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05/05 I. AMBIENTE CELULAR • Citoplasma: contém moléculas diversas em estrutura e função. • Carboidratos: armazenam energia química para o trabalho dentro das células. • Lipídios: são importantes constituintes de muitas estruturas nas células e também servem como fontes de energia. • Proteínas: são componentes de estruturas diferentes e catalisam reações químicas (enzimas). • Ácidos nucleicos: DNA e RNA. II. NÚCLEO • Carioteca: é um conjunto de membranas que reveste o núcleo celular de organismos eucarioto, separando o conteúdo nuclear do conteúdo citoplasmático. • Cariolinfa: também chamada de nucleoplasma ou suco nuclear, é o fluído que preenche o núcleo. • Nucléolos: é uma região que pode ser vista no interior do núcleo, é formado por RNA ribossomal e proteínas. • Cromatina: são todas as moléculas de RNA e DNA encontradas no núcleo. o Heterocromatina: aglomerado. o Eucromatina: disperso. III. CROMOSSOMOS • Cada cromossomo é constituído por uma molécula bifilamentar de DNA e por uma variedade de proteínas (denominadas histonas). • Plasmídeos: são as moléculas menores de DNA. • Estruturas visíveis ao microscópio óptico durante o processo de divisão celular, graças à condensação da cromatina. • As células eucarióticas têm duas copias de cada cromossomo, essa condição denomina-se diploide (2n), isto é, as células somáticas. • Células sexuais ou gametas, que possuem apenas uma cópia de cada cromossomo, condição denominada haploide (n). • Quando a célula vai entrar em divisão, os cromossomos duplicam-se formando as cromátides, que ficam unidas por uma região denominada centrômero. • Fibra do fuso: está associado aos centrômeros movendo os cromossomos durante a divisão celular. • Telômeros: são as extremidades dos cromossomos, sendo uma região de DNA não descodificante. Impede que as desoxirribonucleases degradem as extremidades de DNA linear. • O braço curto do cromossomo é denominado “p” e o braço longo é denominado “q”. • Condensação dos cromossomos: IV. GENES E GENOMAS • Gene: é um pedaço de cromossomo que carrega informações genéticas e decodifica/produz proteína. o RNAm é produzido a partir do gene para produzir proteína. o Genes que produzem RNAt e RNAr não sintetizam proteína. • Genoma: é o conjunto de toda a informação genética de um organismo. 10/05 V. CARIÓTIPO • Conjunto de cromossomos, cujos número são característicos de uma espécie ou de seus gametas. • Fotomicrográfica de cromossomos de um individuo e organizada de maneira característica , visando diagnostico de anomalias genéticas relacionadas ao número ou à morfologia dos cromossomos. • Cromossomos homólogos: formam o par, com genes diferentes para a mesma característica. VI. PLOIDIA DA CÉLULA • Corresponde ao número de cromossomos de uma célula. • Diplóide (2n): 2 conjuntos cromossômicos. • Haplóide (n): 1 conjunto cromossômico. • Aneuploidia: ganhou ou perda de 1 ou mais cromossomos (2n – 1). • Poliploidia: aumento no número de conjuntos cromossômicos (3n). • As células se multiplicam para o crescimento do organismo; repor ou regenerar tecidos danificados ou envelhecidos; correlação entre o envelhecimento e a taxa de reposição celular. • Uma célula prestes a se dividir é denominada célula-mãe e os produtos da divisão são as células-filhas. I. CICLO CELULAR • G0: a célula está cumprindo sua função normalmente. • • G1: intensa atividade de síntese proteica para o crescimento do citoplasma. Atividade de secreção celular, reparos de membrana, consumo energético, transporte de membrana. • S: replicação do DNA; duplicação dos cromossomos; ação do DNA polimerase e sistemas de reparo. • G2: tempo para o crescimento celular e para assegurar completa replicação do DNA antes da mitose ou meiose. Pequena síntese de RNA e proteínas essenciais para o início da mitose ou meiose. II. CICLO MITÓTICO • As células somáticas (2n) duplicam seu material (2n x 2) e distribuem igualmente para as duas células-filhas (2n). • Duplica todo o DNA. • Divisão equacional. • A replicação ocorre na interfase e a separação ocorre durante a mitose. • Prófase: condensação dos cromossomos. • Metáfase: organização dos cromossomos no polo equatorial. • Anáfase: separa as cromátides e migra para os polos opostos. • Telófase: reorganiza os novos núcleos na mesma célula. • Citocinese: separação do citoplasma, divisão da célula por completo. III. RÍTMO DA DIVISÃO • Células embrionárias multiplicam-se a cada 60 minutos, em aves a cada 8 minutos. • Células diferenciadas jovens possuem intervalos de multiplicação menores. • Células epiteliais da parede intestinal duplicam-se a cada 48 horas em média. • Células ósseas demoram até 250 dias para se dividirem. IV. MEIOSE • Duplicação celular com redução do número cromossômico. • Ocorre a recombinação gênica. • Ocorre nos tecidos reprodutivos e forma gametas. • Variabilidade genética: total para formar um individuo 246 possibilidades. • Crossing over: troca de fragmentos de DNA em cromossomos homólogos. Pode ocorrer na metáfase I. • Meiose I: emparelhamento dos homólogos. • Meiose II: separação das cromátides irmas. 17/05 • É o processo de formação de células especializadas para a reprodução denominadas de gametas. • Os gametas se diferem das demais células do corpo por serem células haploides, sendo resultantes da meiose. • O processo de gametogênese é considerado a primeira fase da reprodução sexuada e ocorre no interior das gônadas. I. ESPERMATOGÊNESE • Fase de intensa proliferação celular através de sucessivas mitoses. • Fase de crescimento citoplasmático. • Fase da meiose I. • Fase da meiose II. • Fase da diferenciação estrutural e funcional dos gametas. II. ESPERMIOGÊNESE • Condensação nuclear: ocorre um achatamento e redução do tamanho do núcleo, devido a uma grande condensação do material nuclear. • Formação do capuz acrossômico ou acrossomo: as partir do complexo de Golgi, ocorre a formação de uma vesícula em forma de capuz e que recobre a parte anterior do núcleo. Esta organela contém enzimas digestivas para corroer a parede do óvulo. • Formação do flagelo: no lado oposto ao acrossomo, ocorre a organização dos centríolos para a formação do flagelo que formará a cauda, destinada a dar propulsão ao espermatozoide. • Organização das mitocôndrias na peça intermediaria do flagelo: as mitocôndrias se organizam formando uma espiral em torno do flagelo. A concentração destas organelas é importante para o fornecimento de energia necessária para o movimento celular. • Redução citoplasmática: eliminação do citoplasma em excesso. • Nos vertebrados, todas as células que se encontram no interior do túbulo seminifero são coletivamente denominadas de células da linhagem germinativa ou espermatogênica. Estes tubulos são os principais componentes dos testiculos e convergem para ductos comuns, os quais conduzem os esepermatozoides para o exterior do organismo masculino. III. OVOGÊNESE • Ocorre no interior dos ovários. • As ovogônias aumentam de volume e originam o ovócito primário. • O ovócito primário sofre a primeira divisão meiótica e forma um ovócito secundário e o primeiro glóbulo polar. • O ovócito secundário sofre a segunda divisão meiótica, originando um óvulo e o segundo glóbulo polar. • O gameta formado contém todo o material necessário para posteriormente iniciar e manter o metabolismo na embriogênese.IV. CICLO OVARIANO • Fase folicular: induz a ovulação. • Fase luteínica: formação do corpo lúteo. • Menstruação: a membrana mucosa do endométrio descama, há a queda do estrógeno e progesterona para ocorrer. V. FECUNDAÇÃO • Fecundação é a quando o espermatozoide se une ao óvulo e forma o zigoto. Essa formação ocorre no interior das trompas, e o óvulo fecundado em seguida se encaminha na direção do útero. • O Zigoto se divide em duas células, depois em quatro células, e assim por diante, até formar o blastocisto, que vai se implantar na parede do útero e em algumas semanas dará origem ao embrião, formando um ninho. Genética Molecular 17/05 • O DNA é formado de monômeros denominados nucleotídeos. Cada nucleotídeo é formado por uma base nitrogenada, um açúcar e um resíduo de ácido fosfórico ligados de forma covalente. • O açúcar é uma pentose, a 2- desoxirribose. E o ácido fosfórico se liga são carbono 5 através de uma ligação éster. • Bases nitrogenadas: pirimidinas → citosina (C), timina (T) e uracila (U); purinas → adenina (A) e guanina (G). o As pirimidinas apresentam um anel aromático e as purinas são compostas de dois anéis aromáticos. • Nucleosídeo: é o composto formado apenas por uma das bases nitrogenadas e a pentose. • A molécula de DNA → ácido desoxirribonucleico. • DNA e RNA • Os ácidos nucleicos são produzidos a partir da polimerização de nucleotídeos. • A hélice apresenta polaridade, com uma extremidade 5’ que possui o grupo fosfato, e a outra extremidade 3’ que apresenta a hidroxila livre. • Os dois filamentos de uma dupla hélice de DNA são complementares e antiparalelos. • Os dois filamentos polinucleotídicos são mantidos juntos em sua configuração helicoidal por pontes de hidrogênio que se estabelecem entre as bases nitrogenadas de filamentos opostos. o A adenina e timina formam duas pontes de hidrogênio e guanina e citosina formam três pontes de hidrogênio. Duplicação do DNA 19/05 • Todos os organismos devem duplicar o seu DNA com extrema precisão e em altas taxas, antes de cada divisão celular. • A replicação do DNA envolve a separação das duas fitas parenteais e a produção de duas novas fitas, tendo as parentais como molde. • Cada nova molécula de DNA contém uma fita parental e uma fita recém- sintetizada, caracterizando a replicação semiconservativa. • Helicase: enzima responsável pela separação dos dois filamentos de DNA, ou seja, desenrola as duas fitas que compõem a dupla-hélice, quebrando as pontes de hidrogênio estabelecidas entre as bases complementares de cada uma das fitas. • Proteína ligante de DNA (SSB): estabilizam as regiões de fita simples, protegendo-as de sofrer hidrólise pelas nucleases. Mantém a fita aberta. • Girase ou topoisomerase: alivia a tensão provocada pela torção da cadeia dupla durante o seu desenrolar pela helicase se associando com a cadeia parental. Quebra algumas ligações fosfodiéster. • As DNA polimerases catalisam a adição de nucleotídeos ao filamento em crescimento da extremidade 5’ para a 3’. Ou seja, é responsável por sintetizar a nova fita. Contudo, as DNA polimerases não são capazes de catalisar a síntese desde o início, necessitando de um pequeno filamento de nucleotídeos, um oligonucleotídeo iniciador, também chamado de RNA polimerase. o DNA polimerase I e II: responsáveis por reparar os erros para evitar mutações, além de tirar a fita de RNA primase. o DNA polimerase III: sintetiza a nova fita. • Durante o processo de duplicação do DNA, uma das fitas novas é formada continuamente na direção 5’→ 3’, denominada fita líder. E a outra de maneira descontínua e no sentido inverso para manter a mesma direção 5’ → 3’, sendo denomina fita atrasada ou lenta. • Fragmentos de Okasaki: são os fragmentos da fita descontínua, apresentando além do DNA recém- sintetizado, um RNA iniciador que será substituído por DNA pela polimerase. • O filamento líder possui apenas um RNA iniciador. • Ligase: enzima que refaz as ligações de fosfodiéster, reconstituindo a nova fita. Transcrição do DNA 26/05 • A transcrição é a síntese de uma molécula de ácido ribonucleico (RNA)complementar a um filamento molde de ácido desoxirribonucleico (DNA). • As enzimas responsáveis pela síntese dos RNAs são denominadas de RNA polimerases. • Todos os RNAs são sintetizados na direção 5’ para 3’ e todas as RNA polimerases são capazes de iniciar a síntese de RNA. o RNA polimerase I: sintetiza RNA ribossômico. o RNA polimerase II: sintetiza RNA mensageiro. o RNA polimerase III: sintetiza RNA transportador. • A transcrição ocorre no núcleo. • Nos eucariontes os RNAm são sintetizados como grandes precursores, composto de éxons (sequências codificadoras) e de íntrons (sequências não codificadoras) que precisam ser processados (splicing → retirada dos íntrons) antes de se tornarem funcionais. • RNAt se apresentam como uma estrutura dobrada com quatro alças distintas, denominada de trevo do quatro folhas, onde a alça do anticódon é a estrutura responsável pelo reconhecimento do códon complementar de uma molécula de RNAm. Essas alças funcionam como adaptadores que levam os aminoácidos para o local de síntese de proteína. • RNAr é formado por duas subunidades uma menor e uma maior, que garante estabilidade ao processo. • Iniciação: ocorre a ligação de uma RNA polimerase a região no DNA que determina que aquele gene especificamente será transcrito, a região do promotor. • Alongamento: a RNA polimerase começa a sintetizar um RNA complementar ao molde de DNA e o fator sigma é liberado. • Terminação: ocorre a liberação do RNA e da enzima. ❖ Códon → RNAm. ❖ Anticódon → RNAt. Tradução do DNA • A síntese de proteínas ou tradução corresponde à etapa final da transferência de informação genética, armazenada no DNA, para as moléculas de proteínas, que são os principais componentes estruturais e funcionais das células vivas. • O processo envolve três componentes principais: o RNAm que contém a informação necessária para direcionar a síntese de proteínas, o RNAt que carregam os aminoácidos que serão incorporados à proteína e o RNAr que reúne o RNAm e o RNAt, de modo a permitir que o aminoácido correto seja incorporado à proteína. • O código é degenerado, pois mais de um códon podem codificar o mesmo aminoácido. • Três códons (UAA, UAG e UGA) não especificam aminoácido e são utilizados como sinais para interromper a síntese de uma proteína (stop códons). • O códon AUG, que especifica somente metionina, tem um duplo papel: ele codifica a metionina em qualquer lugar em que ele se encontre no RNA e também marca o início da síntese proteica. • Iniciação: ocorre quando um RNAr (ambas as partes) é acoplado ao RNAm e há uma molécula de metionina no começo, dando início ao processo. • Alongamento: começa com a ligação de um RNAt, carregando um aminoácido. • Terminação: ocorre quando o RNAr reconhece os stop códons, e toda a cadeia se desliga. Genética mendeliana I. CONCEITOS BÁSICOS • Herança genética: um organismo ou célula adquire características semelhantes à do organismo ou célula que o gerou. • Alelo: é uma forma alternativa de um par ou série de um gene que ocorre em um determinado locus (lugar) de um cromossomo. • Locus gênico: uma posição fixa em um cromossomo que é ocupada por um determinado gene ou seu alelo. • Homozigose: o indivíduo homozigoto apresenta dois alelos de um gene iguais, sejam eles genes dominantes ou recessivos. Ex.: AA, aa. • Heterozigose: indivíduos que apresentamdois alelos diferentes de um gene, sendo heterozigotos. Ex.: Aa, Pp. II. HERANÇAS BIOLÓGICAS • Gregor Mendel, foi um monge austríaco que estudou genética por meio da observação de seus experimentos com plantas de ervilhas. • O sucesso das suas experiências se deve ao fato de a espécie estudada crescer facilmente e ser autógama. III. 1ª LEI DE MENDEL • Caráter dominante: alelos que se expressam da mesma forma nas condições homozigóticas e heterozigótica. • Caráter recessivo: alelos que não se expressam na condição heterozigótica, apenas na condição homozigótica. • Genótipo: constituição gênica do indivíduo, ou seja, são os genes que ele possui em suas células e que foram herdados dos seus pais. • Fenótipo: são as características morfológicas, fisiológicas ou comportamentais manifestadas por um indivíduo. É determinado pelo fenótipo, mas pode ser modificado pelo ambiente. • Geração parental: indivíduos puros que foram cruzados. • F1: primeira geração filha, representada por indivíduos heterozigotos. • F2: segunda geração. • Lei da segregação dos fatores/lei da pureza dos gametas: cada caráter é condicionado por 2 fatores hereditários (genes), que se separam na formação dos gametas, passando apenas um fator por gameta. • Cruzamento teste: cruza-se o indivíduo que deve ser testado com outro indivíduo duplamente recessivo. • Co-dominância: não há relação entre dominante e recessivo. Ex.: BB (branco) + VV (vermelho) = BV (rosa). IV. TIPO SANGUÍNEO V. FATOR Rh
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