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EUGENIA FERREIRA DOURADO RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA INTRODUÇÃO A BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO. UNOPAR SISTEMA DE ENSINO A DISTÂNCIA RADIOLOGIA Urandi-BA 2023 URANDI-BA 2023 RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA INTRODUÇÃO A BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO. Relatório apresentado à faculdade unopar, como requisito parcial para o aproveitamento da disciplina de Introdução a biologia celular e do desenvolvimento do curso de Tecnologia em Radiologia. Tutor a distância: ANA PAULA SCAROMAL RICIETTO EUGENIA FERREIRA DOURADO SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO..............................................................4 2 DESENVOLVIMENTO...................................................5 2.1RELATORIO.................................................................6 2.2 OBJETIVOS.................................................................7 2.3 TAREFA 1....................................................................8 2.4 TAREFA 2 ....................................................................9 3 CONCLUSÃO...................................................................10 4 REFERENCIAS..................................................................11 URANDI-BA 2023 INTRODUÇÃO A extração de ácidos nucleicos (DNA e RNA) é o primeiro passo para a realização da maioria das metodologias de biologia molecular. É possível se obter DNA e RNA a partir de inúmeros tipos de tecidos e células, e existe uma infinidade de protocolos e reagentes para realização de tal procedimento (GOUVEIA; REGITANO, 2007). A análise de RNA pode fornecer informações importantes sobre expressão gênica e caracterização de transcritos, baseado nos métodos de Northern, PCR quantitativa em tempo real (qRT-PCR), construção de bibliotecas de cDNA, ESTs, e outras (IBELLI et al. 2007), para a realização desses estudos é necessário que o RNA seja extraído e purificado eficientemente, mantendo sua integridade e qualidade. Devido à presença de grandes quantidades e variedades de compostos secundários nos tecidos vegetais, não existe um método padrão para o isolamento de ácidos nucleicos (RNA ou DNA) que possa ser utilizado para todas as espécies de plantas (CARDILLO et al., 2006). A presença de polissacarídeos, polifenóis e uma grande gama de metabólitos secundários tornam difícil a padronização entre os diferentes tecidos e a obtenção de RNA de alta qualidade (CAMPOS et al., 2010). Os métodos para isolamento de RNA baseiam-se na lise e na desnaturação das células que permitem a liberação dos ácidos nucleicos totais e na presença de inibidores que impedem a ação de ribonucleases (RNases) (AUSUBEL et al., 1998). A presença de RNases estáveis e ativas nos tecidos é a principal dificuldade na extração de RNA, pois fazem com que o RNA (altamente instável) seja rapidamente degradado. Sendo assim, a primeira etapa na maioria dos métodos de isolamento de RNA após a pulverização dos tecidos, é a imediata exposição deste material a tampões de extração que apresentam substâncias como o cloreto de lítio, que auxilia a precipitação do RNA, e o isotiocianato de guanidina, que permite a manutenção do RNA intacto nas etapas posteriores da extração por meio da degradação das ribonucleases endógenas (SAMBROOK ; RUSSEL, 2002). Atualmente, há vários reagentes comercialmente disponíveis que possuem em sua composição reagentes combinados, como isotiocianato de guanidina e fenol, possibilitando uma extração de RNA mais rápida que a dos protocolos convencionais e garantindo a integridade do material. É necessária ainda a adição de clorofórmio ao RNA, que solubiliza os lipídios permitindo a sua remoção. Após a centrifugação, três fases podem ser observadas: uma rósea formada pela presença do fenol; uma interfase formada pelo clorofórmio; e DNA e uma fase aquosa, onde está presente o RNA. A precipitação do RNA é feita com um álcool, como por exemplo, o isopropanol. Nesta etapa, observa-se uma nuvem branca contendo o RNA. Posteriormente, uma limpeza com álcool permite a retirada de sais que tenham ainda aderido ao precipitado de RNA (AUSUBEL et al., 1998). Comercialmente existem ainda muitos kits que prometem a extração de RNA de alta qualidade a partir de pequenas quantidades de material biológico. Muitos desses kits são bastante eficientes, mas necessitam ser testados para o tecido que se deseja trabalhar e para determinada espécie. Diversos estudos descrevem diferentes protocolos de extração para diferentes tecidos vegetais ricos em polifenóis ou polissacarídeos, que são os tecidos que impõem uma maior dificuldade para isolamento de boa quantidade de RNA e de alta qualidade. Entretanto, esses estudos desenvolvem métodos tecidos-específicos e, geralmente, para uma única espécie (AZEVEDO et al., 2003). O gênero Brachiaria possui várias espécies com interesse forrageiro contribuindo efetivamente na produção de carne e leite do Brasil. Somente na região dos Cerrados, as espécies de Brachiaria somam mais de 50 milhões de hectares, totalizando 85% das gramíneas forrageiras cultivadas neste ecossistema (MACEDO, 2005). Nos últimos anos. RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA 1Relatório desenvolvido durante a aula de Introdução á Biologia Celular e do Desenvolvimento sob a supervisão da Professora Tarciane.IntroduçãoO instrumento usado na primeira aula prática foi microscópio é um aparelho que é utilizado para visualizar coisas minúsculas como as células.O microscópio deve ter sido inventado em 1590 por Hans Janssen e seu filho Zacharias, eles eram dois holandeses fabricantes de óculos. A célula estudada foi a vegetal é semelhante à célula animal, mas contém algumas organelas diferentes da célula animal, como a parede celular, vacúolos e os cloroplastos. Está dividida em: componentes protoplasmáticos que são um composto de organelas celulares e outras estruturas que sejam ativas no metabolismo celular. Inclui o núcleo, retículo endoplasmático, citoplasma, ribossomos, complexo de Golgi, mitocôndrias, lisossomos e plastos e componentes não protoplasmáticos são os resíduos do metabolismocelular ou substâncias de armazenamento. Inclui vacúolos, parede celular e substâncias epigástricas. Purificação de DNA e RNA Estrutura do DNA - vários métodos são utilizados para purificação de DNA A extração de DNA e RNA é um método básico usado em biologia molecular. A necessidade de ácido nucleico altamente puro e de alta qualidade é importante para uma ampla gama de aplicações clínicas e de pesquisa. A purificação de ácidos nucleicos é uma etapa inicial em muitos fluxos de trabalho genômicos e de biologia molecular. Em geral, as amostras de DNA e RNA são obtidas a partir de preparados brutos. DNA genômico, DNA de plasmídeo e RNA total podem ser extraídos e purificados de diversas fontes, incluindo células bacterianas e de mamíferos, tecido vegetal, tecido fúngico, tecido, sangue, plasma e soro de mamíferos, vírus, esfregaços bucais e nasais, matrizes de gel, PCRs e outras reações enzimáticas. O isolamento do ácido nucleico dessas amostras muitas vezes envolve a lise de membranas celulares ou homogeneização da amostra, seguida da remoção de proteínas, enzimas, detergentes, sais e lipídios. As abordagens comuns incluem as seguintes: Extração alcalina Extração com fenol-clorofórmio Centrifugação por gradiente de densidade com cloreto de césio (CsCl) Cromatografia com oligo(dT)-celulose Matriz de sílica Esferas de vidro Terra de diatomáceas Cromatografia de trocas aniônicasCromatografia de exclusão por tamanho A aplicação final determinará o melhor método para purificação. As aplicações a jusante (downstream) incluem PCR, qPCR, digestão com enzimas de restrição, ligação, clonagem, genotipagem, análise de expressão gênica, sequenciamento de próxima geração (NGS) e northern e southern blotting. . Analisar as funções e as finalidades de cada reagente e/ou material descritos no protocolo de extração e purificação de DNA ou RNA; Definir cada etapa descrita no protocolo de extração e purificação de DNA ou RNA. A extração e a purificação de ácidos nucléicos a partir de diversas amostras experimentais (bactérias, fungos, tecidos vegetais e tecidos animais) é uma etapa fundamental para se obter alta eficiência de amplificação nos protocolos que usam a reação em cadeia da polimerase (PCR). Essa técnica tem sido amplamente empregada em estudos moleculares, em razão da facilidade relativa com que é possível amplificar in vitro regiões específicas do genoma de qualquer organismo. A PCR possibilita a amplificação de seqüências de DNA que estejam presentes em misturas complexas e permite estudos de natureza variada, tais como desenvolvimento de métodos de diagnóstico altamente sensíveis e específicos, obtenção de grandes quantidades de DNA para seqüenciamento e análises sobre a diversidade genética de populações. Apesar da facilidade de amplificação de DNA possibilitada pela técnica de PCR, existe a necessidade da adequada padronização dos protocolos a serem utilizados em todas as fases dos procedimentos, desde a obtenção do ácido nucléico até a reação de amplificação propriamente dita. O DNA, em sua forma original de dupla fita, apresenta alta estabilidade e é muito resistente e se mantém inalterado em várias condições de meio. No entanto, alguns cuidados são aconselháveis, para que seja evitada a degradação das amostras obtidas em laboratório. A extração de DNA inclui basicamente dois procedimentos principais: a lise das células presentes na amostra e a purificação do DNA. Após a lise das células, o DNA deve ser separado dos restos celulares e das proteínas, precipitado e suspenso em volume adequado de água ultrapura ou soluções-tampão adequadas. As amostras de DNA podem também ser submetidas a processos de concentração e de purificação, com a finalidade de se obter melhores resultados nas amplificações. Para cada tipo de amostra, vários protocolos podem ser testados, adaptados e otimizados, de maneira a se conseguir DNA de boa qualidade. Neste manual apresentam-se, de maneira simples, alguns fundamentos da análise de DNA. OBTENÇÃO DE AMOSTRAS PARA EXTRAÇÃO DE DNA As amostras perecíveis devem ser acondicionadas de forma adequada até o momento de serem submetidas à extração do DNA. Amostras de sangue e de outros tecidos animais devem ser refrigeradas até chegarem ao laboratório. Amostras de tecidos vegetais também devem ser cuidadosamente colhidas, armazenadas e refrigeradas. As partes da planta devem ser lavadas e enxaguadas com água destilada ou submetidas a processo de esterilização superficial, de acordo com o objetivo dos estudos a serem realizados. Para melhor conservação, as amostras devem ser mantidas em temperatura de –20°C a –80°C, dependendo do tempo de armazenamento. Para utilização de amostras conservadas em estoque, é interessante o fracionamento em pequenas alíquotas, para que o material não sofra descongelamentos sucessivos, que poderiam contribuir para a oxidação do tecido e para a degradação do DNA. O manuseio dessas amostras deve ser feito preferencialmente com o uso de luvas, para que uma parte dos ácidos nucléicos não sejam degradados por nucleases, enzimas que normalmente estão presentes nos fluidos corporais liberados principalmente nas mãos das pessoas. 4. CUIDADOS DURANTE E APÓS A EXTRAÇÃO DE DNA Com a finalidade de se obter amostras de DNA adequadas aos protocolos de amplificação, é importante que exista uma sala exclusiva para esse fim. O DNA apresenta grande afinidade pelo vidro e pode ser adsorvido na presença de alguns sais; por isso, esse material não deve ser empregado durante o processo de extração. Todo o material plástico (polipropileno) utilizado deve ser esterilizado e novo (não deve ser usado material reciclado), para que as amostras apresentem boa qualidade e para que se diminuam os riscos de contaminação entre amostras no momento da análise. 5. MATERIAL NECESSÁRIO PARA EXTRAÇÃO DE DNA Para executar os protocolos de extração de DNA, é necessário que o laboratório tenha os equipamentos básicos, o material plástico e todas as soluções utilizadas nos procedimentos. O material mínimo necessário é o seguinte: a) Centrífuga com rotor para vários tipos de tubos (ou para o tipo de tubo empregado no laboratório). É aconselhável que a centrífuga tenha controle de refrigeração. b) Capelas de exaustão. c) Banho-maria com termostato ou com termômetro para aferição da temperatura. d) Vidraria para preparo das amostras (provetas, pipetas, bastões de vidro). e) Microtubos de polipropileno. f) Micropipetas automáticas para volumes diversos (com ponteiras). g) Gelo e nitrogênio líquido, quando necessário. Purificação do DNA por meio de precipitação com etanol A precipitação do DNA é feita por meio da utilização de etanol absoluto associado a uma solução com alta concentração de um sal catiônico. O etanol induz a transição estrutural nas moléculas de ácido, fazendo-as se agregarem, com conseqüente precipitação. A precipitação com etanol absoluto, além de concentrar o DNA, ajuda a remover resíduos de fenol e de clorofórmio presentes na amostra. O etanol a 70% é utilizado para remover resíduos de sais. Embora tanto o cloreto de sódio como o acetato de sódio e o acetato de amônio sejam eficazes na precipitação do DNA, é mais difícil remover o cloreto de sódio, em razão da sua menor solubilidade em etanol. Procedimento: Adicionar meio volume de solução de acetato de amônio 7,5 M e dois volumes de etanol absoluto. Centrifugar a 1.700 g por cerca de dois minutos (o tempo deve ser ajustado de acordo com a amostra). Eliminar a solução alcoólica e preservar o pellet de DNA. Ressuspender o pellet em etanol a 70% (para eliminar impurezas presentes na amostra), centrifugar novamente a 1.700 g por dois minutos. Descartar o sobrenadante e deixar secar o pellet de DNA. Ressuspender o DNA em tampão TE (ver item 6.1.f). Para facilitar a completa dissolução do DNA nesse tampão, as amostras podem ser incubadas em agitador a 65°C por algumas horas. Protocolo de extração de DNA de sangue mediante precipitação com sal Este protocolo, adaptado de Olerup & Zetterquist (1992), é usado no Laboratório de Biotecnologia da Embrapa Pecuária Sudeste e pode ser empregado com volumes pequenos de sangue. • Solução A (tampão de hemólise) para cada amostra de 25 mL: a) Tris−HCl 1 M, com pH 7,6 (concentração final de 10 mM) 250 µL. b) MgCl2 0,5 M (concentração final de 5 mM) 250 µL. c) NaCl 5 M (concentração final de 10 mM) 50 µL. d) Completar com água ultrapura (q.s.p. 25 Ml. • Solução B (para cada amostra de 500 µl): a) Tris−HCl 1 M, com pH 8,0 (concentração final de 10 mM) 5 µL. b) NaCl 5 M (concentração final de 100 mM) 10 µL. c) EDTA 0,5 M, com pH 8,0 (concentração final de 10 mM) 10 µL. d) Dodecilsulfato de sódio a 20% (concentração final de 0,5%) 12,5 µL. e) Proteinase K (concentração final de 20 mg/mL) 2,0 µL. f) H2O ultrapura 460,5 µL. • Para a precipitação do DNA: a) Etanol absoluto gelado (manter a 5°C). b) Etanol a 70% gelado (manter a 5°C). .LEITURA DA CONCENTRAÇÃO DE DNA NAS AMOSTRAS Todas as amostras de DNA obtidas no laboratório podem ser avaliadas quanto à sua concentração e à sua pureza por meio da análise da densidade óptica (DO) em espectrofotômetro. O DNA absorve luz no comprimento de onda de 260 nm eas proteínas, de 280 nm. Diluições das amostras de DNA são preparadas com água ultrapura. Pequenas alíquotas de 10 µL (diluição 1:50) ou 5 µL (diluição 1:100) são misturadas com 490 ou 495 µL de água ultrapura, e lidas em espectrofotômetro, nos comprimentos de onda citados. Para estimar a concentração de DNA, utiliza-se a seguinte relação: 1 DO260 = 50 µg de DNA de dupla hélice. A concentração de DNA na amostra pode ser obtida pelo seguinte cálculo: Concentração de DNA = leitura da DO260 x 50 x fator de diluição usado na leitura. A relação entre a quantidade de DNA e de proteína é usada como parâmetro para avaliação da qualidade do DNA extraído e, desse modo, a relação DO260/DO280 pode ser usada para esse fim. Amostras cujos valores dessa relação são inferiores a 1,8 apresentam contaminação com proteínas. O DNA pode ser quantificado e analisado quanto à sua qualidade, por meio da análise em gel de agarose. Para esse fim, um gel de agarose entre 0,8% e 1% é preparado e, com as amostras de DNA, é aplicada também uma amostra cuja concentração é conhecida. O DNA do bacteriófago Lambda em concentrações conhecidas de 20, 50, 100 e 200 ng/µL é geralmente utilizado. Após a eletroforese, o gel é corado com brometo de etídio, visualizado em luz ultravioleta, e as amostras são comparadas aos padrões, determinando-se dessa maneira as concentrações aproximadas de DNA em cada amostra. RNA: o que é, estrutura e função O RNA é um polímero cujos elementos da fita de ribonucleotídeos estão ligados covalentemente. Trata-de do elemento que está entre o DNA e a produção de proteínas, ou seja, o DNA se reestrutura para formar o RNA, que por sua vez codifica a produção de proteínas. Produção de proteína Síntese de proteínas A estrutura do RNA é formada por: Ribonucleotídeos: ribose, fosfato e bases nitrogenadas. Bases púricas: adenina (A) e guanina (G). Bases pirimídicas: citosina (C) e uracila (U). As funções do RNA estão relacionadas com seus tipos. São eles: RNA ribossômico (RNAr): formação dos ribossomos, que atuam na ligação dos aminoácidos em proteínas. RNA mensageiro (RNAm): transmissão da mensagem genética para os ribossomos, indicando quais os aminoácidos e qual a sequência que devem compor as proteínas. RNA transportador (RNAt): direcionamento dos aminoácidos no interior das células para o local de síntese de proteínas. Para ocorrer a síntese de proteínas, alguns trechos de DNA são transcritos para o RNA mensageiro, que leva a informação ao ribossomo. O RNA transportador é responsável por trazer os aminoácidos para produção das proteínas. O ribossomo fabrica a cadeia polipeptídica de acordo com a descodificação da mensagem recebida. ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 2: 1 INTRODUÇÃO. Sistema reprodutor Sistema reprodutor, ou sistema genital, é responsável por garantir a perpetuação da espécie. Nesse sistema encontram-se as gônadas, responsáveis por produzir gametas. "O sistema reprodutor, também chamado de sistema genital, é responsável por proporcionar as condições adequadas para a nossa reprodução. O sistema reprodutor masculino é responsável por garantir a produção do gameta masculino (espermatozoide) e depositá-lo no interior do corpo da mulher. O sistema reprodutor feminino, por sua vez, atua produzindo o gameta feminino (ovócito secundário) e também servindo de local para a fecundação e desenvolvimento do bebê" "Função do sistema reprodutor Os sistemas reprodutores masculino e feminino atuam juntos para garantir a multiplicação da nossa espécie. Tanto o sistema genital masculino quanto o feminino são responsáveis pela produção dos gametas, ou seja, pela produção das células que se unirão na fecundação e darão origem ao zigoto. Os gametas são produzidos nas chamadas gônadas, sendo os testículos as gônadas masculinas e os ovários as gônadas femininas. Os testículos produzem os espermatozoides, enquanto os ovários produzem os ovócitos secundários, chamados popularmente de óvulos." "Os sistemas reprodutores masculino e feminino garantem as condições necessárias para que ocorra a nossa reprodução. O espermatozoide é depositado dentro do corpo da fêmea no momento da cópula, e a fecundação ocorre no interior do sistema reprodutor feminino, mais frequentemente na tuba uterina. Após a fecundação, forma-se o zigoto, o qual inicia uma série de divisões celulares enquanto é levado em direção ao útero. O embrião implanta-se no endométrio do útero, e ali é inciado o seu desenvolvimento. A gestação humana dura cerca de 40 semanas." "Sistema reprodutor masculino O sistema reprodutor masculino garante a produção dos espermatozoides e a transferência desses gametas para o corpo da fêmea. Ele é formado por órgãos externos e internos. O pênis e o saco escrotal são os chamados órgãos reprodutivos externos do homem, enquanto os testículos, os epidídimos, os ductos deferentes, os ductos ejaculatórios, a uretra, as vesículas seminais, a próstata e as glândulas bulbouretrais são órgãos reprodutivos internos. Testículos: são as gônadas masculinas e estão localizados dentro do saco escrotal, também conhecido como escroto. Eles são formados por vários tubos enrolados chamados de túbulos seminíferos, nos quais os espermatozoides serão produzidos. Além de produzir os gametas, é nos testículos que ocorre a produção da testosterona, hormônio relacionado, entre outras funções, com a diferenciação sexual e a espermatogênese. Epidídimo: após saírem dos túbulos seminíferos, os espermatozoides seguem para o epidídimo, formado por tubos espiralados. Nesse local os espermatozoides adquirem maturidade e tornam-se móveis. "Ducto deferente: no momento da ejaculação, os espermatozoides seguem do epidídimo para o ducto deferente. Esse ducto encontra o ducto da vesícula seminal e passa a ser chamado de ducto ejaculatório, o qual se abre na uretra. Uretra: é o ducto que se abre para o meio externo. Ela percorre todo o pênis e serve de local de passagem para o sêmen e para a urina, sendo, portanto, um canal comum ao sistema urinário e reprodutor. Vesículas seminais: no corpo masculino observa-se a presença de duas vesículas seminais, as quais formam secreções que compõem cerca de 60% do volume do sêmen. Essa secreção apresenta várias substâncias, incluindo frutose, que serve de fonte de energia para o espermatozoide. Próstata: secreta um fluido que também compõe o sêmen. Essa secreção contém enzimas anticoaguladoras e nutrientes para o espermatozoide. Glândulas bulbouretrais: no corpo masculino observa-se a presença de duas glândulas bulbouretrais. Elas são responsáveis por secretar um muco claro que neutraliza a uretra, retirando resíduos de urina que possam ali estar presentes. Pênis: é o órgão responsável pela cópula. Ele é formado por tecido erétil que se enche de sangue no momento da excitação sexual. Além do tecido erétil, no pênis é possível observar a passagem da uretra, pela qual o sêmen passará durante a ejaculação. "Sistema reprodutor feminino O sistema reprodutor feminino servirá de local para a fecundação e também para o desenvolvimento do bebê, além de ser responsável pela produção dos gametas femininos e hormônios. Assim como no masculino, o sistema reprodutor feminino apresenta órgãos externos e internos. Os órgãos externos recebem a denominação geral de vulva e incluem os lábios maiores, lábios menores, clitóris e as aberturas da uretra e vagina. Já os órgãos internos incluem os ovários, as tubas uterinas, o útero e a vagina. Ovários: no corpo feminino observa-se a presença de dois ovários, os quais são responsáveis por produzir os gametas femininos. Nesses órgãos são produzidos também os hormônios estrogênio e progesterona, relacionados com a manutenção do ciclo menstrual, sendo o estrogênio relacionado também com o desenvolvimentodos caracteres sexuais secundários." "Tubas uterinas: no corpo da mulher, observa-se a presença de duas tubas uterinas, as quais apresentam uma extremidade que atravessa a parede do útero e outra que se abre próximo do ovário e tem prolongamentos denominados de fímbrias. A fecundação ocorre, geralmente, na região das tubas uterinas. Útero: é um órgão muscular, em forma de pera, no qual se desenvolve o bebê durante a gravidez. A parede do órgão é espessa e possui três camadas. A camada mais espessa é chamada de miométrio e é formada por grande quantidade de fibras musculares lisas. A mais interna, chamada de endométrio, destaca-se por ser perdida durante a menstruação. O colo do útero, também chamado de cervice, abre-se na vagina. Vagina: é um canal elástico no qual o pênis é inserido durante a relação sexual e o espermatozoide é depositado. Esse canal é também por onde o bebê passa durante o parto normal. Vulva: é a genitália externa feminina. Fazem parte da vulva os lábios maiores, os lábios menores, a abertura vaginal, a abertura da uretra e o clitóris. Esse último é formado por um tecido erétil e apresenta muitas terminações nervosas, sendo um local de grande sensibilidade. "Depois de formados, os espermatozoides saem dos túbulos seminíferos e são encaminhados para os ductos eferentes, de onde seguirão para os epidídimos. Nos epidídimos, os espermatozoides ganharão mobilidade e serão encaminhados para os ductos deferentes, antigamente chamados de canais deferentes. Os ductos deferentes são dois tubos que saem um de cada testículo e passam pelo abdome, contornando a bexiga até fundirem-se ao ducto das glândulas seminais, compondo o ducto ejaculatório, que desemboca na uretra. Todos os espermatozoides produzidos ficam armazenados no epidídimo e nos ductos deferentes até serem eliminados na ejaculação." "As glândulas seminais, também chamadas de vesículas seminais, são encontradas atrás da bexiga e acima da próstata. Elas produzem um líquido alcalino que é lançado no ducto ejaculador e tem a função de nutrir os espermatozoides durante sua viagem em direção ao óvulo. Por ser de natureza alcalina, esse líquido neutraliza o ambiente ácido da uretra masculina e do trato genital feminino, tornando esse ambiente ideal para os espermatozoides. Esse líquido produzido por essas glândulas compõe cerca de 60% do volume total do esperma, também chamado de sêmen." "A próstata tem aproximadamente 4 cm de diâmetro e se localiza abaixo da bexiga urinária. Ela produz uma secreção, nutritiva para os espermatozoides, que constitui entre 15 e 30% do esperma. Localizadas abaixo da próstata encontramos as glândulas bulbouretrais, também conhecidas como glândulas de Cowper. Durante a excitação sexual, essas glândulas produzem um líquido alcalino que é lançado na uretra com a função de limpá-la, para que haja diminuição de espermatozoides danificados durante a ejaculação. A uretra é um canal que passa por dentro do pênis e é comum aos sistemas urinário e genital, ou seja, por esse canal são conduzidos o esperma e a urina. O pênis é o órgão copulador masculino. Ele possui tecidos esponjosos ricos em vasos sanguíneos: os corpos cavernosos do pênis e o corpo esponjoso do pênis. Os corpos cavernosos do pênis são formados por tecido erétil que se enchem de sangue durante a excitação sexual, fazendo com que ocorra a ereção do pênis, tornando possível o ato sexual. Na extremidade do pênis encontramos a glande, que é protegida pelo prepúcio, que deve ser sempre higienizado para eliminar as secreções de células epiteliais que se acumulam e causam mau cheiro. Há casos em que a glande não consegue ser exposta por causa do estreitamento do prepúcio. Quando isso acontece, dizemos que o indivíduo está com fimose. Nesses casos, o prepúcio deve ser removido cirurgicamente por meio da circuncisão. Quando o homem atinge o clímax sexual, o esperma é expulso do corpo através da uretra em um processo chamado de ejaculação. Em cada ejaculação o homem expulsa cerca de 3mL a 4mL de esperma, que contém de 300 a 500 milhões de espermatozoides. 1. Quais os órgãos envolvidos com o sistema reprodutor feminino e masculino? APARELHO REPRODUTOR MASCULINO Sabe-se que a temperatura é muito importante na regulação da espermatogênese e que esse processo geralmente ocorre só a temperaturas inferiores a do corpo humano, aproximadamente 32oC. É por esse motivo que na maioria dos mamíferos, os testículos se encontram fora da cavidade abdominal, nas bolsas escrotais, e sua distância do abdômen varia com a temperatura, sendo esta distância controlada por ação de músculos que se contraem ou relaxam. Porém o fator de ação mais contínua e importante sobre a espermatogênese é, sem dúvida, o endócrino. Esse processo depende do estímulo do hormônio folículoestimulante (FSH) da hipófise anterior, que age diretamente na linhagem seminal, e do LH, que estimula a secreção de andrógeno nas células intersticiais, hormônio este que estimula a espermatogênese. DUCTOS GENITAIS: são os ductos que transportam os espermatozóides produzidos no testículo: epidídimo e ducto deferente. Epidídimo: é constituído por um tubo único, longo (quatro a seis metros) e intensamente enovelado sobre si mesmo. É revestido internamente por um epitélio pseudo-estratificado, composto por células basais arredondadas e células prismáticas. Essas células se apóiam sobre uma membrana basal envolta por fibras musculares lisas e um tecido conjuntivo frouxo, rico em capilares sangüíneos. Ducto Eferente: caracteriza-se por apresentar uma estreita luz e parede espessa constituída por músculo liso. É revestido internamente por um epitélio pseudo-estratificado prismático com microvilos. A lâmina própria é de natureza conjuntiva, rica em fibras elásticas. Ao longo do ducto deferente e ligados a ele correm vasos e nervos que entram no testículo e dele saem. GLÂNDULAS ACESSÓRIAS: são as vesículas seminais, a próstata e as glândulas bulbouretrais. Vesículas Seminais: são dois órgãos; cada um formado por um tubo de 15 cm de comprimento, intensamente enrolado sobre si mesmo. Em corte, esse órgão apresenta epitélio pseudo-estratificado prismático, com células ricas em grânulos de secreção. A lâmina própria é rica em fibras elásticas e envolta por uma camada muscular lisa, constituída por duas lâminas: uma interna, de fibras circulares, e outra externa, de fibras longitudinais. A secreção da vesícula seminal (sêmem), que é acumulada no interior dessa glândula, é eliminada na ejaculação graças à contração da musculatura lisa. Essa secreção contém proteínas e é rica em vitamina C e frutose, metabólitos importantes para os espermatozóides. Tanto a secreção quanto o funcionamento da musculatura lisa desse órgão são dependentes do hormônio testosterona. Próstata: é um conjunto de 30 a 50 glândulas tubuloalveolares ramificadas, cujos ductos desembocam na uretra prostática. A próstata não só produz o líquido prostático, mas também o armazena no seu interior para expulsá-lo durante a ejaculação. A próstata apresenta-se envolta por uma cápsula fibroelástica rica em músculo liso, que envia septos que penetram na glândula. Essas glândulas são revestidas internamente por epitélio cúbico simples ou por epitélio colunar pseudo-estratificado, cujas células secretam proteínas. As glândulas prostáticas dividem-se em três grupos: mucosas, submucosas e principais; em três regiões separadas, situadas concentricamente em volta da uretra. Dessas glândulas as que mais contribuem para a secreção prostática são as principais. Os processos de secreção da próstata dependem, como na vesícula seminal, da testosterona; quando falta esse hormônio, a glândula regride. Glândulas bulbouretrais: são formações pares, do tamanho de uma ervilha, que se situam atrás da uretra membranosa,onde desembocam. São glândulas tuboalveolares com células do tipo mucoso. Apresentam músculo esquelético e liso nos septos que separam os seus lóbulos. Sua secreção tem aspecto mucoso. PÊNIS: é constituído essencialmente por três massas cilíndricas de tecido muscular, mais a uretra, envoltas externamente por pele. Delas, duas são colocadas dorsalmente e recebem o nome de corpos cavernosos do pênis. A outra, ventral, chama-se corpo cavernoso da uretra e envolve a uretra peniana em todo o seu trajeto. Na sua porção terminal, dilata-se formando a glande. Os três corpos cavernosos encontram-se envoltos por uma resistente membrana de tecido conjuntivo denso, a túnica albugínea do pênis. Essa membrana forma um septo que penetra os dois corpos cavernosos do mesmo. Os corpos cavernosos do pênis e da uretra são formados por um emaranhado de vasos sangüíneos dilatados, revestidos por endotélio. O prepúcio é uma prega retrátil da pele do pênis contendo tecido conjuntivo, com músculo liso no seu interior. Observa- se, na sua dobra interna e na pele que recobre a glande, pequenas glândulas sebáceas. APARELHO REPRODUTOR FEMININO: Ovários Folículos ovarianos: o número total de folículos nos dois ovários da criança recém-nascida é estimado em dois milhões, porém a maioria sofrerá um processo degenerativo, sendo que na época da puberdade restam apenas cerca de 300.000 folículos. Essa regressão folicular ocorre durante toda a vida, desde a menarca (primeira menstruação) até a menopausa (última menstruação). Distinguem- se os folículos primários, os folículos em crescimento e os folículos maduros ou de Graaf. A regressão pode atingir qualquer tipo de folículo, desde os primários até os quase completamente maduros. Como em geral apenas um ovócito é liberado pelos ovários em cada ciclo menstrual (duração média 28 dias) e a vida reprodutiva da mulher é de 30 a 40 anos, o total de ovócitos liberados é de aproximadamente 450. Todos os demais folículos, com seus ovócitos, degeneram e desaparecem. À medida que um folículo cresce, principalmente pelo aumento de células granulosas, surgem acúmulo de líquido entre essas células (líquido folicular). As cavidades contendo líquido confluem e acabam formando uma cavidade única, o antro folicular. O líquido folicular contém proteoglicanas, diversas proteínas e altos teores dos hormônios esteróides, progesterona, estrógenos e andrógenos. As células foliculares da primeira camada em volta do ovócito e, portanto, em contato com a zona pelúcida tornam-se alongadas e formam a corona radiata, que acompanha quando este deixa o ovário. A corona radiata está ainda presente quando o espermatozóide fertiliza o óvulo (na trompa uterina) e se mantém por algum tempo durante o trajeto deste pela trompa. Ovulação: ocorre na ruptura do folículo maduro com liberação do ovócito, que será colhido pela extremidade dilatada na trompa uterina. A ovulação ocorre aproximadamente no meio do ciclo menstrual, portanto em torno do 14o dia, considerando-se o ciclo de 28 dias, que é o mais freqüente. A ovulação ocorre através da pressão exercida pelo folículo maduro na superfície do ovário fazendo com que se inicie uma isquemia o que contribui para o enfraquecimento dos tecidos, facilitando a saída do ovócito. Pós-ovulação: após a ovulação, as células foliculares e as da teca interna que permanecem no ovário dão origem a um glândula endócrina temporária, denominada corpo lúteo (corpo amarelo). O corpo lúteo se localiza no cortical do ovário e secreta progesterona e estrógenos, que atuam sobre a mucosa uterina, estimulando a secreção de suas glândulas. Além disso, a progesterona impede o desenvolvimento dos folículos ovarianos e a ovulação. As células foliculares não se dividem depois da ovulação, mas aumentam muito de volume e adquirem as características de células secretoras de hormônios esteróides. O corpo lúteo é formado pelo estímulo do hormônio luteinizante (LH) sintetizado pela parte distal da hipófise, sob o controle do hipotálamo. Quando não ocorre gravidez, o corpo lúteo tem uma existência de 10 a 14 dias apenas. Após esse período, devido à falta de hormônio luteinizante, ele degenera e desaparece. Este é chamado corpo lúteo menstrual ou espúrio. Ocorrendo a gravidez, as gonadotrofinas coriônicas produzidas pelo sinciotrofoblasto da placenta estimularão o corpo lúteo, que se manterá durante a gestação. Este é o corpo lúteo gravídico ou verdadeiro. Oviductos A trompa uterina ou oviducto é um tubo musculomembranoso de grande mobilidade, com cerca de 12 cm de comprimento. Uma de suas extremidades abre-se na cavidade peritoneal, próximo ao ovário, e a outra atravessa a parede do útero e abre-se no interior desse órgão. O oviducto divide-se em quatro segmentos chamados: intramural (localiza-se no interior da parede uterina), istmo (formado pelo terço da trompa adjacente), ampola e infundíbulo (tem a forma de um funil e localiza- se próximo ao ovário). A extremidade livre do infundíbulo, que é a mais larga, apresenta prolongamentos em forma de franjas (fímbrias). A parede da trompa é formada por uma camada mucosa, uma muscular e uma serosa representada pelo peritônio. Quando ocorre a ovulação a trompa uterina recebe o ovócito expulso pelo ovário e o conduz na direção do útero. Sua luz representa um ambiente adequado à fertilização, e a secreção aí contida contribui para a proteção e nutrição do ovócito, bem como para a ativação do espermatozóide. Na época da ovulação, a trompa movimenta-se de modo regular pela contração de sua musculatura. As fímbrias do infundíbulo aproximam-se da superfície do ovário e sua forma de funil facilita a captação do ovócito liberado. A trompa também apresenta ondas de contração iniciadas no infundíbulo e que se dirigem na direção do útero. Essas ondas, auxiliadas pela atividade ciliar do epitélio, parecem ser de grande importância na movimentação do embrião no sentido do útero. Útero Tem a forma de uma pêra, com uma porção dilatada, o corpo, cuja parte superior é o fundo do útero e uma parte inferior cilíndrica que se abre na vagina, a cérvix ou colo do uterino. A parede do útero é relativamente espessa e constituída por três túnicas, que, de fora para dentro são: 1a ) serosa (tecido conjuntivo e mesotélio) ou adventícia (tecido conjuntivo), conforme a região do órgão considerada; 2a ) miométrio (túnica de músculo liso); e 3a ) endométrio (mucosa). Miométrio: é a túnica mais espessa do útero, sendo formada por feixes de fibras musculares lisas separadas por tecido conjuntivo. Durante a gravidez o miométrio cresce acentuadamente, sofrendo regressão após o parto. Esse crescimento deve-se ao aumento do número de fibras musculares lisas, à hipertrofia dessas fibras e um aumento do material intercelular, principalmente colágeno. As novas fibras musculares que surgem na gravidez resultam da divisão miótica de fibras preexistentes e da diferenciação de células mesenquimatosas presentes no miométrio. Após a gravidez ocorre destruição de algumas fibras musculares lisas, redução no tamanho das que persistem e uma degradação enzimática do colágeno, de modo que o útero reduz seu tamanho, quase voltando às suas dimensões de pré- gravidez. Endométrio: é formado por epitélio e lâmina própria contendo glândulas tubulosas simples que às vezes se ramificam em suas porções mais profundas. O epitélio ao mesmo tempo, reveste e secreta glicoproteínas (muco). Suas células são cilíndricas e algumas apresentam cílios. Sob a ação dos hormônios ovarianos (estrógeno e progesterona) produzidos por estímulo da adeno-hipófise, o endométrio sofre modificações estruturais cíclicas, que constituem o ciclo menstrual. As modificações estruturais do endométrio durante o ciclo menstrual são graduais. Porém, para efeito didático, ele pode ser descrito na seguinte ordem: fase proliferativa, fase secretóriae fase menstrual. 2. Qual a importância das células de Sertoli e Leydig? Qual é a importância das células de Sertoli? A célula de Sertoli é um exemplo de célula com especializações estruturais regionalizadas que desempenham simultaneamente várias funções. Elas se associam ao mesmo tempo com no mínimo quatro diferentes tipos de células germinativas, propiciando assim condições para a progressão e diferenciação destas durante a espermatogênese, com a membrana basal e com outras células de Sertoli. As células de Sertoli exercem papel vital na regulação da espermatogênese, portanto qualquer disfunção destas pode ocasionar alterações e ou degenerações das células germinativas e infertilidade. As células de Sertoli têm diversas funções como: controle da maturação e da migração das células germinativas; síntese de proteínas e esteróides estão envolvidas no controle da passagem das secreções entre compartimentos tubulares e intersticiais e, formam a barreira hemato-testicular. A produção espermática diária por grama de testículo é utilizada como parâmetro para avaliação da eficiência da espermatogênese e pode ser relacionada com: o número de células de Sertoli por grama de testículo, a capacidade de suporte da célula de Sertoli, a densidade volumétrica dos túbulos seminíferos no testículo (%), o número de gerações de espermatogônias e a menor perda de células germinativas durante a espermatogênese. O objetivo desta revisão é esclarecer o papel das células de Sertoli na espermatogênese, já que se faz necessário tal entendimento para avaliações e interpretações de alguns casos de infertilidade QUAL ÉA IMPORTANCIA DAS CELULAS LEYDG? As células de Leydig são também chamadas de células intersticiais, pois estão localizadas nos interstícios do testículo (nos espaços entre os microcanais que produzem sêmen) e a testosterona sintetizada por elas é essencial para as funções fisiológicas do sistema reprodutor masculino. A terapia de reposição de testosterona pode ser realizada para regular os níveis do hormônio no organismo e aliviar os sintomas do hipogonadismo. No entanto, esta abordagem terapêutica pode aumentar o risco de o paciente sofrer de complicações cardiovasculares e tumores na próstata. O transplante de células de Leydig é um tratamento alternativo promissor pois permite restabelecer os níveis normais de testosterona de forma duradoura no organismo de pacientes que sofrem de hipogonadismo. As pesquisas com células-tronco para a obtenção de células de Leydig vinham focando na utilização da técnica de transfecção gênica. Esta técnica consiste basicamente da introdução de genes (segmentos de DNA) de maneira controlada em células cujas funções se deseja alterar. Normalmente, os “veículos” que transportam estes genes para o interior dos núcleos das células são vírus, chamados vetores virais. No caso, a intenção é fazer com que células-tronco passem a incorporar os genes de células de Leydig após a transfecção e produzam testosterona. No entanto, a transfecção de genes mediada por vetores virais ainda não é considerada segura para aplicações clínicas. Em um trabalho pioneiro, pesquisadores chineses conseguiram fazer com que células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) se diferenciassem em células de Leydig utilizando uma série de compostos moleculares (incluindo fatores de crescimento e esteróides). As células de Leydig derivadas de iPSCs adquiriram a capacidade de produzir testosterona e apresentaram perfil genético muito semelhante ao de células de Leydig comuns. Para investigar se as células poderiam sobreviver e funcionar in vivo , elas foram transplantadas em ratos que haviam previamente sido tratados com um composto que eliminou suas células de Leydig naturais. Uma injeção deste composto eliminou seletivamente todas as células de Leydig de ratos adultos e levou a uma queda expressiva nos seus níveis de testosterona. As células derivadas das iPSCs foram marcadas com um corante fluorescente vermelho antes de serem implantadas nos ratos, o que permitiu o acompanhamento por imagens destas células no corpo dos animais. Duas semanas após serem injetadas, as células foram localizadas exclusivamente nos interstícios dos testículos dos ratos. Os resultados mostraram que elas foram capazes de acelerar a recuperação dos níveis fisiológicos de testosterona no organismo dos ratos que passaram pelo procedimento. Como a testosterona é importante na manutenção dos órgãos reprodutores normais, a deficiência deste hormônio pode causar atrofia dos testículos, diminuindo seu tamanho. Os pesquisadores observaram que em ratos que receberam as células transplantadas, houve uma recuperação da massa dos testículos, que acabaram ficando com tamanho muito próximo ao original. O método desenvolvido neste trabalho para a obtenção de células de Leydig se mostrou muito eficaz e pode ser considerado muito mais seguro que os procedimentos que envolvem transfecção de genes. Por isso, esta abordagem tem potencial para ser o futuro das aplicações clínicas de células-tronco para o tratamento do hipogonadismo masculino. REFERENCIAS : FIGUEROA, J. V.; CHIEVES, L. P.; JOHNSON, G. S.; BUENING, G. M. Multiplex polymerase chain reaction based assay for the detection of Babesia bigemina, Babesia bovis and Anaplasma marginale DNA in bovine blood. Veterinary Parasitology, v. 50, p. 69-81, 1993. MANIATIS, T.; FRITSCH, E. F.; SAMBROCK, J. Molecular cloning: a laboratory manual. New York: Cold Spring Harbor Laboratory, 1982. 545 p. OLERUP, O.; ZETTERQUIST, H. 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