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1 DNA E A ESTRUTURA MOLECULAR DOS CROMOSSOMOS PRIMEIRA LEI DE MENDEL A Primeira Lei de Mendel ou Lei da Segregação dos Fatores 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 desses durante a formação dos gametas, através do processo de meiose. O monge Gregor Mendel realizou seus estudos com objetivo de compreender como as diferentes características eram transmitidas de uma geração para outra. Experimentos com Ervilhas Gregor Mendel conduziu seus experimentos utilizando ervilhas pelos seguintes motivos: Planta de fácil cultivo e desenvolvimento em curto período; Produção de muitas sementes; Rápido ciclo reprodutivo; Facilidade de controlar a fecundação das plantas; Capacidade de realizar autofecundação. Os seus experimentos analisaram sete características das ervilhas: cor da flor, posição da flor no caule, cor da semente, textura da semente, forma da vagem, cor da vagem e altura da planta. Ervilhas e as características estudadas por Gregor Mendel em seus experimentos genéticos Ao observar a cor das sementes, Mendel percebeu que a linhagem de sementes amarelas sempre produziam 100% dos seus descendentes com sementes amarelas. E o mesmo acontecia com as sementes verdes. As linhagens não apresentavam variações, constituindo linhagens puras. Ou seja, as linhagens puras mantinham suas características ao longo das gerações. Os achados de Gregor Mendel são considerados o marco inicial para os estudos genéticos. A sua contribuição para a área foi imensa, o que levou a ser considerado o "pai da Genética". Cruzamentos Como estava interessado em saber como as características eram passadas de uma geração para outra, Mendel realizou outro tipo experimento. https://www.todamateria.com.br/gregor-mendel/ 2 Dessa vez, realizou o cruzamento entre linhagens puras de sementes amarelas e sementes verdes, o que constituiu a Geração Parental. Como resultado desse cruzamento, 100% das sementes eram amarelas - Geração F1. Mendel concluiu que a semente amarela apresentou dominância sobre a semente verde. Surgia, assim, o conceito de genes dominantes e recessivos na genética. Como todas as sementes geradas eram amarelas (Geração F1), Mendel realizou a autofecundação entre elas. Os resultados surpreenderam Mendel, na nova linhagem (Geração F2) surgiram novamente as sementes verdes, na proporção 3:1 (amarelas:verdes). Ou seja, foi observado que a cada quatro plantas, três apresentavam a característica dominante e uma a característica recessiva. Cruzamentos da Primeira Lei de Mendel Mendel concluiu que a cor das sementes era determinada por dois fatores: um fator para gerar sementes amarelas, que é dominante, e outro fator para gerar sementes verdes, recessivo. Assim, a 1ª Lei de Mendel pode ser enunciada como a seguir: “Todas as características de um indivíduo são determinadas por genes que separam-se, durante a formação dos gametas, sendo que, assim, pai e mãe transmitem apenas um gene para seus descendentes”. Primeira e Segunda Lei de Mendel A Primeira Lei de Mendel diz que cada característica é condicionada por dois fatores que se separam na formação dos gametas. Nesse caso, Mendel estudou apenas a transmissão de uma única característica. Por exemplo, cruzou sementes amarelas com sementes verdes. A Segunda Lei de Mendel baseia-se na transmissão combinada de duas ou mais características. Por exemplo, ele realizou cruzamentos de sementes verdes e rugosas com sementes amarelas e lisas. Em conjunto, as Leis de Mendel explicam como as características hereditárias são transmitidas de uma geração à outra. Por meio dos estudos de cruzamento de plantas com características diferentes foi possível comprovar que as mesmas mantém sua integridade ao longo das gerações. Genes Dominantes e Recessivos Os genes são partículas diminutas que contém material genético (DNA, ácido dioxirribonucleico) e produzem proteínas responsáveis pela determinação e transmissão dos caracteres hereditários. https://www.todamateria.com.br/genes-dominantes-e-recessivos/ https://www.todamateria.com.br/segunda-lei-de-mendel/ 3 Dessa maneira, os genes podem expressar categorias genéticas distintas. Por exemplo, características dominantes, expressa pelos seres homozigotos (AA) e heterozigotos (Aa), e as características recessivas encontrado somente nos homozigotos (aa). Genes Alelos Os genes alelos são segmentos de DNA (ácido desoxirribonucleico) constituídos de pares. Um deles é proveniente da mãe (óvulo) e outro do pai (espermatozoide), os quais se encontram no mesmo lócus nos cromossomos homólogos. Eles são classificados em: Genes Alelos Recessivos: representados por letras minúsculas (aa, bb, vv) donde os fenótipos são expressos somente em homozigose Genes Alelos Dominantes: representados por letras maiúsculas (AA, BB, VV) e expressos fenotipicamente em heterozigose. Quando os genes alelos são iguais denomina-se "homozigotos" e quando diferentes, "heterozigotos". Genes Dominantes Os genes dominantes são aqueles que determinam uma característica hereditária mesmo quando em dose simples nos genótipo. Ou seja, eles determinam seu caráter mesmo na ausência de seu alelo dominante. Eles são classificados em: Dominante Homozigoto (puro), representado pelas letras maiúsculas, AA, BB, VV. Dominante Heterozigoto (híbrido) expresso por uma letra maiúscula e uma minúscula Aa, Bb, Vv. Características Dominantes Algumas características expressas nos genes alelos dominantes: Nariz aquilino Lobo da orelha deslocado Queixo com covinha e prógnato Lábios grossos Cabelo escuro Calvície Olhos escuros Capacidade de enrolar a língua Dedo mindinho curvado Polegar curvado Doenças Relacionadas aos Genes Dominantes Algumas doenças relacionadas aos genes alelos dominantes: Polidactilia Doença de Huntington Doença de von Hippel Genes Recessivos Os genes recessivos produzem proteínas consideradas “defeituosas”, na medida que eles se tornam inativos. Ou seja, ficam escondidos (recessivos) com a presença de um gene dominante manifestando suas características na ausência de seu alelo dominante. São representados por letras minúsculas, aa, bb e vv e diferentemente dos dominantes, expressam seu caráter somente em dose dupla, ou seja, recessivo homozigoto (puro). Características Recessivas Algumas características expressas nos genes alelos recessivos: Nariz reto https://www.todamateria.com.br/dna/ https://www.todamateria.com.br/proteinas/ 4 Lobo da orelha colado Queixo sem covinha e reto Lábios Finos Cabelo louro e ruivo Olhos azuis Não possui a capacidade de enrolar a língua Dedo mindinho reto Polegar reto Canhoto Tipo Sanguíneo Negativo Doenças Relacionadas aos Genes Recessivos Algumas doenças relacionadas aos genes alelos recessivos: Daltonismo Albinismo INTRODUÇÃO À GENÉTICA A Genética é uma área da biologia que estuda os mecanismos da hereditariedade ou herança biológica. Para estudar as formas de transmissão das informações genéticas nos indivíduos e populações, existem várias áreas de conhecimento que se relacionam com a genética clássica como a biologia molecular, a ecologia, a evolução e mais recentemente se destaca a genômica, em que se utiliza a bioinformática para o tratamento de dados. Conceitos Básicos Conheça os principais conceitos genéticos e entenda sobre cada um deles: Células Haploides e Diploides Célula diploide e haploide As células haploides (n) possuem apenas um conjunto de cromossomos. Assim, nos animais, as células sexuais ou gametas são haploides. Essas células possuem metade do número de cromossomos da espécie. As células diploides (2n) são aquelas que possuem dois conjuntos de cromossomos, como é o caso do zigoto,enquanto na mitose são originadas duas células com o mesmo número de cromossomos. - Na meiose ocorrem duas divisões sucessivas (meiose I e meiose II), enquanto na mitose ocorre apenas uma divisão. - A meiose ocorre apenas em células diploides (células que possuem dois conjuntos cromossômicos), enquanto a mitose ocorre em células diploides e haploides (células que possuem apenas um conjunto cromossômico). Fases da mitose O que o seu intestino, o fermento da massa do pão e um sapo em desenvolvimento têm em comum? Entre outras coisas, todos eles possuem células que realizam mitose, dividindo-se para produzir mais células que são geneticamente idênticas a elas mesmas. Por que esses organismos e tecidos tão diferentes precisam de mitose? As células intestinais têm que ser substituídas à medida que se desgastam; as células da levedura precisam se reproduzir para manter a sua população crescendo; e um girino precisa gerar novas células à medida que cresce e se torna mais complexo. O que é mitose? Mitose é um tipo de divisão celular em que uma célula (a célula-mãe) se divide para produzir duas novas células (as filhas) que são geneticamente idênticas a ela. No contexto do ciclo celular, a mitose é a parte do processo de divisão em que o DNA do núcleo das células é dividido em dois conjuntos iguais de cromossomos. A grande maioria das divisões celulares que ocorrem no nosso corpo envolvem a mitose. Durante o desenvolvimento e o crescimento, a mitose preenche o corpo do organismo com células e, ao longo da vida de um organismo, substitui células velhas e desgastadas por novas. Para eucariontes unicelulares como a levedura, as divisões mitóticas são, na verdade, a sua forma de reprodução, adicionando novos indivíduos à população. Em todos esses casos, o "objetivo" da mitose é assegurar que cada célula-filha receba um conjunto inteiro e perfeito de cromossomos. Células com quantidade excessiva ou insuficiente de cromossomos não costumam funcionar direito e podem, inclusive, não sobreviver ou até mesmo causar câncer. Então, quando as células sofrem mitose, elas não dividem seu DNA https://www.biologianet.com/doencas/cancer.htm https://www.biologianet.com/doencas/cancer.htm https://escolakids.uol.com.br/ciencias/diferencas-entre-mitose-meiose.htm 31 aleatoriamente e jogam-no em pilhas para as células-filhas. Em vez disso, elas separam seus cromossomos duplicados em uma série de etapas cuidadosamente organizadas. Fases da mitose A mitose consiste em quatro fases básicas: prófase, metáfase, anáfase, telófase. Alguns livros- texto listam até cinco, dividindo a prófase em uma fase anterior (chamada prófase) e uma fase posterior (chamada prometáfase). Essas fases ocorrem em uma ordem estritamente sequencial, sendo que a citocinese - o processo de divisão dos conteúdos das células para formar duas novas células - começa na anáfase ou na telófase. Estágios da mitose: prófase, metáfase, anáfase, telófase. A citocinese normalmente sobrepõe- se à anáfase e/ou telófase. Dá para lembrar a ordem das fases com o famoso mnemônico: [ProMETo] a Ana Telefonar. Mas não se preocupe tanto com nomes – o mais importante é entender o que está acontecendo em cada estágio, e porque ele é importante para a divisão dos cromossomos. Estágio final da fase G2. A célula tem dois centrômeros, cada um com dois centríolos, e o DNA foi copiado. Neste estágio, o DNA está envolto por uma membrana nuclear intacta, e o nucléolo está presente no núcleo. Vamos começar observando uma célula um pouco antes de ela começar a mitose. Esta célula está na interfase (fase G\[_2\] tardia) e já copiou o seu DNA, de modo que cada cromossomo no núcleo consiste em duas cópias conectadas, chamadas cromátides irmãs. Você não consegue ver os cromossomos muito claramente neste ponto porque eles ainda estão em sua forma longa, fibrosa e descondensada. Essa célula animal também fez uma cópia de seus centrômeros, uma organela que irá desempenhar um papel chave em orquestrar a mitose, então há dois centrômeros. (As células das plantas geralmente não tem centrossomos com centríolos, mas têm um tipo diferente de centro organizador de microtúbulos que tem um papel similar). 32 Estágio inicial da prófase. O fuso mitótico começa a se formar, os cromossomos começam a se condensar, e o nucléolo desaparece. No estágio inicial da prófase, a célula começa a quebrar algumas estruturas e a formar outras, preparando o cenário para a divisão dos cromossomos. Os cromossomos começam a se condensar (o que facilita sua separação mais tarde). O fuso mitótico começa se formar. O fuso é uma estrutura feita de microtúbulos, fibras fortes que são parte do "esqueleto" da célula. Sua função é organizar os cromossomos e movê-los durante a mitose. O fuso cresce entre os centrossomos a medida que eles se separam. O nucléolo (ou nucléolos, no plural), uma parte do núcleo onde são formados os ribossomos, desaparece. Esse é um sinal de que o núcleo está prestes a se romper. Estágio final da prófase (prometáfase). O envoltório nuclear se rompe e os cromossomos são condensados completamente. No final da prófase (chamada também de prometáfase), o fuso mitótico começa a capturar e organizar os cromossomos. Os cromossomos se condensam ainda mais, de maneira a ficarem bem compactos. O envoltório nuclear se rompe, liberando os cromossomos. O fuso mitótico cresce mais, e alguns microtúbulos começam a "capturar" os cromossomos. 33 Anatomia do fuso mitótico. O Diagrama indica os microtúbulos cinetocóricos (vinculados aos cinetócoros) e o áster. O áster é um arranjo de microtúbulos que irradia a partir do centrossomo em direção à borda da célula. O diagrama também indica a região do centrômero de um cromossomo, a "cintura" fina onde as duas cromátides irmãs são mais firmemente ligadas e o cinetócoro, um bloco de proteínas encontradas no centrômero. Os microtúbulos podem se ligar aos cromossomos através do cinetócoro, um arranjo de proteínas encontrado no centrômero de cada cromátide irmã. (Centrômeros são regiões do DNA onde as cromátides irmãs são mais firmemente conectadas). Os microtúbulos que ligam-se a um cromossomo são chamados de microtúbulos cinetocóricos. Os microtúbulos que não se ligam aos cinetócoros podem se ligar à microtúbulos do pólo oposto, estabilizando o fuso. Mais microtúbulos se estendem de cada centrossomo em direção à borda da célula, formando uma estrutura chamada de áster. Os cromossomos se alinham na placa metafásica, sob a tensão do fuso mitótico. As duas cromátides irmãs de cada cromossomo são capturadas por microtúbulos de pólos oposto do fuso. Na metáfase, o fuso já capturou todos os cromossomos e os alinhou no meio da célula, que está pronta para a divisão. Todos os cromossomos estão alinhados na placa metafásica (não se trata de uma estrutura física, é apenas um termo para o plano em que os cromossomos estão alinhados). 34 Nesta fase, os dois cinetócoros de cada cromossomo devem se ligar a microtúbulos de pólos opostos do fuso. Antes de entrar na anáfase, a célula vai verificar se todos os cromossomos estão na placa metafásica com seus cinetócoros corretamente ligados aos microtúbulos. Isto é chamado ponto de checagem do fuso e ajuda a garantir que as cromátides irmãs se dividam uniformemente entre as duas células-filhas quando se separarem na próxima etapa. Se um cromossomo não estiver adequadamente alinhado ou ligado, a célula para a divisão até que o problema seja resolvido. As cromátides irmãs se separam uma da outra e são puxadas em direção aos pólos opostos da célula. Os microtúbulos que não são conectados aos cromossomos separam os dois pólos do fuso, enquanto os microtúbulos cinetocóricos puxam os cromossomos para os pólos. Na anáfase, as cromátides irmãs se separam uma da outra e são empurradas em direção às extremidades opostas da célula. A proteína "cola" que mantém as cromátidesirmãs unidas é quebrada, permitindo que elas se separem. Cada uma é agora um cromossomo único. Os cromossomos de cada par são empurrados em direção aos pólos opostos da célula. Os microtúbulos não ligados aos cromossomos se alongam e se empurram separando os pólos da célula, tornando-a mais longa. Todos esses processos são acionados por proteínas motoras, máquinas moleculares que podem “caminhar” pelas trilhas dos microtúbulos levando cargas. Na mitose, as proteínas motoras carregam cromossomos ou outros microtúbulos enquanto se deslocam. 35 O fuso desaparece, forma-se novamente a membrana nuclear ao redor de cada conjunto de cromossomos, e o nucléolo reaparece em cada núcleo novo. Os cromossomos também começam a se descondensar. Na telófase, a célula está quase completamente dividida e começa a re-estabelecer sua estrutura normal a medida que a citocinese (divisão dos conteúdos da célula) toma lugar. O fuso mitótico é dividido em seus "blocos de construção". Dois novos núcleos são formados, um para cada conjunto de cromossomos. As membranas nucleares e os nucléolos reaparecem. Os cromossomos começam a se descondensar e voltam a sua forma "filamentosa". Citocinese em células animais e vegetais. Citocinese em uma célula animal: um anel de actina ao redor do meio da célula realiza uma invaginação, criando um recuo chamado de sulco de clivagem. Citocinese em uma célula vegetal: a placa celular se forma no meio da célula, criando uma parede que separa a célula em duas. Citocinese, a divisão do citoplasma para formar duas células novas, sobrepõe-se aos estágios finais da mitose. Ela pode começar tanto na anáfase quanto na telófase, dependendo da célula, e termina logo depois da telófase. 36 Nas células animais, a citocinese é contrátil, apertando a célula em duas, como uma bolsinha de moedas com um cordão. O "cordão" é um conjunto de filamentos feitos de uma proteína chamada actina e o vinco formado pelo aperto é conhecido como sulco de clivagem. As células das plantas não podem ser dividas desta forma porque elas possuem uma parede celular e são muito duras. Em vez disso, a estrutura chamada de placa celular se forma no meio da célula, dividindo-a em duas células-filhas, separadas por uma nova parede. Quando a divisão estiver completa, ela produzirá duas células-filhas. Cada célula-filha possui um conjunto completo de cromossomos, idêntico ao de sua irmã (e da célula-mãe). As células- filhas entram no ciclo celular em G1. Quando a citocinese termina, temos duas células novas, cada uma com um conjunto completo de cromossomos idênticos aos da célula-mãe. As células-filhas podem agora começar suas próprias "vidas" celulares e - dependendo do que decidirem ser quando crescerem - podem, elas também, realizar mitose, repetindo o ciclo. 37 38 ESTRUTURA DE UM CROMOSSOMO TIPOS DE CROMOSSOMOS 39 TIPOS DE CENTRÔMERO CONCEITOS BÁSICOS DE GENÉTICA Alguns conceitos são básicos para compreender o conteúdo relacionado ao campo da Biologia conhecido como Genética. Quando o assunto é Genética, torna-se fundamental o conhecimento de alguns conceitos básicos. Entender esses conceitos ajuda-nos a aprender melhor o conteúdo, além de facilitar a resolução de atividades. A seguir, listamos os principais conceitos de Genética e seus respectivos significados: ⇒ Alelos = São formas alternativas de um mesmo gene que ocupam o mesmo lócus em cromossomos homólogos e podem produzir fenótipos diferentes. ⇒ Alelos múltiplos = São três ou mais alelos diferentes para um mesmo lócus. ⇒ Cariótipo = Representação dos cromossomos presentes em uma célula, organizados por sua forma e tamanho. ⇒ Codominância = Situação em que se observa a expressão dos fenótipos de ambos os alelos quando se apresentam em heterozigose. ⇒ Cromossomos = Molécula de DNA associada a proteínas. Nas células eucariontes, os cromossomos estão localizados no núcleo. ⇒ Cromossomos homólogos = Par de cromossomos que apresenta genes para as mesmas características, mesmo comprimento e mesma posição do centrômero. ⇒ Cromossomos sexuais = Cromossomo responsável pela determinação do sexo do indivíduo. ⇒ Cruzamento-teste = Tipo de cruzamento de um organismo de genótipo desconhecido com um homozigoto recessivo. ⇒ Di-híbrido = Indivíduo heterozigoto para dois genes analisados. ⇒ Dominância completa = Situação em que é impossível distinguir pelo fenótipo se um indivíduo é homozigoto dominante ou heterozigoto. ⇒ Dominância incompleta = Indivíduo heterozigoto que apresenta um fenótipo intermediário diferente dos homozigotos. ⇒ Dominante = O alelo expressa-se em condição homozigótica e em condição heterozigótica (AA ou Aa). ⇒ Fenótipo = Conjunto de características físicas e fisiológicas do indivíduo que é resultado da expressão do genótipo e da ação do ambiente. ⇒ Gene = Sequências específicas de nucleotídeos no DNA que constituem a unidade fundamental da hereditariedade. ⇒ Genótipo = Conjunto de genes do indivíduo. ⇒ Heredograma = Representação gráfica das relações de parentesco entre indivíduos. https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/genetica.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/alelos-multiplos.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/genes.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/dominancia-recessividade.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/genotipo-fenotipo.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/genes.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/genotipo-fenotipo.htm 40 ⇒ Heterozigoto = Quando o indivíduo apresenta dois alelos diferentes de um mesmo gene (Aa). ⇒ Homozigoto = Quando o indivíduo apresenta dois alelos iguais de um mesmo gene (AA ou aa). ⇒ Lócus = Posição específica em que cada gene é encontrado em um cromossomo. ⇒ Recessivo = O alelo somente se expressa em homozigose (aa), portanto, não apresenta efeito fenotípico quando em heterozigose. DOMINÂNCIA E RECESSIVIDADE A dominância caracteriza um gene que se expressa mesmo em dose simples, já a recessividade, um gene que só se manifesta em dose dupla. Os genes são sequências de nucleotídeos do DNA capazes de sintetizar uma proteína Em Genética, frequentemente nos deparamos com termos que dificultam a compreensão, caso não saibamos seu significado. Aprenderemos a seguir a diferença entre dominância e recessividade, dois termos essenciais para a compreensão dessa parte da biologia. Primeiramente, devemos relembrar que alelos são genes que ocupam a mesma posição (lócus) em cromossomos homólogos. Esses alelos podem ser iguais ou diferentes. Observe abaixo dois cromossomos homólogos: Observe que os alelos são diferentes nesses cromossomos homólogos No caso demonstrado, temos alelos diferentes em cromossomos homólogos, o que significa que temos um indivíduo heterozigótico e os genes estão em heterozigose. Observe outro exemplo: Observe que os alelos são iguais nesses cromossomos homólogos Nesse caso, observamos que os alelos são idênticos. Quando os alelos são iguais, dizemos que o indivíduo é homozigótico ou que os alelos estão em homozigose. Uma herança é dita recessiva quando determinada característica só se expressa em homozigose, ou seja, um alelo sozinho não é capaz de manifestar determinada característica. Dizemos que uma herança é dominante quando apenas um dos alelos é suficiente para manifestar tal característica. Isso quer dizer que esse alelo expressa-se quando está em homozigose ou heterozigose. https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/homozigoto-heterozigoto.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/homozigoto-heterozigoto.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/dominancia-recessividade.htm 41 Para representar os genes, usamos a letra minúscula para o alelo recessivo e a letra maiúscula para o alelo dominante. Por convenção, usamos primeiro a letra maiúscula e, posteriormente, a letra minúscula: Bb, Aa, Cc.Geralmente, a letra é a inicial da característica recessiva. Para exemplificar melhor, usaremos o exemplo do nanismo acondroplásico, uma das formas mais comuns de nanismo. Essa doença é determinada por um gene dominante, sendo assim, apenas um desses genes é suficiente para expressá-la. Chamaremos de “n” o gene que determina que a pessoa apresenta crescimento normal e de “N” o gene causador do nanismo. Indivíduos que apresentarem genótipo “Nn” e “NN” terão nanismo acondroplásico, enquanto aqueles que apresentarem genótipo “nn” serão normais. Isso se deve ao fato de que o gene N é dominante e expressa sua característica mesmo em heterozigose. Outro exemplo que podemos citar é o albinismo. Essa doença está relacionada com a produção de melanina, sendo que uma pessoa albina não apresenta pigmentação na pele, cabelos e olhos. É uma doença recessiva e, para que ela ocorra, é necessário que o alelo “a” esteja em homozigose. Sendo assim, apenas indivíduos “aa” apresentam albinismo. Os indivíduos “AA” ou “Aa” não apresentam a doença, produzindo normalmente a melanina. Concluímos, portanto, que o gene que determina a produção de melanina é dominante, pois ele sozinho é capaz de expressar a característica. GENÓTIPO E FENÓTIPO Genótipo e fenótipo são dois termos muito utilizados na genética, assim, sua compreensão é essencial. Enquanto o genótipo se refere à informação presente no genoma, o fenótipo se refere às características de um indivíduo. O fenótipo depende diretamente da combinação entre o genótipo e o meio no qual o indivíduo se desenvolve. O que é genótipo? Genótipo é um termo usado para se referir à constituição genética de um indivíduo. Em outras palavras, podemos dizer que o genótipo se refere à soma de todos os genes encontrados em um indivíduo. O genótipo se refere à constituição genética de um indivíduo. Lembremos das ervilhas estudadas por Mendel. Uma das características estudadas foi a cor da semente, a qual poderia ser amarela ou verde. As ervilhas de cor verde apresentavam dois alelos recessivos (vv), enquanto as amarelas poderiam apresentar dois alelos dominantes (VV) ou um alelo dominante e outro recessivo (Vv). Quando falamos em VV, Vv ou vv, estamos nos referindo à composição genética da ervilha, ou seja, seu genótipo. É importante salientar que o genótipo raramente sofre alterações. Entretanto, mutações podem alterar a constituição genética de um indivíduo. O que é fenótipo? Fenótipo é a expressão observável de um genótipo, tal como um carácter morfológico, fisiológico, bioquímico ou mesmo molecular. Citando novamente as ervilhas de Mendel, quando falamos em ervilhas verdes ou amarelas, estamos nos referindo ao seu fenótipo, ou seja, às características observáveis. A cor do pelo de um animal, a textura do cabelo de uma pessoa e a altura de um indivíduo são exemplos de fenótipos. https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/genetica.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/genetica.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/genes.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/gregor-mendel.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/mutacao.htm 42 Há fenótipos que não podem ser observáveis a olho nu, sendo necessário a realização de técnicas específicas. Esse é o caso, por exemplo, do nosso tipo sanguíneo. Quando falamos que uma pessoa apresenta sangue A, B, AB ou O, estamos nos referindo ao seu fenótipo. A cor da pele pode sofrer alteração devido à exposição ao Sol. Vale salientar que o fenótipo é resultado da interação entre o genótipo do indivíduo e o ambiente no qual ele se encontra. Uma pessoa de pele clara, por exemplo, apresenta esse tom de pele devido aos genes que possui, entretanto, após a exposição ao Sol, a pele pode apresentar-se mais escura devido a um aumento da produção de melanina. Percebe-se, portanto, que o meio pode influenciar no fenótipo de um indivíduo. Devido a essa interação, costuma-se afirmar que: Genótipo + meio ambiente = fenótipo A influência do meio ambiente sobre o fenótipo pode ser observada também quando verificamos a coloração do flamingo. Esse animal tem uma plumagem de cor rosa a avermelhada, que advém da sua alimentação rica em carotenoides. Diferença entre genótipo e fenótipo O genótipo diz respeito à informação presente no genoma de um indivíduo. Diferentemente do fenótipo, ele não é observável e raramente sofre alterações. O fenótipo, por sua vez, depende de uma combinação entre nosso genótipo e o ambiente e pode ser definido como as características observáveis de um indivíduo. CROMOSSOMOS HOMÓLOGOS Os cromossomos homólogos ocorrem aos pares nas células diploides e possuem semelhanças em suas características, como tamanho, forma e posição dos genes. Os cromossomos homólogos são aqueles formados aos pares, sendo que cada cromossomo de um par é considerado homólogo ao outro, isto é, apresentam o mesmo tamanho, a mesma morfologia e possuem a mesma sequência de genes que formam seu DNA. Cromossomos homólogos estão presentes nas células diploides, e, apesar de compartilharem características semelhantes, cada cromossomo do par apresenta alelos diferentes para um mesmo gene, o que permite a recombinação genética entre os homólogos durante o processo de divisão celular e, consequentemente, o aumento da variabilidade genética entre os descendentes. Ainda, os cromossomos duplicados são formados por duas cromátides que representam as porções formadas pela dupla-hélice de DNA. As cromátides-irmãs são aquelas que compõem o mesmo cromossomo e permanecem unidas pelo centrômero. Os genes, por sua vez, são sequências específicas de bases nitrogenadas que formam o DNA. https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/sistema-abo.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/sangue.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/camadas-pele.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/melanina.htm 43 Os cromossomos, presentes nos núcleos das células, contêm as moléculas de DNA. A molécula de DNA, por sua vez, é formada por genes. Resumo sobre cromossomos homólogos O núcleo das células dos seres humanos é formado por 23 pares de cromossomos. Os cromossomos homólogos pertencem a um mesmo par e apresentam mesmo tamanho, mesma morfologia e mesma sequência de genes. A recombinação genética entre cromossomos homólogos aumenta a variabilidade genética entre os descendentes. As cromátides-irmãs são estruturas que fazem parte do cromossomo em seu estágio duplicado. Os genes são segmentos presentes na molécula de DNA que formam os cromossomos. Cromossomos humanos O cariótipo humano é uma representação visual e ordenada dos cromossomos presentes nas células somáticas do corpo humano. Os cromossomos humanos são formados por moléculas de DNA onde está contida a informação genética das células. No núcleo das células dos seres humanos existem 23 pares de cromossomos, totalizando, então, 46 cromossomos. Os gametas, isto é, os espermatozoides e os ovócitos secundários, por sua vez, não apresentam os cromossomos aos pares, e sim um único conjunto de cada um deles, https://www.biologianet.com/biologia-celular/nucleo-celular.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/dna.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/gametas.htm 44 totalizando 23 cromossomos. Dessa forma, diferentes tipos celulares dos organismos diferem em sua ploidia, ou seja, diferem no número de cópias de cada conjunto cromossômico. Sabendo que o conjunto de cromossomos de uma célula é indicado por “n”, os gametas, que apresentam apenas um único conjunto cromossômico, são ditos haploides, e a representação da sua ploidia é n = 23. Já as demais células (denominadas células somáticas) apresentam dois conjuntos cromossômicos e são ditas diploides, sendo a representação de sua ploidia dada por 2n = 46. Ainda, como dito anteriormente, os gametas são formados por 23 cromossomos, sendo 22 cromossomos não sexuais, chamados autossomos,e um cromossomo sexual. Nos ovócitos secundários, o cromossomo sexual é sempre do tipo X, enquanto nos espermatozoides pode haver tanto um cromossomo do tipo X ou Y. Quando ocorre a fecundação, um espermatozoide (haploide) fecunda o ovócito secundário (haploide), originando o zigoto (diploide), formado por 46 cromossomos, sendo dois deles cromossomos sexuais. Caso estejam presentes dois cromossomos X (XX), o indivíduo é categorizado como do sexo feminino, enquanto caso estejam presentes um cromossomo X e outro Y (XY), o indivíduo é categorizado como do sexo masculino. O que são cromossomos homólogos? Nas células somáticas, os cromossomos ocorrem aos pares, sendo um cromossomo do par de origem do progenitor masculino e o outro cromossomo do par de origem do progenitor feminino. Cada cromossomo de um par é considerado homólogo ao outro, isto é, apresentam o mesmo tamanho, a mesma morfologia e possuem o mesmo conjunto de genes que formam seu DNA situados em posições correspondentes. Nos cromossomos homólogos, os genes que determinam uma mesma característica se localizam na mesma posição nos dois cromossomos do par, ou seja, eles ocupam o mesmo lócus. Nos cromossomos homólogos, genes que determinam uma mesma característica se localizam em posições correspondentes no par de cromossomos. Qual a função dos cromossomos homólogos? Embora os cromossomos homólogos compartilhem características semelhantes, como o tamanho, o formato, a disposição dos centrômeros e dos genes, eles também contêm alelos diferentes para os mesmos genes. Isso permite que exista uma recombinação genética entre os cromossomos homólogos durante os processos de divisão celular, em que segmentos do DNA possam ser trocados entre os membros do mesmo par, o que aumenta a variabilidade genética entre os descendentes. 45 Na recombinação genética, ou crossing over, os cromossomos homólogos trocam segmentos de DNA entre si, gerando uma nova combinação de alelos. Ocorrência dos cromossomos homólogos Os cromossomos homólogos estão presentes nas células diploides, não apenas de seres humanos, mas também de outros seres vivos. As células diploides são as células somáticas e as células germinativas, as quais possuem dois conjuntos cromossômicos. As células germinativas originam os gametas, que são células haploides e, portanto, apresentam apenas um conjunto cromossômico. Quando ocorre a fecundação, o conjunto cromossômico proveniente do espermatozoide e o conjunto cromossômico proveniente do ovócito secundário se unem, dando origem ao zigoto. Os cromossomos homólogos representam os pares de cromossomos com mesmo tamanho, a mesma morfologia e com a mesma sequência de genes, sendo um dos cromossomos do par proveniente do espermatozoide e o outro, do ovócito secundário. Diferenças entre cromossomos homólogos e cromátides-irmãs Ao longo do ciclo celular os cromossomos passam por grandes modificações em sua estrutura. O ciclo celular é formado por uma fase M, em que ocorre a divisão celular propriamente dita, e a interfase, que é marcada por alguns acontecimentos, entre eles a síntese de DNA. Do final da fase M até o momento antes da duplicação do DNA, na interfase, o cromossomo apresenta uma única dupla-hélice de DNA. Após a duplicação do DNA, tem-se duas duplas hélices que permanecem unidas a partir do centrômero. Dá-se o nome de cromátide a cada uma das regiões do cromossomo correspondente a uma dupla-hélice de DNA. Assim, quando o cromossomo ainda não foi duplicado, ele apresenta apenas uma cromátide. Após a duplicação existem duas duplas-hélices de DNA, portanto duas cromátides. Essas duas cromátides permanecem unidas a partir do centrômero e recebem o nome de cromátides-irmãs. https://www.biologianet.com/biologia-celular/divisao-celular.htm 46 Após a duplicação do DNA, os cromossomos apresentam duas cromátides que permanecem unidas pelo centrômero e recebem o nome de cromátides-irmãs. Diferenças entre cromossomos homólogos e cromossomos não homólogos Os cromossomos homólogos são pares de cromossomos que apresentam correspondência em algumas características como tamanho, morfologia e posição dos genes. Nos cromossomos homólogos, os genes que determinam uma mesma característica se localizam na mesma posição nos dois cromossomos do par, ou seja, eles ocupam o mesmo lócus. Já os cromossomos não homólogos não apresentam correspondência direta em suas características; é o que acontece, por exemplo, com o par de cromossomos sexuais presentes em organismos do sexo masculino (XY). Assim, nos cromossomos não homólogos, os genes não ocupam posições correspondentes entre os cromossomos que formam o par. Nos cromossomos não homólogos os genes não ocupam posições correspondentes nos cromossomos que formam o par. Diferenças entre cromossomos homólogos e genes Os cromossomos, sejam eles homólogos ou não, são estruturas organizadas e condensadas formadas por DNA. O DNA, por sua vez, é formado por sequências específicas de bases nitrogenadas que se organizam em conjuntos, formando os genes. Cada um dos genes presentes em uma molécula de DNA é responsável pela produção de proteínas específicas que determinam as características do organismo e coordenam suas funções. Os genes são segmentos presentes na molécula de DNA que formam os cromossomos. Por que os cromossomos homólogos são importantes? 47 Os cromossomos homólogos são extremamente importantes porque participam da recombinação genética durante a meiose, permitindo a troca de material genético entre si, o que contribui para o aumento da variabilidade genética das próximas gerações. Lócus Em genética, lócus (lit. "lugar" latim: locus; pl. loci) é uma posição fixa e específica em um cromossomo, onde está localizado determinado gene ou marcador genético. Cada cromossomo carrega muitos genes, com cada gene ocupando uma posição ou locus diferente. Os genes podem possuir múltiplas variantes conhecidas como alelos, e também pode-se dizer que um alelo reside em um determinado locus. Células diploides e poliploides cujos cromossomos têm o mesmo alelo em um determinado locus são chamadas de homozigotas em relação a esse locus, enquanto aquelas que possuem alelos diferentes em um determinado locus são chamadas de heterozigotas. A lista organizada de loci conhecidos para um determinado genoma é chamada de mapa genético. O mapeamento genético é o processo de determinação do lócus ou loci específico para um determinado fenótipo. O braço mais curto de um cromossomo é denominado braço p, enquanto o braço mais longo é o braço q. O locus cromossômico de um gene típico, por exemplo, pode ser escrito 3p22.1, onde: 3 = cromossomo 3 p = p-braço 22 = região 2, banda 2 (leia como "dois, dois", não "vinte e dois") 1 = sub-banda 1 Assim, todo o locus do exemplo acima seria lido como "três P dois dois ponto um". As bandas citogenéticas são áreas do cromossomo ricas em DNA transcrito ativamente (eucromatina) ou DNA empacotado (heterocromatina). Eles aparecem de forma diferente na coloração (por exemplo, a eucromatina parece branca e a heterocromatina parece preta na corante de Giemsa). Eles são contados a partir do centrômero em direção aos telômeros. Componente Explicação Cromossomo (1) Cromátide (2) Centrômero (3) Braço curto (p) (4) Braço (q) longo https://www.biologianet.com/biologia-celular/meiose.htm https://pt.wikipedia.org/wiki/Latim https://pt.wikipedia.org/wiki/Cromossomo https://pt.wikipedia.org/wiki/Gene https://pt.wikipedia.org/wiki/Marcador_gen%C3%A9tico https://pt.wikipedia.org/wiki/Alelo https://pt.wikipedia.org/wiki/Diploide https://pt.wikipedia.org/wiki/Poliploide https://pt.wikipedia.org/wiki/Homozigotia https://pt.wikipedia.org/wiki/Heterozigoto https://pt.wikipedia.org/wiki/Mapa_gen%C3%A9tico https://pt.wikipedia.org/wiki/Mapeamento_gen%C3%A9tico https://pt.wikipedia.org/wiki/Fen%C3%B3tipo https://pt.wikipedia.org/wiki/Eucromatinahttps://pt.wikipedia.org/wiki/Heterocromatina https://pt.wikipedia.org/wiki/Corante_de_Giemsa https://pt.wikipedia.org/wiki/Corante_de_Giemsa https://pt.wikipedia.org/wiki/Centr%C3%B4mero https://pt.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%B4meros https://pt.wikipedia.org/wiki/Crom%C3%A1tide https://pt.wikipedia.org/wiki/Centr%C3%B4mero 48 6 Número do cromossomo. p Encontra-se no braço curto do cromossomo (p para petit em francês); q (q de queue = cauda em francês) indica o braço longo. 21.3 O número seguinte representa a posição no braço: terceira sub-banda (3), da primeira banda (1), da segunda região (2) do braço curto (p) do cromossomo 6 (6). As bandas são visíveis ao microscópio quando o cromossomo está devidamente corado. Cada banda é numerada sendo a número 1 a mais próxima do centrômero. Sub-bandas e sub-sub-bandas são visíveis a resoluções mais altas. Um intervalo de loci é especificado de maneira semelhante. Por exemplo, o locus do gene OCA1 pode ser escrito "11q1.4-q2.1", o que significa que está no braço longo do cromossomo 11, em algum lugar na faixa da sub-banda 4 da região 1 à sub-banda 1 de região 2. Os telômeros dos cromossomos são representados por "ptel" "qtel", assim, "2qtel" designa o lócus encontrado no telômero do braço longo do cromossomo 2. https://pt.wikipedia.org/wiki/Microsc%C3%B3pio https://pt.wikipedia.org/wiki/Centr%C3%B4meroque possui um conjunto de cromossomos originários da mãe e um conjunto originário do pai. São células diploides, os neurônios, células da epiderme, dos ossos, entre outras. 5 Cromossomos Os cromossomos são encontrados no núcleo da célula Os cromossomos são sequencias da molécula de DNA, em forma de espiral, que apresentam genes e nucleotídeos. O número de cromossomos varia de uma espécie para outra, é representado por n. Por exemplo, a mosca Drosophila possui 8 cromossomos nas células do corpo e 4 nos gametas. A espécie humana possui um número total de 46 cromossomos nas células diploides e 23 nos gametas. Cromossomos Homólogos Cada cromossomo presente no espermatozoide encontrará correspondência nos cromossomos do óvulo. Em outras palavras, os cromossomos de cada gameta são homólogos, uma vez que possuem genes que determinam certa característica, organizados na mesma sequência em cada um deles. Representação de cromossomos homólogos e a localização (ou locus gênico) de alguns genes alelos, que determinam características específicas. https://www.todamateria.com.br/cromossomos/ 6 Genes Genes são fragmentos de DNA encontrados no núcleo da célula Os genes são esses fragmentos sequenciais do DNA, responsáveis por codificar informações que irão determinar a produção de proteínas que atuarão no desenvolvimento das características de cada ser vivo. Eles são considerados a unidade funcional da hereditariedade. Os genes alelos são aqueles que ocupam o mesmo lócus em cromossomos homólogos e estão envolvidos na determinação de um mesmo caráter. Eles são responsáveis pela determinação de certa característica, por exemplo, cor do pelo nos coelhos, possuem variações, determinando características diferentes, por exemplo pelo marrom ou branco. Além disso, ocorrem aos pares, sendo um de origem materna e outro de origem paterna. Alelos e Alelos Múltiplos Exemplos de genes alelos Um alelo é cada uma das várias formas alternativas do mesmo gene que ocupa um locus no cromossomos e atuam na determinação do mesmo caráter. Os alelos múltiplos ocorrem quando os genes apresentam mais de duas formas alélicas. Nesse caso, mais de dois alelos estão presentes na determinação de um caráter. https://www.todamateria.com.br/genes-alelos/ https://www.todamateria.com.br/alelos-multiplos/ 7 Homozigotos e Heterozigotos Exemplos de homozigotos e heterozigotos Os seres homozigotos são aqueles que apresentam pares de genes alelos idênticos (AA/aa), ou seja, possuem genes alelos idênticos. Enquanto isso, os heterozigotos caracterizam os indivíduos que possuem dois genes alelos distintos (Aa). Genes Dominantes e Recessivos Quando um indivíduo heterozigótico possui um gene alelo dominante ele se expressa determinando uma certa característica. Os genes dominantes são representados por letras maiúsculas (AA, BB, VV) e expressos fenotipicamente em heterozigose. Quando o gene alelo não se expressa nesse indivíduo, ele é um gene recessivo. Os genes recessivos são representados por letras minúsculas (aa, bb, vv) donde os fenótipos são expressos somente em homozigose. Fenótipo e Genótipo Fenótipo e Genótipo O genótipo é o conjunto das informações contidas nos genes, desse modo, irmãos gêmeos têm o mesmo genótipo pois possuem os mesmo genes. Ele representa a constituição genética do indivíduo. Já o fenótipo é a expressão dos genes, ou seja, é o conjunto das características que vemos nos seres vivos, por exemplo, a cor dos olhos, o tipo sanguíneo, a cor das flores de uma planta, a cor do pelo de um gato, entre outras. Herança Ligada ao Sexo Os cromossomos sexuais são aqueles que determinam o sexo dos indivíduos. 8 As mulheres possuem 2 cromossomos X, enquanto os homens possuem um cromossomo X e um Y. Desse modo, é o gameta masculino que determina o sexo dos filhos. Como os cromossomos X tem muito mais genes o que o Y, alguns dos genes do X não têm alelo correspondente no Y, desse modo determinam a herança ligada ao cromossomo sexual ou ligada ao sexo. Representação da transmissão hereditária da hemofilia, cujos genes se localizam no cromossomo X O daltonismo e a hemofilia são exemplos de doenças determinadas por genes presentes no cromossomo X. O daltonismo, que é um tipo de cegueira para cores, é uma condição produzida por um alelo mutante responsável pela produção de um dos pigmentos visuais. JEAN-BAPTISTE DE LAMARCK Jean-Baptiste de Lamarck foi um naturalista francês responsável pelas primeiras teorias sobre a evolução dos seres vivos. Lamarck nasceu no dia 1 de agosto de 1744 na cidade de Bazentin, na França. Ele faleceu em 28 de dezembro de 1829, sem o reconhecimento de suas ideias. Entre as suas ideias evolucionistas, Lamarck considerava que a evolução dos seres vivos ocorria em decorrência das pressões do ambiente. Segundo ele, os organismos reagiam às mudanças do ambiente e as modificações originadas eram transmitidas aos descendentes. Lamarck baseou sua teoria para a evolução dos seres vivos, a partir da seguinte afirmação: "A natureza, ao produzir sucessivamente todas as espécies de animais, e começando pelo menos perfeito e mais simples, acaba o seu trabalho com o mais perfeito, gradualmente, aumentando a sua complexidade". 9 Lamarck fundamentou sua teoria através de duas leis: Lei do Uso e Desuso Lei dos Caracteres Adquiridos As suas teorias ficaram conhecidas como Lamarckismo. Em 1815, Lamarck publicou o livro “História Natural dos Animais Invertebrados”, no qual apresentou as características gerais dos invertebrados. Lamarck foi o responsável por introduzir o termo “invertebrados”. Ele também foi o primeiro a separar os grupos Crustacea, Arachnida e Annelida de Insecta. Antes de Lamarck, todos eram reconhecidos como insetos. Nos anos finais de sua vida, Lamarck ficou completamente cego, impossibilitando a escrita. Após ser viúvo por três vezes e ser pai de oito filhos, Lamarck passou a viver com uma das filhas e morreu em 28 de dezembro de 1829, em Paris, sem prestígio e pobre. As teorias evolucionistas de Lamarck não causaram grande impacto na comunidade científica da época. Somente após a sua morte, alguns cientistas como Charles Darwin, reconheceram a importância das teorias de Lamarck. Charles Darwin na terceira edição de “A Origem das Espécies”, afirmou que Lamarck contribuiu para a divulgação do conceito de evolução. O lamarckismo baseia-se em duas leis principais: a lei do uso e desuso e a lei da herança dos caracteres adquiridos. https://www.todamateria.com.br/lamarckismo/ https://www.todamateria.com.br/charles-darwin/ 10 O exemplo clássico usado para explicar o conceito de uso e desuso é o pescoço alongado da girafa. De acordo com a teoria de Lamarck, uma dada girafa poderia, durante toda uma vida de esforço para alcançar ramos elevados, desenvolver um pescoço alongado. Uma grande queda de sua teoria era que ele não conseguia explicar como isso poderia acontecer, embora ele discutisse uma “tendência natural à perfeição”. Outro exemplo usado por Lamarck foram os dedos das aves aquáticas. Ele propôs que, a partir de anos, esforçando- se para nadar através da água, esses pássaros ganharam alongados dedos para melhorar a natação. Esses dois exemplos demonstram como o uso poderia mudar um traço. Da mesma forma, Lamarck acreditava que o desuso causaria a redução de um traço. As asas dos pinguins, por exemplo, seriam menores que as de outras aves, porque os pinguins não as usam para voar. Herança Lamarckiana A segunda parte do mecanismo de evolução de Lamarck envolveu a herança de traços adquiridos. Ele acreditava que traços alterados ou adquiridos ao longo da vida de um indivíduo poderiam ser transmitidos aos seus descendentes. As girafas que tinham adquirido pescoços longos teriam descendentes com pescoços longos em vez dos pescoços curtos com os quais seus pais nasceram. Este tipo de herança, àsvezes chamada de herança lamarckiana, tem sido desaprovada pela descoberta da genética hereditária. Uma extensão das idéias de herança de Lamarck que resistiu ao teste do tempo, no entanto, é a ideia de que a mudança evolucionária ocorre gradualmente e constantemente. Ele estudou conchas antigas e notou que quanto mais antigas elas eram, mais simples elas apareciam. A partir disso, ele concluiu que as espécies começaram simples e consistentemente movidas para a complexidade, ou, como ele a denominou, mais próximas da perfeição. Segundo Lamarck, as girafas adquiriram pescoços longos após se esforçarem continuamente para conseguir alimentos Um dos primeiros trabalhos que contradisseram as ideias fixitas foi criado por Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) em 1809. Em sua obra conhecida como Filosofia Zoológica (Philosophie Zoologique), Lamarck tentou explicar como os mecanismos evolutivos ocorriam. Segundo ele, todas as espécies sofriam modificações com o tempo, e essa transformação gradual levava os organismos a uma maior complexidade. Uma das principais ideias do trabalho de Lamarck era a de que o uso de determinada estrutura fazia com que ela se tornasse mais forte, enquanto o seu desuso causava uma atrofia desse órgão. As serpentes, por exemplo, não possuíam pernas, pois estas não eram usadas com frequência pelos seus ancestrais, que acabaram perdendo essa estrutura pela falta de uso. Essa lei ficou conhecida como lei do uso e desuso. Outro exemplo clássico dessa teoria diz respeito ao modo como as girafas adquiriram pescoços longos. De acordo com o lamarckismo, como ficou conhecida a teoria de Lamarck, 11 primeiramente teriam surgido girafas de pescoço curto que se alimentavam de plantas de porte baixo. Alguns indivíduos, no entanto, passaram a esticar-se de maneira intencional para comer folhas em plantas mais altas. Isso fez com que o comprimento dos pescoços desses animais aumentasse pelo esforço realizado, e essa característica passou aos seus descendentes. Outro importante ponto da teoria de Lamarck é a transmissão de caracteres aos descendentes. Ele acreditava que o indivíduo que adquiria uma característica durante sua vida podia passá-la aos seus filhos. Vamos supor que uma pessoa passe sua vida realizando treinos e fortalecendo sua musculatura. Segundo as ideias lamarckistas, os filhos dessa pessoa teriam também músculos fortes. Essa lei é conhecida como lei da herança dos caracteres adquiridos. Atualmente sabemos que características adquiridas durante a nossa vida não podem ser passadas aos nossos descendentes, uma vez que apenas mudanças ao nível genético podem ser transmitidas. Além disso, sabemos que essas mudanças não podem ser ocasionadas por uso e desuso. Sendo assim, percebemos claramente o quanto a teoria apresenta conceitos equivocados. Entretanto, apesar de sabermos que vários pontos do lamarckismo estão incorretos, as ideias de Lamarck contribuíram muito para o pensamento evolucionista. Ele foi um dos primeiros a perceber que o meio ambiente pode influenciar a vida dos organismos e que estes podem mudar seu comportamento diante de uma nova pressão ambiental. Apesar de muitas ideias errôneas, Lamarck foi, sem dúvidas, muito importante para a biologia. CHARLES DARWIN Charles Darwin foi um naturalista cujos trabalhos realizados, como “A Origem das Espécies”, foram essenciais para a compreensão do processo de evolução das espécies. Charles Darwin (1809-1882) nasceu em Shrewsbury, no oeste da Inglaterra, e tornou-se um dos grandes nomes da ciência mundial pela sua obra revolucionária, “A Origem das Espécies”. Biografia de Charles Darwin A infância e adolescência de Darwin Charles Robert Darwin nasceu em 12 de fevereiro de 1809 em Shrewsbury, na Inglaterra. De família tradicional, seu avô paterno, Erasmus Darwin, deixou extensa obra sobre história natural e evolução, o que acabou por influenciar Charles. Seu pai, Robert Darwin, foi um importante médico. Com seu irmão, Erasmus, Charles montou um laboratório de química, onde aprendeu um pouco sobre metodologia científica, além de manusear instrumentos laboratoriais. Desde pequeno teve interesse em colecionar objetos, como selos, conchas, pedras, entre outros. A sua educação até os oito anos de idade ficou a cargo de suas irmãs, em seguida, iniciou na escola regular. Aos 16 anos, seu pai enviou-o à escola de medicina. Formação de Charles Darwin Charles foi enviado por seu pai à Universidade de Edinburg, mas ele não gostava do curso de medicina. Entretanto, o tempo nessa universidade foi importante para Charles ter contato com áreas que realmente o interessavam. Lá ele aprendeu taxidermia, um pouco de 12 geologia e conheceu mais sobre as obras de seu avô e suas ideias sobre a evolução, aumentando, assim, o gosto por história natural. Ele abandonou o curso de medicina tempos depois e retornou para casa. Seu pai resolveu, então, enviá-lo a Cambridge para estudar artes e se formar clérigo da Igreja Anglicana. Charles passou a aprofundar também seus estudos em história natural. Nesse período, conheceu o naturalista Jonh Stevens Henslow e passou a frequentar os cursos ministrados por ele. Após concluir seus estudos, Henslow indicou-o ao capitão Robert Fitz Roy para que o acompanhasse em uma viagem ao redor do mundo, na qual Charles pagaria suas despesas e faria companhia ao capitão. Essa viagem realizou-se a bordo do barco HMS Beagle. A viagem do Beagle Em dezembro de 1831, na Inglaterra, Charles Darwin embarcou no HSM Beagle. Durante a viagem, Charles fez observações e coletou diversos materiais, como fósseis, animais e plantas, principalmente na América do Sul, onde ficou a maior parte do tempo de toda a viagem em terra. Na América do Sul, passou por países como Brasil e Argentina. Charles aproveitou para aumentar seus conhecimentos também em geologia, aproveitando para ler o livro “Princípios de geologia” (Principles of Geology de Charles Lyel). Em Galápagos, um arquipélago vulcânico próximo ao Equador, Charles Darwin encontrou uma grande diversidade de animais e fez uma grande coleta de material, o que foi útil para o desenvolvimento de sua teoria da evolução das espécies pela seleção natural, anos mais tarde. A viagem a bordo do HMS Beagle chegou ao fim em outubro de 1836. Seleção Natural Durante a viagem no HMS Beagle, Charles Darwin fez diversas observações e coletou uma imensa quantidade de material. Analisando essas observações e materiais, percebeu que as adaptações ao ambiente são processos intimamente ligados ao surgimento de novas espécies. Indivíduos que apresentam características favoráveis à sua permanência no ambiente têm a capacidade de se reproduzir mais que outros. Isso acontece porque esses seres vivos acumulam pequenas modificações ao longo do tempo, por meio de um processo lento e gradual, que podem ser preservadas ou destruídas. Darwin chamou a preservação dessas diferenças e variações individuais favoráveis, assim como a destruição das variações prejudiciais, de seleção natural. A origem das espécies Durante muito tempo, Darwin ficou receoso de publicar os resultados de seu trabalho. Ele acreditava que suas conclusões necessitavam de mais suporte em razão da grande https://www.biologianet.com/evolucao/fosseis.htm https://www.biologianet.com/evolucao/selecao-natural.htm https://www.biologianet.com/evolucao/especiacao.htm https://www.biologianet.com/evolucao/especiacao.htm https://www.biologianet.com/biodiversidade/o-que-sao-seres-vivos.htm https://www.biologianet.com/biodiversidade/o-que-sao-seres-vivos.htm 13 repercussão que poderia ter. No entanto, em 1958, Darwin recebeu uma carta juntamente a um manuscrito do naturalista inglês Alfred Russel Wallace. Darwin percebeu que Wallace havia chegado às mesmas conclusões que ele. Diante dessa situação, amigos de Darwin, como Charles Lyel, propuseram que Darwin e Wallace apresentassem seus resultados em conjunto. Assim, emjulho de 1958, Charles Lyel e Joseph Dalton Hooker apresentaram, na Sociedade Lineana de Londres, o manuscrito de Wallace e um apontamento de Darwin, assim como fragmentos de uma carta que Darwin havia enviado ao botânico estadunidense Asa Gray contendo a parte fundamental de sua teoria da seleção natural. Após a apresentação, esse material também foi publicado em uma revista da Sociedade Lineana. Em seguida, Charles Darwin decidiu concluir seu trabalho e publicou, no ano seguinte, seu livro “Origem das Espécies por Meio da Seleção Natural ou a Preservação de Raças Favorecidas na Luta pela Vida”, que depois acabou abreviado para “A Origem das Espécies”. Charles Darwin deixou, além de “A origem das Espécies”, inúmeras outras obras, como “A Descendência do Homem”, “A Viagem do Beagle”, “O Poder do Movimento das Plantas”, entre outras. DNA: SAIBA AS SUAS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS E FUNÇÕES O DNA (Ácido Desoxirribonucleico) é uma molécula presente no núcleo das células dos seres vivos que carrega toda a informação genética de um organismo. Nesse sentido, é constituído por uma fita dupla em forma de espiral (dupla hélice), composta por nucleotídeos que estão relacionados diretamente com as características físicas e fisiológicas do nosso corpo. Por esta razão, o DNA tem papel fundamental na hereditariedade, sendo considerado o portador da mensagem genética. No DNA, estão codificadas todas as características de um ser vivo, que são únicas em cada indivíduo. Desta forma, através deste ácido nucleico, é possível realizar testes que indicam a paternidade, detectar doenças antes mesmo de se manifestarem, descobrir a identidade de pessoas e até mesmo contribuir para solucionar crimes. Além disso, a ciência consegue também controlar a síntese do DNA de algumas substâncias usando técnicas de engenharia genética. Nesse sentido, hoje é possível colocar genes de uma célula em outra através da técnica do DNA recombinante e a partir daí produzir transgênicos, vacinas e medicamentos. Portanto, compreender o DNA, bem como sua estrutura, nos permite entender os processos que garantem a transferência de informação genética entre os indivíduos e demais seres vivos. DNA: como e por quem foi descoberto? O DNA foi descoberto em 1869, mas teve a sua estrutura descrita apenas em 1953 por James Watson e Francis Crick em seu trabalho “Molecular structure of the nucleic acids“ (Estrutura molecular dos ácidos nucleicos), publicado na revista Nature. Sendo assim, o modelo usado para descrever a estrutura do DNA foi chamado de dupla-hélice. Nesse sentido, o DNA pode ser comparado a uma escada em caracol, onde as bases nitrogenadas formam os degraus, e as cadeias de açúcar e fosfato são os corrimãos. É importante destacar que todas as espécies vivas têm um DNA formado apenas por quatro bases nitrogenadas e qualquer tecido de um indivíduo apresenta a mesma sequência de bases. Nesse sentido, esta pesquisa foi de grande importância para a comunidade científica, e Watson e Crick ganharam o Prêmio Nobel de Medicina por essa contribuição. DNA: qual é a sua composição? httpss://www.biologianet.com/biologia-celular/dna.htm httpss://www.embrapa.br/tema-transgenicos httpss://www.nature.com/articles/171737a0 httpss://pt.wikipedia.org/wiki/Nobel_de_Fisiologia_ou_Medicina 14 O DNA, apesar de apresentar todas as características de um indivíduo, não é uma estrutura muito complexa. Nesse sentido, é composto por apenas três partes que formam um nucleotídeo. São elas: Os dois filamentos que constituem o DNA enrolam-se um sobre o outro e unem-se através de pontes de hidrogênio, que se formam entre as 4 bases nitrogenadas dos nucleotídeos. A – Adenina; T – Timina; C – Citosina; G – Guanina. Essas pontes de hidrogênios são formadas por pares de bases: A-T (Adenina e Timina) e C- G(Citosina e Guanina). Dessa forma, o DNA está tão compactado no núcleo celular, que se fosse possível esticá-lo, ele teria 2 metros de comprimento. Além disso, o DNA é formado também por duas cadeias de polinucleotídeos (fitas), que são constituídas por vários nucleotídeos. Estes são unidos uns aos outros por ligações denominadas fosfodiéster (grupo fosfato ligando dois açúcares de dois nucleotídeos). Nessas ligações, um grupo fosfato conecta o carbono 3’ de um açúcar ao carbono 5’ do próximo açúcar. Dessa forma, essa junção estabelece um padrão típico de repetição de unidade de açúcar- fosfato, que forma a cadeia principal. A essa cadeia principal estão ligadas as bases nitrogenadas. Onde o DNA é encontrado? O DNA é encontrado principalmente nos cromossomos do interior do núcleo celular e nas mitocôndrias. Portanto, é identificado em todas as formas de vida do planeta, com exceção de alguns vírus. Assim, para conhecer melhor o DNA, é importante entender o que são genes, cromossomos e genomas: Genes: Os genes são unidades de informação hereditária que formam os cromossomos. Nesse sentido, é possível dizer que o gene nada mais é do que uma sequência específica do DNA que contém as instruções necessárias para a síntese de uma proteína ou molécula de RNA. Ou seja, o gene é a unidade fundamental da hereditariedade, pois eles são os responsáveis por determinar tanto as características próprias da espécie humana, quanto as características próprias de cada indivíduo. É importante salientar que todas as células de um corpo possuem os mesmos genes. Entretanto, em algumas células, um tipo de gene é ativado e outro é desativado, garantindo, assim, a diferenciação das células. Além disso, em alguns casos, o gene fica ativado a todo o momento, pois são fundamentais para a realização de atividades básicas da célula. Nesse sentido, os genes especificam as sequências de aminoácidos que atuam na estrutura e nas funções metabólicas das células e, consequentemente, no funcionamento de todo o organismo. Cromossomos: As diferentes sequências de DNA formam os cromossomos. O ser humano possui 46 cromossomos: 23 recebidos da mãe e 23 do pai. Nesse sentido, cada par de cromossomos é composto de inúmeros genes. Dos 23 pares de cromossomos, 22 são considerados autossômicos e dois cromossomos são sexuais, os quais estão relacionados com a determinação do sexo masculino e feminino. Desta forma, homens apresentam cromossomos sexuais XY, enquanto as mulheres, XX. Genoma: O Genoma é toda a informação hereditária codificada no DNA de um organismo ou no RNA, no caso dos vírus. Nesse sentido, é o conjunto de todos os genes de uma determinada espécie. O sequenciamento de DNA ou genoma é a técnica usada para determinar em que ordem as bases nitrogenadas (Adenina, Timina, Citosina, Guanina) se encontram no DNA. httpss://brasilescola.uol.com.br/biologia/nucleotideo.htm https://ead.hemocentro.fmrp.usp.br/joomla/index.php/publicacoes/folhetins/469-dna-o-sentido-da-vida https://ead.hemocentro.fmrp.usp.br/joomla/index.php/publicacoes/folhetins/469-dna-o-sentido-da-vida httpss://brasilescola.uol.com.br/biologia/tipos-rna.htm httpss://www.todamateria.com.br/aminoacidos/ httpss://siteantigo.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/biologia/cromossomos-autossomos-x-cromossomos-sexuais/17892 httpss://pt.wikipedia.org/wiki/Projeto_Genoma 15 Desta forma, sequenciar um genoma significa determinar a ordem em que as informações, ou seja, os genes, estão colocados e, nesse sentido, permite obter dados da linha evolutiva dos organismos. Portanto, o genoma pode trazer novos métodos para diagnosticar doenças ou formular medicamentos e vacinas. DNA: entenda sua função e como são produzidos O DNA tem extrema importância para o corpo humano, pois é o responsável pelo controle e comando das funções celulares. Cada indivíduo possui diversas moléculas, como proteínas, que regulam, desencadeiam, impedem ou medeiam reações para o bom funcionamento do organismo. Desta forma, o material genético é justamente a “receita” de como produzi-las. Nesse sentido, é possível caracterizar o DNA como uma estruturaque contém informações codificadas que regem os processos vitais das células, tais como: Produção de macromoléculas Controle dos processos de divisão Diferenciação, entre outros. Além disso, já vimos anteriormente que o DNA é também o responsável pela transmissão de características herdáveis. Neste sentido, é importante mencionar que a hereditariedade é vital para a história evolutiva. Apenas por causa dessa característica, as vantagens genéticas podem ser passadas para a prole. Função de replicação e transcrição: Quando o assunto é função do DNA, dois processos merecem destaque: a replicação e a transcrição. Replicação: Referimos ao processo de replicação quando cópias idênticas à cópia de uma molécula de DNA são formadas. Para que esse processo ocorra, o DNA desenrola-se parcialmente e inicia-se a síntese de uma nova fita a partir da fita do DNA que será copiada. Nesse sentido, o processo é considerado semiconservativo, pois o novo DNA formado apresentará uma fita nova do DNA original. Transcrição: Já o processo de transcrição é aquele no qual o DNA é usado para a formação de uma molécula de RNA. Nesse processo, o DNA abre-se em um ponto, e uma das fitas é usada como molde para a síntese de RNA. À medida que o RNA é transcrito, o DNA é fechado novamente. Um ponto interessante a ser destacado é que, durante o processo de transcrição, quem se emparelha com a adenina da fita molde é a uracila uma base nitrogenada encontrada no RNA e ausente no DNA. Resumindo: O DNA é uma molécula extremamente importante para os seres vivos e que possui as seguintes funções: Armazenar e transmitir as informações genéticas. Funcionar como molde para a síntese da molécula de RNA. O DNA, portanto, é fundamental para a síntese de proteínas, uma vez que contém as informações que comandam a síntese de RNA. DNA e RNA: qual é a diferença? DNA e RNA são ácidos nucléicos que possuem diferentes estruturas, mas que apresentam funções indispensáveis para o metabolismo e a reprodução de um organismo. Enquanto o DNA é responsável por armazenar as informações genéticas dos seres vivos, o RNA atua na produção de proteínas. Além disso, essas macromoléculas são subdivididas em unidades menores que são chamadas de nucleotídeos, mas a unidade formadora de ambas é composta por três componentes: fosfato, pentose e base nitrogenada. A pentose presente no DNA é a desoxirribose, já no RNA trata-se da ribose e, por isso, a sigla DNA significa ácido desoxirribonucleico e RNA é o ácido ribonucleico. httpss://www.infoescola.com/bioquimica/proteinas/ httpss://brasilescola.uol.com.br/biologia/duplicacao-semiconservativa.htm httpss://brasilescola.uol.com.br/biologia/transcricao.htm httpss://www.portalsaofrancisco.com.br/biologia/uracila httpss://www.portalsaofrancisco.com.br/biologia/uracila httpss://brasilescola.uol.com.br/biologia/decifrando-codigo-traducao-proteica.htm httpss://brasilescola.uol.com.br/biologia/transcricao.htm httpss://www.todamateria.com.br/que-sao-os-acidos-nucleicos/ httpss://www.todamateria.com.br/dna-e-rna/ httpss://www.biologianet.com/biologia-celular/proteinas.htm 16 Além disso, as bases nitrogenadas presentes no DNA são citosina, guanina, adenina e timina. Já no RNA, são encontradas a citosina, guanina, adenina e uracila. Outra diferença é que o DNA apresenta duas fitas, e o RNA possui uma fita simples. TESTE DE DNA: PARA QUE SERVE? O teste de DNA é basicamente a leitura dos genes de uma pessoa. A partir deste exame, é possível saber qual é a estrutura do gene, em quais cromossomos estão localizados, se estão modificados ou danificados. Nesse sentido, através do teste de DNA, é possível conhecer a paternidade de alguém, identificar pessoas, encontrar culpados em investigações criminais e também verificar a probabilidade do desenvolvimento de algumas doenças e a chance de serem transmitidas para futuras gerações. Exame de DNA para teste de paternidade: O exame de DNA pode ser realizado para verificar o grau de parentesco entre pai e filho. Nesse sentido, é preciso que seja coletada uma amostra biológica da mãe, do filho e do suposto pai, que é enviada ao laboratório para que seja feita a análise. O teste de DNA pode ser feito a partir de qualquer amostra biológica, como sangue, fios de cabelo, esperma ou saliva. Desta forma, são realizadas análises moleculares para que possa ser identificada toda a estrutura do DNA humano e, assim, verificar a compatibilidade entre as amostras. Apesar deste exame ser mais solicitado após o nascimento, ele também pode ser feito ainda durante a gestação. Teste de DNA em Investigações Criminais: Em investigações criminais, normalmente a análise de DNA é feita para identificar se um suspeito é culpado ou não. Isso ocorre em razão de que, muitas vezes, em cenas de crimes, é encontrado material biológico do culpado, como sangue e cabelos. Através desse material, é possível observar o DNA e compará-lo com o dos suspeitos. Como o DNA é único para cada indivíduo, fica fácil saber quem é o culpado. Teste de DNA para rastrear doenças: Este exame pode identificar possíveis alterações no DNA da pessoa, podendo indicar a probabilidade do desenvolvimento de doenças hereditárias e o potencial de se transmitir para futuras gerações. Nesse sentido, qualquer pessoa pode fazer o teste, mas é principalmente indicado para os seguintes problemas: Vários tipos de câncer; Doenças cardíacas; Síndromes neurológicas e esqueléticas; Alzheimer; Diabetes tipo 1 e tipo 2; Síndrome das pernas inquietas; Intolerância à lactose; Mal de Parkinson; Lúpus; Abortos de repetição que podem ser causados por problemas genéticos. O QUE É RNA? Ao compreendermos o que é RNA, fica fácil entender a função dessa molécula no organismo e sua fundamental participação no processo de síntese de proteínas. httpss://www.tuasaude.com/exame-de-dna/ httpss://www.tuasaude.com/exame-de-dna/ httpss://nilofrantz.com.br/blog/aborto-de-repeticao/ 17 O RNA pode ser encontrado em três formas: RNAm, RNAt e RNAr Assim como o DNA, o RNA (ácido ribonucleico) é um ácido nucleico. Essa molécula é essencial na síntese de proteínas, já que ela funciona como uma intermediadora capaz de expressar as informações presentes no DNA. A molécula de RNA é formada a partir da molécula de DNA em um processo chamado de transcrição. Do que é formado o RNA? O RNA é formado por uma cadeia de nucleotídeos. Cada um desses nucleotídeos constitui-se de um grupo fosfato, um açúcar e uma base nitrogenada. No RNA, o açúcar é a ribose, e as bases nitrogenadas são a adenina, guanina, citosina e uracila. Os nucleotídeos presentes nessa estrutura estão ligados entre si por ligações fosfodiéster. O RNA e o DNA apresentam algumas diferenças básicas. O açúcar encontrado no DNA é a desoxirribose, e o do RNA é a ribose. As bases nitrogenadas também são diferentes, pois, no DNA, a timina está no lugar da uracila. Outra diferença importante é o fato de que o DNA é formado por uma dupla fita, e o RNA é uma fita única. Apesar de não formar dupla-hélice, o RNA pode formar estruturas tridimensionais complexas. Quais os tipos de RNA existentes? São reconhecidos três tipos básicos de RNA: RNA mensageiro (RNAm): Esse tipo de RNA codifica as proteínas, uma vez que porta as informações do DNA. Simplificadamente, é o RNAm que é traduzido no processo de formação das proteínas, chamado, portanto, de tradução. RNA transportador (RNAt): O RNA transportador, ou RNA de transferência, é o responsável por transportar os aminoácidos que formarão a nova proteína. Esse RNA identifica a sequência de três nucleotídios que codificam um aminoácido (códon) e garante que o aminoácido correspondente àquela informação seja adicionado à cadeia em formação. RNA ribossomal (RNAr): Esse RNA forma os ribossomos, que são os locais onde ocorrem a síntese de proteínas. É importante destacar que 80% do RNA presente na célula é desse tipo.Qual a função do RNA no organismo? O RNA, como dito anteriormente, é o responsável por garantir a síntese de proteínas. Nesse processo, o RNAm é lido nos ribossomos, e o RNAt carrega os aminoácidos necessários para formar a proteína. Podemos afirmar, portanto, que o RNA é uma molécula intermediária na síntese proteica, pois garante que o DNA seja traduzido em proteínas. SÍNTESE PROTEICA Síntese proteica é o processo de produção de proteínas com base nas informações contidas no material genético. Ela ocorre em estruturas denominadas de ribossomos. Síntese proteica é o processo pelo qual são produzidas as proteínas. Esse processo ocorre nos ribossomos tanto de células procarióticas quanto eucarióticas. https://brasilescola.uol.com.br/biologia/dna.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/decifrando-codigo-traducao-proteica.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/transcricao.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/tipos-rna.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/celulas-procarioticas-eucarioticas.htm 18 A síntese de proteínas é essencial para que ocorra a manutenção e o crescimento celular e ocorre em três etapas: iniciação da tradução, alongamento da cadeia polipeptídica e término da tradução. A seguir, descreveremos mais detalhadamente cada uma das etapas desse processo e falaremos sobre as proteínas, destacando a sua importância para todos os seres vivos. O que é síntese proteica? Na síntese proteica, a informação contida no DNA é transcrita para o RNAm e, em seguida, traduzida numa sequência de aminoácidos, formando a proteína. A síntese proteica é o processo de formação das proteínas. Esse processo é realizado por estruturas denominadas de ribossomos, presentes tanto em células procarióticas quanto eucarióticas. Na molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico) estão contidas todas as informações genéticas do indivíduo, assim, para que a síntese de uma determinada proteína seja realizada, é necessário que a região específica do DNA onde está contida essa informação seja decodificada. Nesse processo ocorre a transcrição dos nucleotídeos dessa região em uma molécula de RNA (ácido ribonucleico), que irá direcionar a síntese proteica em um processo denominado de tradução. A molécula de RNA que carregará essa informação até o local onde ocorrerá a síntese de proteínas é denominada de RNAm (RNA mensageiro). Para que ocorra a síntese proteica, a informação genética fluirá do DNA para o RNA e, em seguida, para as proteínas. Esse princípio é conhecido como Dogma Central da Biologia Molecular. Em células procarióticas, como não há núcleo definido, o DNA não está separado das demais estruturas envolvidas na síntese, e, assim, o processo de tradução inicia-se enquanto ainda ocorre a transcrição. Nas células eucarióticas, o processo de transcrição ocorre no núcleo e o RNAm é transportado para o citoplasma, no qual ocorrerá a tradução. Como ocorre a síntese proteica? A síntese proteica ocorrerá por meio de um processo de tradução, no qual a informação presente no RNAm, uma sequência de nucleotídeos, será traduzida numa sequência de aminoácidos, que dará origem a um polipeptídeo (proteína). Essa tradução é realizada pelo RNAt (RNA transportador), o qual traduz cada série de códons (trincas de nucleotídeos) presente no RNAm em um aminoácido. O RNAt apresenta uma trinca de nucleotídeos (anticódon), em uma de suas extremidades, e um aminoácido correspondente, na outra extremidade. O RNAt transportará então o https://www.biologianet.com/biodiversidade/o-que-sao-seres-vivos.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/dna.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/rna.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/nucleo-celular.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/citoplasma.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/aminoacidos.htm 19 aminoácido específico até os ribossomos, estruturas celulares nas quais ocorre a síntese de proteínas, pareando seu anticódon ao códon complementar do RNAm. Na síntese proteica, a informação presente no RNAm será traduzida numa sequência de aminoácidos, que dará origem a um polipeptídeo. Na tradução, existem dois métodos de reconhecimento entre as moléculas que garantem com que esse processo ocorra adequadamente. No primeiro método, o RNAt deve ligar-se ao aminoácido específico que ele transportará ao ribossomo. Diferentes moléculas de RNAt podem codificar um mesmo aminoácido, e a ligação entre elas é feita por meio da ação das enzimas denominadas de aminoacil-RNAt-sintases. Existem cerca de 20 tipos diferentes dessas enzimas, sendo que cada uma acondiciona uma combinação específica de aminoácido e RNAt. O segundo processo é o pareamento entre RNAt e RNAm. Existem cerca de 45 moléculas de RNAt, e essas são capazes de parear-se com diferentes códons do RNAm. Isso se deve à flexibilidade existente no pareamento da terceira base do códon, chamada de movimento de pêndulo, na qual a existência de um códon sinônimo, o qual apresenta uma diferença apenas na terceira base, permite a codificação de um mesmo aminoácido, por diferentes códons. Os ribossomos são constituídos por duas subunidades (uma maior e uma menor) que se unirão, na realização da síntese proteica, ao RNAm e RNAt. Durante esse processo, o RNAm descola-se pelo ribossomo, enquanto o RNAt traduz as suas sequências de nucleotídeos em aminoácidos. Quando se encontra um códon de término (uma trinca que indica o fim do processo de tradução), o ribossomo libera a proteína produzida e suas subunidades separam- se. Os ribossomos apresentam três sítios de ligação: o sítio P, em que a molécula de RNAt está ligada à cadeia polipeptídica que está sendo formada; o sítio A, em que está presente o RNAt que carrega o próximo aminoácido a ser adicionado; e o sítio E, em que o RNAt, após deixar o aminoácido que será adicionado, sai do ribossomo. O processo de síntese nos ribossomos ocorrerá em três etapas. Etapas da síntese proteica Na síntese proteica ocorre três etapas, que estão descritas de forma sintetizada a seguir: Iniciação da tradução Nessa etapa ocorre a união das duas subunidades do ribossomo com o RNAm e RNAt, este trazendo o primeiro aminoácido da cadeia polipeptídica. Alongamento da cadeia polipeptídica Durante essa etapa, os demais aminoácidos que compõem a cadeia polipeptídica são adicionados. O anticódon do RNAt pareia-se com o RNAm no sítio A. O RNAr (RNA 20 ribossômico) catalisa a formação da ligação peptídica entre o novo aminoácido e a cadeia em formação. O polipeptídio é separado do RNAt presente no sítio P e ligado ao aminoácido do RNAt do sítio A. O RNAt presente no sítio P é deslocado ao sítio E e retirado, em seguida, do ribossomo, enquanto o RNAt do sítio A é deslocado ao sítio P. O RNAm também é deslocado no ribossomo e leva ao sítio A o próximo códon a ser traduzido, dando sequência ao processo até a identificação do códon de término. Término da tradução Após a identificação do códon de término, uma proteína, chamada de fator de término, liga-se a esse códon induzindo a ligação de uma molécula de água na porção final da cadeia, fazendo com que ocorra a quebra da ligação entre o peptídio e o RNAt presente no sítio P. O peptídio formado é então liberado através do túnel de término presente na subunidade maior do ribossomo. Após esse processo, as cadeias polipeptídicas formadas podem passar por diferentes processos de transformação, de modo a tornar essas proteínas funcionais. Proteínas As proteínas são macromoléculas que constituem a maior parte da massa seca das células, sendo, assim, um dos principais componentes dos seres vivos. Elas são moléculas tridimensionais, constituídas por aminoácidos unidos por ligações peptídicas, também chamadas de polipeptídeos. Elas apresentam uma cadeia polipeptídica principal ligada a cadeias laterais, constituídas por porções dos aminoácidos que não estão presentes na cadeia principal.Existem 20 aminoácidos, com propriedades químicas diferentes, presentes nas proteínas. Há milhares de proteínas diferentes, e elas apresentam funções específicas que dependem do número e tipos de aminoácidos presentes e de sua estrutura tridimensional. Dentre suas funções, podemos destacar: papel estrutural, catalisação de reações químicas, defesa e movimento. Aumente seus conhecimentos a respeito dessas moléculas essenciais para os seres vivos lendo o seguinte texto: Proteínas. Ribossomos Os ribossomos são estruturas celulares responsáveis pela síntese de proteínas. Essas estruturas são formadas por duas subunidades, uma maior e uma menor, constituídas por RNAr e proteínas. Pelo fato de não apresentarem membranas, alguns autores não os consideram como organelas. Os ribossomos estão presentes em células procarióticas e eucarióticas. Em células nas quais há uma intensa síntese de proteínas, essas estruturas são encontradas em maior quantidade, como nas células do pâncreas, em que são produzidas inúmeras enzimas digestivas. As células podem apresentar dois tipos de ribossomos: os livres, dispersos no citosol, cujas proteínas atuarão dentro do citosol; e os ligados, que se encontram presos ao retículo endoplasmático e ao envelope nuclear. As proteínas produzidas pelos últimos podem ser inseridas nas membranas para serem utilizadas por organelas, como os lisossomos, ou para serem secretadas para fora da célula. MEIOSE Meiose é um processo de divisão celular em que são observadas duas divisões celulares sucessivas. A meiose I é reducional e a meiose II é equacional. https://www.biologianet.com/biologia-celular/o-que-celula.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/proteinas.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/reticulo-endoplasmatico.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/reticulo-endoplasmatico.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/lisossomos.htm 21 A meiose é uma divisão celular que leva à formação de quatro células-filhas. A meiose é um processo de divisão celular caracterizado pela formação de quatro células-filhas com a metade do número de cromossomos da célula-mãe. Podemos concluir, então, que a carga cromossomial reduz-se de 2n para n. A meiose caracteriza-se pela ocorrência de duas divisões celulares sucessivas, a meiose I e a meiose II. A meiose I destaca-se por ser reducional, enquanto a meiose II é equacional. Tanto a meiose I quanto a meiose II apresentam subdivisões. A meiose I é dividida em prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I. Já a meiose II é dividida em prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II. Resumo sobre meiose É um processo de divisão celular em que uma célula dá origem a outras quatro, as quais possuem metade do número de cromossomos da célula original. Pode ser dividida em meiose I e meiose II. A meiose I é dividida em prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I. A prófase I é subdividida em o leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese. A meiose II é dividida em prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II. Uma das principais diferenças entre meiose e mitose está no fato de que, diferentemente da meiose, a mitose conserva o número de conjuntos cromossômicos. Definição de meiose Meiose é um processo de divisão celular em que uma célula origina quatro células-filhas com metade do número de cromossomos da célula que as originou. Assim sendo, a meiose é um processo que produz células haploides com base em células diploides. Célula diploide é aquela que possui dois conjuntos cromossômicos, enquanto célula haploide possui apenas um conjunto de cromossomos. Nos seres humanos, a meiose é importante para garantir a formação dos espermatozoides e dos ovócitos. Esses gametas, ao se unirem no processo de fecundação, garantem o desenvolvimento de um novo ser com o número adequado de cromossomos da nossa espécie. Etapas da meiose Podemos dividir a meiose em duas etapas: meiose I e meiose II. Cada uma é subdividida em quatro fases. Na meiose I, temos: prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I. Já na meiose II, temos: prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II. https://www.biologianet.com/biologia-celular/divisao-celular.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/cromossomos.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/o-que-celula.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/espermatozoide.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/gametas.htm 22 Observe que, na meiose, temos duas divisões celulares sucessivas. Meiose I A meiose I inicia-se pela prófase I, que pode ser subdividida didaticamente em cinco etapas. A primeira delas é o leptóteno, caracterizado pela condensação dos cromossomos, já duplicados durante a interfase. A próxima fase é o zigoteno, momento em que é possível observar os cromossomos homólogos emparelhados. Denominamos sinapse o emparelhamento dos homólogos. O emparelhamento atinge sua perfeição na fase de paquíteno, quando é possível observar o chamado bivalente ou tétrade. No bivalente, os pares de cromossomos estão totalmente emparelhados. Nesse momento, poderá ocorrer o crossing-over, também chamado de permutação, processo caracterizado pela troca de partes entre os cromossomos homólogos. Esse fenômeno é muito importante para que haja maior variabilidade genética na espécie. O crossing-over caracteriza-se pela troca de partes entre homólogos. Na etapa chamada diploteno, os cromossomos iniciam a separação. Nesse momento é possível observar os quiasmas, pontos em que ocorreram a recombinação genética entre as cromátides. Por fim, ocorre a diacinese, quando acontece a separação dos cromossomos homólogos, os quais ainda permanecem ligados pelos quiasmas. Ao final da diacinese, ocorre a desintegração da membrana nuclear, e os cromossomos homólogos espalham-se pelo citoplasma. Inicia-se então a metáfase I. Nesse momento, há cromossomos muito condensados e presos às fibras do fuso que se formaram durante a prófase I. Os cromossomos ficam dispostos na região mediana da célula. Na anáfase I, cada cromossomo homólogo é puxado para os polos da célula. Essa anáfase diferencia-se da anáfase da mitose, pois não ocorre o rompimento dos centrômeros, havendo a migração de cromossomos inteiros. Em seguida, ocorre a telófase I. Em algumas espécies, os cromossomos começam a se descondensar, a membrana nuclear é refeita, e os nucléolos reorganizam-se. Após essa etapa, ocorre a divisão do citoplasma e a separação das duas células-filhas. O processo de divisão do citoplasma é denominado citocinese. No final da meiose I, há duas células com metade do número de cromossomos da célula-mãe. Podemos considerar essa etapa como reducional. https://www.biologianet.com/biologia-celular/interfase.htm https://www.biologianet.com/genetica/variabilidade-genetica.htm https://www.biologianet.com/ecologia/o-que-e-especie.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/citoplasma.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/mitose.htm 23 Meiose II Entre uma divisão e outra, não ocorre uma nova duplicação do material genético. A meiose II assemelha-se muito com a mitose, sendo considerada uma divisão equacional, pois o número de cromossomos permanece igual. As células-filhas iniciam a primeira etapa, a prófase II. Nesse momento, os cromossomos se condensam e é formado o fuso. Os nucléolos e a membrana nuclear fragmentam-se novamente. Inicia-se a metáfase II, os cromossomos atingem seu maior grau de condensação. Eles se prendem às fibras do fuso pelos centrômeros e alinham-se no plano equatorial da célula. Na anáfase II, as cromátides-irmãs são levadas para os polos. Vale destacar que nessa etapa ocorre a separação dos centrômeros. Na telófase II, os cromossomos desespiralizam-se, os nucléolos surgem novamente e a carioteca reorganiza-se. Por fim, ocorre a citocinese e a formação das células-filhas. Diferenças entre mitose e meiose Mitose e meiose sãoprocessos de divisão celular, ou seja, processos em que uma célula-mãe origina outras células-filhas. Entretanto, apesar de ambos serem processos de divisão da célula, cada um apresenta suas particularidades. A mitose, por exemplo, leva à formação de duas células-filhas, as quais apresentam a mesma quantidade de cromossomos, diferentemente da meiose, em que se formam quatro células- filhas com metade do número de cromossomos. Além disso, na mitose, apenas uma divisão celular ocorre, diferentemente da meiose, em que duas divisões são observadas. A meiose apresenta ainda alguns eventos importantes, como a sinapse, o crossing-over, o posicionamento dos cromossomos na região equatorial da célula como pares de homólogos, e a separação dos homólogos. Não podemos nos esquecer também do fato de que a mitose ocorre tanto em células diploides como células haploides, enquanto a meiose ocorre apenas em células diploides. Nos seres humanos, a meiose é responsável pela formação de gametas, enquanto a mitose permite nosso crescimento e desenvolvimento. MITOSE A mitose é um processo que contribui para o crescimento e a reparação de tecidos em organismos multicelulares, além de ajudar a garantir a manutenção do número de cromossomos. Ao longo do processo de mitose, uma célula-mãe dá origem a duas células-filhas geneticamente idênticas. Mitose é um processo de divisão celular que resulta na formação de duas células-filhas geneticamente idênticas à célula-mãe. Ela faz parte da fase M do ciclo celular, juntamente com a citocinese, e é dividida em cinco etapas: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase. Esse processo é essencial para a continuidade da vida. Suas funções abrangem desde a reprodução assexuada em organismos unicelulares até a participação no crescimento e a substituição de células danificadas em organismos pluricelulares. No entanto, é importante observar que, quando ocorrem falhas ou erros nesse processo, células defeituosas podem proliferar no organismo, levando à formação de tumores. Resumo sobre mitose A mitose faz parte do ciclo celular e resulta na formação de duas células-filhas geneticamente idênticas à célula-mãe. A mitose é dividida em cinco etapas distintas: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase. https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/meiose.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/divisao-celular.htm 24 Esse processo desempenha um papel fundamental na reprodução assexuada de organismos unicelulares, além de contribuir para o crescimento e substituição de células danificadas em organismos multicelulares. Em células vegetais, a mitose é acêntrica, anastral e centrífuga. A mitose e a meiose, apesar de ambas serem processos de divisão celular, apresentam diferenças significativas em diversos aspectos, como função e número de divisões. A mitose é cuidadosamente regulada para garantir que ocorra de maneira precisa e coordenada. O que é mitose? A mitose constitui a etapa do ciclo celular em que as cópias dos cromossomos da célula- mãe (cromátides-irmãs) são segregadas em nuÌ•cleos individuais. A separação das cromátides-irmãs resulta em um conjunto completo de informações genéticas (ou cromossomos) para cada uma das células resultantes, sendo estas geneticamente idênticas à célula-mãe. A mitose no ciclo celular A função principal do ciclo celular eÌ• duplicar a informação genética contida nos cromossomos e, então, segregar as coÌ•pias em duas ceÌ•lulas-filhas geneticamente ideÌ‚nticas. O ciclo celular é composto por duas fases ativas: a interfase e a fase M (fase mitótica). A interfase é o período entre as divisões celulares. Ela é dividida nas etapas G1, S e G2. Na G1, a célula cresce e se prepara para a divisão celular, sintetizando proteínas e organelas necessárias para o processo. A fase S é caracterizada pela síntese de DNA ou replicação dos cromossomos. Na G2, por sua vez, ocorrem eventos bioquímicos que regulam a progressão do ciclo celular, verificando se a replicação do cromossomo se completou. A fase M é caracterizada pelo período de divisão celular ativo. A mitose encontra-se dentro da fase M, junto à citocinese (processo de divisão citoplasmática). É interessante destacar que cada uma das fases possui um tempo de ocorrência distinto, o qual varia entre espécies. Quais são as fases da mitose? Após a interfase, a mitose inicia-se e é dividida em cinco etapas: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase. Uma célula mitótica na fase M deve separar e segregar seus cromossomos com precisão, garantindo que cada célula-filha receba uma cópia idêntica do genoma. Para resolver essa tarefa, a célula-mãe monta uma máquina citoesquelética especializada que separa os conjuntos de cromossomos duplicados e, em seguida, divide o citoplasma em duas metades. Tradicionalmente, o primeiro processo descrito é dividido em cinco etapas: prófase; https://www.biologianet.com/biologia-celular/ciclo-celular.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/cromossomos.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/cromossomos.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/interfase.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/sintese-proteica.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/sintese-proteica.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/organelas-celulares.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/citoplasma.htm 25 prometáfase; metáfase; anáfase; telófase. É importante observar que essa divisão é arbitrária, e a mitose é, na verdade, um processo contínuo. Após essa sequência de eventos, a célula é dividida em duas metades por meio da citocinese. Os principais eventos de cada etapa da mitose são: → Prófase À medida que uma célula entra na prófase, os cromossomos tornam-se ainda mais condensados e visíveis sob um microscópio. A condensação ajuda a proteger a molécula de DNA dos eventos da mitose. Como o cromossomo foi duplicado na fase S, cada cromossomo possui duas cromátides ligadas pelo centrômero (cromátides-irmãs). Nesta etapa, o nucléolo se desfaz. O fuso mitótico, uma matriz organizada de microtúbulos que movem os cromossomos na mitose, se forma. Nas células animais, o fuso cresce a partir de um par de centrossomos que migram para lados opostos da célula. Dentro de cada centrossomo, há um par de centríolos, que também são compostos por microtúbulos. Na prófase, os centríolos migram para lados opostos da célula. → Prometáfase A desintegração da membrana nuclear marca o início da prometáfase. Os microtúbulos do fuso, que até então estavam fora do núcleo, entram na região nuclear e colocam-se em contato com os cromossomos. Para cada cromossomo, um microtúbulo do centríolo oposto se prende a uma das cromátides-irmãs, e assim o cromossomo fica ancorado em ambos os centríolos. Na prometáfase, os microtúbulos se ligam aos centrômeros dos cromossomos condensados. Os microtúbulos se alongam e encurtam, empurrando e puxando os cromossomos. Alguns microtúbulos se estendem a partir de cada centríolo em direção ao centro do fuso, mas não se ligam a um cromossomo. https://www.biologianet.com/biologia-celular/dna.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/dna.htm https://www.biologianet.com/biologia-celular/nucleo-celular.htm 26 → Metáfase Durante a metáfase, os cromossomos se organizam em um único plano, a placa metafásica (plano equatorial), entre os dois centrossomos. Nesta etapa, os cromossomos atingem seu grau máximo de condensação. Os centrômeros, agora em extremidades opostas da célula com microtúbulos irradiando para fora e encontrando-se no meio da célula, se centralizam nos polos do fuso. Durante a metáfase, os cromossomos se organizam na placa metafásica. → Anáfase Nesta etapa, as cromátides-irmãs se separam e são puxadas para os polos do fuso aos quais estão ligadas, migrando para polos opostos da célula. Essa separação ocorre devidoao encurtamento dos microtúbulos das fibras do fuso mitótico em direção aos polos da célula, contribuindo para a segregação dos cromossomos. Na anáfase, as cromátides-irmãs são puxadas para polos opostos. → Telófase Após a separação das cromátides-irmãs, cada cromátide é considerada um cromossomo separado. Nesta etapa, os cromossomos chegam aos polos do fuso e novos envelopes nucleares são formados ao redor de cada conjunto de cromossomos, produzindo dois núcleos separados dentro da célula. Os envelopes formados surgem a partir de fragmentos do núcleo da célula-mãe e de outras porções do sistema de endomembranas da célula. Os cromossomos descondensam-se, dificultando sua visualização novamente. 27 A telófase e a citocinese podem ocorrer simultaneamente em algumas células. A etapa final da fase M é a citocinese. Esse processo culmina na divisão do citoplasma e na formação de uma nova membrana plasmática. O citoplasma e• dividido em dois por um anel contrátil de filamentos de actina e miosina, de fora para dentro, o qual divide a célula em duas células-filhas. Esse processo pode iniciar-se tanto ao final da telófase quanto de forma concomitante a ela. Quais são as funções da mitose? A mitose desempenha um papel importante em diversos contextos biológicos: Crescimento em número de células: a mitose é essencial para o crescimento e desenvolvimento de organismos multicelulares. Esse processo resulta na produção de novas células que contribuem para a formação e expansão dos tecidos e órgãos. Consequentemente, o organismo experimenta um aumento tanto em tamanho quanto em massa. Por exemplo, nas plantas, a mitose possibilita o alongamento do vegetal por meio do meristema primário, presente na parte aérea e nas extremidades das raízes. Substituição de células: outra função importante da mitose é a regeneração de tecidos e a manutenção das funções dos órgãos. Ela participa ativamente da substituição constante de células danificadas ou desgastadas. Um exemplo é a pele, onde as células antigas ou lesadas em uma ferida são substituídas por novas células, graças ao processo de mitose. Reprodução assexuada: nos organismos unicelulares, a mitose é o mecanismo primário para a reprodução assexuada. Nesse processo, um organismo se replica, gerando cópias geneticamente idênticas de si mesmo, e promovendo a expansão da população. Produção de células especializadas: durante o desenvolvimento embrionário, a mitose desempenha um papel fundamental na geração de células que posteriormente se diferenciarão em tipos celulares especializados. Isso inclui células como neurônios e células sanguíneas. Mitose em vegetais https://www.biologianet.com/biologia-celular/membrana-plasmatica.htm 28 Nas células animais, a citocinese é centrípeta. Já nas células vegetais, esse processo é centrífugo. A mitose em células vegetais apresenta algumas diferenças em relação à divisão das células animais: Célula vegetal Célula animal Centríolos Acêntrica: centríolos ausentes. A célula vegetal apresenta uma região conhecida como MTOC (centro organizador de microtúbulos), que desempenha um papel semelhante aos centrossomos. Cêntrica: centríolos presentes. Citocinese Centrífuga: devido à presença de parede celular, não é possível realizar a divisão por estrangulamento como nas células animais. Para contornar esse problema, uma aglomeração de vesículas do complexo de Golgi se une, formando uma faixa delgada que separa as células-filhas. Após essa etapa, ocorre a síntese da parede celular, que se estende do interior para fora, dividindo as duas células. Centrípeta: a divisão celular da membrana plasmática ocorre de fora para dentro por estrangulamento. Qual a importância da mitose? Geneticamente, a mitose apresenta resultados significativos para o organismo. Um deles é a preservação da informação genética da célula-mãe nas células-filhas. Ou seja, a partir de uma única célula, ao final da mitose, surgem duas células que mantêm as mesmas instruções genéticas. Isso ocorre porque durante a fase S, a síntese do DNA cria uma cópia exata de cada molécula de DNA, originando duas cromátides-irmãs geneticamente idênticas. A mitose, portanto, assegura que uma das duas cromátides-irmãs de cada cromossomo replicado seja destinada para cada nova célula. Além disso, outro resultado importante é que não há redução ou aumento no número líquido de cromossomos. Desse modo, a mitose garante que o número de cromossomos nas células- filhas seja igual ao número de cromossomos na célula-mãe, assegurando a estabilidade genética das células. Diferenças entre mitose e meiose https://www.biologianet.com/genetica/replicacao-do-dna.htm https://www.biologianet.com/genetica/replicacao-do-dna.htm 29 A meiose e a mitose se diferem no número de divisões celulares e na quantidade de células-filhas resultantes. A meiose, assim como a mitose, é um processo de divisão celular. No entanto, as duas possuem particularidades próprias e objetivos diferentes no organismo: Mitose Meiose Tipo de divisão celular Divisão celular resulta em duas células-filhas geneticamente idênticas à célula-mãe. Divisão celular resulta em quatro células-filhas geneticamente diferentes da célula-mãe. Número de divisões Envolve uma única divisão. Envolve duas divisões celulares consecutivas e, dessa forma, dois ciclos de segregação dos cromossomos. Função principal Responsável pelo crescimento, reparação de tecidos e substituição de células desgastadas. Fundamental na produção de gametas (células sexuais) para a reprodução sexuada e na introdução de variabilidade genética. Número de cromossomos O número de cromossomos nas células-filhas é igual ao número de cromossomos na célula-mãe (divisão equacional). O número de cromossomos nas células-filhas é reduzido pela metade em relação à célula-mãe (divisão reducional). Variabilidade genética Não contribui para a variabilidade genética, pois as células-filhas são clones genéticos da célula-mãe. Aumenta a variabilidade genética devido à recombinação genética (crossing-over) e à segregação independente dos cromossomos homólogos durante as divisões. Consequência de erros na mitose e no ciclo celular Apesar do rigoroso controle do ciclo celular, erros de regulação podem ocorrer, resultando na formação de células defeituosas que podem se reproduzir e transmitir esses defeitos para células-filhas, perpetuando uma linhagem de células imperfeitas. Para evitar a proliferação dessas células defeituosas, o organismo possui diversos sistemas de reparo. Quando esses sistemas não são suficientes, a célula pode ser direcionada para a apoptose, um processo de morte celular programada. Quando o próprio sistema de reparo apresenta falhas, as células defeituosas podem se multiplicar de forma desordenada, ignorando as demandas do organismo e crescendo sem respeitar os limites espaciais com as células adjacentes. Isso pode resultar na formação de uma massa de células chamada de tumor. O tumor pode ser benigno ou maligno. https://www.biologianet.com/biologia-celular/meiose.htm 30 Um tumor benigno encontra-se isolado em um tecido. Quando o tumor é maligno, ele invade os tecidos adjacentes Os tumores benignos geralmente não causam grandes danos ao organismo e podem ser removidos cirurgicamente. Já os tumores malignos podem resultar no desenvolvimento de câncer, onde as células se proliferam desordenadamente, podem invadir tecidos adjacentes e até se espalhar para outras partes do corpo por meio da corrente sanguínea e da linfática, dificultando sua eliminação. Diferença entre meiose e mitose: - Apesar de meiose e mitose serem processos de divisão celular, ambos apresentam algumas diferenças. Veja a seguir algumas delas: - Na meiose são formadas quatro células com metade do número de cromossomos da célula inicial,