Bio Cel

Prévia do material em texto

Biologia celular - Perguntas Plantão 
 1. Considerando a variedade de microscópios disponíveis atualmente, como os pesquisadores 
 podem escolher o método mais apropriado para estudar estruturas celulares específicas? 
 Analise não apenas as características técnicas dos microscópios, como resolução e ampliação, 
 mas também questões práticas, como custo e acessibilidade. Além disso, discuta como a 
 combinação de diferentes técnicas de microscopia pode proporcionar uma compreensão mais 
 abrangente das células e de seus processos 
 A escolha do método mais apropriado está diretamente relacionado à estrutura a ser observada 
 e estudada, no qual deve-se avaliar fatores como o tamanho do alvo a ser estudado e a 
 resolução necessária. Nesse sentido, para a análise da melhor escolha de métodos a serem 
 utilizados, deve-se levar em conta as características fundamentais de cada aparelho. Desta 
 forma, avaliando os aparelhos disponíveis, temos que a microscopia eletrônica de varredura 
 (MEV) permite a obtenção de imagens com aparência tridimensional, com ampliação de 300 
 mil vezes e elevada resolução da superfície, a partir da emissão de um feixe de elétrons, o que 
 torna sua utilização pouco acessível devido ao seu alto custo. Já na microscopia de 
 transmissão (MET), a imagem formada é bidimensional, de alta resolução, possui uma 
 ampliação de até 300 mil vezes e é formada em diferentes tons, de acordo com a densidade, 
 espessura e difração do feixe de elétrons gerado, fazendo com que, assim como o MEV, seu 
 custo seja alto e sua acessibilidade baixa. Além dos microscópios eletrônicos, há os 
 microscópios ópticos, os quais são mais acessíveis em razão do seu menor valor. Este, permite 
 o aumento da imagem através da luz, que ao incidir sobre a amostra passa por um conjunto de 
 lentes que permitem a sua ampliação em 4x, 10x, 40x, e 100x. 
 Para o melhor análise e compreensão do objeto de estudo, a combinação de diferentes 
 técnicas mostra-se essencial, já que há a possibilidade da utilização de informações 
 complementares, como a utilização do MET e MEV, além do microscópio óptico, para uma 
 melhor resolução da imagem e diferentes detalhes estruturais a partir da tridimensionalidade. 
 2. Como a microscopia pode ser aplicada para investigar e solucionar problemas de perda de 
 produtividade em lavouras agrícolas, identificando possíveis causas celulares, como infecções 
 por patógenos, deficiências nutricionais ou danos ambientais? Descreva como a análise 
 microscópica das estruturas celulares das plantas pode fornecer insights cruciais para o 
 desenvolvimento de estratégias de manejo e intervenções eficazes para melhorar a saúde das 
 plantações e aumentar a produtividade agrícola. 
 A microscopia permite identificar infecções por patógenos, deficiências nutricionais ou danos 
 ambientais devido à análise detalhada das células, a qual é feita a partir da visualização de 
 danos específicos nas estruturas celulares, como diferenças de coloração, danos na estrutura 
 foliar ou radicular, e, assim, determinar a causa e a possível solução a partir dos sintomas 
 observados nas microestruturas do vegetal. 
 Com a análise microscópica, o monitoramento da cultura pela análise de amostras permite 
 avaliar a sanidade do vegetal a partir da visualização das suas estruturas e apontar, antes do 
 comprometimento de grande parte da cultura, possíveis anomalias e doenças causadas por 
 fatores ambientais ou patogênicos, promovendo um manejo adequado e a intervenção 
 adequada ao sintoma observado. Além disso, permite a seleção de vegetais mais interessantes 
 do ponto de vista produtivo, já que podem mostrar-se resistentes a certos patógenos, 
 possibilitando uma maior produtividade agrícola. 
 3. Como a compreensão da organização celular de culturas agrícolas pode contribuir para o 
 desenvolvimento de técnicas de melhoramento genético visando aumentar a resistência a 
 pragas e doenças? Descreva como a análise das estruturas celulares das plantas pode 
 identificar características morfológicas e fisiológicas que conferem resistência a estresses 
 bióticos, permitindo o desenvolvimento de variedades mais resilientes e de maior rendimento 
 nas lavouras. 
 Compreendendo a estrutura celular de culturas agrícolas, a combinação de informações de 
 diferentes espécies vegetais pode servir de base para o melhoramento genético, já que uma 
 planta capaz de expressar uma proteína que promove a resistência contra o ataque de uma 
 doença ou praga (em uma estrutura vegetal específica) pode ser introduzida em outra cultura, 
 que passará a ter a mesma característica de resistência. 
 Em ambientes de estresse biótico, as plantas acionam mecanismos já existentes que permitem 
 que esta sobreviva às adversidades, como redução da fotossíntese e do consumo de água. 
 Portanto, ao analisar minuciosamente as estruturas vegetais, características fisiológicas 
 específicas que fogem do padrão, como barreiras físicas, e mostram conferir resistência ao 
 estresse biótico podem ser apontadas e, assim, selecionadas no meio, promovendo a 
 permanência de variedades mais resilientes e que permitem um maior rendimento na lavoura. 
 4. Ácidos nucleicos, proteínas, polissacarídeos e lipídeos são importantes macromoléculas 
 celulares. Descreva os monômeros constituintes de cada macromolécula e indique algumas de 
 suas funções. 
 Os ácidos nucléicos possuem como monômeros os nucleotídeos, e são responsáveis pela 
 composição do DNA e RNA, os quais armazenam informações genéticas. 
 As proteínas possuem como monômeros os aminoácidos e possuem função no sistema 
 imunológico e na regulação de processos metabólicos. 
 Os polissacarídeos possuem como monômeros os monossacarídeos e possuem função 
 energética e estrutural. 
 Os lipídeos não são polímeros, então não possuem uma unidade básica. Possuem função 
 hormonal e armazenamento de energia. 
 5. Como a forma das proteínas presentes nas plantas pode afetar a saúde e o crescimento das 
 culturas? Explique de maneira simples como as proteínas, que são como peças pequenas 
 dentro das células, podem ter formas diferentes e desempenhar funções específicas que 
 influenciam a forma como as plantas crescem e respondem ao ambiente. Dê exemplos de 
 como compreender a estrutura das proteínas pode ajudar os agricultores a cultivar plantas 
 mais saudáveis e produtivas. 
 Cada proteína executa uma função específica, a qual está obrigatoriamente relacionada à 
 estrutura tridimensional da proteína, ou seja, ao seu formato. Portanto, se a proteína perder seu 
 formato, ou seja, sofrer desnaturação, perde também sua função, afetando o pleno 
 funcionamento do maquinário celular vegetal. 
 A função de uma proteína é derivada da sua estrutura tridimensional, e a estrutura 
 tridimensional especificada pela sequência de aminoácidos. Assim, a partir da junção dos 
 aminoácidos existentes, criam-se proteínas diferentes, as quais possuem funções e 
 características diferentes, e são responsáveis pelo desenvolvimento e funcionamento vegetal. 
 Ao entender que a estrutura das proteínas permite que estas desempenhem suas funções, os 
 agricultores podem compreender que a diversidade estrutural existente é resultado de uma 
 série de proteínas com funções diversas e necessárias para o desenvolvimento da planta, como 
 a proteína rubisco na fotossíntese e outras que atuam no metabolismo celular. 
 6. Por que é importante para os cientistas compreenderem a estrutura das proteínas presentes nas 
 células das plantas? Descreva de forma simples como as proteínas desempenham papéis 
 cruciais nas funções celulares e como a compreensão de sua estrutura pode ajudar os 
 pesquisadores a desenvolver novas abordagens para melhorar o crescimento, a resistência a 
 pragas e a adaptação das plantas às condições ambientais. 
 Como as estruturas das proteínas definem sua função, é necessário que os cientistas 
 compreendam que cada proteína representa um papel biológico diferente para quepossam 
 desenvolver culturas mais resistentes a partir de proteínas específicas e, assim, melhorar a 
 produtividade agrícola. 
 As proteínas possuem funções enzimáticas, estruturais, de transporte, entre outras. Estas 
 desempenham diversos papéis graças à sua estrutura e sua composição específica de 
 aminoácidos. Ao compreender as estruturas das proteínas, suas funções também serão 
 compreendidas e, assim, será possível realizar o melhoramento genético de plantas por meio 
 da introdução das proteínas de interesse em outros vegetais que não a possuem, promovendo a 
 expressão de características desejadas, como resistência a patógenos, adaptação ambiental 
 entre outros. 
 7. Como a observação das diferentes partes das células vegetais pode contribuir para o avanço 
 da pesquisa em biologia celular? Explique como técnicas de microscopia simples podem ser 
 utilizadas para identificar e estudar as estruturas celulares fundamentais das plantas, como 
 cloroplastos, vacúolos e parede celular, e como esse conhecimento pode ser aplicado para 
 entender melhor os processos vitais das plantas e desenvolver estratégias para melhorar sua 
 produtividade e sustentabilidade. 
 A observação e o estudo de diferentes partes da célula vegetal e como elas interagem entre si, 
 como funcionam e os papéis que desempenham são essenciais para que a pesquisa possa 
 avançar nessa área, já que o funcionamento do maquinário celular é base para o entendimento 
 de processos mais complexos que dependem dele. 
 As técnicas de microscopia podem ser utilizadas para a visualização das estruturas celulares 
 fundamentais das plantas, se há, ou não, cloroplastos presentes na estrutura, a movimentação 
 destes na planta, a presença de parede celular, entre outros. Esse conhecimento é necessário 
 para a compreensão do funcionamento vegetal, o qual é base para uma melhor produtividade, 
 sanidade da planta e sustentabilidade. 
 8. Por que a estrutura dos ácidos nucleicos, como o DNA e o RNA, é fundamental para a 
 compreensão da biologia molecular? Descreva de maneira simples a organização dos 
 nucleotídeos no DNA e no RNA e como essa estrutura determina suas funções essenciais na 
 transmissão e expressão da informação genética. 
 O DNA e o RNA armazenam a informação genética e são a base para a expressão de 
 características e para a formação de proteínas nas células, o que configura o material de 
 estudo da biologia molecular e por isso deve ser compreendido. 
 Tanto o RNA como o DNA são formados por nucleotídeos, mas o RNA contém a base uracila 
 em vez de timina e o DNA possui timina. O DNA é responsável por armazenar as 
 informações genéticas e o RNA por traduzi-las em proteínas - cada trinca de base nitrogenada 
 no mRNA é traduzida em uma aminoácido. 
 9. Por que é interessante observar como diferentes tipos de organismos copiam seu DNA? 
 Descreva como isso pode nos ajudar a entender melhor como a vida evoluiu ao longo do 
 tempo. 
 Pois isso permite o conhecimento de novas formas de replicação de DNA e o seu estudo. 
 Com a evolução dos indivíduos e a seleção dos mais aptos, as diversas formas de replicação 
 do DNA se deram de acordo com as limitações de cada indivíduo e sua complexidade. A 
 observação de cada tipo de replicação atualmente compreende a análise de um indivíduo em 
 sua forma mais evoluída e ao compará-la com outros organismos pode-se avaliar 
 características distintas resultantes de processos evolutivos distintos. 
 10. Quais são as semelhanças e diferenças entre o processo de transcrição em células 
 procarióticas e eucarióticas? Como essas diferenças influenciam a complexidade e a 
 regulação da expressão gênica? 
 Em células eucarióticas, o processo de transcrição é mais complexo devido à presença de 
 introns e exons no DNA. Os íntrons são removidos após a transcrição pelo processo de 
 splicing e os éxons são traduzidos. Já em células procarióticas, não há a presença de íntrons e 
 éxons, então o RNA transcrito é o mesmo que é traduzido. Em ambos os ácidos nucleicos a 
 replicação é semiconservativa e a síntese de DNA é catalisada por DNA-polimerases. 
 Nas células eucarióticas, a transcrição pode ser regulada por uma variedade de mecanismos, 
 como fatores de transcrição e capeamento. Nas células procarióticas, há o reconhecimento da 
 região regulatória pela RNA polimerase e o início da transcrição. Assim, pela quantidade de 
 fatores de regulação da expressão gênica, verifica-se as diferenças de complexidade entre 
 eucariotos e procariotos. 
 11. Esquematize um gene eucariótico com dois íntrons, e seus produtos pré-mRNA e mRNA. 
 Não esqueça de indicar as etapas do processamento do pré-mRNA 
 12. Analise como os ribossomos coordenam a síntese de proteínas durante o processo de tradução 
 do mRNA. Como os diferentes locais ativos do ribossomo contribuem para a precisão e 
 eficiência da tradução? 
 Os ribossomos encontram a sequência de Shine-Dalgarno e forma-se uma região de 
 pareamento de bases. Em seguida encontra-se a sequência de Kozak, a qual apresenta um 
 códon de iniciação e é o primeiro códon na região a ser traduzida. Após, o rRNA encontra o 
 códon de término e encerra-se a tradução. Os diferentes locais ativos são essenciais para que o 
 ribossomo faça a tradução das regiões corretas e das proteínas certas. 
 13. Discuta criticamente o papel das mutações no DNA na evolução e na variabilidade genética. 
 Como as mutações que afetam os processos de transcrição e tradução podem influenciar a 
 adaptação das espécies a novos ambientes e pressões seletivas? 
 As mutações possibilitam a introdução de novas variantes genéticas, as quais podem conferir 
 vantagens e promover a seleção natural, promoção da especiação, entre outros. 
 As mutações fazem com que a sequência de bases nitrogenadas seja modificada, pela adição 
 ou deleção de uma base, fazendo com que a proteína traduzida possa ser a mesma de antes da 
 mutação ou diferente, já que o código genético é degenerado e mais de uma combinação de 
 bases formam a mesma proteína. Assim, com novas proteínas traduzidas, aumenta-se a 
 variabilidade genética e há a promoção da adaptação de espécies e a seleção delas. 
 14. Avalie criticamente a teoria endossimbiótica como uma explicação para a origem das 
 mitocôndrias e cloroplastos. Quais são as evidências que sustentam essa teoria e como ela 
 influenciou nossa compreensão da evolução celular? 
 Segundo a teoria endossimbiótica, mitocôndrias e cloroplastos eram organismos procariontes 
 que viviam de modo livre. Essas estruturas foram englobadas por células eucariontes, o que 
 resultou em uma relação simbiótica, em que ambos os envolvidos eram beneficiados com a 
 associação. 
 As evidências em mitocôndrias e cloroplastos que sustentam essa teoria são: presença de 
 dupla membrana, capacidade de autoduplicação, presença de ribossomos semelhantes aos 
 procariontes e DNA circular. Essas evidências mostraram uma explicação para a origem de 
 certas estruturas celulares, como os cloroplastos e mitocôndrias. 
 15. Discuta o papel das mitocôndrias na produção de energia celular. Como a estrutura única das 
 cristas mitocondriais contribui para a eficiência da fosforilação oxidativa e a síntese de ATP. 
 As mitocôndrias são responsáveis pelo processo de respiração celular. Esse processo 
 metabólico extrai energia armazenada na glicose, na presença de oxigênio, resultando em gás 
 carbônico e água. 
 As cristas mitocondriais são dobras da membrana interna da mitocôndria, que aumentam a 
 área de superfície disponível para as reações envolvidas na fosforilação oxidativa e na síntese 
 de ATP.