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BIOLOGIA BÁSICA I Material de Apoio Organizado por: Katiúscia Kelli Montanari Coelho 2 AUTORA Professora Doutora Katiúscia Kelli Montanari Coelho ● Graduada em Ciências Biológicas – Bacharelado e Licenciatura pela UNIPAR (Universidade Paranaense); ● Especialista em Genética com Aplicações Biotecnológicas pela UNIPAR (Universidade Paranaense); ● Mestre em Biotecnologia Ambiental pela UEM (Universidade Estadual de Maringá) ● Doutora em Biotecnologia Ambiental pela UEM (Universidade Estadual de Maringá) CURRÍCULO LATTES: http://lattes.cnpq.br/3215878161747444 http://lattes.cnpq.br/3215878161747444 3 A Biologia é a disciplina a qual temos o primeiro contato com os seres vivos a natureza, ou seja, tudo que nos rodeia está diretamente ligado ao estudo da biologia, desde um átomo até a biosfera, e todos nós estamos inseridos neste mundo tão extraordinário e complexo. Porém muitas dúvidas e questionamentos também surgem sobre esses as- suntos, por exemplo: Em que momento surge a vida? Existe uma busca incessante para responder a tantas dúvidas, nessa disciplina começaremos do inicio levando você aluno(a) a ter uma visão geral e ampla do conteúdo de biologia, de forma simples e direta, trazendo a sua memória conceitos e conteúdos já vistos, mais que são de grande importância para o desenvolvimento e estudos de disciplinas mais complexas no futuro, esse estudo irá te levar a conceitos básicos de forma rápida porém eficaz. Espero somar na vida de vocês com essa disciplina, e que seja de grande valia estes conceitos fundamentais para as futuras disciplinas que terão nessa jornada! Bons estudos! Plano de Estudo: ● Composição Química dos Seres Vivos ● Organização Celular ● Divisão Celular ● Genética Objetivos de Aprendizagem: ● Revisar a composição química dos seres vivos, entendendo sua formação e estruturas; ● Estudar os conceitos básicos e fundamentais da organização celular; ● Introduzir a divisão celular, entendendo todo o contexto estudado; ● Entender desde o nível de organização dos seres vivos até a genética básica. APRESENTAÇÃO DO MATERIAL SUMÁRIO 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1 O que é a Biologia? O termo “Biologia” (do grego bios e logos, que significa “vida” e “estudo”) quer dizer tudo que tem relação com os seres vivos e os processos biológicos, desde um nível micros- cópico até macroscópico, ou seja, uma área bem abrangente. A biologia e seu estudo está presente em todas as ciências, é o estudo da vida de todos os seres e de todas as formas de vida, mesmo eles sendo tão diferentes uns dos outros, com características distintas. Pois fazem parte de uma mesma formação, de um mesmo ciclo que é conhecido como nível de organização dos seres vivos. 1.2. Níveis de Organização dos seres Vivos Esse estudo da vida tem início no átomo, que é uma unidade básica da matéria, onde vários átomos unidos formam uma molécula com uma organização específica, cada qual com propriedade físicas e químicas distintas que formam organelas, que são estruturas internas com funções diferentes e que juntas darão origem a célula, que é a unidade fundamental dos organismos vivos. Posteriormente, o agrupamento dessas células formam os tecidos com características comuns de mesma origem e função, e o conjunto de tecidos organizados em estruturas especializadas formam os órgãos e eles, para funcionarem, têm como responsabi- lidade desempenhar funções vitais, dando origem aos sistemas. Enfim, temos um organismo totalmente formado por um conjunto de células, tecidos, órgãos e sistemas. 1 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOSSERES VIVOSTÓPICO 5TÓPICO 1 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS SERES VIVOS Agora, os organismos de uma mesma espécie, que vivem em uma mesma área geo- gráfica e por um determinado período são chamados de população, e o conjunto de uma po- pulação que se relaciona de diversas maneiras, quanto a alimentação e outros hábitos formam uma comunidade, dando origem a um sistema ecológico, com fatores bióticos e abióticos que se encontram no mesmo local e interagem entre si, por meio do fluxo da matéria e da energia, sendo um ecossistema. Por fim, a biosfera inclui todos os ecossistemas da Terra. Essa é a formação do mundo biológico, em que todas as formas de vida são mostra- das em um nível hierárquico. IMAGEM 01 - NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DOS SERES VIVOS 6TÓPICO 1 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS SERES VIVOS 7TÓPICO 1 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS SERES VIVOS 1.3 A Química e os Seres Vivos Depois que entendemos os níveis de organização dos seres vivos, vamos explorar os níveis organizacionais das estruturas bioquímicas e suas transformações moleculares nas células, levando as reações coordenadas e fundamentais para a sobrevivência, o metabolis- mo, que é classificado em anabolismo e catabolismo. No nível bioquímico, os seres vivos são basicamente formados pelos mesmos elementos químicos, apesar da grande diversidade de formas de vida onde predomina o car- bono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e o nitrogênio (N), esses e outros elementos químicos se ligam formando moléculas que são divididas entre dois grupos: Moléculas inorgânicas: Água e Sais Minerais que são fundamentais para o metabolismo e; Moléculas Orgânicas: Carboidratos (amido e sacarose), Lipídeos (óleos e gorduras), Proteínas (enzimas), Vitaminas (moléculas reguladoras) e Ácidos Nucleicos (DNA e RNA). 1.3.1 Substâncias Inorgânicas A Água é o principal componente dos seres vivos, é constituída por dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio, é um solvente universal, pois dissolve substâncias com o mesmo caráter que o seu, então são hidrofílicas e as que não dissolvem com água são chamadas de hidrofóbicas como por exemplo os óleos e ceras, a água também: ● Participa das reações químicas; ● Possibilita a manutenção da temperatura corpórea; ● Atua como lubrificante; ● Funciona como meio de transporte. Os sais minerais são indispensáveis para a manutenção da vida, essas substâncias não são produzidas pelo nosso organismo, por isso devem ser obtidas por meio da alimen- tação em pequenas quantidades, são encontrados no organismo humano de duas formas: solúveis e insolúveis, e de acordo com a quantidade ingerida diária são agrupados em dois conjuntos: macronutrientes e micronutrientes, alguns exemplos de minerais: Cálcio (Ca), Cobre (Cu), Ferro (Fe), Potássio (K). 1.3.2 Substâncias Orgânicas Os carboidratos são conhecidos como glicídios, sacarídeos e açúcares, tem como função fonte e reserva de energia para os organismos, divididos em Monossacarídeos, Dis- sacarídeos e Polissacarídeos. Os Lipídeos estão em um grupo bem complexo de moléculas orgânicas, que se caracteriza pela sua solubilidade, moléculas apolares, são classificadas em: glicerídeos, cerídeos, esteróides e carotenóides e tem as seguintes funções: 8TÓPICO 1 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS SERES VIVOS ● Principal forma de armazenar energia; ● Isolante térmico e elétrico; ● Componente estrutural das membranas das células; ● Moléculas sinalizadoras – reações metabólicas; ● Protetora e impermeabilizante. As vitaminas integram os nutrientes essenciais que, na maioria, não são sintetizados pelo nosso organismo, precisam ser ingeridas através da alimentação e fazem parte de uma classe homogênea, devido a diversidade da sua composição são divididas em dois grupos: hidrossolúveis e lipossolúveis, o excesso ou a carência de vitaminas em um organismo gera distúrbios e até doenças. 1.3.3 Proteínas e Enzimas O termo vem do grego protos, que significa “primeira”, “essencial”, as proteínas são referenciadas assim por sua abundância na composição química dos seres vivos, por faze- rem parte de todas as funções celulares e desempenham um papel estrutural, podendo se apresentar como moléculas sinalizadoras,catalisadoras e transportadoras. São polímeros lineares em sua maioria, constituídas por aminoácidos, sendo que todo aminoácido é formado de carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N), que se organizam em duas terminações: uma amina (-NH2) e outra carboxila (-COOH). IMAGEM 02 - FORMAÇÃO DE UMA PROTEÍNA 9TÓPICO 1 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS SERES VIVOS Tais cadeias laterais se diferenciam umas das outras, entre forma, tamanho e até mesmo capacidade de reagir quimicamente, existem 20 tipos de aminoácidos que são neces- sários para a construção de uma proteína, onde alguns são sintetizados pela própria célula, já outros são sintetizados em pequenas quantidades, sendo insuficientes, então devem ser ingeridos por meio da alimentação. Desta forma, são classificados como naturais e essenciais. Estrutura das Proteínas As proteínas assumem formas tridimensionais e essa sequência de aminoáci- dos é fundamental para tal arranjo, bem como as demais propriedades das proteínas. ● Estrutura Primária: Essa estrutura corresponde a sequência linear dos aminoá- cidos, que são unidos por ligações peptídicas. ● Estrutura Secundária: Já formada uma cadeia polipeptídica tende a se dobrar e enovelar, são decorrentes ligações de hidrogênio que ocorrem entre grupamen- tos, com dois tipos principais, a alfa-hélice ou a beta-pregueada. ● Estrutura Terciária: Arranjo tridimensional que uma proteína pode apresentar, essa conformação é o resultado de inúmeras interações de atração e repulsão que podem ocorrer entre as diferentes regiões dos aminoácidos. ● Estrutura Quaternária: Enquanto a estrutura terciária é formada por cadeias po- lipeptídicas únicas, essa é o resultado da união entre dois ou mais polipeptídeos, formando quatro cadeias polipeptídicas. As proteínas desempenham várias funções importantes como: reserva energética, estrutural, transporte, defesa, regulação e catálise. 1.3.4 Enzimas As enzimas nos sistemas biológicos determinam padrões nas transformações quí- micas, elas apresentam um grande poder catalítico e a alta especificidade. Quanto ao poder catalítico, ele acelera a velocidade das reações, diminuindo a energia de ativação necessária para ocorrer a reação, já a especificidade se dá pela catalização quanto aos reagentes aos quais ela se ligará, esse reagente é chamado de “substrato”, e essa especificidade se dá por causa da estrutura tridimensional apresentada nas duas moléculas, a ligação do substrato à enzima forma a primeira etapa do processo catalítico em uma região específica chamada de sítio-ativo, formando um resultado na formação chamado de complexo enzima-substrato (modelo chave-fechadura). 10TÓPICO 1 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS SERES VIVOS IMAGEM 03 - MODELO CHAVE-FECHADURA As enzimas são classificadas entre simples e conjugadas, para que a atividade catalítica aconteça é necessário que pequenas moléculas estejam ligadas ao sítio ativo da enzima, essas moléculas são conhecidas por cofatoras, podendo ser de dois tipos, inorgânicas ou orgânicas. 11TÓPICO 1 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS SERES VIVOS ARTIGO 1 A COMPREENSÃO DAS RELAÇÕES CAUSAIS ENTRE OS SERES VIVOS E O AMBIENTE. UMA ANÁLISE DE LIVROS DIDÁTICOS DE BIOLOGIA A PARTIR DA TEORIA DE CONSTRUÇÃO DE NICHO. RESUMO A partir da concepção de que o ensino de ciências envolve a compreensão não só de conceitos e termos fundamentais, mas principalmente dos modos de construção do co- nhecimento científico, o artigo apresenta a teoria de construção de nicho e suas implicações para a compreensão das relações entre os seres vivos e o ambiente. Em seguida, analisa a concepção destas relações em alguns livros didáticos de biologia e mostra os limites das concepções do livro didático para o entendimento das discussões dentro da biologia atual. Ao final, propõe algumas questões de pesquisa. Palavras-chave: Ensino de biologia, construção de nicho, filosofia da biologia. Acesse o artigo completo em: https://www.sbenbio.org.br/publicacoes/anais/III_Ene- bio/C101.pdf https://www.sbenbio.org.br/publicacoes/anais/III_Enebio/C101.pdf https://www.sbenbio.org.br/publicacoes/anais/III_Enebio/C101.pdf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 As Células Todos os seres vivos são formados por células, ela é a unidade fundamental de- les, sendo essa uma característica compartilhada por todos os seres vivos, elas têm uma grande variedade de formatos e estruturas, composição, formação interna e como operam, seja o organismo unicelular ou pluricelular, cada uma com uma função diferente, a célula é a unidade de reprodução, de desenvolvimento e de hereditariedade dos seres vivos. IMAGEM 04 – FORMATOS DAS CÉLULAS Fonte: ROBERTIS, Edward M D.; HIB, José. (2014). 12 2 ORGANIZAÇÃOCELULARTÓPICO 12TÓPICO 2 ORGANIZAÇÃO CELULAR 13TÓPICO 2 ORGANIZAÇÃO CELULAR A citologia é o estudo da célula (do grego, kytos e logos, que significam “célula” e “estudo”). Os seres vivos são classificados em: Seres Vivos Unicelulares: Seres vivos formados por uma única célula. Seres Vivos Pluricelulares: Seres Vivos formados por várias células. As células também são divididas em tipos celulares, acredita-se que as células procarióticas foram as primeiras a aparecer e caracteriza que os primeiros seres vivos eram compostos por apenas uma célula bem simples, exemplificada pelas bactérias e cianobactérias. Já as células eucarióticas são mais complexas e completas, elas teriam sido derivadas das células procarióticas e desenvolveram inúmeros desdobramentos contribuindo para o volume celular também na formação de estruturas especializadas, esse tipo celular é composto pela maioria dos seres vivos, como fungos, protozoários, animais e vegetais. 2.2 Estrutura das Células Os dois tipos de células, tanto a procariótica quanto a eucariótica, compartilham de quatro principais componentes: Membrana Plasmática; Citosol; Ribossomos; Material genético. A membrana plasmática envolve a célula, delimita e é responsável pelo controle de troca do meio intracelular com o meio extracelular, comunicação entre as células, já o citosol preenche todo o espaço intracelular e os ribossomos, por sua vez, são organelas responsáveis pela síntese de proteínas. 2.3 Célula Procariótica As células procarióticas (do grego protos e karion, que significam “primitivo” e “núcleo”), ou seja, a ausência de membrana que separa o material genético do restante do citoplasma, essas células não têm muitas organelas, apenas os ribossomos estão dispersos no citoplasma, ela também conta com a parede celular que é uma membrana esquelética. IMAGEM 05 – CÉLULA PROCARIÓTICA Fonte: JUNQUEIRA, Luiz Carlos U.; CARNEIRO, José. (2012) 14TÓPICO 2 ORGANIZAÇÃO CELULAR 2.4 Célula Eucariótica Já nas células eucarióticas (do grego “eu” e “karion”, que significam “verdadeiro” e “núcleo”) o material genético está dentro do núcleo de forma separada do restante da célula, tem envoltório nuclear e carioteca. As células eucarióticas são diferenciadas em dois tipos, célula animal e célula vegetal, podemos observar esses dois tipos abaixo, cada uma composta por suas estruturas: IMAGEM 06 – CÉLULA ANIMAL EUCARIÓTICA Fonte: ROBERTIS, Edward M D.; HIB, José. (2014). 15TÓPICO 2 ORGANIZAÇÃO CELULAR IMAGEM 07 – CÉLULA VEGETAL EUCARIÓTICA Fonte: ROBERTIS, Edward M D.; HIB, José. (2014). 2.3 Organelas Citoplasmáticas Membrana Plasmática: Envolve a célula, define limites e mantêm as diferenças essenciais entre o meio intracelular e extracelular, há troca seletiva de substâncias e co- municação entre as células, elas têm uma composição de mosaico fluido e é composta e conhecida como bicamada fosfolipídica. 16TÓPICO 2 ORGANIZAÇÃO CELULAR IMAGEM 08 – BICAMADA FOSFOLIPÍDICA Fonte: JUNQUEIRA, Luiz Carlos U.; CARNEIRO, José. (2012) Citoplasma: O citoplasmadas células eucarióticas aparece sem estrutura visível, formado pelo citosol, que é o meio interno da célula onde estão incluídas todas as suas estruturas, é uma massa semifluida, homogênea. Núcleo: O núcleo ocupa 10% do volume celular total, ele armazena o material genético, controla as atividades celulares e é ausente nas células procarióticas. Ribossomos: São encontrados em todos os tipos celulares, pequenas organelas que podem existir livres nas células ou associadas a outras organelas. Retículo Endoplasmático: Composto por uma série de estruturas membranosas, com dobras, que se comunicam entre si. O R.E. Rugoso, é onde os ribossomos ficam asso- ciados, e intervém na síntese proteica, já o R.E. Liso intervém na síntese de lipídios e glicídios. Aparelho de Golgi: Sua função está diretamente associada a modificações de substâncias, armazenamento e envio de substâncias (Proteínas). Tem cerca de 4 a 6 cis- ternas e se diferenciam em duas faces: cis, recebimento de moléculas que vem do R.E, e a trans responsável pela liberação das moléculas recebidas. Lisossomos: Aparecem nas células sob forma de vesículas esféricas ou ovais, são especializadas na digestão intracelular. Mitocôndrias: As mitocôndrias são estruturas cilíndricas rodeadas por duas membranas, elas são responsáveis pela respiração celular, sintetiza moléculas de ATP (Adenosina Trifosfato) e fornece energia para as atividades celulares (produção de energia metabólica). 17TÓPICO 2 ORGANIZAÇÃO CELULAR Vacúolos: Os vacúolos podem estar presentes em células animais e vegetais, onde são mais abundantes, um vacúolo vegetal é responsável por armazenar água, nutrientes e excreções, o vacúolo aumenta o tamanho da célula. Centríolos: Função de separação do material genético na divisão celular, tem capacidade de formar cílios e flagelos. Na estrutura de uma célula, cada organela e suas especializações têm um papel fundamental e trabalham em conjunto para o melhor funcionamento celular. 18TÓPICO 2 ORGANIZAÇÃO CELULAR ARTIGO 2 ENVELHECIMENTO CELULAR: TEORIAS E MECANISMOS RESUMO Com o passar do tempo, avanços nos cuidados com a saúde, como nutrição, sa- neamento básico e diversos tratamentos possibilitaram o aumento da expectativa de vida. Diversas teorias foram propostas para explicar as causas e os fatores que levam ao enve- lhecimento celular, incluindo aquelas com foco no encurtamento dos telômeros, nos danos por radicais livres, a epigenética, e ainda aquelas relacionadas aos danos ambientais. Este artigo de revisão baseia-se em uma pesquisa bibliográfica, no qual se realizou buscas em livros, revistas e artigos científicos, identificando os fatores que levam aos declínios rela- cionados à idade e os mecanismos do envelhecimento celular. O levantamento de artigos foi realizado por meio de bancos de dados online, como o Google Acadêmico e o PubMed. O estudo teve como objetivo identificar os fatores, tanto ambientais quanto biológicos, que levam ao processo de envelhecimento celular. Dessa forma, verificou-se que várias teo- rias tentam explicar a ciência desse fenômeno através de uma variedade de observações científicas em nível celular e orgânico. No geral essas teorias são divididas em intrínsecas e extrínsecas, cada qual propõe uma ideia diferente. Contudo, o envelhecimento é um pro- cesso natural e multifatorial, dependente da progressão genética e alterações que ocorrem em níveis celular e molecular, que resultam na perda progressiva das funções fisiológicas e diminuição da capacidade funcional do organismo. Palavras-chave: Envelhecimento Celular. Teorias do Envelhecimento. Estresse oxidativo. Acesse o artigo completo em: http://local.cnecsan.edu.br/revista/index.php/saude/index http://local.cnecsan.edu.br/revista/index.php/saude/index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19TÓPICO 3 DIVISÃO CELULAR 3 DIVISÃOCELULARTÓPICO As células têm capacidade de duplicar-se e essa é uma característica do seres vivos, as divisões celulares ocorrem com frequências diferentes, dependendo do tipo de célula e de cada estado fisiológico, como por exemplo as células do esôfago que se dividem semanalmente enquanto as células do fígado e rim se reproduzem somente para reconstruir partes lesadas. É importante estudarmos a organização núcleo, pois é no núcleo que está o material genético, ele é composto por carioteca, cariolinfa, filamentos de cromatina e nucléolo, a cromatina é a estrutura que contém uma longa molécula de DNA, associada a proteínas histonas, etapa fundamental na formação dos cromossomos. Os cromossomos têm estruturas diferentes, cromossomo simples e cromossomo duplo, o simples é composto por 2 braços, 1 centrômero e 1 cromátide, já o cromossomo duplo é composto por 4 braços, 1 centrômero e 2 cromátides. 3.1 Organização do Material Genético O material genético está presente no núcleo dos eucariontes, possuem moléculas de DNA e histonas (proteínas) que vão passando pelo processo de condensação durante a divisão celular, dando origem aos cromossomos, a molécula de DNA tem dupla fita em forma helicoidal, também conhecida por dupla-hélice, lembrando que o filamento de cromatina pode ter milhares de genes. 19 TÓPICO 3 DIVISÃO CELULAR 20 Os genes estão em um segmento de DNA que comanda a produção de uma pro- teína. O DNA modelo ou fita molde, é responsável pela produção de RNAm (mensageiro), o RNA mensageiro orienta a síntese de proteína, ela, por sua vez, que pode ser uma enzima, controla reações químicas, determinando uma certa característica, como a cor da pele. IMAGEM 09 – SÍNTESE DE PROTEÍNAS Fonte: LODISH, Harvey; BERK, Arnold; KAISER, Chris A.; et al. (2014) O material genético no processo de ordem das bases nitrogenadas pode vir a sofrer alterações que são chamadas de mutação, essas mutações podem ocorrer de forma espon- tânea: Ocorrem sem atuação de agentes externos ou de forma induzida: pela atuação de agentes do ambiente, e as mutações também podem ser divididas por: ● Mutações Favoráveis: resulta na expressão de uma característica que confere adaptabilidade ao organismo. ● Mutações Desfavoráveis (deletérias): que prejudica ou até inviabiliza a sobrevi- vência do indivíduo, devido ao grau de complexidade. ● Mutações Indiferentes: que não interferem na adaptação do organismo. TÓPICO 3 DIVISÃO CELULAR 21 3.2 Ciclo Celular O ciclo celular é dividido por etapas, e cada etapa é fundamental no processo que a célula precisa passar para estar totalmente pronta para a divisão celular, esse processo tem em média um período de 24 horas para acontecer e as etapas são: ● Fase M: Etapa mitótica; ● Intérfase: Fase que precede qualquer divisão celular; ● G1: Pré-síntese (cromossomo simples); ● S: Síntese do DNA; ● G2: Pós síntese (cromossomos duplos); ● G0: Célula permanece em repouso, até receber algum estímulo que a faça entrar em divisão. IMAGEM 10 – CICLO CELULAR Fonte: JUNQUEIRA, Luiz Carlos U.; CARNEIRO, José. (2012) TÓPICO 3 DIVISÃO CELULAR 22 3.3 Divisão Celular Quando ocorre o processo de divisão celular há a formação de novas células, as células filhas podem ser idênticas à célula mãe – esse tipo de divisão celular é chamado de MITOSE, e o tipo de divisão celular que é constituída de apenas metade do material genético inicial é a MEIOSE. Primeiro vamos falar da MITOSE, onde uma célula mãe origina 2 células filhas idên- ticas, ocorrem em células somáticas de forma equacional, e é dividida em quatro fases: Prófase: Fase mais longa, Carioteca e nucléolo, RNAr distribuídos na célula, Forma- ção de fibras de fuso, Condensação material genético; Metáfase: Placa equatorial, Cromossomos condensados/presos no fuso, sem cario- teca e sem nucléolo, Centríolos em polos opostos, Duplicação do centrômero; Anáfase: Encurtamento dasfibras de fuso, Afastamento das cromátides irmãs (se- paração dos cromossomos); Telófase: Descondensação dos cromossomos, Reorganização da carioteca e do nucléolo, Divisão do citoplasma (citocinese), Despolarização das fibras de fuso. A divisão celular por MEIOSE, onde 1 célula mãe gera 4 células filhas, com a metade do número de cromossomos; células gaméticas, chamada de Meiose I. ● Meiose tem 2 divisões celulares – Reducional e Equacional ● Fonte de variabilidade genética ● Animais – Gametas ● Vegetais – Esporos A MEIOSE I também é dividida por fases: Prófase I: A mais longa das etapas e é subdividida em: ● Leptóteno – condensação; ● Zigóteno – emparelhamento; ● Paquíteno – crossing-over (variabilidade genética) ● Diplóteno – separação; ● Diacinese – movimento para alinhamento. Metáfase I: Placa equatorial dupla; Anáfase I: Separação de homólogos; Telófase I: Formação da carioteca e Nucléolo, divisão número de cromossomos. TÓPICO 3 DIVISÃO CELULAR 23 IMAGEM 11 – MEIOSE I: SEPARAÇÃO DOS CROMOSSOMOS HOMÓLOGOS Fonte: REECE, Jane B.; WASSERMAN, Steven A.; URRY, Lisa A.; et al. (2015) A MEIOSE II, é bem parecida com a Mitose, tem um período chamado de Interci- nese, que é o período de transição da Meiose I para a Meiose II, segue a divisão celular por fases também: IMAGEM 12 – MEIOSE II: SEPARAÇÃO DAS CROMÁTIDES-IRMÃS Fonte: REECE, Jane B.; WASSERMAN, Steven A.; URRY, Lisa A.; et al. (2015) TÓPICO 3 DIVISÃO CELULAR 24 IMAGEM 13 – MEIOSE I E MEIOSE II – INTERFASE Fonte: REECE, Jane B.; WASSERMAN, Steven A.; URRY, Lisa A.; et al. (2015) TÓPICO 3 DIVISÃO CELULAR 25 IMAGEM 14 – DIFERENÇAS ENTRE MITOSE E MEIOSE Fonte: ROBERTIS, Edward M D.; HIB, José. (2014) TÓPICO 3 DIVISÃO CELULAR 26 ARTIGO 3 Influência dos hábitos de vida no desenvolvimento do câncer RESUMO Quando tratamos de doenças genéticas, logo pensamos em doenças herdadas, porém vamos tratar, neste artigo, de doenças genéticas que, em sua maioria, afetam células somáticas como o câncer. O câncer, uma doença silenciosa que afeta as pessoas do “mundo industrializado”, era menos frequente há um século. Naquela época, em muitas regiões do mundo, as pessoas morriam comumente de doenças infecciosas, apresentando expectativa de vida reduzida para o desenvolvimento do câncer. Acesse o artigo completo em: cienciaecultura@sbpcnet.org.br mailto:cienciaecultura@sbpcnet.org.br . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 A genética é a área da Biologia que estuda a herança biológica e as leis da Here- ditariedade. Mostra como as informações dos genes são transmitidas de pais para filhos através das gerações. O cariótipo é a representação, é a forma como os cromossomos estão presentes nas células, ou seja, como eles estão posicionados, como é possível veri- ficar na figura. IMAGEM 15 – CARIÓTIPO Fonte: REECE, Jane B.; WASSERMAN, Steven A.; URRY, Lisa A.; et al. (2015) 4 GENÉTICAGENÉTICATÓPICO 27TÓPICO 4 GENÉTICA Quando estudamos genética é muito importante rever e relembrar vários conceitos básicos que irão construir o estudo dela, vejamos algumas definições: ● Genes: Segmentos de moléculas de DNA, existentes na estrutura dos cromos- somos, os quais revelam características determinadas pela ordem ou disposição dos nucleotídeos. ● Genótipo: É o material genético que herdamos dos nossos pais e que estão contidos no nosso DNA, podemos dizer que é um conjunto de genes. ● Fenótipo: São as características manifestadas por um indivíduo. Características morfológicas, fisiológicas ou comportamentais, são determinadas pelo fenótipo, mas podem ser modificadas pelo ambiente. ● Homólogos: Cromossomos que possuem genes para as mesmas características. ● Locus: Local, no cromossomo, onde se encontra o gene. ● Alelos: Genes que ocupam o mesmo locus em cromossomos homólogos. ● Homozigoto: um indivíduo homozigoto é aquele que apresenta dois alelos idênticos para determinado gene. Um desses alelos é proveniente do pai, en- quanto o outro é proveniente da mãe. ● Heterozigoto: um indivíduo heterozigoto é aquele que apresenta dois alelos diferentes para determinado gene. Nesse caso, é importante destacar que, ape- sar de determinarem a mesma característica, suas manifestações são diferentes. Os caracteres biológicos são determinados por GENES ou FATORES (segundo Mendel) existentes nos CROMOSSOMOS e são transmitidos de uma geração para outra por meio dos GAMETAS durante a reprodução. Os genes que o indivíduo possui para uma determinada característica constituem o GENÓTIPO, e o referido CARÁTER em interação com o meio que constitui o FENÓTIPO. O estudo da genética está dividido em: ● Genética Clássica: Mendel 1856-1865 Unidade fundamental da hereditariedade, mantém semelhanças e origina mudanças. ● Genética Moderna: Watson e Crick 1953 Pedaço do DNA que codifica uma proteína. 28TÓPICO 4 GENÉTICA 29TÓPICO 4 GENÉTICA 4.1 Primeira Lei de Mendel A Primeira Lei de Mendel ou também conhecida por Lei da Segregação dos Fato- res determina que cada característica é condicionada por dois fatores que se separam na formação dos gametas. A segregação é consequência da localização dos genes nos cromossomos e do comportamento destes durante a formação dos gametas, através do processo de meiose. Mendel realizou seus estudos com objetivo de compreender como as diferentes características eram transmitidas de uma geração para outra. IMAGEM 16 – CRUZAMENTO DE PLANTAS DE ERVILHA Fonte: REECE, Jane B.; WASSERMAN, Steven A.; URRY, Lisa A.; et al. (2015) 30TÓPICO 4 GENÉTICA Quando o pólen de uma flor branca foi transferido para uma flor roxa, toda essa primeira geração de híbridos originou flores roxas. IMAGEM 17 – CRUZAMENTO DE PLANTAS DE ERVILHA Fonte: REECE, Jane B.; WASSERMAN, Steven A.; URRY, Lisa A.; et al. (2015) Mendel cruzou plantas puras que geram flores roxas com plantas que geram flores brancas. Os híbridos F1 foram polinizados por cruzamento com outros híbridos F1. A gera- ção F2 de plantas foi então observada pela cor de sua flor. Resultados: Geração P (pais puros); Flores roxas; Flores brancas; Resultantes autopolinizadas. 31TÓPICO 4 GENÉTICA IMAGEM 18 – CRUZAMENTO DE PLANTAS DE ERVILHA Fonte: REECE, Jane B.; WASSERMAN, Steven A.; URRY, Lisa A.; et al. (2015) 4.2 Segunda Lei de Mendel A Segunda Lei de Mendel também recebe o nome de Lei da Segregação Indepen- dente dos Genes ou Diibridismo. Nesse caso, Mendel também realizou o cruzamento de plantas com diferentes características. Ele cruzou plantas com sementes amarelas e lisas com plantas de semen- tes verdes e rugosas. 32TÓPICO 4 GENÉTICA IMAGEM 19 – SEGUNDA LEI DE MENDEL Fonte: REECE, Jane B.WASSERMANN, Steven A.; URRY, Lisa A.; et al. (2015) A combinação dos resultados com cada predição identifica o genótipo parental desconhecido (PP ou Pp, neste exemplo). Neste cruzamento-teste, transferimos o pólen de uma planta com flores brancas para os carpelos de uma planta com flores roxas; o cruzamento oposto (recíproco) teria levado aos mesmos resultados. 33TÓPICO 4 GENÉTICA IMAGEM 20 – SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE Fonte: REECE, Jane B.WASSERMANN, Steven A.; URRY, Lisa A.; et al. (2015) Para acompanhar os caracteres de cor e formato das sementes na geração F2, Mendel cruzou uma planta pura com sementes amarelas redondas com uma planta pura com sementes verdes rugosas, produzindo plantas F1 di-híbridas. A autopolinização dos di-híbridos F1 produziu a geração F2. As duas hipóteses (segregação dependente e inde- pendente) predizem diferentes proporções fenotípicas. 34TÓPICO 4 GENÉTICA ARTIGO 4 Para ensinar genética mendeliana RESUMO Os “padrões de herança mendelianos” constituem um dos principais assuntos do ensino de Genética no ensinomédio. Compreender o que é uma herança autossômica dominante ou recessiva é muitas vezes o ponto de partida da maioria dos professores, 150 anos depois da publicação dos trabalhos de Mendel. Contudo, a escolha de exemplos pode ser problemática, visto que vários dos casos comumente escolhidos para ilustrar a Primeira Lei de Mendel não representam, de fato, características monogênicas que se transmitem de forma mendeliana. Neste trabalho, analisamos exemplos comumente presentes em livros didáticos e propomos que a escolha dos casos, a ser feita por cada professor, seja objeto de reflexão que pondere vantagens e riscos, particularmente quando os exemplos se referem a características humanas. Essa reflexão pode garantir que os exemplos escolhidos sejam conceitualmente corretos e, ao mesmo tempo, motivadores para os estudantes. Palavras-chave: ensino de genética, padrões de herança mendeliana. Acesse o artigo completo em: https://www.geneticanaescola.com.br/revista/article/view/257 https://www.geneticanaescola.com.br/revista/article/view/257 https://www.geneticanaescola.com.br/revista/article/view/257 35 Foi bom ter você aqui, essa disciplina passou por temas fundamentais e básicos da biologia, com um objetivo de levar você a relembrar e trazer à memória aquele conteúdo que fará toda a diferença quando tiverem disciplinas mais aprofundadas, aprendemos um pouco da bioquímica, especificamente da composição química dos seres vivos. Em outro tópico trabalhamos biologia celular e divisão celular, até finalizarmos com genética. Essa disciplina de nivelamento é apenas uma parte do conteúdo de biologia que é tão abrangente, estaremos sempre trazendo essas disciplinas para melhor atendê-los, capacitando para uma jornada acadêmica, menos pesada. Esperamos que você tenha aproveitado ao máximo esse momento de estudo. Até a próxima! CONSIDERAÇÕES FINAIS 36 JUNQUEIRA, Luiz Carlos U.; CARNEIRO, José. Biologia Celular e Molecular, 9ª edição. Grupo GEN, 2012. E-book. ISBN 978-85-277-2129-5. Disponível em: https://integrada. minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2129-5/. Acesso em: 07 dez. 2022. LODISH, Harvey; BERK, Arnold; KAISER, Chris A.; et al. Biologia celular e molecular. Grupo A, 2014. E-book. ISBN 9788582710500. Disponível em: https://integrada.minhabi- blioteca.com.br/#/books/9788582710500/. Acesso em: 07 dez. 2022. REECE, Jane B.; WASSERMAN, Steven A.; URRY, Lisa A.; et al. Biologia de Campbell. Grupo A, 2015. E-book. ISBN 9788582712306. Disponível em: https://integrada.minhabi- blioteca.com.br/#/books/9788582712306/. Acesso em: 07 dez. 2022. ROBERTIS, Edward M D.; HIB, José. De Robertis Biologia Celular e Molecular. Grupo GEN, 2014. E-book. ISBN 978-85-277-2386-2. Disponível em: https://integrada.minhabi- blioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/. Acesso em: 06 dez. 2022. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2129-5/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2129-5/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582710500/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582710500/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582712306/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582712306/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/ ENDEREÇO MEGAPOLO SEDE Praça Brasil , 250 - Centro CEP 87702 - 320 Paranavaí - PR - Brasil TELEFONE (44) 3045 - 9898 Botão 11: Botão 10: Botão 9: Botão 8: Tópico 1: Tópico 2: Tópico 3: Tópico 4:
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