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AtividAdesAtividAdes R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 223 C a p ít u lo 7 • N ú cl e o e c ro m o ss o m o s 34 (Enem-MEC) Define-se genoma como o conjunto de todo o material genético de uma espécie, que, na maioria dos casos, são as moléculas de DNA. Durante muito tempo, especulou-se sobre a possível relação entre o tamanho do genoma — medido pelo número de pares de bases (pb) —, o número de proteínas produzidas e a complexidade do organismo. As primeiras respostas começam a aparecer e já deixam claro que essa relação não existe, como mostra a tabela abaixo. Espécie Nome comum Tamanho estimado do genoma (pb) Número de proteínas descritas Oryza sativa arroz 5.000.000.000 224.181 Mus musculus camundongo 3.454.200.000 249.081 Homo sapiens homem 3.400.000.000 459.114 Rattus norvegicus rato 2.900.000.000 109.077 Drosophila melanogaster mosca-da-fruta 180.000.000 86.255 Disponível em: <www.cbs.dtu.dk> e <www.ncbi.nlm.nih.gov> De acordo com as informações acima, a) o conjunto de genes de um organismo define o seu DNA. b) a produção de proteínas não está vinculada à molécula de DNA. c) o tamanho do genoma não é diretamente proporcional ao número de proteínas produzidas pelo organismo. d) quanto mais complexo o organismo, maior o tamanho de seu genoma. e) genomas com mais de um bilhão de pares de bases são encontrados apenas nos seres vertebrados. Questões discursivas 35 (UFG-GO) Sobre o núcleo de uma célula eucariota cite: a) os componentes; b) a composição química dos componentes; c) as funções dos componentes. 36 (Unicamp-SP) Uma célula que apresenta grande quantidade de síntese de proteínas tende, em geral, a apresentar um grande nucléolo. Explique a relação. 37 (UFRJ) Num laboratório, o núcleo de uma célula da espécie A foi retirado e implantado numa célula- -ovo da espécie B, cujo núcleo havia sido previamente removido. Caso essa célula-ovo se desenvolvesse até a forma- ção de um novo indivíduo, ele teria as características da espécie A ou as da espécie B? Justifique sua resposta. 38 (UFRJ) O projeto do genoma humano pretende obter a sequência completa do DNA dos cromossomos. As células somáticas humanas possuem 46 cromossomos. Qual o número mínimo de cromossomos que deve ser sequen- ciado para que se obtenha essa informação? Justifique sua resposta. 39 (Fuvest-SP) Os cromossomos humanos podem ser estudados em células do sangue. Essa análise pode ser feita tanto em linfócitos quanto em hemácias? Por quê? 40 (Faap-SP) Em função da posição do centrômero, como podem ser classificados os cromossomos? 41 (UFPR) Quantos pares de cromossomos homólogos existem na fase haploide de células, cuja constante cromos- somial nas células somáticas é 2n 5 20? Capítulo UNIDADE B As células vermelhas do sangue humano, as hemácias, vivem cerca de 3 meses. Em 80 anos de vida, elas são substituídas quase 320 vezes. Como uma pessoa tem em torno de 27 trilhões de hemácias no sangue, isso signi� ca mais de 8 quatrilhões de células vermelhas produzidas ao longo da vida. Nossas unhas são constituídas pela proteína queratina em alto grau de compactação. A unha é produzida por células localizadas na base dela e, no caso dos dedos das mãos, pode crescer até 1 mm por semana. Se não cortássemos as unhas e se elas não se desgastassem, aos 80 anos de idade poderíamos ter unhas com 4 m de comprimento. Apesar da camada de muco que as protege, as células que revestem nosso estômago sofrem a ação corrosiva do suco gástrico e vivem menos de uma semana. Para manter a integridade do revestimento estomacal, essas células são continuamente substituídas devido à intensa atividade mitótica. Capítulo 8 No mundo celular, dividir é sinônimo de duplicar: quando se dividem, as células se duplicam. Neste capítulo discutiremos a importância, para o organismo e para a sobrevivência das espécies, da divisão das células e da regulação do ciclo celular. 8.1 Importância da divisão celular Cada um de nós foi, um dia, apenas uma célula que, por sucessivas divisões celulares, deu origem aos trilhões de células constituintes do corpo. 8.2 Mitose Na mitose, os cromossomos previamente duplicados são distribuídos equitativamente entre as duas células-filhas. 8.3 Regulação do ciclo celular A célula é capaz de identificar eventuais erros no ciclo celular, interrompendo-o até que sejam feitas as correções necessárias ou desencadeando a morte programada da célula. 8.4 Meiose Na meiose, os cromossomos homólogos aproximam-se e trocam pedaços; essa é a essência do processo sexual. Divisão celular: mitose e meiose Nosso corpo em reconstrução A maioria de nossas células é substituída várias vezes durante a vida. Assim, de certa maneira, nosso corpo é continuamente reconstruído enquanto vivemos. Isso ocorre porque as células se duplicam pelo processo de mitose. A superfície externa da pele é constituída por células mortas e impregnadas de queratina. A camada queratinizada da pele descama-se e é continuamente substituída. Desde sua origem, na camada epidérmica mais profunda, até a queratinização e a morte, passam-se cerca de 30 a 40 dias. Assim, em um ano, trocamos nosso revestimento corporal aproximadamente 10 vezes. Ao contrário da maioria dos neurônios, que nunca são substituídos, as células nervosas responsáveis pela percepção dos odores vivem entre 30 e 90 dias. Elas são continuamente substituídas pela multiplicação de células-tronco localizadas na base do revestimento nasal. Nossos cabelos são constituídos pela proteína queratina, compactada e arranjada na forma de pequenas escamas. Embora o crescimento dos cabelos varie, e eles caiam e sejam substituídos, os � os podem crescer entre 10 cm e 18 cm por ano. Se não cortássemos o cabelo regularmente, poderíamos ostentar uma cabeleira com alguns metros de comprimento. Para pensar O zigoto, a primeira célula de nosso corpo, após milhares e milhares de divisões sucessivas, dá origem às dezenas de trilhões de células que nos constituem. Assim, na “matemática” celu- lar, dividir significa multiplicar. Como você explicaria essa apa- rente contradição aritmética? Duplicação do centro celular Duplicação dos cromossomos (síntese de DNA) Cromossomos duplicados Formação do fuso acromático Condensação dos cromossomos Ligação dos cromossomos ao fuso METÁFASE MITOSE (30 minutos) INTERFASE Início da separação dos centros celulares Núcleo PRÓFASE ANÁFASE Separação dos cromossomos G1 (9 horas) G2 (4,5 horas) S (10 horas) TELÓFASE Descondensação dos cromossomos Centro celular com centríolos Divisão citoplasmática (citocinese) R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 226 U n id a d e B • O rg a n iz a çã o e p ro ce ss o s ce lu la re s Objetivos❱❱❱❱ Reconhecer o CCCCCCC papel da mitose na reprodução de organismos unicelulares e no crescimento e desenvolvimento de organismos multicelulares. Conhecer as principais CCCCCCC subdivisões do ciclo celular, relacionando- -as ao processo de duplicação do DNA cromossômico. Termos e conceitos❱❱❱❱ divisão celular• ciclo celular• mitose• citocinese• interfase• Seção 8.1 Importância da divisão celular 1 Por que as células se dividem? Neste exato momento, centenas de milhares de células em seu corpo estão se reproduzindo: células da epiderme multiplicam-se para repor continuamente as que morrem e cujos restos formam a camada córnea da pele; unhas e cabelos crescem graças à incessante formação de novas células em suas bases; na medula de certos ossos, células se multiplicam para originar hemácias e leucócitos do sangue. O processo pelo qual uma célula se reproduz e origina células-filhas é denominadodivisão celular. Neste caso, dividir significa duplicar, pois as novas células formadas crescem e tornam-se idênticas à célula original. A divisão celular é a maneira pela qual organismos unicelulares se reproduzem e as células dos organismos multicelulares se multiplicam, possibilitando o crescimento. Cada um de nós já foi uma única célula, a partir da qual surgiram, por divisões celulares sucessivas, as dezenas de trilhões de células que formam nosso corpo. Nos organismos multicelulares adultos, há células que se dividem con- tinuamente, como as da base da epiderme e as da medula óssea vermelha, e outras que nunca se dividem, como a maioria das células nervosas e musculares. Certos tipos de célula, embora normalmente não se dividam, podem readquirir a capacidade de divisão se necessário. Por exemplo, cé- lulas de nossa pele denominadas fibroblastos voltam a se dividir quando ocorre um ferimento, promovendo sua cicatrização. 2 O conceito de ciclo celular A divisão da célula faz parte do que os biólogos denominam ciclo celular, período que se inicia com o surgimento da célula, a partir da divisão de uma célula preexistente, e termina quando ela se divide em duas células- -filhas. (Fig. 8.1) Figura 8.1 Representação esquemática do ciclo celular. Note que, no círculo central, a área em que está representada cada fase do ciclo celular não corresponde ao respectivo tempo de duração, mostrado entre parênteses. Em um ciclo celular de 24 horas a mitose representa pouco mais de 30 minutos. (Representação sem escala. Cores-fantasia.) Parte I Unidade B - Organização e processos celulares 8. Divisão celular: mitose e meiose