pré-mensageiro ocorrem um conjunto de transformações que consiste no processamento deste RNA. Neste processamento são retirados os intrões (sequências de nucleótidos que não codificam informação) e há a posterior união dos exões (sequências que codificam informação), tornando o RNAm funcional que migra do núcleo para o citoplasma, fixando-se nos ribossomas.

• Tradução da informação genética - nesta etapa, a informação genética contida no RNAm é traduzida numa sequência de aminoácidos. É nos ribossomas que ocorre a tradução da mensagem contida no RNAm. O RNA de transferência (RNAt) selecciona e transfere os aminoácidos para os ribossomas. Cada RNAt tem numa sequência de três nucleótidos, designado anticodão, que é complementar de um dos codões do RNAm. Esta etapa divide-se em três fases:
• Iniciação - a subunidade pequena do ribossoma liga-se ao RNAm na região do codão de iniciação (AUG). O RNAt, que transporta o aminoácido metionina, liga-se ao codão de iniciação. A subunidade grande liga-se à subunidade pequena do ribossoma, tornando-o funcional.
• Alongamento - o anticodão de um novo RNAt, que transporta um segundo aminoácido, liga-se ao segundo codão por complementaridade. Estabelece-se a primeira ligação peptídica entre os aminoácidos. O ribossoma avança três bases e o processo repete-se ao longo do RNAm. O estabelecimento destas ligações requer energia, fornecida pelas moléculas de ATP.
• Finalização - quando o ribossoma chega a um codão de finalização e por complementaridade o reconhece, termina a síntese. A cadeia polipeptídica destaca-se. As subunidades do ribossoma separam-se e podem ser utilizadas para iniciar uma nova síntese.

A síntese de proteínas tem características importantes:

• rapidez - uma célula pode sintetizar uma proteína que contém 140 aminoácidos, em dois ou três minutos;
• amplificação - a mesma zona de ADN pode ser transcrita várias vezes, formando-se várias moléculas de RNAm idênticas, o que compensa a sua curta duração.

Código genético

O código genético é como um "dicionário" utilizado pela célula na expressão da informação genética. A informação contida na sequência de nucleótidos determina uma sequência de vários aminoácidos ao nível dos ribossomas. Como existem quatro nucleótidos (C, G, A e U) é impossível codificar os vinte aminoácidos. Mas se o código consistir numa sequência de três nucleótidos, passam a existir 64 possibilidades, número mais do que suficiente para codificar os aminoácidos conhecidos. Três nucleótidos consecutivos de ADN constituem um tripleto, que representa a quantidade de mensagem genética necessária à codificação de um aminoácido. Cada grupo de três nucleótidos do RNA mensageiro que codifica um determinado aminoácido ou o início ou o fim da síntese proteíca designa-se codão. As características do código genético são:

• universalidade - todas as células de todos os organismos possuem uma linguagem comum;
• redundância - vários codões são sinónimos, ou seja, podem codificar o mesmo aminoácido;
• código genético não é ambíguo - a cada codão corresponde um só aminoácido;
• terceiro nucleótido de cada codão não é tão específico como os dois primeiros - um aminoácido, por exemplo valina, pode ser codificado pelos codões GUU, GUC, GUA e GUG;
• tripleto AUG tem uma dupla função - este codão codifica o aminoácido metionina e é o codão de iniciação da síntese proteíca;
• tripletos UAA, UAG, UGA são codões de finalização ou codões "stop" - estes codões são a instrução para o fim da cadeia de síntese e não codificam aminoácidos.

Estrutura e composição do RNA

Olá! Hoje estudámos a composição e estrutura do RNA e o código genético e é sobre isso que irei falar hoje.

O ácido ribonucleico (RNA) é um polímero de nucleótidos. Cada nucleótido é constituído por um grupo fosfato, uma pentose (a ribose) e uma base azotada que pode ser a adenina, a citosina, a guanina ou o uracilo (base em anel simples ou pirimídica).

No quadro abaixo, podemos identificar algumas diferenças entre o RNA e o ADN.

O RNA tem como função intervir na síntese de proteínas. A informação para a sequência dos aminoácidos de cada proteína está contida nos genes (segmentos de ADN). A ordem dos nucleótidos de um gene determina a ordem dos aminoácidos de uma proteína. No entanto, as células não usam directamente a informação contida no ADN. O responsável é o RNA que estabelece a transferência da informação.

As moléculas de RNA formam-se no núcleo da célula e migram para o citoplasma, transportando a mensagem contida no gene. Esse RNA funciona como mensageiro, RNA mensageiro, entre o ADN e os ribossomas que fazem a leitura da mensagem, contida no RNA mensageiro, para a formação de proteínas. Os ribossomas podem encontrar-se livres no citoplasma ou associados ao retículo endoplasmático rugoso. Um ribossoma é constituído por duas subunidades (uma subunidade menor e outra maior), em cuja constituição entram proteínas e o RNA ribossómico.