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Revisão – Protozoários 1- Como os eucariotas unicelulares adquiriram considerável complexidade estrutural mesmo sendo compostos por apenas uma célula? R: Os eucariotas unicelulares adquiriram considerável complexidade estrutural por meio de um processo evolutivo conhecido como endossimbiose. De acordo com essa teoria, os ancestrais dos eucariotas atuais eram células procariontes simples que, em algum momento, englobaram outras células procariontes em um processo de endocitose. Em vez de digerir essas células, a célula hospedeira desenvolveu uma relação simbiótica com elas, permitindo que as células englobadas continuassem a sobreviver dentro da célula hospedeira. Com o tempo, essa relação simbiótica evoluiu para uma relação de dependência mútua, na qual as células englobadas forneciam benefícios como a capacidade de produzir ATP por meio da respiração aeróbica, enquanto a célula hospedeira fornecia um ambiente protetor e uma fonte constante de nutrientes. Esse processo resultou em células eucariotas com organelas como mitocôndrias e cloroplastos, que são derivados de bactérias endossimbiontes. Essa simbiose foi um fator chave na evolução de organismos unicelulares para formas mais complexas de vida multicelular. 2- Diferencie os seguintes grupos: Euglenozoa, Apicomplexa, Ciliophora e Dinoflagellata. R: Euglenozoa: são protistas unicelulares móveis, geralmente encontrados em ambientes de água doce. Eles possuem um flagelo que lhes permite se mover, além de uma estrutura chamada estigma, que é sensível à luz e ajuda a direcionar a célula em direção à fonte de luz. Alguns euglenozoários são autotróficos, enquanto outros são heterotróficos ou mistos. Apicomplexa: são protistas unicelulares parasitas que podem causar doenças graves em animais, incluindo humanos. Eles possuem um complexo apical especializado que lhes permite se fixar e invadir as células hospedeiras. Exemplos de apicomplexos incluem Plasmodium, o parasita que causa a malária, e Toxoplasma gondii, o parasita que causa a toxoplasmose. Ciliophora: são protistas unicelulares com cílios curtos, muitas vezes encontrados em ambientes de água doce. Os cílios são usados para se mover e capturar alimentos. Eles também possuem uma estrutura chamada macronúcleo, que é responsável pela regulação dos processos metabólicos, e um micronúcleo, que é usado para reprodução sexual. Dinoflagellata: são protistas unicelulares que possuem dois flagelos, um que os move longitudinalmente e outro que os move transversalmente. Eles são comuns em ambientes marinhos e costeiros e são uma importante fonte de alimento para muitos organismos marinhos. Algumas espécies de dinoflagelados são responsáveis pelo fenômeno da maré vermelha, que pode ser tóxico para a vida marinha e para os seres humanos. 3- Diferencie núcleos vesicular e compacto. R: Os núcleos vesiculares e compactos referem-se à organização da cromatina dentro do núcleo das células eucarióticas. O núcleo vesicular é caracterizado pela presença de uma membrana nuclear bem definida, que delimita a região onde se encontra o material genético. A cromatina é organizada de forma menos compacta, com as fibras de DNA mais afastadas entre si, permitindo a entrada de enzimas e proteínas que realizam a transcrição e replicação do DNA. Esse tipo de organização é comum em células que estão em fase de divisão celular e em células que realizam atividades metabólicas intensas. Por outro lado, o núcleo compacto não apresenta uma membrana nuclear bem definida e a cromatina é organizada de forma mais densa, com as fibras de DNA próximas entre si, dificultando a entrada de enzimas e proteínas. Esse tipo de organização é comum em células em estado de repouso ou quiescência, ou seja, células que não estão em atividade metabólica intensa. 4- Explique as transições do endoplasma e ectoplasma no movimento ameboide. Qual é a hipótese atual sobre o papel da actina nos movimentos ameboides? R: O movimento ameboide é um tipo de locomoção realizado por alguns tipos de células eucarióticas, como amebas e células brancas do sangue. Esse tipo de movimento envolve a extensão de projeções citoplasmáticas chamadas pseudópodes, que se aderem ao substrato e puxam o restante da célula para frente. O endoplasma e ectoplasma são regiões distintas do citoplasma das células ameboides. O endoplasma é a região mais fluida do citoplasma, onde se encontram os organelos celulares, enquanto o ectoplasma é uma camada mais externa e mais rígida, que mantém a forma da célula. Durante o movimento ameboide, ocorrem transições entre essas duas regiões. Os pseudópodes são inicialmente formadas a partir de uma região do ectoplasma que se torna mais fluida, permitindo a formação de projeções. O endoplasma então flui para dentro dessas projeções, impulsionando a célula para a frente. À medida que a célula se move, o ectoplasma se forma novamente ao redor do endoplasma, mantendo a forma da célula. A hipótese atual sobre o papel da actina nos movimentos ameboides é que ela é um dos principais componentes do citoesqueleto das células ameboides e é responsável por fornecer suporte estrutural e força para a formação dos pseudópodes. A actina é uma proteína fibrosa que se organiza em filamentos, e seu rearranjo permite a formação e a retração das projeções citoplasmáticas durante o movimento ameboide. Além disso, outras proteínas associadas à actina, como miosina e cinesina, também desempenham um papel importante no movimento ameboide, medindo a contração e relaxamento dos filamentos de actina. 5- Diferencie lobópodes, filópodes, reticulópodes e axópodes. R: Lobópodes, filópodes, reticulópodes e axópodes são quatro tipos de pseudópodes encontrados em diferentes grupos de organismos eucarióticos unicelulares, como amebas e foraminíferos. Eles diferem em sua morfologia e função: • Lobópodes: são pseudópodes volumosos e arredondados que se projetam do corpo da célula, geralmente utilizados para a locomoção e captura de alimentos. Exemplos de organismos que apresentam lobópodes são as amebas. • Filópodes: são pseudópodes finos e alongados, semelhantes a filamentos, que podem ser usados para a locomoção e captura de alimentos. Exemplos de organismos que apresentam filópodes são algumas amebas e foraminíferos. • Reticulópodes: são pseudópodes ramificados e interconectados, formando uma rede complexa, usada para a captura de alimentos e locomoção. Organismos como os foraminíferos apresentam reticulópodes. • Axópodes: são pseudópodes finos e rígidos, constituídos por feixes de microtúbulos, que podem ser usados para a locomoção e captura de alimentos. Exemplos de organismos que apresentam axópodes são as radiolárias. Atualmente, acredita-se que a actina, uma proteína presente em todas as células eucarióticas, seja fundamental para a formação e manutenção dos pseudópodes em movimentos ameboides. A actina forma filamentos que se reorganizam rapidamente para promover a protrusão e a contração dos pseudópodes, permitindo a locomoção e a captura de alimentos. 6- Confronte a estrutura de um axonema de um cílio com aquela de um cinetossomo. R: Tanto os cílios quanto os flagelos possuem axonemas, que são estruturas cilíndricas compostas por nove pares de microtúbulos periféricos duplos e um par central de microtúbulos singelos, organizados em uma disposição chamada de padrão 9+2. O cinetossomo, por outro lado, é uma estrutura basal que se origina no corpo basal dos cílios e flagelos. É composto por nove microtúbulos, mas diferentemente do axonema, eles são organizados em um padrão 9x3, ou seja, há três microtúbulos em cada um dos nove pares periféricos, mas não há microtúbulos centrais. O cinetossomo é responsável por ancorar o axonema à membrana celular e fornecer suporte estrutural para os cílios e flagelos. 7- O que é a hipótese do deslizamento dos microtúbulos? R: A hipótese do deslizamento dos microtúbulos é uma teoria proposta paraexplicar o movimento dos cílios e flagelos. Essa hipótese sugere que o movimento é gerado pelo deslizamento dos microtúbulos do axonema em relação aos microtúbulos adjacentes, impulsionado pela atividade de motores moleculares, como a dineína e a cinesina. Esse deslizamento resulta em uma flexão do axonema, que produz o movimento das estruturas cilíndricas. A hipótese do deslizamento dos microtúbulos é atualmente a explicação mais aceita para o movimento dos cílios e flagelos. 8- Explique como os protozoários se alimentam, digerem seu alimento, realizam a osmorregulação e respiram. R: Protozoários são unicelulares e heterotróficos, ou seja, não conseguem produzir seu próprio alimento e precisam consumir outros organismos ou matéria orgânica para sobreviver. A forma como os protozoários se alimenta pode variar dependendo do grupo taxonômico e da espécie em questão. Alguns protozoários, como os ciliados e ameboides, utilizam pseudópodes (prolongamentos da membrana plasmática) para capturar partículas de alimento, como bactérias, algas e detritos, que são então internalizadas em vacúolos digestivos. Outros protozoários, como os flagelados, podem utilizar seus flagelos para criar correntes de água que trazem partículas de alimento até eles. A digestão dos alimentos nos protozoários é realizada principalmente em vacúolos digestivos, que contêm enzimas digestivas para quebrar as partículas de alimento em moléculas menores. Essas moléculas são então absorvidas pela célula e utilizadas para obter energia e construir novas estruturas celulares. A osmorregulação, ou controle do equilíbrio de água e sais no interior da célula, é essencial para a sobrevivência dos protozoários. Alguns protozoários, como os ciliados e ameboides, mantêm o equilíbrio osmótico por meio da regulação ativa do movimento de água e íons através da membrana celular. Outros, como os flagelados, podem possuir um vacúolo contrátil que ajuda a remover o excesso de água do interior da célula. A respiração nos protozoários pode ser aeróbica ou anaeróbica, dependendo da espécie e das condições ambientais. Alguns protozoários, como os ciliados e ameboides, podem trocar gases diretamente com o meio ambiente através da membrana celular. Outros, como os flagelados, podem possuir mitocôndrias para realizar a respiração celular e produzir energia em forma de ATP. Alguns protozoários também são capazes de fermentação para produzir energia em condições anaeróbicas. 9- Diferencie: fissão binária, brotamento, fissão múltipla e reproduções assexuada e sexuada. R: • Fissão binária: é um tipo de reprodução assexuada em que uma célula se divide em duas células-filhas iguais, cada uma com o mesmo número de cromossomos que a célula-mãe. Este processo é comum em bactérias e alguns protozoários. • Brotamento: é um tipo de reprodução assexuada em que uma célula-filha se desenvolve a partir de uma célula-mãe, formando uma saliência que eventualmente se separa da célula-mãe. Este processo é comum em leveduras e cnidários. • Fissão múltipla: é um tipo de reprodução assexuada em que uma célula se divide em várias células-filhas ao mesmo tempo. Este processo é comum em alguns protozoários e algas unicelulares. • Reprodução assexuada: é um tipo de reprodução em que apenas um indivíduo está envolvido, e a descendência é geneticamente idêntica ao progenitor. Os exemplos incluem a fissão binária, brotamento e fissão múltipla. • Reprodução sexuada: é um tipo de reprodução que envolve a fusão de gametas (células reprodutivas) de dois indivíduos para produzir uma nova descendência geneticamente diversa. A maioria dos animais e plantas reproduzem-se sexualmente. 10- Qual é o valor do encistamento para a sobrevivência? R: O encistamento é uma estratégia de sobrevivência usada por muitos organismos unicelulares, como protozoários, para sobreviver em condições adversas. Durante o encistamento, o organismo se envolve em uma camada protetora resistente para se proteger do ambiente hostil. Essa camada pode proteger o organismo contra a dessecação, altas temperaturas, baixas temperaturas, produtos químicos tóxicos, radiação, falta de nutrientes e outros fatores adversos. O encistamento é especialmente importante para a sobrevivência em ambientes instáveis e variáveis, como os ambientes aquáticos. Quando as condições ambientais são desfavoráveis, como durante a seca ou a poluição, muitos organismos podem se encistar para sobreviver até que as condições ambientais se tornem favoráveis novamente. Isso permite que esses organismos continuem a viver em um ambiente que, de outra forma, seria inabitável para eles. Além disso, o encistamento também pode ajudar a espalhar esses organismos para novos locais, permitindo que eles colonizem novos ambientes quando as condições são adequadas. 11- Compare e dê um exemplo de um eucariota unicelular autótrofo e um heterótrofo. R: Um exemplo de eucariota unicelular autótrofo é a alga verde Chlamydomonas, que realiza fotossíntese para produzir seu próprio alimento. Já um exemplo de eucariota unicelular heterótrofo é o protozoário Paramecium, que se alimenta de bactérias e outros microrganismos engolfando-os com seu vacúolo alimentar. Ambos os organismos são unicelulares, mas diferem em como obtêm seus nutrientes. 12- Cite três tipos de amebas e descreva seus habitats. R: Existem várias espécies de amebas, cada uma com suas próprias características e habitats. Aqui estão três exemplos: Amoeba proteus: Essa é uma das espécies de amebas mais comuns e é frequentemente usada em laboratórios para estudo. Ela vive em água doce, lodo, detritos e na superfície de plantas aquáticas. Acanthamoeba: Essa ameba é encontrada em uma grande variedade de ambientes, incluindo solos, água doce, salgada e lodo. Ela também pode ser encontrada em ambientes artificiais, como lentes de contato e sistemas de água encanada. Entamoeba histolytica: Essa ameba é um parasita humano patogênico que pode causar amebíase intestinal. Ela é comum em áreas com más condições sanitárias, onde as pessoas têm maior risco de contrair a doença. 13- Esquematize o ciclo de vida geral dos organismos que causam a malária. O que poderia explicar o ressurgimento da malária nos últimos anos? R: O ciclo de vida da malária envolve dois hospedeiros: o mosquito Anopheles (hospedeiro definitivo) e o ser humano (hospedeiro intermediário). Fase hepática: • Os esporozoítos são injetados na corrente sanguínea do hospedeiro humano quando uma fêmea do mosquito Anopheles pica. • Os esporozoítos viajam até o fígado e invadem as células hepáticas. • Dentro das células hepáticas, eles se multiplicam e se transformam em merozoítos. Fase sanguínea: • Os merozoítos são liberados do fígado na corrente sanguínea do hospedeiro humano. • Eles invadem as células vermelhas do sangue e se multiplicam dentro delas. • As células infectadas se rompem, liberando mais merozoítos na corrente sanguínea. • Os merozoítos liberados podem invadir outras células vermelhas do sangue ou serem capturados por um mosquito Anopheles durante uma picada. Fase no mosquito: • No intestino do mosquito Anopheles, os merozoítos se transformam em gametócitos masculinos ou femininos. • Durante a alimentação, o mosquito pega os gametócitos do sangue do hospedeiro humano. • Os gametócitos se fundem no intestino do mosquito, formando zigotos que se desenvolvem em oocistos. • Dentro dos oocistos, ocorre meiose e formação de esporozoítos, que migram para as glândulas salivares do mosquito. • Quando o mosquito pica novamente um hospedeiro humano, os esporozoítos são injetados na corrente sanguínea, iniciando novamente o ciclo. O ressurgimento da malária nos últimos anos pode ser atribuído a diversos fatores, como o aumento da resistência dos mosquitos a inseticidas, a falta de acesso a tratamentos eficazes em algumas áreas afetadas e as mudanças climáticas, que têm alterado as áreasde distribuição do mosquito vetor. Além disso, a pandemia de COVID- 19 também tem afetado a prevenção e tratamento da malária em muitas regiões, contribuindo para o aumento de casos. 14- Qual é a importância do Toxoplasma para a saúde pública e como os humanos são infectados por ele? Qual a importância de Cryptosporidium e Cyclospora para a saúde pública? R: Toxoplasma gondii é um parasita intracelular obrigatório que pode infectar humanos e outros mamíferos. Ele é encontrado em todo o mundo e pode ser adquirido através da ingestão de alimentos ou água contaminados com oocistos do parasita ou pela ingestão de carne crua ou malcozidas de animais infectados. A infecção é geralmente assintomática em indivíduos saudáveis, mas pode causar problemas graves em pessoas com sistemas imunológicos comprometidos e em mulheres grávidas, podendo levar a abortos espontâneos ou malformações congênitas graves. A infecção também pode ser adquirida através da exposição a gatos infectados, pois eles podem excretar oocistos em suas fezes. Cryptosporidium e Cyclospora também são parasitas intracelulares obrigatórios que podem infectar humanos e outros animais. Eles são transmitidos através da ingestão de água ou alimentos contaminados, incluindo frutas e vegetais mal lavados. A infecção por esses parasitas pode causar diarreia, dor abdominal e outros sintomas gastrointestinais, especialmente em indivíduos com sistemas imunológicos comprometidos. Em surtos recentes, Cryptosporidium foi responsável por doenças transmitidas pela água em várias regiões do mundo. 15- Defina o que se segue, com relação aos ciliados: macronúcleo, micronúcleo, película, membrana ondulante, cirro, infraciliatura, tricocistos e conjugação. R: • Macronúcleo: é o núcleo maior e poliploide dos ciliados, que é responsável pelo controle das funções celulares. • Micronúcleo: é o núcleo menor e diploide dos ciliados, que é usado para a reprodução sexual. Película: é uma camada externa rígida que recobre a superfície celular dos ciliados. • Membrana ondulante: é uma estrutura que se estende ao longo da superfície da célula dos ciliados e é responsável pela propulsão da célula. • Cirro: é um tipo de cílio especializado encontrado em ciliados, usado para locomoção e para captura de alimentos. • Infraciliatura: é o conjunto de cílios e outras estruturas relacionadas à locomoção e alimentação dos ciliados. • Tricocistos: são estruturas secretoras encontradas em ciliados, que podem ser usadas para defesa e captura de alimentos. • Conjugação: é um processo de reprodução sexual em ciliados, no qual dois indivíduos se unem temporariamente e trocam material genético através do micronúcleo. 16- Esquematize os passos da conjugação dos ciliados. R: A conjugação é um processo de reprodução sexual que ocorre em ciliados, envolvendo a troca de material genético entre duas células. Os passos principais do processo de conjugação dos ciliados são os seguintes: • Aproximação: Dois indivíduos se unem lateralmente, formando um canal de comunicação entre eles. • Troca de micronúcleos: Cada indivíduo troca um micronúcleo haploide, que contém o material genético. • Fertilização: Cada micronúcleo funde-se com o citoplasma do outro indivíduo, formando um núcleo diploide temporário. • Troca de material genético: O núcleo diploide temporário se divide por mitose, e as novas células resultantes trocam material genético através de pontes citoplasmáticas. • Regeneração: Os micronúcleos se dividem novamente por meiose, gerando quatro núcleos haploides, que se diferenciam em dois micronúcleos e dois macronúcleos. • Separação: Os indivíduos se separam e se reproduzem assexuadamente, gerando novos indivíduos com o material genético recombinado. O processo de conjugação é importante para a variabilidade genética dos ciliados e para a eliminação de material genético defeituoso ou redundante. 17- Explique por que os protozoários não são plantas nem animais. R: Protozoários são organismos unicelulares eucarióticos, que não possuem tecidos especializados como as plantas e os animais. 18- Diferencie endossimbiose primária de endossimbiose secundária. R: A endossimbiose primária é o processo pelo qual um organismo procariótico é incorporado por outro organismo, resultando na formação de uma célula eucariótica que contém um simbionte intracelular, como a origem das mitocôndrias nas células eucarióticas. Já a endossimbiose secundária é um processo pelo qual uma célula eucariótica contendo um simbionte primário é incorporada por outra célula eucariótica, formando uma célula com dois simbiontes intracelulares, como a origem dos cloroplastos em algas e plantas. Em outras palavras, na endossimbiose primária há a incorporação de uma célula procariótica em uma célula eucariótica, enquanto na endossimbiose secundária há a incorporação de uma célula eucariótica contendo uma célula procariótica em outra célula eucariótica. Para aprofundar seu raciocínio. Marque a distribuição dos táxons fotoautótrofos na Figura 11.17. Pesquisas sugerem que membros de Ciliophora contêm genes derivados de algas. Sob uma perspectiva evolutiva, como você explicaria a presença desses genes em Ciliophora? R: A presença de genes derivados de algas em Ciliophora pode ser explicada pela ocorrência de endossimbiose secundária, que ocorre quando um organismo incorpora um outro organismo que já incorporou um simbionte. Nesse caso, os ciliados podem ter adquirido as algas como simbiontes em algum momento de sua evolução, e posteriormente incorporaram alguns dos genes das algas em seu próprio genoma. Outra possibilidade é que os genes tenham sido adquiridos por transferência lateral de genes, que é a transferência de material genético entre organismos não relacionados por meio de processos como a conjugação, transdução e transformação. De qualquer forma, a presença desses genes pode ter sido benéfica para os ciliados, conferindo-lhes a capacidade de realizar processos como a fotossíntese, por exemplo.