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16 C IT O G E N É T IC A CICLO CELULAR Compreende todo o período que vai desde o surgimento da célula até o momento em que ela se divide. O ciclo celular é dividido em duas etapas principais: divisão celular e interfase. A divisão compreende a mitose, divisão do núcleo, e é normalmente seguida imediatamente pela citocinese, divisão do citoplasma. INTERFASE O período que antecede a divisão celular é chamado de interfase. Este período é caracteriza- se por intensa atividade metabólica. A interfase é dividida em três períodos: 1) Período G1: a letra G vem da palavra gap, que significa “intervalo”, em inglês. Nesse período, A quantidade de DNA que a célula possui num determinado momento do ciclo celular varia de acordo com os períodos sendo mínima no período G1, dobra em S, atinge o valor máximo em G2 e volta a ser mínima na telófase, como mostrado no gráfico abaixo. ocorre crescimento da célula até alcançar seu tamanho normal. Há intensa produção de RNA no núcleo, e síntese de proteínas no citoplasma. 2) Período S: vem de synthesis. Nele, a célula duplica seu material genético, graças à replicação do DNA da cromatina. Após a duplicação, o cromossomo, que era formado por um cromonema, passa a ter dois filamentos unidos pelo centrômero. São duas cromátides- irmãs. 3) Período G2: duplicado todo o material hereditário, a célula entra em outro período de crescimento, semelhante ao G1, mas com menor produção de RNA e de proteínas. É o momento de aparecimento das proteínas que irão constituir o fuso mitótico, assumindo um arranjo especial organizado pelos centríolos. C IT O G E N É T IC A 17www.biologiatotal.com.br MITOSE É o processo de divisão que origina duas células- filhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. A mitose para os seres unicelulares, significa reprodução. Quando um protozoário se divide, está, na verdade, originando 2 novos indivíduos. Para os pluricelulares, divisão celular se relaciona com 1) Crescimento: o aumento do tamanho do indivíduo se dá pelo aumento do número e do tamanho das células. 2) Renovação celular: certos tecidos substituem periodicamente suas células graças às divisões de células precursoras. Assim ocorre a renovação dos glóbulos vermelhos do sangue e da camada superficial da epiderme. 3) Regeneração: alguns tecidos, como o tecido hepático, têm grande poder de substituir células mortas graças às divisões das células restantes. 4) Cicatrização: nos casos de perda de células devido a lesões acidentais ou provocadas, ocorre substituição do tecido original por outro, formando o que chamamos de cicatriz. Isto ocorre quando se faz uma cirurgia, por exemplo. 5) Manutenção do número de cromossomos da célula: a mitose pode ocorrer em células haploides (N), diploides (2N), triploides (3N), etc. Todas originam 2 células-filhas com o mesmo número de cromossomos. As pesquisas mostram que, com o crescimento da célula, a relação entre o volume celular e a área da sua membrana se torna desproporcional até alcançar um valor crítico, que desencadeia a divisão celular. Como a superfície da membrana é importante para as trocas com o meio externo, se essa superfície fica pequena em relação ao volume interno a ser mantido, a célula entra em divisão originando duas células-filhas menores e, portanto, capazes de absorver os nutrientes necessários à sobrevivência da célula ou tecido. Na mitose, verificamos comportamentos característicos dos cromossomos, mudanças na estrutura do núcleo, da membrana nuclear, dos centríolos e do nucléolo. As fases da mitose são em número de quatro e são denominadas como: prófase, metáfase, anáfase e telófase. A. PRÓFASE É a mais longa. Tem início com um discreto aumento de volume do núcleo. A cromatina começa a se espiralizar. Os nucléolos desaparecem. Os centríolos já duplicados migram para os polos da célula. Durante a migração, fibras proteicas se colocam como raios ao redor dos centríolos, formando o áster. Surgem, também, fibras que ligam um par de centríolos ao outro, formando o fuso mitótico ou fuso acromático. No final da prófase, a carioteca se rompe e os cromossomos, através dos centrômeros, ligam- se às fibras do fuso mitótico. B. METÁFASE Os cromossomos se colocam na região equatorial da célula. As cromátides-irmãs, ainda unidas pelo centrômero, atingem seu grau máximo de condensação, tornando-se bem visíveis ao microscópio. É nesta fase que melhor se visualiza os cromossomos. C. ANÁFASE Seu início é marcado pela divisão dos centrômeros e separação das cromátides-irmãs. As fibras do fuso mitótico se encurtam e tracionam os cromossomos arrastando as cromátides-irmãs para polos opostos (metacinese). No final dessa fase, em cada polo há número de cromossomos igual ao que havia na célula que iniciou a divisão, embora agora com apenas um filamento cada um. Tem início a desespiralização dos cromossomos. 18 C IT O G E N É T IC A D. TELÓFASE Os cromossomos desespiralizados estão dispostos em dois conjuntos, um em cada polo. Cada conjunto é envolvido por uma nova carioteca, que surge pela fusão de segmentos do retículo endoplasmático. Desaparecem os filamentos do áster e do fuso mitótico. 1. Prófase Cromossomos duplicados em condensação Cromátides irmãs Fibras cromossômicas Cromossomos condensados alinhados no equador (placa metafásica) Carioteca Nucléolo em desaparecimento 2. Metáfase 3. Anáfase 4. Telófase Encurtamento das fibras cromossômicas Reaparecimento dos nucleólos Reorganização das cariotecas Divisão citoplasmática (citocinese) Cromossomos irmãos migrando para polos opostos Na região equatorial, em toda a circunferência da célula, surge o sulco de divisão, e, à medida que se aprofunda, aumenta o estrangulamento nesta região. Ocorre a separação das duas células-filhas. É a citocinese. LEITURA COMPLEMENTAR Cientistas descobrem que é impossível escapar do envelhecimento A fonte da juventude é uma lenda espalhada por várias culturas. Quem bebe das suas águas impede seu envelhecimento e torna- se para sempre jovem. Mas pelo jeito isso sempre será uma lenda, já que os cientistas descobriram que envelhecer pode ser retardado, mas nunca evitado. Etapas da mitose A busca por algo que nos tornaria sempre jovens, é algo que foi muito explorado em lendas de diferentes culturas. Porém, para seres vivos multicelulares como nós humanos, a coisa é um pouco difícil... Seres multicelulares são complexos e têm muitos tipos diferentes de células, que formam C IT O G E N É T IC A 19www.biologiatotal.com.br MITOSE NA CÉLULA VEGETAL Em linhas gerais, a mitose da célula vegetal segue os mesmos passos da mitose animal, com algumas diferenças. As principais diferenças são: a) A célula vegetal superior não possui centríolos. Durante a formação do fuso mitótico, as fibras convergem para pontos localizados em polos opostos na célula, mas não orientados em direção aos centríolos. A mitose vegetal é anastral. Como a célula animal tem centríolo e forma áster, sua mitose é astral. b) A célula animal sofre estrangulamento na região equatorial, que termina por dividi-la em duas (citocinese centrípeta). Na célula vegetal, Porque mudanças são necessárias! Brincadeiras à parte, a mitose não deixa de ser um processo de mudança para a célula, afinal através dela, ela vai se dividir. A mitose é o processo que resulta em células- filhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. tecidos e que ainda se organizam em órgãos. Ou seja, quando envelhecemos não somos nós, mas cada uma das nossas células. Algumas células não são repostas durante a nossa vida, então com o passar do tempo, elas simplesmente não fazem o que têm que fazer corretamente. Isso, por exemplo, é o que acontece com o embranquecimento do cabelo. As células não produzem melanina como faziam quando eram jovens. Sem a melanina, o cabelo fica branco! O envelhecimento causa um outroefeito nas células. Ao envelhecerem, em vez de ficarem “preguiçosas” e diminuírem a atividade, elas começam a se dividir muito rapidamente. As células que se proliferam muito rapidamente não formam um tecido saudável, mas uma massa de células que pode continuar crescendo continuamente. Estamos falando dos tumores que teremos na velhice, mesmo não apresentando sintomas de alguma doença. Então, conforme o tempo passa, para os seres multicelulares essas duas coisas acontecem simultaneamente. Se tentarmos fazer com que as células preguiçosas voltem a trabalhar como antes, podemos desencadear o crescimento desenfreado das células cancerígenas. Se por outro lado, tentamos controlar as células que se proliferam muito, as células preguiçosas começam a ficar mais numerosas e os órgãos acabam não funcionando corretamente. Os pesquisadores descobriram que envelhecer é uma verdade incontestável, as células do nosso corpo estão em constante competição e isso é o que causa o envelhecimento. Fonte: Phys.org. 20 C IT O G E N É T IC A não há estrangulamento. No final da telófase, vesículas originadas no complexo de Golgi se colocam no plano equatorial, no centro da célula. O conjunto de vesículas chama-se fragmoplasto, que forma a lamela média. c) Como a formação do fragmoplasto ocorre do centro para a periferia, a citocinese é centrífuga. Persistem falhas na parede celulósica recém- formada, através das quais se estabelecem pontes citoplasmáticas entre as células. São os plasmodesmos. CONTROLE DA DIVISÃO CELULAR Nas células que se dividem ativamente, a interfase é seguida da mitose, culminando na citocinese. Sabe-se que a passagem de uma fase para outra é controlada por fatores de regulação - de modo geral proteicos – que atuam nos chamados pontos de checagem do ciclo celular. Dentre essas proteínas, se destacam as ciclinas, que controlam a passagem da fase G1 para a fase S e da G2 para a mitose. Se em algumas dessas fases houver alguma anomalia, por exemplo, algum dano no DNA, o ciclo é interrompido até que o defeito seja reparado e o ciclo celular possa continuar. Caso contrário, a célula é conduzida à apoptose (morte celular programada). A origem das células cancerosas está associada a anomalias na regulação do ciclo celular e à perda de controle da mitose. Alterações do funcionamento de genes controladores do ciclo celular, em decorrência de mutações, são relacionados ao surgimento de um câncer. Diferença entre a citocinese de uma célula vegetal e uma célula animal. C IT O G E N É T IC A 21www.biologiatotal.com.br LEITURA COMPLEMENTAR Células de mulher que morreu em 1951 salvam vidas até hoje Tudo começou quando, em 1951, Henrietta Lacks, uma mulher de origem humilde, começou a sentir fortes dores no útero. Diagnosticada com câncer cervical (no colo de útero), seu tumor surpreendeu os médicos pela velocidade com que se multiplicava. Henrietta não resistiu ao câncer e morreu ainda no mesmo ano, mas deixou um legado para a ciência. Enquanto sua família sofria a dor da sua perda, um novo capítulo se iniciou no mundo das pesquisas médicas. Durante sua cirurgia, uma amostra do seu tumor foi retirada sem autorização. Desde então, as células de Henrietta – que foram batizadas de HeLa em referência às iniciais de seu nome – circulam por laboratórios de todo o mundo e são usadas para pesquisas científicas, tendo se tornado as primeiras células imortais da história. Células humanas somáticas normais em cultura possuem um potencial de divisão limitado, já que os telômeros são encurtados a cada divisão celular, o que implica no envelhecimento da célula. Os telômeros são segmentos de DNA encontrados nas extremidades dos cromossomos e responsáveis por manter a estabilidade estrutural do material genético. Ao final de cada divisão celular, os telômeros perdem partes de sua estrutura, até o momento em que, após diversas divisões, estes se tornam pequenos demais para protegerem os cromossomos. Quando isto acontece, as células perdem a sua função ou morrem, encurtando o tempo de vida do organismo. Já as células de Henrietta possuem a capacidade de serem cultivadas indefinidamente em laboratório. Isso porque elas expressam a enzima telomerase, que impede o encurtamento dos telômeros. Para se ter uma ideia, as células de Henrietta já vivem há mais tempo fora do que viveram dentro do seu corpo durante a vida. Por conta de suas características únicas, as células HeLa já permitiram o desenvolvimento de vacinas (inclusive a primeira vacina contra a poliomielite) e tratamentos para diversas doenças. Elas também já foram até levadas para o espaço para tentar entender o que ocorreria com as células humanas em situações de gravidade zero. Atualmente, as HeLa são comercializadas diariamente em todo o mundo, gerando milhões de lucro. E a família Lacks? Os familiares só descobriram que parte de Henrietta estava viva anos mais tarde. Ao mesmo tempo em que ficaram orgulhosos pelas células de Henrietta terem salvado milhares de vidas, se sentiram desrespeitados e lesados por nunca terem sido consultados. Em 2013, a família conquistou o controle parcial sobre o acesso de cientistas ao código de DNA das células de Henrietta. Entretanto, eles ainda lutam na justiça por uma indenização. Isso levanta uma interessante reflexão sobre a ética: vale tudo pelo avanço da ciência? O que você acha disso? Fontes: Biogerontology; New York Times. Até hoje, as células de Henrietta Lacks, retiradas sem seu consentimento durante uma cirurgia, circulam por laboratórios de todo o mundo e são usadas para pesquisas científicas. 22 E X E R C ÍC IO S Qual número corresponde à melhor etapa para que esse estudo seja possível? 1 2 3 4 5 a a b b c c d d e 3 4 (UEL 2016) Observe a figura a seguir e responda à questão (PUCRJ 2015) Vimblastina é um fármaco quimioterápico padrão usado para tratar câncer. Devido ao fato de ela interferir no alinhamento dos microtúbulos, sua efetividade está diretamente relacionada à inibição da formação do fuso mitótico. fosforilação de proteínas regulatórias. respiração celular. síntese de DNA. produção de protease. Para estudar os cromossomos, é preciso observá- los no momento em que se encontram no ponto máximo da sua condensação. A imagem corresponde ao tecido da raiz de cebola, visto ao microscópio, e cada número marca uma das diferentes etapas do ciclo celular. Células de embrião de drosófila (2n=8), que estavam em divisão, foram tratadas com uma substância que inibe a formação do fuso, impedindo que a divisão celular prossiga. Após esse tratamento, quantos cromossomos e quantas cromátides, respectivamente, cada célula terá? 4 e 4. 4 e 8. 8 e 8. 8 e 16. 16 e 16. EXERCÍCIOS (IFCE 2016) É uma característica da mitose originar células-filhas com o dobro do número de cromossomos da célula-mãe. originar células-filhas com metade do número de cromossomos da célula-mãe. a divisão celular utilizada na formação dos gametas. originar células-filhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. a divisão celular utilizada apenas na formação dos espermatozoides. 1 2 a a a b b b c c c d d d e e e CAIU NO ENEM - 2018 CAIU NA FUVEST - 2018 (UECE 2016) Segundo o Instituto Nacional de Câncer (INCA), as células cancerosas multiplicam-se de maneira descontrolada, mais rapidamente do que as células normais do tecido à sua volta, invadindo-o. Geralmente, elas têm capacidade para formar novos vasos sanguíneos que as nutrirão e manterão as atividades de crescimento descontrolado. O acúmulo dessas células forma os tumores malignos. Dependendo do tipo da célula do tumor, alguns dão metástases mais rápidas e mais precocemente, outros o fazem bem lentamente ou até não o fazem. Fonte: http://www2.inca.gov.br/wps/wcm/connect /inca/portal/home. O processo de multiplicação dessas célulasse dá por mitose. metástase. meiose. disseminação. Determinadas substâncias quimioterápicas utilizadas para o tratamento de indivíduos com câncer agem nas células impedindo a sua multiplicação, pois interferem na formação de microtúbulos. A partir dessa informação, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a ação dessas substâncias nas células tumorais. Bloquear a formação do fuso acromático coordenado pelos centrossomos. Obstruir a permeabilidade seletiva da membrana plasmática. Inibir a produção de enzimas dos peroxissomos. Evitar a respiração celular que ocorre nas mitocôndrias. Impedir o transporte de nutrientes no ergastoplasma. a b c d e E X E R C ÍC IO S 23www.biologiatotal.com.br a b c d e 5 6 7 (IFSP 2012) Bioquímicos, médicos, biólogos, químicos, entre outros, podem trabalhar em pesquisa e descobrir substâncias que podem interferir em algum mecanismo celular e com isso auxiliar na saúde humana. Entre elas, está a vimblastina, alcaloide que impede a formação das proteínas chamadas microtúbulos, presentes nas fibras do fuso. Ela pode inibir divisões mitóticas, impedindo, assim, o crescimento de um tumor. inibir divisões meióticas, impedindo, assim, a formação de células somáticas. reduzir a digestão lipídica, favorecendo a perda de massa corpórea. facilitar a perda de proteínas durante a digestão, favorecendo o emagrecimento. estimular a divisão citoplasmática do final da mitose, estimulando o crescimento. (CEFET MG 2014) O DNA apresenta diferentes níveis de condensação, conforme representado na figura. (UFG 2008) O ciclo celular pode ser interrompido em determinadas fases para evitar a produção de células com erro no DNA. A ausência de controle da divisão celular relaciona-se diretamente com o desenvolvimento de neoplasia (câncer). Um exemplo de controle do ciclo celular é a interrupção em G 1 pela proteína p53, quando uma lesão no DNA é detectada. O que ocorre com uma célula quando essa proteína é ativada? a a a a a b b b b b c c c c c d d d d d e e e e e No momento em que o DNA de uma célula somática humana for visualizado no nível “F” de condensação, está ocorrendo o processo de síntese de proteínas. multiplicação celular. permutação cromossômica. produção de ácido ribonucleico. duplicação do material genético. Permanece em G 0 . Interrompe a síntese de DNA. Duplica os cromossomos. Torna-se poliploide. Passa para a fase S. 8 9 10 (UFPA 2008) O período que precede a mitose é denominado de intérfase. Nessa fase ocorre a duplicação do DNA, evento que garante a transmissão das informações existentes na célula original para cada uma das células-filhas. A duplicação do DNA origina a formação de pares de cromátides-irmãs presas uma à outra pelo centrômero. cromossomos homólogos ligados pelos quiasmas. nucléolos portadores de genes alelos. cromossomos duplos, cada um com uma cromátide. cromatinas diploides dispersas no nucléolo. (UNIFESP 2008) Analise a figura (IFCE 2011) Quando ocorre a divisão celular descontrolada das células de determinada região do organismo, pode ocorrer a formação de um tumor. Nos tumores benignos, as células permanecem no local, prejudicando apenaso órgão onde se originou o tumor ou os tecidos vizinhos. O câncer é um tumor maligno prejudicial que se espalha para outras regiões do corpo. O processo celular envolvido nessa desobediência genética é chamado de ligação e origina células haploides. fissão e ocorre nas células eucarióticas dos animais evoluídos. mitose e tem participação dos centríolos. cromossômico e origina duas células diploides. mitose celular e origina células haploides. A figura representa um cromossomo em metáfase mitótica. Portanto, os números I e II correspondem a: cromossomos emparelhados na meiose, cada um com uma molécula diferente de DNA. cromátides não-irmãs, cada uma com uma molécula idêntica de DNA. cromátides-irmãs, cada uma com duas moléculas diferentes de DNA. cromátides-irmãs, com duas moléculas idênticas de DNA. cromossomos duplicados, com duas moléculas diferentes de DNA. 24 E X E R C ÍC IO S (FUVEST 2014) A sequência de fotografias abaixo mostra uma célula em interfase e outras em etapas da mitose, até a formação de novas células. (UEL 2015) Leia o texto a seguir. Quando se fala em divisão celular, não valem as regras matemáticas: para uma célula dividir significa duplicar. A célula se divide ao meio, mas antes duplica o programa genético localizado em seus cromossomos. Isso permite que cada uma das células- filhas reconstitua tudo o que foi dividido no processo. AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia. v.1. São Paulo: Moderna, 1994. p.203. Considerando uma célula haploide com 8 cromossomos (n=8) assinale a alternativa 14 15 a a a a b b b b c c c c d d d d e e e 11 (FMP 2017) Na maioria das células eucarióticas, o sistema de controle celular ativa a progressão do ciclo celular em três principais pontos de verificação. O primeiro ponto de verificação é no final da G 1 , o segundo é o ponto de verificação G 2 /M, e o terceiro é a transição entre metáfase e anáfase. A figura abaixo representa o sistema de controle do ciclo celular em células eucarióticas. (UFU 2015) O gráfico a seguir mostra variações da quantidade de DNA por núcleo durante o ciclo celular de uma célula animal. (UDESC 2015) A figura representa, de maneira resumida, as fases da Interfase (G1; S e G2) e de Divisão (M) do ciclo de vida de uma célula, o chamado ciclo celular. 12 13 No segundo ponto de verificação, o evento do ciclo celular que já está concluído é a formação do fuso mitótico duplicação dos centrossomos condensação dos cromossomos desintegração do envelope celular ordenação dos cromossomos na placa equatorial Em qual dos períodos encontramos o cromossomo constituído por duas cromátides-irmãs, cada uma contendo uma molécula de DNA, e a ocorrência da migração das cromátides-irmãs para os polos da célula, respectivamente? T2 e T3. T1 e T3. T3 e T4. T1 e T4. Em relação ao ciclo celular, assinale a alternativa correta. M é a fase mais longa na maioria das células. Em M ocorre a duplicação dos cromossomos. Em G2 ocorre a verificação do processo de duplicação do DNA. Em S os cromossomos se apresentam altamente compactados. Em G1 inicia-se a compactação dos cromossomos. Considerando que o conjunto haploide de cromossomos corresponde à quantidade N de DNA, a quantidade de DNA das células indicadas pelos números 1, 2, 3 e 4 é, respectivamente, N, 2N, 2N e N. N, 2N, N e N/2. 2N, 4N, 2N e N. 2N, 4N, 4N e 2N. 2N, 4N, 2N e 2N. E X E R C ÍC IO S 25www.biologiatotal.com.br (FUVEST 2013) Na figura abaixo, está representado o ciclo celular. Na fase S, ocorre síntese de DNA; na fase M, ocorre a mitose e, dela, resultam novas células, indicadas no esquema pelas letras C. (UFRGS 2013) A figura abaixo representa o ciclo celular de uma célula eucariótica. Assinale a alternativa ( CFTMG 2013) Observe a fase do processo de divisão celular de uma célula, cuja ploidia é 2n = 2, conforme a figura. (PUCRS 2008) A mitose ocorre em diferentes estágios: Na __________, os cromossomos replicados, compostos de um par de _________ se condensam, o fuso é montado, a membrana nuclear desaparece e o nucléolo não é mais visível. Na _________, os cromossomos replicados se alinham no centro da célula. Na _________, os pares de _________ se separam, dividindo igualmente os cromossomos para as células-filhas. Na _________, as novas células se separam. Finalmente, a citocinese separa os componentes citoplasmáticos. A sequência das palavras que completam corretamente as frases é: prófase - centrômeros - anáfase - metáfase - cromátides - telófase prófase - centrômeros - metáfase -anáfase - cromátides - telófase prófase - cromátides - metáfase - anáfase - centrômeros - telófase telófase - cromátides - metáfase - anáfase - centrômeros - prófase telófase - centrômeros - anáfase - metáfase - cromátides - prófase 16 17 19 18 a a a b b b c c c d d d e e que apresenta, corretamente, a constituição cromossômica dessa célula em divisão na fase de metáfase da mitose. 8 cromossomos distintos, cada um com 1 cromátide. 8 cromossomos distintos, cada um com 2 cromátides. 8 cromossomos pareados 2 a 2 cada um com 1 cromátide. 8 cromossomos pareados 2 a 2 cada um com 2 cromátides. 8 cromossomos pareados 4 a 4 cada um com 2 cromátides. a a b b c c d d e e Considerando que, em G 1 , existe um par de alelos Bb, quantos representantes de cada alelo existirão ao final de S e de G 2 e em cada C? 4, 4 e 4. 4, 4 e 2. 4, 2 e 1. 2, 2 e 2. 2, 2 e 1. correta em relação à interfase. A interfase é o período em que não ocorre divisão celular, e a célula permanece sem atividade metabólica. As células que não se dividem são normalmente mantidas em G0. O nucléolo desaparece durante o G1. A quantidade de DNA permanece constante durante o período S. O G2 caracteriza-se pela presença de cromossomos constituídos de uma única cromátide. Conclui-se que a fase mostrada na figura refere-se à mitose, pois se fosse meiose as cromátides irmãs estariam afastando-se em direção aos polos da célula. a visualização dos cromossomos seria impossível. os cromossomos mudariam de formato. o número cromossômico seria diferente. 26 E X E R C ÍC IO S A imagem representa a variação da quantidade de DNA ao longo do ciclo celular de uma célula eucariótica. Em relação aos eventos que caracterizam as mudanças observadas na imagem, pode-se afirmar: A duplicação do DNA ocorre a partir da etapa G 1 , finalizando na G 2 . A redução do número cromossômico é concretizada pela separação dos cromossomos homólogos na etapa M. A divisão equacional da etapa M é justificada a partir dos eventos de replicação que ocorrem na etapa S. A condensação do material genético é essencial para que o processo de replicação seja plenamente completado na etapa M. A expressão da informação genética é garantida a partir dos eventos realizados exclusivamente na etapa S. (UEL 2011) O processo de mitose é essencial para o desenvolvimento e o crescimento de todos os organismos eucariotos. 23 (COL. NAVAL 2015) No nosso corpo ocorrem dois tipos de divisão celular: a mitose, nas células do corpo em geral, e a meiose, nas células germinativas. Com relação à mitose e à meiose no corpo humano, é correto afirmar que na mitose, a partir de células iniciais com 46 cromossomos, formam-se células com a metade do número de cromossomos. a mitose é a divisão celular que forma os espermatozoides e os óvulos. na meiose, a partir de células iniciais com 46 cromossomos, formam-se células com 23 cromossomos. a meiose é a divisão celular que permite o crescimento dos organismos e a substituição das células que envelhecem e morrem. tanto na mitose quanto na meiose ocorre perda de cromossomos durante a divisão celular. (UEPB 2012) Leia atentamente as proposições abaixo acerca do ciclo celular e, em seguida, assinale a alternativa correta. Raramente, durante a telófase, ambas as cromátides de um cromossomo podem migrar juntas para o mesmo polo celular — é a não disjunção cromossômica, que leva a um erro na distribuição dos cromossomos: uma das células-filhas fica com um cromossomo a mais e a outra, com um cromossomo a menos. As duas situações são denominadas aneuploidias. O ciclo celular está divido em duas etapas: divisão celular, período que compreende a mitose e a citocinese, e interfase, período compreendido entre duas divisões celulares consecutivas, sendo este o período de menor duração total do ciclo celular de células que se multiplicam ativamente. Durante a metáfase, os cromossomos duplicados são deslocados para a região equatorial da célula. Prossegue o processo de condensação cromossômica, que atingirá o nível máximo na anáfase, período em que também ocorre a separação dos centrômeros e a consequente separação das cromátides-irmãs. A interfase é subdividida em três fases: G1, que antecede a duplicação do DNA cromossômico; S, período em que ocorre a duplicação do DNA cromossômico; G2, período que sucede a duplicação cromossômica. Células que se dividem com pouca frequência podem entrar em uma fase denominada G0: seu metabolismo continua normal, mas a divisão celular é bloqueada; em determinadas situações, a célula pode ser estimulada a reingressar na fase G1 e volta a se dividir. O paquíteno é a segunda subfase da prófase 1, na meiose 1. Nesta subfase, ocorre o fenômeno da permutação ou crossing-over, que tem importante significado biológico, pois a troca de fragmentos entre cromátides homólogas permite o rearranjo dos genes, o que leva a uma maior variedade de gametas formados por um indivíduo. 20 21 22 a a a a b b b b c c c c d d e e d d e e (UESC 2011) Com base na figura e nos conhecimentos sobre o ciclo celular, é correto afirmar: O período durante o qual ocorre a síntese do DNA é maior que o período em que não ocorre síntese alguma de DNA. Ao final de um ciclo celular, a quantidade de material genético, nos núcleos de cada célula-filha, equivale ao dobro da célula parental. O tempo gasto para o pareamento cromossômico na placa equatorial equivale ao tempo gasto para síntese de DNA. Em mais da metade do tempo da mitose, as cromátides estão duplicadas, separadas longitudinalmente, exceto no centrômero. Durante a fase mais longa da mitose, as cromátides- irmãs se separam uma da outra e migram para as extremidades opostas da célula. E X E R C ÍC IO S 27www.biologiatotal.com.br (UPE 2013) A proliferação celular exagerada está diretamente relacionada ao desenvolvimento de câncer. Tem-se como exemplo de bloqueio desse processo o uso de drogas antimitóticas, que desorganizam o fuso mitótico. Em relação à formação e ao papel do fuso mitótico em condições normais, é CORRETO afirmar que a carioteca, membrana nuclear formada por proteínas fibrosas do citoesqueleto, está envolvida na formação do fuso mitótico, essencial à adesão celular. o citoesqueleto é uma rede citoplasmática de ácidos nucleicos envolvidos no processo da formação do fuso mitótico, de lisossomos e do acrossomo, responsáveis pela mitose. os centríolos são cilindros formados por actina e miosina, envolvidos na formação do fuso mitótico, dos cílios e flagelos, que auxiliam na movimentação celular. os centrômeros são responsáveis pela formação do fuso mitótico constituído de carboidratos, essencial ao direcionamento do ciclo celular. os microtúbulos são constituídos de tubulinas e formam o fuso mitótico, responsável pela correta segregação dos cromossomos durante a divisão celular. (UDESC 2010) Assinale a alternativa correta quanto à mitose na espécie humana, referente à fase da anáfase (1), da prófase (2), da telófase (3) e da metáfase (4), respectivamente: (1) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (2) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (3) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (4) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (1) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (2) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (3) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (4) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (1) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (2) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem.(3) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (4) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (1) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (2) Ocorre a separação das duas cromátides- irmãs. (3) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (4) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (1) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (2) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (3) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (4) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (UFLA 2010) Apresentam-se a seguir eventos que ocorrem durante o processo de divisão celular mitótico. Analise os eventos e marque a alternativa CORRETA. I – Condensação máxima dos cromossomos II – Segregação cromatídica (CFTMG 2010) A questão refere-se ao gráfico a seguir. (UFU 2010) O ciclo celular é um processo fisiológico que acontece todos os dias na dinâmica de funcionamento do corpo humano. Seja na reparação, formação ou renovação de tecidos, ou ainda na formação de gametas, a atividade celular é intensa. Neste processo, são eventos do ciclo celular: I - Condensação máxima dos cromossomos. II - Reorganização do nucléolo. III - Duplicação dos cromossomos. IV - Separação das cromátides-irmãs. Os eventos acima citados correspondem, respectivamente, a: Prófase, fase S da intérfase, telófase, anáfase. Fase S da intérfase, prófase, metáfase, telófase. Metáfase, telófase, fase S da intérfase, anáfase. Metáfase, anáfase, prófase, telófase. (UPE 2011) A figura abaixo representa um corte histológico de raiz de cebola, na qual estão enumeradas diferentes fases do ciclo celular. 24 25 26 27 28 29 a b c d d a b c d e a a a b b b c c c d d d III – Cromossomos no equador da célula IV – Desestruturação da carioteca Na metáfase ocorrem somente os eventos I e III ocorrem somente os eventos I e II ocorrem somente os eventos II e IV ocorrem somente os eventos II e III Um pesquisador, com a finalidade de estudar a forma e o tamanho dos cromossomos de uma célula, interrompeu a divisão celular na fase em que eles se encontravam na máxima condensação. Analisando esse processo, pode-se deduzir, corretamente, que a fase em questão é a de número 1 2 3 4 28 E X E R C ÍC IO S Assinale a frase que identifica corretamente a fase 5 (cinco) e a estrutura apontada com uma seta. A interfase está subdividida nas fases S, G1 e G2. A estrutura apontada é o cloroplasto. Na metáfase, os cromossomos estão alinhados na placa equatorial. A estrutura apontada é o cloroplasto. Na metáfase, os cromossomos estão alinhados na placa equatorial. A estrutura apontada é a parede celular. Na telófase, ocorre a descondensação dos cromossomos e a citocinese centrípeta. A estrutura apontada é o fragmoplasto. Na telófase, ocorre a descondensação dos cromossomos e a citocinese centrífuga. A estrutura apontada é o fragmoplasto. a b c d e (PUCRJ 2015) Considere as afirmações relativas à mitose. I. O nucléolo começa a desaparecer na prófase. II. Os núcleos filhos são geneticamente idênticos ao núcleo dos pais. III. As cromátides irmãs se separam no início da anáfase. IV. Cromossomos homólogos fazem sinapse na prófase. V. Um único núcleo dá origem a dois núcleos-filhos idênticos. Estão corretas: Apenas I, II, IV, V. Apenas I, II, III, V. Apenas II, III, IV, V. Apenas I, II, V. Todas as afirmações. 30 a b c d e ANOTAÇÕES C IT O G E N É T IC A 29www.biologiatotal.com.br GABARITO DJOW MITOSE CAIU NO ENEM - 2018 CAIU NA FUVEST - 2018 [C] [D] 1 - [D] A mitose é um tipo de divisão celular que origina células-filhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. 2- [A] O aumento do número de células em tumores ocorre sempre por mitoses. 3 - [A] As substâncias quimioterápicas utilizadas no combate ao câncer podem bloquear a formação do fuso acromático coordenado pelos centrossomos e, dessa forma, impedir que as células tumorais se multipliquem desordenadamente. 4- [A] A vimblastina é um medicamento que interfere na formação do fuso mitótico, por modificar o alinhamento dos microtúbulos durante a divisão celular. 5 - [A] Os medicamentos inibidores da formação dos microtúbulos de tubulina podem ser utilizados como agentes antimitóticos. A não formação do fuso de divisão é capaz de inibir o crescimento de tumores. 6 - [B] Durante o processo de multiplicação celular o material genético (DNA) encontra-se duplicado e condensado. 7- [B] 8- [A] 9 - [D] 10 - [C] Um tumor se forma a partir das sucessivas mitoses que ocorrem de modo descontrolado em um tecido. A mitose ocorre com a participação dos centríolos e origina duas células diploides. 11 - [B] A duplicação dos centrossomos ocorre na fase S do ciclo celular, que antecede o segundo ponto de verificação, G 2 /M. 12- [C] O período em que a célula animal possui cromossomos duplicados e constituídos por duas cromátides-irmãs, cada uma formada por uma molécula de DNA de cadeia dupla é o T3. A migração das cromátides-irmãs ocorre em T4. 13- [C] Durante o período G2 da interfase ocorre o processo de verificação do processo de duplicação do DNA ocorrido no período S. Caso a duplicação não esteja correta, o ciclo celular é interrompido. 14 - [D] Considerando que a célula 1 é diploide (2N) e está no período G1 da interfase, pode-se afirmar que a célula 2 acha-se na prófase da mitose e possui 4N de DNA; a célula 3, em anáfase também apresenta 4N de DNA e a célula 4, no final da telófase, possui 2N de DNA em seu núcleo. 15 - [B] Durante a metáfase da mitose serão observados 8 cromossomos distintos, cada um com 2 cromátides-irmãs unidas pelo centrômero. 16 - [E] Durante o período S e no período G 2 da interfase, os alelos B e b estão duplicados, apresentando, portanto, dois representantes de cada. Em C, ao final da mitose, cada célula filha possuirá um representante de cada alelo. 17 - [B] Durante a interfase não ocorre divisão celular, mas a célula está submetida à intensa atividade metabólica relacionada à execução de suas mais diferentes funções. As células que não se dividem permanecem em uma subfase do G1 que é designada como G0. O nucléolo está presente durante a interfase e desaparece durante a divisão celular. O período S caracteriza-se pela duplicação do DNA resultando em cromossomos compostos de duas cromátides. Essa constituição é medida no período G2 e só se desfaz mediante divisão celular. 18- [C] A mitose é uma divisão equacional. Pode ocorrer em células n e 2n. RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNXuiU RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNYCTA RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNPo9S RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FpXQ6s http://bit.ly/2G5lIxb http://bit.ly/2G5m9Yl http://bit.ly/2DbQmSv http://bit.ly/2Ftj2bw http://bit.ly/2G6zmQL http://bit.ly/2FuUKOg http://bit.ly/2G84yz6 http://bit.ly/2G8DcJ5 http://bit.ly/2FvfV2U http://bit.ly/2Gaw0Mv http://bit.ly/2FrBz8d http://bit.ly/2FuHnOd 30 C IT O G E N É T IC A 19 - [D] Caso a célula 2n = 2 estivesse em metáfase meiótica I, o arranjo cromossômico seria diferente e os cromossomos homólogos estariam pareados. Se estivesse em metáfase meiótica II, o número de cromossomos seria diferente. Nesse caso, observaríamos apenas um cromossomo duplicado preso à região meridiana do fuso de microtúbulos. 20- [C] Durante a divisão celular meiótica, as células germinativasdiploides com 46 cromossomos formam células gaméticas haploides com 23 cromossomos. 21- [D] Células interfásicas podem permanecer no período G0 e não se dividir. Em determinadas situações, essas células entram no período G1, passam pelo período S e G2 e sofrem mitose. Esse fenômeno ocorre em certos tipos celulares específicos, como, por exemplo, neurônios, células que, normalmente, não se duplicam. 22- [C] A divisão equacional do material genético durante a anáfase da mitose só é possível devido à replicação semiconservativa do DNA no período S da interfase precedente. 23- [D] Durante a prófase, fase mais longa da mitose, o material genético encontra-se duplicado e separado longitudinalmente, exceto no centrômero, região que prende as cromátides irmãs. 24- [E] Os microtúbulos do fuso mitótico são constituídos pela proteína tubulina e são responsáveis pela correta separação durante o processo de divisão celular. 25- [E] A primeira fase da mitose é a prófase (2), quando se inicia a condensação dos cromossomos e ocorre a fragmentação da carioteca. A fase seguinte é a metáfase (4), quando os cromossomos condensados migram para a região equatorial da célula, formando a placa equatorial ou metafásica. Logo após a metáfase inicia-se a anáfase (1), fase em que ocorre a separação das cromátides-irmãs, puxadas para polos opostos pelo encurtamento dos microtúbulos do fuso do centrossomo. Na telófase (3), última fase da mitose, os cromossomos se descondensam, as fibras do fuso mitótico desaparecem, uma nova carioteca organiza-se ao redor de cada conjunto de cromossomos e ocorre a divisão citoplasmática (citocinese) para a formação de duas células-filhas. 26- [A] Durante a mitose, os processos de desestruturação da carioteca e segregação cromatínica ocorrem, respectivamente, durante a prófase a anáfase. 27- [B] A fase da mitose em que os cromossomos encontram-se na máxima condensação é a metáfase, representado pelo número 2. As fases da mitose são: prófase (1), metáfase (2), anáfase (3) e telófase (4). 28- [C] A sequência das fases do ciclo celular é: interfase (G1, S e G2) → prófase → metáfase → anáfase → telófase. Na fase S da telófase ocorre a duplicação dos cromossomos, na metáfase, a condensação máxima dos cromossomos, na anáfase ocorre a separação das cromátides-irmãs e na telófase ocorre a reorganização do nucléolo. 29- [E] A fase identificada corresponde à telófase da mitose, que ocorre nas células da raiz da cebola. Nessa fase, os cromossomos sofrem descondensação e a célula se divide por meio da formação da lamela média, a partir de fragmoplastos arranjados de forma centrífuga na região equatorial do citoplasma. 30- [B] O pareamento (sinapse) dos cromossomos homólogos ocorre no zigóteno da prófase I da meiose. ANOTAÇÕES RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pOIByG RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pOLvno RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pPb2Nd RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNWv28 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pOPTT9 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pP9z9C RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pOauH9 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNZgQX RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNXoHX RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pP386i RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNR4QF RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNWLAg 6 E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S MITOSE a a 01 01 01 b b c 02 02 0204 04 0408 08 08 16 16 (FUVEST 2017) O sulfato de vincristina é uma substância usada para o tratamento de tumores. Esse quimioterápico penetra nas células e liga-se à tubulina, impedindo a formação de microtúbulos. Que processo celular, importante para o tratamento, é bloqueado, quando não se formam microtúbulos? Como os microtúbulos participam desse processo? Para o tratamento, o quimioterápico pode ser colocado dentro de lipossomos, vesículas limitadas por bicamada de constituição lipoproteica. Que estrutura celular tem composição semelhante à do lipossomo, o que permite que ambos interajam, facilitando a ação do quimioterápico na célula? (UEPG 2016) Sobre os processos envolvidos nas etapas de divisão celular, assinale o que for correto. Nos seres eucariotos e sexuados ocorrem dois tipos de divisão celular: mitose, que forma células com o mesmo número de cromossomos e com informações genéticas idênticas à célula-mãe; e meiose, que reduz o número de cromossomos à metade (haploide). A célula permanece em interfase na maior parte do tempo, período em que os cromossomos permanecem em um intenso grau de compactação e com baixa atividade das organelas. Na fase de prófase da meiose I, o crossing-over permite trocas de pedaços entre os cromossomos homólogos, fazendo surgir novas combinações genéticas. Na primeira etapa da meiose, os cromossomos homólogos se separam durante a anáfase I. (UEPG 2016) A divisão da célula faz parte do que os biólogos denominam ciclo celular. Este é um período que se inicia com a origem da célula, a partir de uma célula preexistente, e termina quando ela se divide em duas células-filhas. Com relação ao ciclo celular, assinale o que for correto. Os citologistas dividem o ciclo celular em duas etapas: divisão celular e interfase. A divisão celular compreende a mitose e a citocinese (divisão do citoplasma). A interfase é definida como o período entre duas divisões celulares consecutivas. Durante a interfase, os filamentos cromossômicos permanecem descondensados e distribuídos no interior do núcleo, constituindo a cromatina. Na interfase, a célula está em plena atividade, produzindo moléculas de RNA que são utilizadas na síntese proteica. É também durante a interfase que a célula cresce e que as moléculas de DNA dos cromossomos se duplicam, preparando a célula para a próxima divisão. As fases da mitose são, em sequência: prófase, metáfase, anáfase, telófase. (UEM-PAS 2016) Sobre a divisão celular nos eucariotos, assinale o que for correto. A meiose e a fecundação são fenômenos opostos, pois a meiose, sendo uma divisão reducional, produz gametas com metade do número de cromossomos, típico de uma espécie, enquanto a fecundação restitui a diploidia. A interfase é um período do ciclo celular que antecede a mitose e a meiose. Nela não ocorrem eventos importantes para a geração de novas células. Na meiose, os cromossomos homólogos separam-se durante a anáfase I e, durante a anáfase II, separam-se as cromátides. Ao final da mitose, a citocinese das células vegetais ocorre do centro para a periferia, recebendo o nome de citocinese centrífuga. Em células animais, o crossing-over ocorre na prófase, em cromossomos não homólogos da mitose ou da meiose. (UNICID - MEDICINA 2016) Após a descoberta da estrutura da molécula de DNA, surgiram três modelos para explicar como ocorre sua duplicação. A figura ilustra três possíveis modelos de duplicação da molécula de DNA. 14 15 16 18 19 (UFJF-PISM 1 2016) As divisões celulares, mitose e meiose, são processos importantes para a manutenção e perpetuação das espécies. Durante o ciclo celular, nos dois tipos de divisões celulares, o período em que a célula não está se dividindo (intérfase), é conhecido como período de “repouso” celular. Com base no seu conhecimento sobre o ciclo celular responda: Por que o termo “repouso” celular é inapropriado para a intérfase? Em qual período da intérfase observa-se uma maior quantidade de DNA? Quantas cromátides apresentam os cromossomos no período G2 da intérfase? 17 Na prófase ocorre o desaparecimento da carioteca. A lâmina nuclear se desfaz e as membranas componentes da carioteca fragmentam-se em pequenas vesículas, que se espalham pelo citoplasma. E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S 7www.biologiatotal.com.br a 01 01 a b 02 02 b C 04 04 08 08 16 16 32 32 Dos modelos apresentados, qual deles representa a duplicação da molécula de DNA proposto por Watson e Crick? Justifiquesua resposta. Em que fase do ciclo celular mitótico ocorre a duplicação da molécula de DNA? Por que a célula precisa realizar esse processo? (UFSC 2015) A figura abaixo representa a chegada e a proliferação de células tumorais no tecido hepático provenientes do tecido pulmonar. (IFSC 2015) Considerando a figura abaixo e sobre o ciclo celular, assinale a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S): (UFJF-PISM 1 2015) Sabemos que cada tipo de célula possui um período específico para a realização do ciclo celular e que há dois tipos de divisão celular: mitose e meiose. De acordo com as etapas abaixo, responda: Qual a principal diferença encontrada entre metáfase mitótica e a metáfase I da meiose? Na mitose, em quais fases ocorrem os seguintes fenômenos? (1) desaparecimento do núcleo, (2) divisão dos centrômeros e (3) migração das cromátides irmãs. (UFSC 2014) O gráfico indica, em escala logarítmica, a relação dos casos de câncer em diversos órgãos com a idade dos indivíduos. Com relação ao gráfico e ao desenvolvimento de câncer, indique a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S) 22 20 21 23 A origem das células cancerosas está associada a anomalias na regulação do ciclo celular e à perda de controle da mitose. A mitose é um processo de divisão celular característico de células somáticas vegetais e animais, podendo ocorrer em outros eucariotos. A mitose é constituída pelas seguintes fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Alguns autores costumam citar uma quinta fase – a prometáfase – intermediária entre a prófase e a metáfase. No final da mitose, a separação do citoplasma é chamada de cariocinese. Resumidamente, a mitose é o processo pelo qual uma célula haploide dá origem a duas outras células diploides, idênticas à célula-mãe e entre si. A interfase é um período de intensa atividade metabólica e de maior duração do ciclo celular. Na anáfase os cromossomos atingem o máximo em espiralização, encurtam e se localizam na região equatorial da célula. Por que a mitose da célula vegetal é chamada de acêntrica? Com base na figura e nos conhecimentos atuais sobre o câncer, é CORRETO afirmar que: falhas nos mecanismos de controle do ciclo celular podem desencadear a formação de tumores. no câncer, as células mitóticas se transformam em células meióticas. uma das estratégias nas pesquisas de combate ao câncer é a indução à apoptose das células tumorais por meio da manipulação da regulação gênica. a figura representa um exemplo de metástase. o câncer é uma doença de origem genética sobre a qual nenhum fator ambiental tem influência. as células tumorais apresentam alta taxa metabólica devido à intensa proliferação celular. 8 E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S (UEM-PAS 2014) A continuidade da vida na Terra deve-se à reprodução, ou seja, à capacidade de os organismos produzirem descendentes semelhantes a si mesmos. Sobre a reprodução dos seres vivos, assinale o que for correto. Nas bactérias e nos protozoários, a reprodução assexuada envolve a duplicação do material genético e a divisão do próprio organismo. A reprodução sexuada de organismos eucariontes unicelulares e pluricelulares envolve fusão de material genético dos gametas. A reprodução sexuada possibilita a variabilidade genética dos descendentes, a qual decorre das recombinações entre cromossomos durante a meiose. Os animais apresentam ciclo de vida haplobionte diplonte, com a fusão de dois gametas haploides, originados por meiose gamética, e formação de zigoto diploide. Nas plantas, o ciclo de vida diplonte envolve a meiose espórica, com formação do esporófito haploide, que produz gametas diploides. (UFSC 2011) Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). O ciclo celular é dividido em duas etapas: Divisão Celular e Interfase. Nesta última etapa (Interfase), subdividida em G1 – S – G2, a célula realiza seu metabolismo e se prepara, quando necessário, para a etapa da divisão celular. O tempo que as células permanecem na etapa chamada de Interfase é o mesmo entre os diferentes tipos celulares. No período do desenvolvimento embrionário, o ciclo celular compreende etapas de Interfases longas e etapas de divisões celulares rápidas. Na fase S da Interfase ocorre o processo de duplicação do DNA. Durante a Interfase o DNA está em plena atividade, formando o RNA com as informações para a síntese proteica. Em G2 a quantidade de DNA é a mesma que em G1. A frequência com que as células entram em divisão celular varia com o tipo e o estado fisiológico de cada uma delas. Na etapa chamada de divisão celular, pode ocorrer tanto a mitose como a meiose, em qualquer célula do corpo humano. (UERJ 2011) Normalmente não se encontram neurônios no cérebro em plena divisão celular. Entretanto, no Mal de Alzheimer, grandes quantidades dessas células iniciam anormalmente o ciclo de divisão. Estudos mostram que até 10% dos neurônios nas regiões atingidas por tal degeneração tentaram iniciar a divisão celular. Contudo, nenhum deles conseguiu terminá-la, pois não foi observado o sinal mais característico da consumação da divisão de uma célula: cromossomos alinhados no meio dos neurônios. S. Herculano-Houzel. Adaptado de O cérebro nosso de cada dia. Rio de Janeiro: Vieira e Lent, 2002. Nomeie o tipo de divisão celular ao qual o texto faz referência e a fase dessa divisão correspondente ao alinhamento dos cromossomos. (UEPG 2011) No que se refere à cromatina, assinale o que for correto. Aparece em todas as etapas da mitose: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Aparece apenas na anáfase, pois, apenas nesta etapa a cromatina é importante no processo da divisão celular. Está presente no núcleo interfásico e aparece durante a divisão celular com uma organização estrutural diferente, transformando-se nos cromossomos. É formada por nucleoproteínas. (UEL 2013) Um pesquisador determinou as variações nos números de cromossomos e de moléculas de DNA, ao longo do tempo, em células vegetais em reprodução sexuada e assexuada. As variações na quantidade de moléculas em cada célula, nos dois casos, estão representadas nas figuras A e B. 24 27 28 26 25 01 01 01 01 02 02 02 02 04 04 04 04 08 08 08 08 16 16 16 32 32 64 64 Nos indivíduos na faixa de 20 a 30 anos, são mais comuns casos de câncer de esôfago. O tipo de câncer com maior probabilidade de se desenvolver a partir dos 50 anos, tanto em homens quanto em mulheres, é o da próstata. Entre os tipos mostrados no gráfico, o câncer de pele é o que afeta de maneira mais precoce os indivíduos. Uma pessoa de 80 anos tem aproximadamente 500 vezes mais chances de ter câncer de próstata do que uma pessoa de 40 anos. Não se pode concluir que a idade dos indivíduos esteja relacionada com o desenvolvimento de cânceres. As mutações genéticas que levam uma célula a se tornar cancerosa têm origem em fatores ambientais ou hereditários. Estatisticamente, o câncer de esôfago é mais precoce que o de estômago. Que tipo de divisão celular está caracterizado na figura A? E na figura B? Qual tipo corresponde às células em reprodução sexuada? Qual tipo corresponde às células em reprodução assexuada? Justifique suas respostas. Explique as características genéticas dos descendentes das reproduções sexuada e assexuada. a b E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S 9www.biologiatotal.com.br (UNESP 2010) Apelo assexual – Caso único na natureza, espécie de formiga dispensou seus machos e descobriu que, ao menos para ela, sexo não vale a pena. Trata-se da Mycocepurus smithii, uma espécie de formiga que não tem machos: a rainha bota ovos que crescem sem precisar de fertilização, originando operárias estéreis ou futuras rainhas. Aparentemente, este mecanismo de reprodução traz uma desvantagem, que é a falta de diversidade genética que pode garantir a sobrevivência da espécieem desafios ambientais futuros. Duas hipóteses foram levantadas para explicar a origem destes ovos diploides: a primeira delas diz que os ovos são produzidos por mitoses e permanecem diploides sem passar por uma fase haploide; a segunda sugere que se formam dois ovos haploides que fertilizam um ao outro. (Unesp Ciência, novembro de 2009. Adaptado.) Considere as duas hipóteses apresentadas pelo texto. Cada uma dessas hipóteses, isoladamente, reforça ou fragiliza a suposição de que essa espécie teria desvantagem por perda de variabilidade genética? Justifique suas respostas. (UEPG 2010) Sobre a intérfase, que é o período que precede a divisão celular, assinale o que for correto. Na intérfase a célula produz proteínas, aumenta de tamanho e gera a duplicação do DNA presente na cromatina. A intérfase é muito mais longa do que a divisão celular propriamente dita. O aspecto do núcleo nessa fase é muito diferente daquele observado durante a divisão celular. Durante a divisão celular a cromatina se organiza e transforma-se em vários bastonetes individuais, os cromossomos. Nucléolos e carioteca, presentes durante toda a intérfase, desaparecem durante a divisão celular. Se observada na intérfase, a cromatina parece um conjunto embaralhado de filamentos finos. Durante a divisão celular, cada um desses filamentos espirala-se, enrolando-se sobre si mesmo. Dessa forma, o filamento fica mais curto e mais espesso, condensando-se. (UNICAMP 2010) O esquema a seguir representa três fases do ciclo celular de uma célula somática de um organismo diploide. (UEG 2010) A apoptose é conceituada como a morte celular programada, sendo um evento biológico muito comum nos tecidos animais. Sobre essa temática, responda ao que se pede: Identifique uma contribuição deste fenômeno na manutenção das células corporais dos organismos vivos. Exemplifique, utilizando um grupo de animais, um processo biológico que pode ser considerado apoptose. (UEM 2016) Em células eucarióticas, a relação nucleoplasmática (RNP) é dada pela fórmula na qual V N representa o volume do núcleo celular e V C representa o volume total da célula. Assinale o que for correto. Em células eucarióticas, o material genético fica localizado no núcleo. No processo de mitose de células eucarióticas, a fragmentação do envoltório nuclear (carioteca) se inicia na prófase. A relação nucleoplasmática também pode ser obtida pela fórmula . Uma célula com RNP = 2 tem menos de 60% de seu volume ocupado pelo núcleo. Em uma célula esférica, cujo núcleo é também esférico com raio igual à metade do raio da célula, tem-se N C N V RNP , V V = − N C N C V V V 1 V − 1 RNP . 7 = 29 30 31 32 33 01 01 02 02 04 04 08 08 16 16 Qual é o número de cromossomos em uma célula haploide do organismo em questão? Justifique sua resposta. Identifique se a célula representada é de um animal ou de uma planta. Aponte duas características que permitam fazer sua identificação. Justifique. a a b b 10 E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S GABARITO DJOW MITOSE 14: a) O tratamento com o sulfato de vincristina bloqueia o processo de divisão celular mitótico. Os microtúbulos, formados pela proteína tubulina, prendem-se aos cromossomos duplicados pelos seus centrômeros e fracionam os cromossomos-filhos para os polos opostos da célula. Eles são os responsáveis pela correta separação das cromátides-irmãs durante a anáfase da mitose. b) A estrutura celular que apresenta a composição química semelhante ao lipossomo é a membrana plasmática. A fusão das vesículas com a membrana celular permite a introdução do quimioterápico no meio intracelular. 15: 01 + 04 + 08 = 13. [01] Verdadeiro. Nos seres vivos eucariotos e sexuados, a mitose forma duas células-filhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe; e a meiose reduz pela metade o número de cromossomos, tornando-se haploide. [02] Falso. O tempo da interfase depende do tipo de célula e seu estado fisiológico e os cromossomos estão descondensados. Dependendo do estágio da interfase, a célula permanece em atividade ou repouso. [04] Verdadeiro. O crossing-over ocorre na prófase I, em que há trocas entre os cromossomos homólogos, aumentando a variabilidade genética. [08] Verdadeiro. Os cromossomos homólogos se separam durante a anáfase I (meiose I). 16: 01 + 02+ 04 + 08 + 16 = 31. Todos os itens estão corretos e relacionados ao ciclo celular observado em células que se renovam. 17: a) Durante a interfase, as células produzem RNA, proteínas e aumentam o seu volume (período G1). No período S ocorre síntese de DNA e, consequentemente, a duplicação dos cromossomos. b) A maior quantidade de DNA é verificada no período G2 da interfase. c) Em humanos com cariótipo normal, verificam-se no período G2, 46 cromossomos duplicados, cada um com 2 cromátides, e, portanto, 92 cromátides no total. 18: 01 + 04 + 08 = 13. A meiose é uma divisão celular reducional, com metade dos cromossomos da espécie em questão. Nela, os cromossomos homólogos são separados durante a anáfase I e as cromátides durante a anáfase II. O crossing-over é um processo que ocorre na prófase I da meiose, com troca de material genético entre cromossomos homólogos. A fecundação é a junção dos gametas haploides, originando células diploides. A interfase é um período do ciclo celular, chamado de S, importante para a divisão celular, momento de síntese, onde ocorre a duplicação do DNA, para posterior divisão. A citocinese centrífuga é característica das células vegetais e corresponde ao processo de divisão do citoplasma, iniciando do centro da célula, avançando para as extremidades. 19: a) O modelo C representa a duplicação da molécula de DNA proposta por Watson e Crick, indicando que cada uma das moléculas de DNA serve como molde para a formação de uma nova cadeia, chamada de replicação semiconservativa. b) A duplicação da molécula de DNA ocorre na Intérfase, no intervalo chamada S (Síntese), processo que antecede a mitose propriamente dita. A célula precisa replicar o DNA para a divisão e produção de uma nova célula. 20: 01 + 02 + 16 = 19. [04] Falsa. A divisão do citoplasma corresponde à citocinese. [08] Falsa. A mitose de uma célula haploide origina duas células haploides. [32] Falsa. A máxima espiralização cromossômica ocorre durante a metáfase. 21: a) Na mitose a placa equatorial é formada pelos cromossomos duplicados e não pareados. Na Meiose I a placa equatorial é formada por bivalentes (homólogos pareados). b) 1 – prófase; 2 – anáfase; 3 –anáfase. c) Por não apresentar centríolo. 22: 01 + 04 + 08 + 32 = 45. [02] Falso. A proliferação celular descontrolada que caracteriza o câncer é exclusivamente mitótica. [16] Falso. O desenvolvimento do câncer é influenciado por diversos fatores ambientais, tais como: tabagismo, radiação UV, entre outros. 23: 04 + 08 + 32 = 44. [01] INCORRETO: O câncer de esôfago é mais comum na faixa acima dos 70 anos. [02] INCORRETO: O câncer de próstata somente ocorre em homens. [16] INCORRETO: O gráfico mostra uma correlação direta entre a idade avançada e a incidência de câncer. [64] INCORRETO: Estatisticamente, o câncer de estômago é mais precoce que o de esôfago. 24: 01 + 02 + 04 + 08 = 15. Em todos os organismos vivos diploides (2N) e sexuados, os gametas sempre serão células haploides (N). 25: a) No esquema da figura A está representada a mitose, e na figura B a meiose. As células em reprodução sexuada correspondem à meiose, isto é, figura B. Podemos justificar pela produção de quatro células ao final do processo e redução no número de cromossomos em cada célula formada. Na reprodução assexuada a estabilidade no número de cromossomos nas células formadas é o ponto principal, ou seja, mantém o número de cromossomos que pode ser observado na formação das duas células ao final do processo. b) Os descendentes formados pelo processode reprodução sexuada diferem dos pais por apresentar uma mistura de material genético de ambos, já no processo de reprodução assexuada as características genéticas se mantêm como ocorre na clonagem. 26: 04 + 08 = 12. A cromatina torna-se evidente à microscopia óptica e eletrônica durante a metáfase e anáfase, devido à condensação ou espiralização das nucleoproteínas. 27: 04 + 08 + 32 = 44 O período interfásico varia de acordo com o tipo celular considerado. Durante o período de desenvolvimento embrionário, as células normalmente apresentam período interfásico curto e divisões mitóticas rápidas. No período G2 da interfase, os cromossomos estão duplicados, contendo o dobro da quantidade de DNA observado no período G1. A meiose ocorre apenas nas células componentes da linhagem celular germinativa presentes nos testículos e ovários. E X E R C ÍC IO S A P R O F U N D A D O S 11www.biologiatotal.com.br 28: Mitose; metáfase. Neurônios são células somáticas que normalmente não sofrem divisão. A presença de cromossomos duplicados, condensados e alinhados no interior das células indica que estão passando pela metáfase mitótica 29:A hipótese de que ovos diploides surgem por divisões mitóticas de células precursoras diploides reforça a suposição de que essa espécie de formiga apresenta desvantagem por perda de variabilidade genética, pois a mitose produz células cromossômica e geneticamente idênticas. A hipótese de que os ovos diploides são resultantes da fusão de células haploides pressupõe que essas células haploides foram formadas por divisões meióticas, nas quais ocorrem fenômenos que ampliam a variabilidade genética: o crossing-over (permutação), a segregação independente dos cromossomos homólogos e a união de células recombinadas. Essa hipótese fragiliza a suposição de perda de variabilidade genética na população de formigas. 30: 01 + 02 + 04 + 08 + 16 = 31 Todas as afirmativas são corretas. A intérfase é o período do ciclo celular que precede a divisão celular. Durante a intérfase, a célula realiza suas funções metabólicas, cresce em tamanho, produz proteínas e duplica seu DNA. Durante a divisão celular a cromatina condensa-se tornando-se mais espessa e curta, sendo então denominada cromossomo. 31:a) o número de cromossomos na célula haploide do organismo em questão é 2 (n=2). Na anáfase representada é possível observar a separação das cromátides irmãs de 4 cromossomos. Sabendo que a célula diploide apresenta um par de cada cromossomo, conclui-se que 2n é igual a 4 e, portanto, n=2. b) a célula representada é de um animal. As características desta célula que permitem sua identificação são: ausência de parede celular, citocinese centrípeta e presença de centríolos. 32:a) A apoptose é um mecanismo útil para manter o equilíbrio interno dos organismos multicelulares. Várias são as contribuições da apoptose na manutenção das células somáticas de organismos vivos. Uma delas está no controle do número de células de um organismo, que é efetivado não apenas pela velocidade da divisão celular, mas também pelo controle da morte celular. Se as células não são mais necessárias, elas morrem pela ativação da morte celular programada. Outra contribuição desse fenômeno na manutenção das células corporais dos mamíferos é o desencadeamento da apoptose nas células portadoras de DNA lesado, o que contribui para a diminuição da frequência de câncer nesses organismos. b) A metamorfose das rãs é um exemplo da utilização de apoptose por um grupo de animais. Quando um girino se transforma numa rã, as células na cauda são induzidas a sofrer apoptose e morrem. A cauda que não é mais necessária para a rã desaparece. 33: 01 + 02 + 04 + 16 = 23. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia] [01] Correta. [02] Correta. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Matemática] ANOTAÇÕES N N C C CN N N C N C C N C N C C V V V V VV V V V V V V V V V 1 V V = = ⋅ = − − −− [04] Correta. Simplificando a relação dada: [08] Incorreta. Uma célula com RNP = 2 tem mais de 60% de seu volume ocupado pelo núcleo. Calculando: N C N N C N N C N C C N V 2 2 2V 2V V 2V 3V V V V 0,67V V V 3 = → − = → = → = → ≈ − [16] Correta. Calculando: N 3 C 3 3 N 3 3 3C N 4 V R 3 4 R 4 V R 3 8 24 4 4 4 R 4 24 4 124 24 24 RNP 4 4 4 4 32 4 24 28 28 V 7 R R 3 24 3 24 24 RNP V V ð ð ð ð ð ð = = = = = = ⋅ = → = − − − = → − C IT O G E N É T IC A 59www.biologiatotal.com.br SÍNTESE PROTEICA A síntese de proteínas dentro da célula ocorre devido à interação do núcleo com o citoplasma. No núcleo o DNA sintetiza o RNAm (mensageiro) de uma das suas cadeias, transcrevendo o código de uma proteína específica. Depois de produzido, o RNAm desloca-se para o citoplasma e liga-se aos ribossomos que passam agora a “ler” a sequência de bases nitrogenadas do RNAm. A leitura do código é feita por “trincas” de bases nitrogenadas; cada “trinca” do RNA corresponde a um códon que irá determinar a colocação de um aminoácido específico na cadeia proteica. Isso caracteriza a tradução do código genético. Na figura acima está representado o dogma central da biologia: replicação, transcrião e tradução. O dna, como molécula mais importante de uim ser vivo, passa por estas transformações para manter a vida Existem 64 códons diferentes que codificam 20 aminoácidos. Logo, cada aminoácido da proteína é codificado por 1, 2, 3 ou 4 códons do RNAm, sendo o código genético chamado degenerado. Para a formação da proteína participam os RNAm, RNAt e ribossomos. Os RNAt são moléculas pequenas que possuem um anticódon, o qual deve reconhecer o aminoácido específico, fixá- lo e, com ele a reboque, procurar um local do RNAm (um códon) onde o seu anticódon encaixe perfeitamente. O apoio para isso será dado pelo ribossomo. A identificação dos aminoácidos na cadeia polipeptídica se dá em função da sequência de códons do RNAm. Estes podem ser identificados de acordo com a tabela a seguir: CÓDIGO GENÉTICO O gene corresponde a uma sequência particular de DNA, codificadora de uma informação (proteína ou RNA). A expressão gênica envolve a cópia de regiões específicas do DNA (os genes) numa molécula de mRNA e a passagem da informação contida na sequência de nucleotídeos desse mRNA para uma sequência de aminoácidos. As moléculas de RNA são sintetizadas por um processo conhecido como transcrição, similar a replicação do DNA. Quando se diz que um gene é expresso em um dado tecido, significa que neste tecido é feita uma molécula de mRNA usando este gene como molde e esta molécula de RNA serve como molde para a “montagem” da proteína correspondente Neste processo uma das fitas do DNA atua como modelo para que o pareamento de bases complementares possa acontecer. Após a transcrição do DNA a fita de mRNA é liberada da molécula de DNA, voltando o DNA a conformação original. O mRNA então transcrito dirige a síntese da molécula proteica, enquanto 60 C IT O G E N É T IC A outras moléculas de RNA (tRNA) servem como transportadores dos aminoácidos envolvidos, ou se encontram como componentes ribossômicos. Em síntese, o DNA pode se replicar e dar origem a novas moléculas de DNA; pode ainda ser transcrito em RNA, e este por sua vez traduz o código genético em proteínas. Isso é conhecido como o Dogma Central da Biologia. A quantidade de mRNA produzido a partir de uma região particular do DNA é controlada por proteínas regulatórias, que se ligam a sítios específicos no DNA. Como cada molécula de mRNA pode ser traduzida em milhares de cópias de uma cadeia polipeptídica, a informação contida numa pequena região do DNA pode dirigir a síntese de milhões de cópias de uma proteína específica. Conter a informação genética significa não somente armazenar e transmitir ao longo das gerações, mas expressar, ou seja, servir de molde para a síntese de RNAs e alguns desses serem traduzidos nas proteínas correspondentes.LEITURA COMPLEMENTAR Entenda o filme “O óleo de Lorenzo”! O filme “O óleo de Lorenzo” conta a história real de um menino de oito anos que possui uma doença rara chamada adrenoleucodistrofia (ALD). Lutando contra o tempo em uma época em que pouco se sabia sobre a doença, os pais do menino passaram a pesquisar por si próprios um possível tratamento para a criança. O filme termina com a descoberta de um óleo – o óleo de Lorenzo – que reduz fortemente o desenvolvimento da doença. Mas qual a relação entre a doença de Lorenzo, o óleo que estagnou seu desenvolvimento e os neurônios que todos nós possuímos? C IT O G E N É T IC A 61www.biologiatotal.com.br Lorenzo ficou famoso ao sobreviver por muito tempo a esta doença que até então não tem cura. Imagem: Daily Mail A bainha de mielina otimiza o transporte de impulsos nervosos ao longo do axônio, e sua destruição resulta em danos no sistema neurológico dos pacientes com adrenoleucodistrofia. Imagem: John Wiley & Sons, Inc. ANOTAÇÕES A adrenoleucodistrofia é uma doença genética ligada ao cromossomo X, e que por isso acomete principalmente homens. Extremamente rara, a ALD resulta de alterações em uma proteína transportadora de membrana dos peroxissomos – responsáveis pela degradação dos ácidos graxos –, interferindo na atividade normal destas organelas. Uma vez alterada, a proteína não consegue mais realizar sua função e os ácidos graxos de cadeia longa, que deveriam entrar nos peroxissomos para serem degradados, acumulam-se nos tecidos do organismo, resultando em sintomas progressivos, como fraqueza corporal e distúrbios neurológicos.Os distúrbios neurológicos são os sintomas mais importantes da doença e ocorrem devido ao acúmulo dos ácidos graxos nos tecidos cerebrais, que resultam na redução da transmissão de impulsos nervosos. Mas de que maneira o acúmulo de ácidos graxos interferem na transmissão nervosa?Nossos neurônios são células diferenciadas com prolongamentos compridos chamados axônios. Os impulsos nervosos são transmitidos entre os neurônios sendo deslocados ao longo dos axônios. Ao redor desses prolongamentos existe uma camada protetora chamada bainha de mielina, que também facilita a transmissão de impulsos nervosos, otimizando a comunicação entre os neurônios. Agora que sabemos como funcionam os neurônios e a bainha de mielina, podemos entender de que forma a ALD resulta em distúrbios neuronais: os ácidos graxos de cadeia longa acumulados no tecido cerebral destroem a bainha de mielina, interferindo no deslocamento dos impulsos e dificultando a transmissão nervosa. Mas de que forma o óleo de Lorenzo impede o desenvolvimento da doença? O óleo é uma mistura de ácidos graxos de cadeia curta que, aliado a uma dieta restritiva, reduz a produção de ácidos graxos de cadeia longa, diminuindo seu acúmulo no organismo. A real eficácia do óleo ainda não está comprovada cientificamente, mas o tratamento parece ter surtido efeito em Lorenzo, que viveu até os 30 anos de idade – 20 anos a mais do que o previsto pelos médicos. Fonte: Biochimie. 62 E X E R C ÍC IO S a b c d 3 4 Sobre o material genético, assinale o que for correto. A duplicação do material genético de eucariotos ocorre durante a anáfase da mitose. Entende-se por gene o segmento de DNA capaz de codificar um RNA. Em um gene ativo, a RNA polimerase está complementando os desoxinucleotídeos da região codificante com ribonucleotídeos complementares e realizando ligações fosfo-di-ester entre eles. Toda mutação em genes que codificam proteínas em eucariotos altera a sequência de aminoácidos na proteína codificada neste gene. Eucariotos se distinguem de procariotos, neste quesito, por possuírem histonas associadas ao DNA, formando cromatina. EXERCÍCIOS (UECE 2015) A molécula de DNA armazena informação genômica que é transcrita e traduzida por mecanismos elegantes como os de transcrição e tradução. Entretanto, entre os distintos indivíduos biológicos construídos por mensagem contida no DNA, há uma singularidade biológica que se repete, mas se diferencia pelo modo como esta é organizada. Essa descrição corresponde à(s) molécula de RNAr. moléculas de RNAt. bases nitrogenadas. molécula de RNAm. (UECE 2015) Sobre os ácidos nucleicos (DNA e RNA) é correto afirmar que o RNA é formado por segmentos denominados genes, responsáveis pela produção de proteínas nos seres vivos. o processo de produção de uma molécula de RNA a partir de uma molécula de DNA é chamado de tradução. DNA é composto por uma desoxirribose e um grupo fosfato, sendo suas quatro bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina e timina. dentre as bases nitrogenadas, a timina é exclusiva do RNA. (UNISINOS 2012) Em 1953, James Watson e Francis Crick descreveram a estrutura do DNA (ácido desoxirribonucleico). O DNA armazena as informações genéticas que coordenam o desenvolvimento e o funcionamento dos seres vivos em unidades chamadas genes. Sua estrutura é formada por um 1 2 CAIU NA UEM - 2016 a a a b b b c c c d d d e longo polímero de unidades simples de nucleotídeos (monômeros), e sua cadeia principal, por moléculas de açúcares e fosfato intercaladas, unidas por ligações fosfodiéster. Ligada a cada molécula de açúcar, está uma das quatro bases nitrogenadas, cuja sequência, ao longo da molécula de DNA, constitui a informação genética. A leitura dessas sequências é realizada pelo RNA mensageiro (ácido ribonucleico), que copia parte da cadeia de DNA por um processo chamado transcrição, e, posteriormente, a informação contida neste é “traduzida” em proteínas pela tradução. Embora a maior parte do RNA produzido seja utilizada na síntese de proteínas, pode também ter função estrutural (RNA ribossômico), que faz parte da constituição dos ribossomos. Das bases nitrogenadas listadas abaixo, qual ocorre exclusivamente na estrutura do DNA? Adenina Uracila Timina Guanina Citosina (IFSUL 2011) As proteínas são substâncias essenciais da estrutura das células vivas e podem ser formadas por um ou mais polipeptídios. O processo de síntese de uma cadeia polipeptídica consiste em unir aminoácidos de acordo com a sequência de códons de RNAm. Como essa sequência é determinada pelas bases de DNA que serviu de molde ao RNAm, a síntese de proteínas é denominada duplicação semiconservativa. transcrição gênica. tradução gênica. programação genética. 01 02 04 08 16 E X E R C ÍC IO S 63www.biologiatotal.com.br 6 7 a a a b b b c c c d d d e e e 8 9 10 (PUCRJ 2010) Como consequência de uma mutação hipotética em uma molécula de RNA mensageiro, podemos esperar que ocorram diversas mudanças, à exceção de alterações: na transcrição reversa desse RNA para DNA. na autoduplicação do DNA que o originou. na tradução dessa molécula de RNA. moleculares em proteínas estruturais originadas desse RNA. funcionais em proteínas enzimáticas originadas desse RNA. (ENEM 2009) A figura seguinte representa um modelo de transmissão da informação genética nos sistemas biológicos. No fim do processo, que inclui a replicação, a transcrição e a tradução, há três formas proteicas diferentes denominadas a, b e c. Depreende-se do modelo que a única molécula que participa da produção de proteínas é o DNA. o fluxo de informação genética, nos sistemas biológicos, é unidirecional. as fontes de informação ativas durante o processo de transcrição são as proteínas. é possível obter diferentes variantes proteicas a partir de um mesmo produto de transcrição. a molécula de DNA possui forma circular e as demais moléculas possuem forma de fita simples linearizadas. (UFRGS 2008) O esquema a seguir representa uma etapa do processo de tradução. Assinale a alternativa que identifica, correta e respectivamente, os componentes indicados pelas setas 1, 2 e 3 do esquema. polipeptídeo - RNA transportador -
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