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SEDUC-CE
Professor de Biologia
1 Identidade dos seres vivos. 1.1 Aspectos físicos, químicos e estruturais da célula. 1.2 Organelas. 1.3
Organização celular: seres procariontes, eucariontes e sem organização celular. 1.4 Funções celulares:
síntese, transporte, eliminação de substâncias e processos de obtenção de energia (fermentação,
fotossíntese e respiração celular). 1.5 Ciclo celular .................................................................................. 1
2 Noções básicas de microscopia ...................................................................................................... 33
3 Origem e evolução da vida. 3.1 Hipóteses sobre a origem da vida. 3.2 Teoria de Lamarck e teoria de
Darwin. 3.3 Origem do homem ............................................................................................................... 36
4 Diversidade da vida. 4.1 Principais características dos representantes de cada domínio e de cada
reino da natureza. 4.2 Regras de nomenclatura. 4.3 Biodiversidade no planeta e no Brasil ................... 63
5 Características anatômicas e fisiológicas do homem: fisiologia dos sistemas biológicos (digestório,
respiratório, cardiovascular, urinário, nervoso, endócrino, imunológico, reprodutor e locomotor) .......... 72
6 Transmissão da vida. 6.1 Fundamentos da hereditariedade: gene e código genético, cálculos com
probabilidade. 6.2 Primeira e segunda leis de Mendel. 6.3 Aplicações da engenharia genética: clonagem,
transgênicos ......................................................................................................................................... 105
7 Interação entre os seres vivos. 7.1 Conceitos básicos em ecologia. 7.2 Relações tróficas (cadeias e
teias alimentares; distribuição natural da matéria e da energia e concentração de pesticidas e de
subprodutos radiativos). 7.3 Relações ecológicas limitadoras do crescimento populacional. 7.4
Ecossistemas do Brasil ........................................................................................................................ 141
8 Ensino de Biologia: conhecimento científico e habilidade didática no ensino de Biologia. 10 A
construção do conhecimento no ensino de Biologia: abordagens metodológicas. 11 Recursos didáticos
no ensino de Biologia (utilizados em sala de aula e laboratório, incluindo conhecimentos básicos de
técnicas, materiais e normas de segurança laboratoriais) ................................................................... 187
12 O ensino de Biologia e as novas tecnologias da informação e comunicação .............................. 195
13 Avaliação de aprendizagem do conhecimento biológico ............................................................. 207
14 Competências e habilidades propostas pelos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio
para a Disciplina de Biologia ................................................................................................................ 222
Apostila gerada especialmente para: JONATHAN DE SOUZA NETO VELLOSO 131.287.977-73
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O descobrimento da célula ocorreu após a invenção do microscópio por Hans Zacarias Jensen (1590).
Robert Hooke, 1665, apresentou a sociedade de Londres resultados de suas pesquisas sobre a estrutura
da cortiça observada ao microscópio.
O material apresentava-se formado por pequenos compartimentos hexagonais delimitados por
paredes espessas, lembrando o conjunto de favos de mel. Cada compartimento observado recebeu o
nome de célula. Atualmente sabe-se que aquele tecido observado por Hooke (súber) está formado por
células mortas, cujas paredes estava depositada suberina, tornando-as impermeáveis e impedindo as
trocas de substâncias.
Anos depois, o botânico escocês Robert Brown observou que o espaço de vários tipos de células era
preenchido com um material de aspecto gelatinoso, e que em seu interior havia uma pequena estrutura
a qual chamou de núcleo. Em 1838, o botânico alemão Matthias Schleiden chegou à conclusão de que a
célula era a unidade viva que compunha todas as plantas. Em 1839, o zoólogo alemão Theodor Schwann
concluiu que todos os seres vivos, tanto plantas quanto animais, eram formados por células. Anos mais
tarde essa hipótese ficou conhecida como teoria celular. Mesmo sabendo que todos os seres vivos eram
compostos por células, ainda havia uma dúvida: de onde se originavam as células?
Alguns pesquisadores acreditavam que as células se originavam da aglomeração de algumas
substâncias, enquanto que outros diziam que as células se originavam de outras células preexistentes.
Um dos cientistas que defendiam essa última ideia era o pesquisador alemão Rudolf Virchow, que foi o
autor da célebre frase em latim: “Omnis cellula ex cellula”, que significa “toda célula se origina de outra
célula”. Virchow também afirmou que as doenças eram provenientes de problemas com as células, uma
afirmação um pouco ousada para a época.
Em 1878, o biólogo alemão Walther Flemming descreveu em detalhes a divisão de uma célula em
duas e chamou esse processo de mitose. Dessa forma, a ideia de que as células se originavam da
aglomeração de algumas substâncias caiu por terra. Baseando-se em todas essas descobertas, a teoria
celular ganhou força e começou a se apoiar em três princípios fundamentais:
1. Todo e qualquer ser vivo é formado por células, pois elas são a unidade morfológica dos seres vivos;
2. As células são as unidades funcionais dos seres vivos; dessa forma, todo o metabolismo dos seres
vivos depende das propriedades de suas células;
3. As células sempre se originam de uma célula preexistente através da divisão celular.
A organização estrutural dos seres vivos
a) Quando ao número de célula
Dizemos que todos os seres vivos são formados por células, sendo conhecidos desde formas
unicelulares até formas pluricelulares.
O organismo unicelular tem a célula como sendo o próprio organismo, isto é, a única célula é
responsável por todas as atividades vitais, como alimentação, trocas gasosas, reprodução, etc. O
organismo pluricelular, que é formado por muitas células (milhares, milhões, até trilhões de células),
apresenta o corpo com tecidos, órgãos e sistemas, especializados em diferentes funções vitais. As células
dos pluricelulares, diferem quanto às especializações e de acordo com os tecidos a que elas pertencem.
Podemos então considerar, para o organismo unicelular ou pluricelular, que a célula é a unidade
estrutural e funcional dos seres vivos.
b) Quanto à estrutura celular
Em relação a estrutura celular os organismos podem ser classificadospara: JONATHAN DE SOUZA NETO VELLOSO 131.287.977-73
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- Novo deslocamento do ribossomo. O quinto RNAt, carregando a aminoácido glicina, se encaixa no
ribossomo. Ocorre a ligação peptídica da glicina com o ácido glutâmico.
- Continua o deslocamento do ribossomo ao longo do RNAm. O sexto RNAt, carregando o aminoácido
serina, se encaixa no ribossomo. Uma ligação peptídica une a serina à glicina.
- Fim do deslocamento do ribossomo. O último transportador, carregando o aminoácido triptofano,
encaixa-se no ribossomo. Ocorre a ligação peptídica do triptofano com a serina. O RNAt que carrega o
triptofano se separa do ribossomo. O mesmo ocorre com o transportador que portava a serina.
- O peptídeo contendo sete aminoácidos fica livre no citoplasma. Claro que outro ribossomo pode se
ligar ao RNAm, reiniciando o processo de tradução, que resultará em um novo peptídeo. Perceba, assim,
que o RNAm contendo sete códons (21 bases nitrogenadas) conduziu a síntese de um peptídeo formado
por sete aminoácidos.
O Código Genético
A mensagem genética contida no DNA é formada por um alfabeto de quatro letras que correspondem
aos quatro nucleotídeos: A, T, C e G. Com essas quatros letras é preciso formar “palavras” que possuem
o significado de “aminoácidos”. Cada proteína corresponde a uma “frase” formada pelas “palavras”, que
são os aminoácidos. De que maneira apenas quatro letras do alfabeto do DNA poderiam ser combinadas
para corresponder a cada uma das vinte “palavras” representadas pelos vinte aminoácidos diferentes que
ocorrem nos seres vivos.
Uma proposta brilhante sugerida por vários pesquisadores, e depois confirmada por métodos
experimentais, foi a de que cada três letras (uma trinca de bases) do DNA corresponderia uma “palavra”,
isto é, um aminoácido. Nesse caso, haveria 64 combinações possíveis de três letras, o que seria mais do
que suficiente para codificar os vinte tipos diferentes de aminoácidos (matematicamente, utilizando o
método das combinações seriam, então, 4 letras combinadas 3 a 3, ou seja, 43 = 64 combinações
possíveis).
O código genético do DNA se expressa por trincas de bases, que foram denominadas códons. Cada
códon, formado por três letras, corresponde a certo aminoácido. A correspondência entre o trio de bases
do DNA, o trio de bases do RNA e os aminoácidos por eles especificados constitui uma mensagem em
código que passou a ser conhecida como “código genético”. Mas, surge um problema. Como são vinte
os diferentes aminoácidos, há mais códons do que tipos de aminoácidos! Deve-se concluir, então, que há
aminoácidos que são especificados por mais de um códon, o que foi confirmado. A tabela abaixo,
especifica os códons de RNAm que podem ser formados e os correspondentes aminoácidos que
especificam.
Dizemos que o código genético é universal, pois em todos os organismos da Terra atual ele funciona
da mesma maneira, quer seja em bactérias, em uma cenoura ou no homem. O códon AUG, que codifica
para o aminoácido metionina, também significa início de leitura, ou seja, é um códon que indica aos
ribossomos que é por esse trio de bases que deve ser iniciada a leitura do RNAm. Note que três códons
não especificam nenhum aminoácido. São os códons UAA, UAG e UGA, chamados de códons e
parada durante a “leitura” (ou stop códons) do RNA pelos ribossomos, na síntese proteica.
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Obs.: Diz-se que o código genético é degenerado porque cada “palavra” (entenda-se
aminoácido) pode ser especificada por mais de uma trinca.
Questões
01. (Questão adaptada) Assinale a alternativa que completa melhor a frase a seguir:
“A membrana plasmática é constituída por uma bicamada de _________ com moléculas de
__________ inseridas”
(A) Proteínas e glicocálix
(B) Fosfolipídios e proteínas
(C) Fosfolipídios e lipídios
(D) Lipídios e fosfolipídios
(E) Proteínas e fosfolipídios
02. (PUC/RJ-adaptada) Em relação aos envoltórios celulares, podemos afirmar que:
(A) todas as células dos seres vivos têm parede celular.
(B) somente as células vegetais têm membrana celular.
(C) somente as células animais têm parede celular.
(D) todas as células dos seres vivos têm membrana celular.
(E) os fungos e bactérias não têm parede celular.
03. (FUVEST) Assinale a alternativa que contêm as organelas que apresentam DNA
(A) Mitocôndria e ribossomo
(B) Mitocôndria e cloroplasto
(C) Nucléolo e cloroplasto
(D) Lisossomo e ribossomo
(E) Ribossomo e cromossomo
04. (UEL) A produção de ATP numa célula animal ocorre, fundamentalmente:
(A) nos golgiossomos.
(B) nos cromossomos.
(C) nos lisossomos.
(D) nos ribossomos.
(E) nas mitocôndrias
05. (UNITAU) O retículo endoplasmático rugoso é responsável pela síntese e transporte de proteínas.
No entanto, a síntese proteica é realizada por grânulos, que estão aderidos a ele, denominados de:
(A) mitocôndrias.
(B) ribossomos.
(C) lisossomos.
(D) cloroplastos.
(E) fagossomos.
06. (UECE) Certas organelas produzem moléculas de ATP e outras utilizam o ATP produzido, pelas
primeiras, para a síntese orgânica a partir do dióxido de carbono. Estamos falando, respectivamente, de
(A) lisossomos e cloroplastos.
(B) mitocôndrias e complexo de Golgi.
(C) mitocôndrias e cloroplastos.
(D) lisossomos e mitocôndrias.
07. (Questão adaptada) Qual das estruturas abaixo está associada corretamente à principal função
que exerce na célula?
(A) Centríolo ……………………………............divisão celular
(B) Lisossomo …………………………………..respiração celular
(C) Mitocôndria …………………………….…...síntese de proteína
(D) Ribossomo ………………………………….digestão celular
(E) Complexo de Golgi …………………..........ciclos de Krebs
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08. (Questão adaptada) No citoplasma das células encontram-se diversas organelas,
desempenhando funções diversas. Em relação à função desempenhada pelas mitocôndrias podemos
afirmar que:
(A) é responsável pela produção de energia a partir do gás carbônico e da glicose.
(B) é a organela envolvida na síntese de proteínas.
(C) é a estrutura que participa da síntese de lipídeos.
(D) é responsável pela respiração celular.
(E) Não participa das atividades metabólicas celulares.
09. (UFLA- adaptado) Na coluna da esquerda, encontram-se nomes de organelas celulares e, na
coluna da direita, importantes processos fisiológicos. Marque a sequência que representa a correlação
CORRETA entre as duas colunas.
Organelas Processos fisiológicos
1 – Ribossomos A – Síntese de ATP
2 – Retículo endoplasmático B – Formação de grãos de secreção
3 – Mitocôndria C – Síntese de proteínas
4 – Lisossomos D – Digestão intracelular
5 – Aparelho de Golgi E – Neutralização de substâncias tóxicas
(A) 1A, 2B, 3D, 4C, 5E
(B) 1B, 2D, 3E, 4A, 5C
(C) 1C, 2E, 3A, 4D, 5B
(D) 1C, 2B, 3A, 4D, 5E
(E) 1E, 2D, 3A, 4B, 5C
10. (Questão adaptada) Quais das estruturas apresentadas abaixo são comuns no citoplasma de
células procariontes e eucariontes.
(A) Mitocôndria e ribossomo.
(B) Núcleo e lisossomos.
(C) Cloroplasto e complexo golgiense.
(D) Somente o ribossomo.
(E) Plasmídeo e ribossomo.
11. (VUNESP) Numa célula eucariótica, a síntese de proteínas, a síntese de esteroides e a respiração
celular estão relacionadas, respectivamente:
(A) ao Complexo de Golgi, às mitocôndrias, aos ribossomos;
(B) ao retículo endoplasmático liso, ao retículo endoplasmático granular, ao Complexo de Golgi;
(C) aos ribossomos, ao retículo endoplasmático liso, às mitocôndrias;
(D) ao retículo endoplasmático granular, às mitocôndrias, ao Complexo de Golgi;
(E) ao retículo endoplasmático liso, ao Complexo de Golgi, às mitocôndrias.
12. (Questão adaptada) As células são as menores unidades vivas de um organismo e estão
presentes em todos os seres, com exceção dos vírus. Elas podem ser classificadas em procarióticas e
eucarióticas se levarmos em consideraçãoa ausência ou presença:
(A) de parede celular.
(B) de organelas celulares.
(C) de carioteca.
(D) de membrana plasmática.
(E) de citoplasma.
13. (Questão adaptada) Organismos procariontes apresentam células mais simples, que não
possuem um núcleo organizado. São exemplos de seres procariontes:
(A) bactérias e plantas.
(B) bactérias e cianobactérias.
(C) animais e plantas.
(D) fungos e bactérias.
(E) protozoários e bactérias.
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14. (Questão adaptada) A mitose é um processo de divisão celular que pode ser dividido em quatro
etapas. Marque a alternativa que indica corretamente as etapas e a sequência correta em que elas
ocorrem.
(A) Prófase, G1, S e G2.
(B) G1, S, G2 e Metáfase.
(C) Prófase, metáfase, telófase e anáfase.
(D) Metáfase, prófase, anáfase e telófase.
(E) Prófase, metáfase, anáfase e telófase.
15. (UFSM/RS). Um bioquímico mediu a quantidade de DNA em células cultivadas em laboratório e
verificou que a quantidade de DNA na célula duplicou:
(A) entre as fases G1 e G2 do ciclo celular.
(B) entre a prófase e a anáfase da mitose.
(C) durante a metáfase do ciclo celular.
(D) entre a prófase I e a prófase II da meiose.
(E) entre a anáfase e a telófase da mitose
16. (CES-JF/MG) Entre as frases a seguir, em relação à divisão celular por mitose, uma é incorreta.
Aponte-a.
(A) É um processo muito importante para o crescimento dos organismos.
(B) Ocorre nas células somáticas tanto de animais como de vegetais.
(C) A célula-mãe dá origem a duas células-filhas com metade do número de cromossomos.
(D) Na metáfase, todos os cromossomos, cada um com duas cromátides, encontram-se no equador
da célula em maior grau de condensação.
(E) As células-filhas são idênticas às células-mãe.
17. (Questão adaptada) Qual fase da mitose é caracterizada pelo posicionamento dos cromossomos
no equador da célula?
(A) G1.
(B) Prófase.
(C) Metáfase.
(D) Anáfase.
(E) Telófase
Gabarito
01.B / 02.D / 03.B / 04.E / 05.B / 06.C / 07.A / 08.D / 09.C / 10.D / 11.C / 12.C / 13.B / 14.E / 15.A / 16.C
/ 17.C
Comentários
01. Resposta: B.
A membrana plasmática é constituída por uma bicamada de fosfolipídios com moléculas de proteínas
inseridas.
02. Resposta: D.
Todas as células vivas apresentam membrana plasmática.
03. Resposta: B.
Nas células eucarióticas existem duas organelas que possuem DNA próprio, sendo estas as
mitocôndrias e os cloroplastos. Tanto nas mitocôndrias quanto nos cloroplastos, o DNA se mostra
organizado de maneira muito semelhante ao conteúdo genético dos organismos procariontes. Nestas
organelas, o DNA possui forma circular a exceção do DNA de alguns protozoários dotados de cílios, que
se mostra totalmente linear. Este DNA se mostra condensado de forma idêntica ao cromossomo
procariótico, e ainda no caso das mitocôndrias, estudos recentes têm demonstrado que este se situa
preso à membrana interna destas organelas. Além do DNA, diferentes tipos de RNA e todo o mecanismo
necessário para a produção de proteínas estão presentes nestas organelas.
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04. Resposta: E.
A organela responsável pela produção de energia é a mitocôndrias. Esta gera energia (ATP) através
da respiração aeróbica.
05. Resposta: B.
O retículo endoplasmático rugoso (REG) apresentam grânulos aderidos as suas membranas. Esses
grânulos recebe o nome de ribossomos e são responsáveis pela síntese de proteínas da célula.
06. Resposta: C.
07. Resposta: A.
Os centríolos estão relacionados a formação das fibras do áster, portanto, está relacionada ao
processo de divisão celular.
08. Resposta: D.
(A) Errada - a produção de energia é a partir do gás oxigênio e não do gás carbônico.
(B) Errada - está associada à produção de energia e não de proteínas.
(C) Errada - está associada à produção de energia e não de lipídios.
(D) Correta - as mitocôndrias são responsáveis pela respiração celular.
(E) Errada - participa das atividades metabólicas através da síntese de energia/ATP.
09. Resposta: C.
(A) Errada - Os ribossomos não realizam a síntese de ATP, a mitocôndria não realiza digestão
intracelular, etc.
(B) Errada - O RE não realiza a digestão intracelular, e o complexo de Golgi não participa da síntese
de ATP, etc.
(C) Correta - Todas as informações apresentadas estão corretas.
(D) Errada - O RE não é responsável pela formação de grãos de secreção e o complexo de Golgi não
tem a capacidade de neutralizar toxinas.
(E) Errada - O aparelho de Golgi não é responsável pela síntese de proteínas.
10. Resposta: D.
(A) - Errada - Não há na célula procariota a presença de mitocôndria.
(B) - Errada - As duas estruturas não estão presentes nas células procariotas.
(C) - Errada - Complexo de Golgi não está presente na célula procariota.
(D) - Correta - Somente o ribossomo é comum em células procariontes e eucariontes.
(E) - Errada - Não há na célula eucariota a presença de plasmídeo.
11. Resposta: C.
12. Resposta: C.
A classificação em procarióticas e eucarióticas é baseada na ausência ou presença de carioteca, uma
membrana que envolve o material nuclear. Nas células procarióticas, essa membrana está ausente e por
isso dizemos que elas não apresentam núcleo definido.
13. Resposta: B.
Cianobactérias e bactérias são seres que apresentam células procarióticas, ou seja, que não possuem
membrana envolvendo o material nuclear.
14. Resposta: E.
15. Resposta: A.
A duplicação do DNA ocorre durante a fase chamada de S, que fica entre G1 e G2.
16. Resposta: C.
A alternativa é incorreta, pois, no final da mitose, as células-filhas possuirão o mesmo número de
cromossomos da célula-mãe.
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17. Resposta: C.
É na metáfase que os cromossomos se dispõem na região mediana da célula e formam a chamada
placa equatorial.
Introdução3
O olho humano tem poder de resolução de aproximadamente 0,1 mm ou 100 µm. Isto significa que se
você olhar dois pontos separados por uma distância menor que 100 µm, esses pontos aparecerão como
um ponto único. Para distinguir estruturas separadas uma das outras por menos de 100 µm, há
necessidade de instrumentos ópticos que tenham poder de resolução aumentada. É importante salientar
a diferença entre poder de resolução e poder de aumento. Se você ampliar várias vezes uma mesma
fotografia comum, a imagem aumenta, mas os pontos separados por menos de 100 µm continuarão a
aparecer como um ponto só, borrado. É possível, portanto, aumentar a ampliação, sem, contudo,
melhorar a resolução. Os microscópios permitiram ao homem observar estruturas com ampliação maior
e maior resolução.
O limite de resolução dos microscópios ópticos, que são aqueles que utilizam a luz para iluminar o
objeto que está sendo analisado, é de cerca de 0,2 µm (ou 200 nm ou 2 000 Aº); é melhor que o olho
humano cerca de 500 vezes. Não se consegue construir microscópios ópticos com desempenho melhor
que este, pois o fator limitante é o comprimento de onda da luz.
Com o advento do microscópio eletrônico, o poder de resolução foi aumentado cerca de 1000 vezes
em relação ao microscópio óptico. Para isso, em vez de feixes de luz, empregam-se feixes de elétrons
para "iluminar" o objeto a ser analisado. As áreas do material que permitem melhor transmissão de
elétrons (regiões transparentes aos elétrons) aparecem como áreas claras; as áreas que absorvem ou
defletem os elétrons (regiões densas aos elétrons) aparecem como áreas escuras. Os microscópios
eletrônicos têm limite de resolução próximo de 2 Aº, cerca de 500 000 vezes maior que o do olho humano.
O microscópio óptico (MO)
Os primeiros microscópios de luz ou microscópios ópticos (MO) surgiram no século XVII,
principalmente com o holandês Antonvan Leeuwenhoek (1632-1723) e o inglês Robert Hooke (1635-
1703). Leeuwenhoek construía microscópios com uma única lente, que chegavam a aumentos de mais
de 200 vezes. Esses microscópios com uma lente só são chama os microscópios simples, e a imagem
fornecida não é boa. Hooke construiu seu microscópio com duas lentes: uma delas era a ocular e a outra,
a objetiva. Esses microscópios são chamados microscópios compostos, e a imagem fornecida é melhor
que a do microscópio composto.
Coloração
A maioria dos tecidos é incolor, o que torna difícil sua observação ao microscópio óptico. Devido a isso
foram introduzidos métodos para a coloração dos tecidos, de modo a tornar seus componentes visíveis e
destacados uns dos outros.
A coloração é feita usando-se geralmente misturas de substâncias químicas denominadas corantes. A
maioria dos corantes usados em histologia comportam-se como ácidos ou bases e tendem a formar
ligações salinas com radicais ionizáveis presentes nos tecidos. Os componentes dos tecidos que se
coram facilmente com corantes básicos são chamados basófilos, sendo chamados de acidófilos os que
se ligam a corantes ácidos.
O microscópio eletrônico (ME)
''... No início do século XIX estala definido o limite de resolução do microscópio óptico. Segundo o físico
alemão Ernst Abbe (1840-1905), esse limite dependia principalmente do comprimento de onda (λ) da luz
com que se observa o objeto. O MO não pode ver pontos do objeto mais próximos do que 0,2 micrometros
(1 µm = 10-3 mm), ou seja, seu aumento máximo está em torno de mil vezes. (Não muito mais do que
Leeuwenhoek conseguia!) O conhecimento dos fenômenos ondulatórios permite-nos saber que a imagem
de um ponto luminoso obtida através de uma lente é formada por um círculo central luminoso cercado de
anéis claros, com intensidades decrescentes (difração). Quando buscamos aumentos baixos, não
3http://www.penseambientalmente.com/disciplinas/microbio/am/amicrob3a_microscopio.pdf
2 Noções básicas de microscopia.
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observamos essa figura, mas é ela que determina o limite de aumento para cada cor da luz de iluminação.
Quanto maior λ mais crítica é a situação. Daí concluirmos que já atingimos o aumento máximo permitido
pelo MO, pois as aberrações (distorções) das lentes já foram suficientemente bem corrigidas, mas o nosso
olho infelizmente não vê a luz com λ menor que o violeta. É então que entramos com um novo universo
que o ME pôde proporcionar.
No início do século XX, o físico francês Louis De Broglie (1892-1987) propôs que partículas quânticas,
como o elétron, têm associadas a si ondas cujos comprimentos variam com o inverso da velocidade. Para
elétrons acelerados, por exemplo, por um potencial de 50 quilovolts (um kV = mil volts), λ é
aproximadamente dez mil vezes menor do que o da luz verde. Portanto, o efeito da difração para elétrons
seria extremamente menor do que para a luz. Esta é a razão teórica da capacidade de aumento do ME.
(...) Na década de 1930, Ernst Ruska (1906-1988), na Alemanha, construiu o que foi considerado como
o primeiro ME. Hoje em dia o ME pode chegar a aumentos acima de um milhão de vezes (mil vezes mais
que o MO), mas nas primeiras tentativas as imagens eram muito inferiores às do MO, em qualidade e
aumento.
O ME consiste basicamente em:
- canhão eletrônico com R fonte de elétrons (fio aquecido), que podem ser acelerados em potenciais
em geral de 20 até 100 KV.
- sistema elétrico para suprir as tensões e correntes do aparelho.
- lentes magnéticas, que são bobinas (fios enrolados) para produzir um campo magnético atuante
sobre os elétrons, tendo um efeito semelhante ao de uma lente comum para a luz.
- sistema de bombas para produzir alto vácuo (pressão de cerca de 10-6 atm) e permitir que os elétrons
migrem pelo tubo do aparelho, além de evitar a combustão do filamento pelo oxigênio do ar.
- tela fluorescente para produzir uma imagem final visível, quando atingida pelos elétrons.
O microscópio acima descrito é chamado microscópio eletrônico de transmissão (MET), pois o que se
observa é a projeção de uma fatia muito fina do material (como no MO, embora muito mais fina). Mais
recentemente, na década de 1960, surgiu o chamado microscópio eletrônico de varredura (MEV), cuja
aplicação está na observação da superfície dos materiais. Nesse aparelho, a superfície do material é
varrida ponto a ponto por um feixe de elétrons (...)
O preparo de amostras, particularmente as biológicas, é fundamental para obtenção de boas imagens.
Para o MET, a amostra deve ser fixada com reagente especifico, lavada, desidratada à água é substituída
por acetona) e imersa numa resina epóxi que endurece após ficar 48 horas numa estufa a 60°C. Aí então
ela é cortada em fatias finíssimas (espessura de 0,05 pm), corada com sais de metais pesados, como
urânio e chumbo, e só depois disso observada no MET.
No caso do MEV, como desejamos uma superfície bem preservada e que produza uma boa corrente
de elétrons secundários para obtenção de uma boa imagem, o material é fixado como na forma anterior,
mas a desidratação é feita por um método (ponto crítico do CO2 - dióxido de carbono) que praticamente
não deforma o material. Após essa desidratação, a amostra é coberta com fina camada de ouro, por
método especial (sputtering). Depois disso, ela está pronta para observação no MEV.
No Brasil temos algumas dezenas de MEs, muitos dedicados à pesquisa biológica. Uma área que tem
sido bastante auxiliada pelos MEs é a protozoologia, especialmente no estudo de protozoários
patogênicos tanto para os animais quanto para as plantas (...)
A microscopia eletrônica tem se desenvolvido muito nos últimos anos, culminando com a criação do
chamado microscópio de tunelamento quântico, cujos autores, Gerd Binning e Heinrich Roher, do Zurich
Research Laboratory (IBM), dividiram com Ruska o Prêmio Nobel de Física de 1986".
Microscópio Óptico ou Fotônico
Os microscópios ópticos modernos são descendentes do microscópio composto usado por Robert
Hooke. Podem também ser chamados microscópios fotônicos (do grego photos, luz), pois utilizam luz em
seu funcionamento.
Esses aparelhos possuem dois sistemas de lentes de vidro ou cristal (ocular e objetiva) e fornecem
ampliações da imagem geralmente entre cem e mil vezes.
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1 = ocular
2 = objetivas e revólver
3 = platina
4 = Charriot
5 = macrométrico
6 = micrométrico
7 = diafragma no condensador
8 = condensador
9 = botão do condensador
10 = dois parafusos centralizadores do condensador
11 = fonte de luz
12 = controle de iluminação
13 = diafragma de campo (alavanca no lado esquerdo do microscópio)
14 = dois parafusos de ajuste da lâmpada (esquerdo e direito)
15 = focalizadora da lâmpada (alavanca no lado direito do microscópio - não visível na fotografia)
No microscópio óptico, a luz proveniente do objeto observado atravessa as lentes objetiva e ocular e
chega ao olho do observador, onde se forma a imagem ampliada. Se empregarmos, por exemplo, uma
lente ocular que amplie dez vezes e uma lente objetiva que amplie cem vezes, o valor final da ampliação
será de mil vezes (o aumento da ocular multiplicado pelo aumento da objetiva).
Poder de resolução e limite de resolução
A qualidade de um microscópio não depende apenas da ampliação, mas também do poder de
resolução, que é a capacidade de distinguir pontos situados muito próximos (adjacentes) no objeto
observado. Quanto maior essa capacidade, melhor a definição da imagem.
O poder de resolução de um microscópio óptico tem limite. Se dois pontos estiverem a menos de 0,25
micrometro (1 um = 1 x 10 mm) um do outro, eles serão vistos como um único ponto. Essa distância éo
limite de resolução. O poder de resolução é função do comprimento de onda de luz visível utilizada (400
a 700 nm) e da abertura numérica (uma medida de capacidade de concentrar luz). O limite de resolução
é obtido com o menor comprimento de onda da luz visível e com a objetiva de maior abertura numérica.
- Lentes de maior aumento ◊ aberturas numéricas maiores
Quando as objetivas de 100x ou mais (de grande abertura numérica) são utilizadas, aplica-se uma
gota de óleo de imersão de alta pureza entre a espécime e a objetiva.
Quando o óleo é aplicado, os raios emergentes do espécime são coletados, aumentando assim a
quantidade de luz captada pela lente, melhorando a visualização da amostra.
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Métodos para observação microscópica
Preparação de lâminas para microscopia
Para ser observado ao microscópio óptico é necessário que o material seja translúcido, uma vez que
a imagem ampliada se forma depois de o feixe de luz atravessar o objeto e as lentes.
Após passar por um ou mais processos de preparação, como veremos a seguir, o material é colocado
sobre uma lamina retangular de vidro, que serve de suporte, e recoberto por uma lamínula fina e
geralmente quadrada. Esse conjunto é observado ao microscópio.
Esfregaço
No caso de materiais biológicos cujas células são soltas, como o sangue, por exemplo, pode-se
simplesmente colocar sobre a lamina uma gota do material, espalhando-o uniformemente, para que as
células se distribuam em uma fina camada, o que facilita a observação. Essa técnica é conhecida como
esfregaço e também pode ser usada para materiais cujas células sejam pouco unidas entre si. Células
da parte interna (mucosa) da boca, por exemplo, soltam-se facilmente quando raspadas de leve com um
palito, podendo ser espalhada sobre a lamina e observada ao microscópio.
Esmagamento
Alguns materiais têm células relativamente bem unidas, mas que, por esmagamento, se separam entre
a lamina e a lamínula. Em alguns casos, o material pode ser ligeiramente fervido para que as células se
separem, com maior facilidade. Por exemplo, partes vegetais macias, como pontas de raízes e anteras,
podem ser fervidas por alguns minutos em corante e esmagadas entre lamina e lamínula.
Coloração
Quando se observam ao microscópio preparações de material biológico fresco (vivo), pouco se
distingue da estrutura interna das células. As diferentes estruturas celulares apresentam pouco contraste
óptico, isto é, têm mais ou menos o mesmo grau de transparência à luz, de modo que a aparência do
conteúdo celular é homogênea. Para superar esse problema os citologistas desenvolveram técnicas de
coloração, que consiste em mergulhar a célula em uma substância denominada corante, capaz de tingir
diferencialmente uma ou mais partes celulares. Há umas poucas substâncias corantes que não matam
as células, e por isso são chamadas corantes vitais. Geralmente, porém, os corantes são tóxicos para as
células, sendo usados depois que estas foram fixadas.
Há dezenas de tipos de corante, cada um com suas propriedades específicas. A hematoxilina, por
exemplo, é um corante azul que apresenta grande afinidade pelo núcleo da célula e pouca afinidade pelo
citoplasma. Em muitos casos, uma mesma preparação pode ser submetida ao tratamento com dois ou
mais corantes, o que aumenta a diferenciação entre as estruturas celulares.
4Uma ideia bastante antiga, do tempo de Aristóteles, é a de que os seres vivos podem surgir por
geração espontânea (abiogênese). Apesar de conhecer a importância da reprodução, admitia-se que
certos organismos vivos pudesse surgir espontaneamente da matéria bruta. Observações do cotidiano
mostravam, por exemplo, que larvas de moscas apareciam no meio do lixo e poças de lama podiam exibir
pequenos animais. A conclusão a que se chegava era a de que o lixo e a lama haviam gerado diretamente
os organismos.
Entretanto, reconhecia-se que nem toda matéria bruta podia gerar vida. Assim, de um pedaço de ferro
ou pedra não surgia vida; mais de um pedaço de carne, uma porção de lama ou uma poça d´agua eram
capazes de gerar vida. Explicava-se esta capacidade de gerar ou não vida entre os distintos materiais
brutos alegando-se a necessidade de um “princípio ativo” que não esteja presente em qualquer matéria
bruta. O princípio ativo não era considerado algo concreto, mas uma capacidade ou potencialidade de
gerar vida.
Aos ideias a respeito da geração espontânea perduraram por muito tempo, apesar da sua forma
original ter evoluído aos poucos; ainda nos meados do século passado, havia numerosos partidários
dessa teoria, definitivamente destruída pelos trabalhos de Pasteur.
4 4 Uzunian, A.; Pinseta, D.; Sasson, S. 1991. Biologia p.118
3 Origem e evolução da vida. 3.1 Hipóteses sobre a origem da vida. 3.2 Teoria de
Lamarck e teoria de Darwin. 3.3 Origem do homem.
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Vamos descrever a partir de agora, alguns marcos na evolução das ideias sobre geração espontânea.
Redi, Needhan e Spallanzani
Em meados do século XVII, Francesco Redi realizou uma experiência que representou a primeira
tentativa experimental com finalidade de derrubar geração espontânea. Redi coloca pedaços de carne
em dois grupos de frascos; um dos grupos permanece aberto, enquanto o outro é recoberto por um
pedaço de gaze. Sobre a carne dos frascos abertos, após alguns dias, surgem larvas de moscas; nos
frascos cobertos não aparecem larvas. Redi concluiu que a carne não gera as larvas; moscas adultas
devem ter sido atraídas pelo cheiro de material em decomposição e desovaram sobre a carne. As larvas
nasceram, portanto, dos ovos postos pelas moscas. Essa ideia é ainda reforçada pela observação dos
frascos cobertos: sobre a gaze, do lado externo do frasco, algumas larvas apareceram. À ideia de que os
seres vivos se originam sempre de seres vivos chamamos biogênese.
Apesar da repercussão das experiências de Redi, a ideia de geração espontânea ainda não havia sido
derrubada. Ironicamente, foram o uso crescente do microscópio e a descoberta dos micro-organismos os
fatores que reforçaram a teoria da abiogênese: tais seres pequeninos, argumentava-se, eram tão simples,
que não era concebível terem a capacidade de reprodução; como conclusão óbvia, só podiam ser
formados por geração espontânea.
Em 1745, um estudioso chamado John Needham realizou experimento cujos resultados pareciam
comprovar as ideias da abiogênese. Nestes, vários caldos nutritivos, como sucos de frutas e extrato de
galinha, foram colocados em tubos de ensaio, aquecidos durante um certo tempo e em seguida lacrados.
A intenção de Needham, ao aquecer o caldo foi a de provocar a morte de organismos possivelmente
existentes nestes; o fechamento dos frascos destinava-se a impedir a contaminação por micróbios
externos. Apesar disso, os tubos de ensaio, passados alguns dias, estavam turvos e cheios de micro-
organismos, o que parecia demonstrar a verdade da geração espontânea.
Cerca de 25 anos depois, o italiano Lazaro Spallanzani repetiu as experiências de Needham. A
diferença no seu procedimento foi a de ferver os líquidos durante uma hora, não se limitando a aquecê-
los; em seguida os tubos foram fechados hermeticamente. Líquidos assim tratados mantiveram-se
estéreis, isto é, sem vida, indefinidamente. Desta forma, Spallanzani demonstrava que os resultados de
Needham não comprovavam a geração espontânea: pelo fato de aquecer por pouco tempo, Needham
não havia destruído todos os micróbios existentes, dando-lhes a oportunidade de proliferar novamente.
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Needham, porém, responde às críticas de Spallanzani com argumentos aparentemente muitofortes:
“…Spallanzani… selou hermeticamente dezenove frascos que continham diversas substâncias
vegetais e ferveu-os, fechados, por uma hora. Mas, pelo método de tratamento pelo qual ele torturou suas
dezenove infusões vegetais, fica claro que enfraqueceu muito ou até destruiu a força vegetativa das
substâncias em infusão…”
O aquecimento excessivo, segundo Needham, havia destruído o princípio ativo; sem princípio ativo,
nada de geração espontânea! É interessante notar que o próprio Spallanzani não soube refutar esses
argumentos, ficando as ideias da abiogênese consolidadas.
As experiências de Pasteur
Por volta de 1860, O cientista francês Louis Pasteur conseguiu derrubar definitivamente as ideias
sobre geração espontânea da vida. Seus experimentos foram bem semelhantes aos de Spallanzani,
porém com alguns aperfeiçoamentos. Vejamos como Pasteur descreve suas experiências.
“Coloquei em frascos de vidro os seguintes líquidos, todos facilmente alteráveis, em contato com o ar
comum: suspensão de lêvedo de cerveja em água, suspensão de lêvedo de cerveja em água e açúcar,
urina, suco de beterraba, água de pimenta. Aqueci e puxei o gargalo do frasco de maneira a dar-lhe
curvatura; deixei o líquido ferver durante vários minutos até que os vapores saíssem livremente pela
estreita abertura superior do gargalo, sem tomar nenhuma outra precaução. Em seguida, deixei o frasco
esfriar. É uma coisa notável, capaz de assombrar qualquer pessoa acostumada com a delicadeza das
experiências relacionadas à assim chamada geração espontânea, o fato de o líquido em tal frasco
permanecer imutável indefinidamente… Parecia que o ar comum, entrando com força durante os
primeiros momentos (do resfriamento), deveria penetrar no frasco num estado de completa impureza. Isto
é verdade, mas ele encontra um líquido numa temperatura ainda próxima do ponto de ebulição.
A entrada do ar ocorre, então, mais vagarosamente e, quando o líquido se resfriou suficientemente, a
ponto de não mais ser capaz de tirar a vitalidade dos germes, a entrada do ar será suficientemente lenta,
de maneira a deixar nas curvas úmidas do pescoço toda a poeira (e germes) capaz de agir nas infusões…
Depois de um ou vários meses no incubador, o pescoço do frasco foi removido por golpe dado de tal
modo que nada, a não ser as ferramentas, o tocasse, e depois de 24, 36 ou 48 horas, bolores se tornavam
visíveis, exatamente como no frasco aberto ou como se o frasco tivesse sido inoculado com poeira do
ar.”
Com esta experiência engenhosa, Pasteur também demonstrava que o líquido não havia perdido pela
fervura suas propriedades de abrigar vida, como argumentaram alguns de seus opositores. Além disso,
não se podia alegar a ausência do ar, uma vez que este entrava e saía livremente (apenas estava sendo
filtrado).
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A Evolução das Substâncias Químicas
Três teorias sobre a origem da vida
Há três posições “filosóficas” em relação à origem da vida. A primeira relaciona-se aos mitos da
“criação”, ideia criacionista, que afirmam que a vida foi criada por uma força suprema ou ser superior;
essa hipótese, evidentemente, foge ao campo de ação do raciocínio científico, não podendo ser testada
e nem refutada pelos métodos usados pela ciência.
A criação de Adão. Cena representa episódio do Livro do Gênesis, onde Deus origina o homem.
(Foto: Michelangelo/Reprodução)
Uma segunda posição, a panspermia, se refere à possibilidade de a vida ter se originado fora do
planeta Terra e ter sido “semeada” por pedaços de rochas, como meteoritos, que teriam trazido “esporos”
ou outras formas de vida alienígena. Esses teriam evoluído nas condições favoráveis da Terra, até originar
a diversidade de seres vivos que conhecemos.
Representação da teoria da panspermia
Um dado interessante: chegam todos os anos, à superfície da Terra, ao redor de mil toneladas de
meteoritos. Em algumas dessas rochas, foram encontradas substâncias orgânicas, como aminoácidos e
bases nitrogenadas. Ficou bastante claro, a partir da década de 70, que a matéria orgânica é muito mais
frequente no universo do que se acreditava antigamente. Um eminente astrônomo inglês, sir Fred Hoyle,
defende a ideia de que material biológico, como vírus, poderia ter chegado do espaço; Hoyle chega a
aceitar que isso aconteceria ainda hoje e que de alguma forma esse material “genético” novo poderia ser
incorporado aos organismos existentes, modificando assim sua evolução!
De qualquer forma, essas ideias não são seriamente consideradas pela maioria dos cientistas; para
começo de conversa, o aquecimento de qualquer corpo que entrasse na atmosfera terrestre seria de tal
ordem, que destruiria qualquer forma de vida semelhante às que conhecemos hoje. Por outro lado, aceitar
que a vida apareceu “fora” da Terra somente “empurraria” o problema para diante, já que não esclareceria
como a vida teria surgido fora daqui.
A terceira posição, a mais em voga hoje, aceita que a vida pode ter surgido espontaneamente sobre o
planeta Terra, através da evolução química de substâncias não vivas. Não é fácil ou seguro verificar
eventos que ocorreram há bilhões de anos, quando nosso planeta era muito diferente do que é hoje; no
entanto, os cientistas conseguiram reproduzir algumas das condições originais em laboratório e
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descobriram muitas evidências geológicas, químicas e biológicas que reforçam essa hipótese. Essa
terceira posição foi defendida pela primeira vez pelo cientista russo Oparin, em 1936, como veremos nos
itens a seguir.
Algumas pistas sobre o problema
Nos últimos 120 anos, várias ideias sobre a origem da Terra, sua idade, as condições primitivas da
atmosfera foram surgindo. Em particular, verificou-se que os mesmos elementos que predominam nos
organismos vivos (carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio) também existem fora deles; nos organismos
vivos estes elementos estão combinados de maneira a formar moléculas complexas, como proteínas,
polissacarídeos, lipídios e ácidos nucleicos. A diferença básica, então, entre matéria viva e matéria bruta
estaria sobretudo ao nível da organização desses elementos. O químico Wöhler, em 1828, já havia
fornecido a seguinte pista: substâncias “orgânicas” ou complexas, como a ureia, podem ser formadas em
condições de laboratório a partir de substâncias simples, “inorgânicas”. Se as condições adequadas
surgiram da Terra, no passado, então a vida poderia ter aparecido do inorgânico.
Uma simples análise das características que os seres vivos exibem hoje mostra, independentemente
de sua forma ou tamanho, a presença dos mesmos “tijolos” básicos em todos eles: açúcares simples, os
20 tipos de aminoácidos, os 4 nucleotídeos de DNA e os 4 de RNA, e os lipídios. Ora, depois da pista
dada por Wöhler, a que nos referimos, os químicos descobriram que esses compostos podem ser feitos
em laboratório, se houver uma fonte de carbono, de nitrogênio, e uma certa quantidade de energia
disponível. Assim sendo, se as condições adequadas tivessem estado presentes, no passado da Terra,
essas substâncias poderiam ter se formado sem grandes dificuldades.
Várias dessas ideias foram organizadas e apresentadas de forma clara e coerente pelo bioquímico
russo Aleksandr I. Oparin, em 1936, no seu livro “A origem da vida.
As ideias de Oparin
5Aleksandr Oparin (1894-1980) foi um bioquímico russo que retomou e aprofundou os estudos sobre
a origem da vida, por volta de 1920, segundo a Teoria da evolução química, juntamente com o biólogo
inglês John Burdon S. Haldane (1892-1964). Essa teoria foi proposta inicialmente por Thomas Huxley
(1825-1895).
Nessa teoria, a vida teve origem a partir da evolução de compostos químicos inorgânicos, que se
combinaram formando diversos tipos de moléculas orgânicas simples, como aminoácidos,carboidratos,
bases nitrogenadas, etc., que por sua vez se combinaram formando moléculas mais complexas como
lipídios, ácidos nucléicos, proteínas, que se agruparam formando estruturas complexas, dando origem
aos seres vivos.
Segundo Oparin, a Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos e no início sua temperatura era muito
elevada. O resfriamento e a solidificação da crosta ocorreram mais tarde, por volta de 2,5 bilhões de anos.
As temperaturas do planeta iam diminuindo gradativamente, e com isso, a água que evaporava se
condensava na atmosfera e caía novamente, sob a forma de chuva, que evaporavam novamente, pois
as temperaturas ainda eram muito elevadas. Nessa época aconteceram tempestades torrenciais todos
os dias, durante milhões de anos.
Alguns cientistas acreditam que cerca de 1018 toneladas de matéria foram agregadas ao planeta Terra
através de colisões com asteróides. Essas colisões provocavam um aumento na temperatura.
A atmosfera primitiva era composta por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, que se
ligaram formando os compostos amônia (NH3), metano (CH4), hidrogênio (H2) e vapor de água (H2O).
Nessa época ainda não havia gás oxigênio (O2), nem nitrogênio (N2).
Com o ciclo de chuvas e tempestades havia muitas descargas elétricas. Essas descargas atuavam
sobre as moléculas, promovendo ligações químicas e formando moléculas mais complexas, como os
aminoácidos.
Com o resfriamento da Terra, começou a formação de áreas alagadas e exposição das rochas. Essas
imensas áreas alagadas deram origem aos oceanos. A água da chuva arrastava os compostos para as
rochas. O calor das rochas promoveu ligações químicas entre as moléculas presentes, originando
proteinóides, cadeias de aminoácidos, etc.
Essa moléculas, conforme a temperatura da terra ia diminuindo, iam se tornando mais complexas e
fazendo cada vez mais ligações, transformando a água dos oceanos em grandes sopas orgânicas. As
proteínas formadas foram se aglomerando, até formar os coacervados.
5 Amabis, José Mariano. Biologia. Volume 1. Editora Moderna
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Em algum momento dessa evolução, os coacervados evoluíram e adquiriram a capacidade de se
alimentar e reproduzir, dando origem a um ser vivo primitivo muito simples.
A comprovação experimental
O bioquímico Miller tentou reproduzir em laboratório algumas das condições previstas por Oparin.
Construiu um aparelho, que era um sistema fechado, no qual fez circular durante 7 dias uma mistura de
gases: metano, hidrogênio, amônia e vapor de água estavam presentes. Um reservatório de água
aquecido à temperatura de ebulição permitia a formação de mais vapor de água, que circulava arrastando
os outros gases.
Num certo lugar do aparelho, a mistura era submetida a descargas elétricas constantes, simulando os
“raios” das tempestades que se acredita terem existido na época. Um pouco adiante, a mistura era
esfriada e, ocorrendo condensação, tornava-se novamente líquida. Ao fim da semana, a água do
reservatório, analisada pelo método da cromatografia, mostrou a presença de muitas moléculas
orgânicas, entre as quais alguns aminoácidos.
Miller, com esta experiência, não provava que aminoácidos realmente se formaram na atmosfera
primitiva; apenas demonstrava que, caso as condições de Oparin tivessem se verificado, a síntese de
aminoácidos teria sido perfeitamente possível.
Fox, em 1957, realiza a seguinte experiência: aquece uma mistura seca de aminoácidos e verifica que
entre muitos deles acontecem ligações peptídicas, formando-se moléculas semelhantes a proteínas
(lembre-se de que na ligação peptídica ocorre perda de água ou desidratação). Os resultados de Fox
reforçam a seguinte ideia: se, de fato, aminoácidos caíram sobre as rochas quentes, trazidos pela água
da chuva, eles poderiam ter sofrido combinações formando moléculas maiores, os proteinoides, que
acabariam sendo carregadas aos mares em formação. Percebe-se que Fox tenta testar parte das ideias
de Oparin, e seu ponto de partida foi, sem dúvida, a experiência de Miller.
A química dos coloides explica e prevê a reunião de grandes moléculas em certas condições, formando
os agregados que chamamos coacervados.
É evidente, porém, que a última etapa da hipótese de Oparin nunca poderá ser testada em laboratório;
em outros termos, para conseguirmos que um entre trilhões de coacervados se transformasse, por acaso,
em um ser vivo muito simples, teríamos de dispor de um laboratório tão grande quanto os mares
primitivos, que contivesse, portanto, um número infinitamente grande de coacervados; além disso,
teríamos de dispor de um tempo infinitamente grande, que possibilitasse inúmeras colisões e reações
químicas que foram necessárias para se obter pelo menos um sucesso.
Será que, devido à impossibilidade de teste experimental, devemos repelir “a priori” esta fase?
Podemos pelo menos pensar nela em termos estatísticos. Vamos dar a palavra a um célebre biólogo,
George Wald, que examinou minuciosamente o assunto.
6Ideias recentes sobre a origem da vida
Acredita-se hoje que, provavelmente, a composição da atmosfera primitiva foi diferente do que
acreditava Oparin; ela teria contido CO, CO2, H2, N2 e vapor de água (não haveria, portanto, metano nem
6 Armênio Uzunian, Dan Edésio Pinseta, Sezar Sasson
fonte: Biologia; introdução à Biologia pp. 97-105. (Livro 1). São Paulo: Gráfica e 1991.
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amônia; as fontes de carbono seriam o CO e o CO2, enquanto a de nitrogênio seria o N2). Vapor de água
e de gás carbônico teriam sido produzidos pela intensa atividade vulcânica. Mesmo assim, isso não
invalida experimentos do tipo “Miller”. Na realidade, foram feitas desde então muitas variantes dessa
experiência, modificando-se os gases utilizados e colocando-se algumas substâncias minerais; os
cientistas chegaram a obter mais de 100 tipos de “tijolos” orgânicos simples, incluindo nucleotídeos e
ATP.
O poder da argila
Algumas teorias recentes dão conta de que os longos polímeros, como proteinoides e fitas de ácidos
nucleicos, podem ter se formado, como alternativa às rochas quentes da crosta, em “moldes” de argila.
De fato, para ocorrer polimerização, deve haver uma alta concentração das unidades constituintes; na
argila, essa concentração pode ter sido alta. Além disso, a argila pode ter agido como “catalisadora” e
promovido o aparecimento de ligações simples, como as peptídicas, com perda de água. Alguns biólogos
acreditam ainda que a argila foi o meio em que se formaram moléculas RNA, a partir de nucleotídeos
simples. A energia para essa polimerização poderia ter sido proveniente do calor da crosta; ou do calor
do sol, ou ainda da radiação ultravioleta.
Coacervados ou microesferas?
Há mais de um modelo, além da ideia de coacervados, para explicar como moléculas grandes, tipo
proteinoides, teriam se agregado na água, formando estruturas maiores. O pesquisador Fox, colocando
proteinoides em água, obteve a formação de pequeninas esferas.
Bilhões de microesferas podem ser obtidas a partir da mistura de um grama de aminoácidos aquecidos,
algumas delas formando cadeias, de forma muito semelhante a algumas bactérias atuais. Cada
microesfera tem uma camada externa de moléculas de água e proteínas e um meio interno aquoso, que
mostra algum movimento, semelhante à ciclose. Essas microesferas podem absorver e concentrar outras
moléculas existentes na solução ao seu redor. Podem também se fundir entre si, formando estruturas
maiores; em algumas condições, aparecem na superfície “brotos” minúsculos que podem se destacar e
crescer.
Como apareceu o gene?
Uma coisa que é importante entender: na hipótese original de Oparin, não há referência aos ácidos
nucleicos;não se sabia na época que eles constituem os genes. Muita gente então acreditava que os
genes fossem de natureza proteica; afinal, havia sido demonstrada a enorme importância das proteínas
como enzimas, material construtor e anticorpos. Dá para entender, por isso, a ênfase que Oparin dá ao
aparecimento da proteína. No entanto a hipótese original foi readaptada quando ficou patente a identidade
entre genes e ácidos nucleicos.
Acredita-se hoje que a primeira molécula informacional tenha sido o RNA, e não o DNA. Foi feita a
interessantíssima descoberta de que certos “pedaços” de RNA têm uma atividade catalítica: eles
permitem a produção, a partir de um molde de RNA e de nucleotídeos, de outras fitas de RNA idênticas
ao molde! A esses pedaços de RNA com atividade “enzimática”, os biólogos chamam de ribozimas. Isso
permite explicar o eventual surgimento e duplicação dos ácidos nucleicos, mesmo na ausência das
sofisticadas polimerases que atuam hoje.
O DNA deve ter sido um estágio mais avançado na confecção de um material genético estável;
evidentemente, os primeiros DNA teriam sido feitos a partir de um molde de RNA original. Isso lembra
bastante, você vai concordar, o modo de atuação do retrovírus, como o da AIDS!
De qualquer forma, esses “genes nus”, isto é, envolvidos por nada, mas livres na argila ou na água,
podem ter num período posterior “fixado residência” numa estrutura maior, como um coacervado ou uma
microesfera…
Um dos problemas ainda mais perturbadores nessa história toda, relaciona-se ao surgimento do
CÓDIGO GENÉTICO. Em outras palavras, o aparecimento de proteínas ou de moléculas de ácidos
nucleicos com a capacidade de duplicação, nas condições postuladas, pode ser imaginado sem muita
dificuldade, mas permanece extremamente misterioso o método pelo qual as moléculas de ácidos
nucleicos teriam tomado conta do controle da produção de proteínas específicas, que tivessem um valor
biológico e de sobrevivência. Quem sabe o tempo se encarregará de nos fornece novas evidências…
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Os primeiros organismos: autótrofos ou heterótrofos?
Para entender claramente esta discussão, é útil recordar as equações de três processos biológicos
básicos, fermentação, respiração e fotossíntese, que reproduzimos a seguir.
Existem duas hipóteses sobre a origem da vida: a hipótese autotrófica, que propõe que o primeiro
ser vivo foi capaz de sintetizar seu próprio alimento orgânico, possivelmente por fotossíntese, e a
hipótese heterotrófica, que prevê que os primeiros organismos se nutriam de material orgânico já pronto,
que retiravam de seu meio. A maioria dos biólogos atuais acha a hipótese autotrófica pouco aceitável
devido a um fato simples: para a realização da fotossíntese, uma célula deve dispor de um equipamento
bioquímico mais sofisticado do que o equipamento de um heterótrofo. Como admitir que o primeiro ser
vivo, produzido através de reações químicas casuais, já possuísse esse grau de sofisticação? É claro que
o primeiro ser vivo poderia ter surgido complexo; porém é muito menos provável que isso tenha
acontecido.
Por outro lado, se o primeiro organismo era heterótrofo, o que ele comeria? Hoje os heterótrofos
dependem, para sua nutrição, direta ou indiretamente, dos autótrofos autossintetizantes. No entanto não
se esqueça de que, de acordo com a hipótese de Oparin, o primeiro organismo surgiu num mar repleto
de coacervados orgânicos, que não haviam chegado ao nível de complexidade adequada. Esses
coacervados representam então uma fonte abundante de alimento para nosso primeiro organismo, que
passaria a comer seus “irmãos” menos bem sucedidos.
Admitamos um primeiro organismo heterótrofo, para o qual alimento não era problema. Pode-se obter
energia do alimento através de dois processos: a respiração que depende de O2 molecular, inexistente
na época, e a fermentação, processo mais simples, cuja realização dispensa a presença de oxigênio.
Estabeleçamos, a título de hipótese mais provável, que o primeiro organismo deva ter sido um
heterótrofo fermentador. A abundância inicial de alimento permite que os primeiros organismos se
reproduzam com rapidez; não se esqueça também de que todos os mecanismos da evolução biológica,
como a mutação e seleção natural, estão atuando, adaptando os organismos e permitindo o aparecimento
de características divergentes.
Surge a fotossíntese
A velocidade de consumo do alimento, no entanto, cresce continuamente, já que o número de
organismos aumenta; a reposição desse alimento orgânico através das reações químicas que
descrevemos é obviamente muito mais lenta que o seu consumo. Perceba que, se não surgissem por
evolução os autótrofos, a vida poderia ter chegado num beco sem saída por falta de alimento.
Em algum momento anterior ao esgotamento total do alimento nos mares, devem ter aparecido os
primeiros organismos capazes de realizar fotossíntese; possivelmente usaram como matéria prima o CO2
residual dos processos de fermentação. Sua capacidade de produzir alimento fechava o ciclo
produtor/consumidor e permitia o prosseguimento da vida.
Surge a respiração
Um resíduo do processo fotossintético é o oxigênio molecular; por evolução devem ter surgido mais
tarde os organismos capazes de respirar aerobicamente, que utilizaram o O2 acumulado durante milhões
de anos pelos primeiros autótrofos.
A respiração, não se esqueça, permite extrair do alimento maior quantidade de energia do que a
fermentação. Seguramente o modo de vida “respirador” representa, na maioria dos casos, uma grande
vantagem sobre o método “fermentador”; não devemos estranhar que a maioria dos organismos atuais
respire, apesar de ter conservado a capacidade de fermentar.
Lembre-se, ainda, de que a presença de oxigênio molecular na atmosfera acaba permitindo o
aparecimento na atmosfera da camada de ozônio, que permite a filtração de grande parte da radiação
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ultravioleta emitida pelo sol. Essa radiação é fortemente mutagênica; porém os organismos aquáticos
estariam parcialmente protegidos, já que a água funciona como um filtro para ela. De qualquer maneira,
o aparecimento do ozônio prepara o terreno para uma futura conquista do ambiente seco, caso alguns
organismo um dia se aventurem a fazer experiência.
Aparece a membrana celular
É muito provável que os primeiros organismos tenham sido mais complexos do que os vírus atuais,
porém mais simples do que as células mais simples que se conhecem.
Um citologista chamado Robertson acredita que, por evolução, os organismos iniciais devam ter
“experimentado” vários tipos de membranas. A vantagem de uma membrana envolvente é clara: ela
fornece proteção contra choques mecânicos e, portanto, maior estabilidade à estrutura; porém ela
representa uma barreira entre o organismo e o alimento a seu redor, o que é uma desvantagem.
Assim, a membrana ideal deveria ser resistente, com um certo grau de elasticidade, sem deixar de ser
suficientemente permeável. Num certo estágio da evolução dos seres vivos, apareceu a membrana
lipoproteica, que reúne todos esses atributos e certamente foi um sucesso total, já que todos os seres
vivos atuais de estrutura celular a possuem.
Nesse estágio, pode-se falar em organismos procariontes, muito semelhantes às mais simples
bactérias atuais.
Procariontes originam eucariontes
Uma membrana traz, entretanto, alguns problemas adicionais: ela se constitui, de certa forma, num
obstáculo para o crescimento da estrutura viva. Vamos explicar: à medida que a célula cresce, seu volume
aumenta, assim como a superfície de sua membrana; porém a superfície cresce MENOS
proporcionalmente, do que o volume. Desse modo, a célula MAIOR se alimenta PIOR. A única forma de
restabelecer a relação favorável entre superfície e volume é a divisão da célula, que,assim, nunca pode
passar de um certo tamanho.
Portanto o volume dos primeiros organismos é limitado, já que a partir de um certo tamanho tem de
acontecer divisão celular. Robertson propõe que, por evolução biológica, alguns organismos devem ter
adquirido a capacidade genética de dobrar sua membrana para fora (evaginação). Dessa forma, sem
mudanças apreciáveis de volume, aumentaria a superfície em contado como meio. Perceba que na
proposta de Robertson fica implícita a ideia de que todos os orgânulos celulares membranosos tiveram a
mesma origem; membranas nucleares, do retículo, do Golgi e plasmática nada mais seriam do que
dobramentos de uma primitiva membrana.
Na célula atual, de fato, verificam-se dois fatos que apoiam fortemente as ideias de Robertson:
Há comunicação entre todas as membranas celulares, que se apresentam formando um sistema
membranoso único.
Todas as membranas celulares têm a mesma composição e são lipoproteicas.
Assim teriam aparecido, muito provavelmente, as primeiras células eucarióticas, que, em alguns casos,
levaram vantagem quando competiam com os procariontes. Apesar disso, os procariontes continuaram
existindo: são, como sabemos, as inúmeras espécies de bactérias e as cianofíceas atuais.
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A origem de algumas organelas celulares
Uma teoria muito em voga atualmente a respeito da origem das organelas celulares é a endossimbiose.
Trata-se da seguinte ideia: alguns organismos procariontes teriam sido “engolidos” por células maiores
de eucariontes, ficando no interior da célula, mas com capacidade de reprodução independente e
realizando determinadas funções. Acredita-se que mitocôndrias e cloroplastos possam ter se originado
dessa forma. As mitocôndrias podem ter sido um dia bactérias independentes; os cloroplastos, talvez
cianofíceas ou baterias fotossintetizantes.
Os argumentos a favor dessa ideia são muito fortes: cloroplastos e mitocôndrias possuem material
genético próprio, semelhante ao DNA de bactéria. Esse DNA tem capacidade de duplicação, de
transcrição; ribossomos existentes no interior desses orgânulos produzem também proteínas próprias.
Por fim, ambos os orgânulos têm a capacidade de se reproduzir no interior da célula “hospedeira”.
Uma “troca de favores” poderia ter se estabelecido entre a célula maior e a menor. No caso da
mitocôndria, que teria obtido proteção e alimento, sua presença teria permitido que a célula maior
aprendesse a RESPIRAR oxigênio, com todas as vantagens inerentes. A simbiose com um procarionte
fotossintetizante faria que os eucariontes hospedeiros tivessem síntese de alimento “em domicílio”,
obviamente um processo muito vantajoso.
A evolução biológica
Atualmente os seres vivos estão adaptados ao meio em que vivem, isto é, entre os seres vivos e o
ambiente há um ajuste com papel fundamental para a sua sobrevivência. O flamingo rosa se alimenta de
cabeça para baixo, adaptando-se à procura de alimento no lodo em que vive; os cactos suportam o meio
desértico seco graças às adaptações nele existentes; os beija-flores, com seus longos bicos, estão
adaptados à coleta do néctar contido nas flores tubulosas que visitam. Esses e numerosos outros
exemplos são reveladores da perfeita sintonia que existe entre os seres e os seus ambientes de vida.
Antigamente, a ideia de que as espécies seriam fixas e imutáveis foi defendida pelos filósofos gregos
chamados de fixistas. Estes propunham que as espécies vivas já existiam desde a origem do planeta e
a extinção de muitas delas deveu-se a eventos especiais como, por exemplo, catástrofes, que teriam
exterminado grupos inteiros de seres vivos. O filósofo grego Aristóteles, grande estudioso da natureza,
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não admitia a ocorrência de transformação das espécies, pois acreditava que os organismos eram
distribuídos segundo uma escala de complexidade, em que cada ser vivo tinha seu lugar definido.
Visão aristotélica de que as espécies eram fixas e imutáveis
Entretanto, partir do século XIX, uma série de pensadores passou a admitir a ideia da substituição
gradual de espécies por outras através de adaptações a ambientes em contínuo processo de mudança.
Essa corrente de pensamento, transformista, explicava a adaptação como um processo dinâmico, ao
contrário do que propunham os fixistas. Para o transformismo, a adaptação das espécies é alcançada a
medida que muda o meio. Nessa concepção, os serres mais adaptados ao ambiente em mudança
sobrevivem, já os menos adaptados são eliminados. Essa ideia deu origem ao evolucionismo.
Evolução biológica é a adaptação das espécies a meios continuamente em mudança. Entretanto,
essa mudança das espécies nem sempre implica aperfeiçoamento ou melhora, podendo acarretar, em
alguns casos a uma simplificação. É o caso das tênias, vermes achatados parasitas: embora nelas não
exista tubo digestivo, estão perfeitamente adaptadas ao parasitismo no tubo digestivo do homem e de
muitos outros vertebrados.
Adaptação: a espécie em mudança
Dentre os exemplos que ilustram a adaptação das espécies às mudanças do meio, três se destacam
por seu caráter clássico:
a) a resistência de bactérias aos antibióticos;
b) a coloração protetora das mariposas da espécie Biston betularia.
a) A resistência de bactérias aos antibióticos
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O problema da resistência bacteriana a antibióticos caracteriza um caso de adaptação de um grupo
de organismos frente a mudanças ambientais. À medida que antibióticos são inadequadamente utilizados
no combate a infecções causadas por bactérias, o que na realidade se está fazendo é uma seleção de
indivíduos resistentes a determinado antibiótico. Sendo favorecidos, os indivíduos resistentes, pouco
abundantes de início, proliferam, aumentando novamente a população de micro-organismos.
b) A coloração protetora das mariposas
Em meados do século passado, a população de certo tipo de mariposa nos arredores de Londres era
constituída predominantemente por indivíduos de asas claras, embora entre elas se encontrassem
algumas de asas escuras. A explicação para esse fato fica lógica se lembrarmos que nessa época os
troncos das árvores eram recobertos por certo tipo de vegetais, os líquenes, que conferiam-lhes uma cor
acinzentada. Na medida em que a industrialização provocou aumento de resíduos poluentes gasosos, os
troncos das árvores passaram a ficar escurecidos, como consequência da morte dos líquenes e do
excesso de fuligem. Nessa região, passou a haver predominância de mariposas de asas escuras, o que
denota outro caso de adaptação de um grupo de indivíduos frente a uma mudança ambiental. Procure
entender a semelhança existente entre esses dois exemplos de adaptação e o exemplo da resistência de
insetos a inseticidas.
As evidências da evolução
Durante a fase polêmica da discussão evolucionista, muitos argumentos foram utilizados. Uma das
evidências mais importantes da ocorrência de Evolução biológica é dada pelos fósseis, que podem ser
conceituados como “restos ou vestígios de seres vivos de épocas remotas”. Por meio deles, verifica-se
que havia organismos completamente diferentes dos atuais, argumento poderoso para os defensores do
transformismo. Outras evidências evolutivas podem ser citadas: a semelhança embriológica e anatômica
existente entre os componentes de alguns grupos animais, notadamente os vertebrados; a existência de
estruturas vestigiais, como, por exemplo, o apêndice vermiforme humano, desprovido de função quando
comparado aos apêndices funcionais de outros vertebrados. Modernamente, dá-se muito valor à
semelhança bioquímica existente entre diferentes animais. É o caso de certas proteínas componentes do
sangue do homem e dosmacacos.
Lamarck x Darwin
A partir do século XIX, surgiram algumas tentativas de explicação para a Evolução biológica. Jean
Baptiste Lamarck, francês, e Charles Darwin, inglês, foram os que mais coerentemente elaboraram
teorias sobre o mecanismo evolutivo. Foi Darwin, no entanto, o autor do monumental trabalho científico
que revolucionou a Biologia e que até hoje persiste como a Teoria da Seleção Natural das espécies.
A teoria de Darwin
A partir da ideia de adaptação de populações a seus ambientes, fica fácil entender as propostas de
Charles Darwin (1809-1882), inglês, autor da teoria da Seleção Natural. Imaginando-se dois ratos, um
cinzento e outro albino, é provável que em muitos tipos de ambientes o cinzento leve vantagem sobre o
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albino. Se isto realmente acontecer, é sinal de que o ambiente em questão favorece a sobrevivência de
indivíduos cinzentos ao permitir que, por exemplo, eles fiquem camuflados entre as folhagens de uma
mata. Os albinos, sendo mais visíveis, são mais atacados por predadores. Com o tempo, a população de
ratos cinzentos, menos visada pelos atacantes, começa a aumentar, o que denota seu sucesso. É como
se o ambiente tivesse escolhido, dentre os ratos, aqueles que dispunham de mais recursos para enfrentar
os problemas oferecidos pelo meio. A esse processo de escolha, Darwin chamou Seleção Natural. Note
que a escolha pressupõe a existência de uma variabilidade entre organismos da mesma espécie. Darwin
reconhecia a existência dessa variabilidade. Sabia também que na natureza, a quantidade de indivíduos
de certa espécie que nascem é maior que aquela que o ambiente pode suportar. Além disso, era
conhecido o fato de que o número de indivíduos da população fica sempre em torno de uma certa
quantidade ótima, estável, devido, principalmente, a altas taxas de mortalidade.
É óbvio que a mortalidade seria maior entre indivíduos menos adaptados a seu meio, pelo processo
de escolha ou “seleção natural”. Perceba, então, que a ideia de Darwin parte do princípio importante de
que existe variabilidade entre os indivíduos de uma mesma espécie e que essa variabilidade pode permitir
que indivíduos se adaptem ao ambiente.
Assim, para Darwin, a adaptação é resultado de um processo de escolha dos que já possuem a
adaptação. Essa escolha, efetuada pelo meio, é a Seleção Natural e pressupõe a existência prévia de
uma diversidade específica. Então, muda o meio. Havendo o que escolher (variabilidade), a seleção
natural entra em ação e promove a adaptação da espécie ao meio. Quem não se adapta, desaparece.
O Darwinismo, a conhecida teoria da “Evolução Biológica por adaptação das espécies aos meios em
mudança através da Seleção Natural”, pode ser assim esquematizado:
É claro que, em ambientes diferentes, variações distintas serão valorizadas. Isso explica por que duas
populações da mesma espécie podem se adaptar de maneiras bastante diversificadas em ambientes
diferentes.
Neodarwinismo
O trabalho de Darwin despertou muita atenção mas também suscitou críticas. A principal era relativa
à origem da variabilidade existente entre os organismos de uma espécie. Darwin não teve recursos para
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entender por que os seres vivos apresentam diferenças individuais. Não chegou sequer a ter
conhecimento dos trabalhos que um monge chamado Mendel realizava, cruzando plantas de ervilha. O
problema só foi resolvido a partir do início do século XX, com o advento da ideia de gene. E só então ficou
fácil entender que mutações e recombinação gênica são as duas importantes fontes de variabilidade entre
as espécies. Assim, o darwinismo foi complementado, surgindo o que os evolucionistas modernos
conhecem como Neodarwinismo ou Teoria Sintética da Evolução e que se apoia nas ideias básicas de
Darwin.
Fica fácil entender, agora, o mecanismo da resistência bacteriana aos antibióticos usados para o seu
combate. Partindo do princípio da existência prévia de variabilidade, uma população bacteriana deve ser
formada por dois tipos de indivíduos: os sensíveis e os resistentes. O uso inadequado de um antibiótico
deve eliminar as bactérias sensíveis, favorecendo as resistentes, que são selecionadas. As bactérias
resistentes proliferam e promovem a adaptação da espécie ao ambiente modificado. Qualquer outro
problema de adaptação das espécies a ambientes em modificação pode ser explicado utilizando-se o
raciocínio neodarwinista.
A ideia de Lamarck
Um dos primeiros adeptos do transformismo foi o biólogo francês Lamarck, que, como você verá,
elaborou uma teoria da Evolução, embora totalmente desprovida de fundamento científico.
No mesmo ano em que nascia Darwin, Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) propunha uma ideia
elaborada e lógica. Segundo ele, uma grande mudança no ambiente provocaria numa espécie a
necessidade de se modificar, o que a levaria a mudanças de hábitos.
Se o vento e as águas podem esculpir uma rocha, modificando consideravelmente sua forma, será
que os seres vivos não poderiam ser também moldados pelo ambiente? Teria o ambiente o poder de
provocar modificações adaptativas nos seres vivos?
Lamarck acreditava que sim. Considerava, por exemplo, que mudanças das circunstâncias do
ambiente de um animal provocariam modificações suas necessidades, fazendo que ele passasse a adotar
novos hábitos de vida para satisfazê-las. Com isso o animal passaria a utilizar mais frequentemente certas
partes do corpo, que cresceriam e se desenvolveriam, enquanto outras partes não seriam solicitadas,
ficando mais reduzidas, até se atrofiarem. Assim, o ambiente seria o responsável direto pelas
modificações nos seres vivos, que transmitiriam essas mudanças aos seus descendentes, produzindo um
aperfeiçoamento da espécie ao longo das gerações.
Com base nessa premissa, postulou duas leis. A primeira, chamada Lei do Uso e Desuso, afirmava
que, se para viver em determinado ambiente fosse necessário certo órgão, os seres vivos dessa espécie
tenderiam a valorizá-lo cada vez mais, utilizando-o com maior frequência, o que o levaria a hipertrofiar.
Ao contrário, o não uso de determinado órgão levaria à sua atrofia e desaparecimento completo ao longo
de algum tempo.
A segunda lei, Lamarck chamou de Lei da Herança dos Caracteres Adquiridos. Através dela postulou
que qualquer aquisição benéfica durante a vida dos seres vivos seria transmitida aos descendentes, que
passariam a tê-la, transmitindo-a, por sua vez, às gerações seguintes, até que ocorresse sua
estabilização.
A partir dessas suas leis, Lamarck formulou sua teoria da evolução, apoiado apenas em alguns
exemplos que observara na natureza. Por exemplo, as membranas existentes entre os dedos dos pés
das aves nadadoras, ele as explicava como decorrentes da necessidade que elas tinham de nadar.
Cornos e chifres teriam surgindo como consequência das cabeçadas que os animais davam em suas
brigas. A forma do corpo de uma planta de deserto seria explicada pela necessidade de economizar água.
Por que não podemos aceitar as teses de Lamarck?
Na verdade não podemos simplesmente achar erradas as ideias de Lamarck sem dizer exatamente o
porquê do erro. É preciso saber criticá-las com argumentos que evidenciam o erro nelas contido. Assim,
pode-se dizer que a lei do uso e desuso só será válida se a alteração que ela propõe estiver relacionada
a alterações em órgãos de natureza muscular e, ainda, alterações que não envolvam mudanças no
material genético do indivíduo. A cauda de um macaco sul-americano não cresceu porque o animal
manifestou o desejo de se prender aos galhos de uma árvore. Tal mudança deveria envolver antes uma
alteração nos genes encarregados da confecção da cauda.
Com relação à lei da transmissão das características adquiridas, é preciso deixar bem claro que
eventosque ocorrem durante a vida de um organismo, alterando alguma sua característica, não podem
ser transmissíveis à geração seguinte. O que uma geração transmite à outra são genes. E os genes
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transmissíveis já existem em um indivíduo desde o momento em que ele foi um zigoto. E, fatos que
ocorram durante sua vida não influenciarão exatamente aqueles genes que ele deseja que sejam
alterados.
Lamarck e Darwin frente a frente: o tamanho do pescoço das girafas:
A Especiação
Especiação é o nome dado ao processo de surgimento de novas espécies a partir de uma espécie
ancestral. De modo geral, para que isso ocorra é imprescindível que grupos da espécie original se
separem e deixem de se cruzar. Essa separação constitui o isolamento geográfico e pode ocorrer por
migração de grupos de organismos para locais diferentes e distantes, ou pelo surgimento súbito de
barreiras naturais intransponíveis, como rios, vales, montanhas, etc., que impeçam o encontro dos
componentes da espécie original. O isolamento geográfico, então, é a separação física de organismos da
mesma espécie por barreiras geográficas intransponíveis e que impedem o seu encontro e cruzamento.
A mudança de ambiente favorece a ação da seleção natural, o que pode levar a uma mudança inicial
de composição dos grupos. A ocorrência de mutações casuais do material genético ao longo do tempo
leva a um aumento da variabilidade e permite a continuidade da atuação da seleção natural. Se após
certo tempo de isolamento geográfico os descendentes dos grupos originais voltarem a se encontrar,
pode não haver mais a possibilidade de reprodução entre eles. Nesse caso, eles constituem novas
espécies. Isso pode ser evidenciado através da observação de diferenças no comportamento reprodutor,
da incompatibilidade na estrutura e tamanho dos órgãos reprodutores, da inexistência de descendentes
ou, ainda, da esterilidade dos descendentes, no caso de eles existirem. Acontecendo alguma dessas
possibilidades, as novas espécies assim formadas estarão em isolamento reprodutivo, confirmando,
desse modo, o sucesso do processo de especiação.
Podemos dividir a especiação em três tipos, que serão explicados a seguir:
1. Especiação alopátrica;
2. Especiação simpátrica;
3. Especiação parapátrica.
1. Especiação alopátrica
A especiação alopátrica ocorre quando duas espécies são separadas por um isolamento geográfico.
O isolamento pode ocorrer devido à grande distância ou uma barreira física, como um deserto, rio ou
montanha. A especiação bem-sucedida é vista na figura abaixo. Os tentilhões observados por Darwin é
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um exemplo dessa especiação na qual ele observou que, nas ilhas Galápagos, eles se diferenciavam
pelo tipo de bico. Além disso, seria uma forma de adaptação à dieta alimentar de cada uma das 14
espécies.
Exemplo de especiação alopátrica (Foto: USP)
2. Especiação simpátrica
A especiação simpátrica diferencia-se da alopátrica pela ausência da separação geográfica. Nessa
especiação, duas populações de uma mesma espécie vivem na mesma área, mas não há cruzamento
entre as mesmas, resultando em diferenças que levarão à especiação, ou seja, a uma nova espécie. Isso
pode ocorrer pelo fato dos indivíduos explorarem outros nichos, como insetos herbívoros que
experimentam uma nova planta hospedeira.
Moscas que vivem no mesmo local, mas se alimentam de frutos diferentes. (Foto: USP)
3. Especiação parapátrica
A especiação parapátrica ocorre em duas populações da mesma espécie que também não possuem
nenhuma barreira física, mas sim uma barreira ao fluxo gênico (migração de genes) entre as espécies. É
uma população contínua, mas que não se cruza aleatoriamente, caso tenha o intercruzamento, o
resultado são descendentes híbridos. Um exemplo dessa especiação é o caso das gramíneas
Anthoxanthum, que se diferenciou por certas espécies estarem fixadas em um substrato contaminado
com metais pesados.
Dessa forma, houve a seleção natural para esses indivíduos, que foram se adaptando para genótipos
tolerantes a esses metais pesados. Ao longo prazo, essas espécies foram adquirindo características
diferentes, como a mudança de floração impossibilitando o cruzamento, acabando com o fluxo gênico
entre esses grupos.
Espécie de gramínea à esquerda em um solo não contaminado e à direita, contaminada por metais
pesados (Foto: USP)
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Irradiação adaptativa
Há muitos indícios de que a evolução dos grandes grupos de seres vivos foi possível a partir de um
grupo ancestral cujos componentes, através do processo de especiação, possibilitaram o surgimento de
espécies relacionadas. Assim, a partir de uma espécie inicial, pequenos grupos iniciaram a conquista de
novos ambientes, sofrendo uma adaptação que lhes possibilitou a sobrevivência nesses meios. Desse
modo teriam surgido novas espécies que em muitas características apresentavam semelhanças com
espécies relacionadas e com a ancestral. Esse fenômeno evolutivo é conhecido como Irradiação
Adaptativa, e um dos melhores exemplos corresponde aos pássaros fringilídeos de Galápagos estudados
por Darwin. Originários do continente sul-americano, irradiaram-se para diversas ilhas do arquipélago,
cada grupo adaptando-se às condições peculiares de cada ilha e, consequentemente, originando as
diferentes espécies hoje lá existentes.
Para que a irradiação possa ocorrer, é necessário em primeiro lugar que os organismos já possuam
em seu equipamento genético as condições necessárias para a ocupação do novo meio. Este, por sua
vez, constitui-se num segundo fator importante, já que a seleção natural adaptará a composição do grupo
ao meio de vida.
Convergência adaptativa
Processo que é resultante da adaptação de grupos de organismos de espécies diferentes a um mesmo
hábitat. Por estarem adaptados ao mesmo hábitat, possuem semelhanças em relação à organização de
corpo sem necessariamente possuírem grau de parentesco.
Estes organismos, por viverem num mesmo tipo de ambiente e estarem adaptados ao mesmo,
possuem estruturas que apresentam a mesma função que são chamadas órgãos análogos, como, por
exemplo as asas de um morcego e as patas de um leão.
São semelhantes pela função e não por terem uma mesma origem embrionária ou pelos organismos
possuírem ancestral comum.
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Homologia e analogia
Agora que sabemos o que é irradiação adaptativa e convergência adaptativa, fica fácil entender o
significado dos termos homologia e analogia. Ambos utilizados para comparar órgãos ou estruturas
existentes nos seres vivos. Por homologia entende-se semelhança entre estruturas de diferentes
organismos, unicamente a uma mesma origem embriológica. As estruturas homológicas podem exercer
ou não a mesma função.
O braço do homem, a pata do cavalo, a asa do morcego e a nadadeira da baleia são estruturas
homológicas entre si, pois todas têm a mesma origem embriológica. Nesses casos, não há similaridade
funcional.
Ao analisar, entretanto, a asa do morcego e a asa da ave, verifica-se que ambas têm a mesma origem
embriológica e estão ainda associadas a mesma função.
A analogia refere-se à semelhança morfológica entre estruturas, em função de adaptação à execução
da mesma função.
As asas dos insetos e das aves são estruturas diferentes quanto à origem embriológica, mas ambas
estão adaptadas à execução de uma mesma função: o voo. São estruturas análoga
7EVOLUÇÃO HUMANA
A Evolução Humana é o processo de mudança e desenvolvimento, ou evolução, pelo qual os seres
humanos emergiram como uma espécie distinta. É tema de um amplo questionamento científico que
busca entenderem eucariontes e procariontes.
As células procariontes ou procariotas apresentam inúmeras características que as diferem das células
eucariontes. Entretanto, sua maior diferença é que as células dos organismos procariontes (bactérias e
1 Identidade dos seres vivos. 1.1 Aspectos físicos, químicos e estruturais da
célula. 1.2 Organelas. 1.3 Organização celular: seres procariontes, eucariontes e
sem organização celular. 1.4 Funções celulares: síntese, transporte, eliminação
de substâncias e processos de obtenção de energia (fermentação, fotossíntese e
respiração celular). 1.5 Ciclo celular.
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cianofíceas) não possuem carioteca. Esta estrutura consiste em uma membrana que separa o material
genético do citoplasma. Conforme pode ser observado na figura abaixo, a células eucariontes ou
eucariotas possuem a carioteca, individualizando o material nuclear da célula, isto é, tornando o núcleo
um compartimento isolado do restante das organelas dispersas no citoplasma.
Unidade fundamental da vida
A teoria celular afirma que todos seres vivos são constituídos por células e produtos resultantes das
atividades celulares. Portanto, a célula representa a unidade estrutural e funcional dos seres vivos, da
mesma forma que o átomo é a unidade fundamental dos compostos químicos. Salvo raras exceções a
célula realiza um ciclo no qual se alteram duas grandes fases: interfase e mitose. A interfase representa
à fase de multiplicação. Durante a interfase, em função de sua estrutura, a célula é classificada em função
de sua estrutura, a célula é classifica em eucariótica e procariótica.
Na célula eucariótica existem três componentes básicos: membrana, citoplasma e núcleo.
Na célula procariota não existe um núcleo, sendo o mesmo substituído por um equivalente nuclear
chamado nucleoide. Os vírus escapam a essa classificação por não apresentam estrutura celular.
Membrana plasmática
Todas as células procariotas e eucariotas apresentam na superfície um envoltório, a membrana
citoplasmática, também chamada de membrana plasmática ou plasmalema. Os vírus, não sendo de
natureza celular, não possuem membrana plasmática; apresentam somente um envelope de natureza
proteica, que envolve um filamento de ácido nucleico, seja ele DNA e RNA.
Além de conter o citoplasma, essa membrana regula a entrada e saída de substância, permitindo que
a célula mantenha uma composição química definida, diferente do meio extracelular.
- Constituição da membrana plasmática
A membrana plasmática, por ser constituída de uma associação de moléculas de fosfolipídios com
proteínas, é chamada de lipoproteica. Da mesma maneira, todas as outras membranas biológicas, tais
como as do reticulo, da mitocôndria e do sistema golgiense são lipoproteicas.
O modelo atualmente aceito da estrutura da membrana plasmática foi proposto por Singer e Nicholson.
De acordo com este modelo a membrana plasmática apresenta duas camadas de fosfolipídios onde estão
“embutidas” proteínas. Sendo a camada de lipídios fluida, ela tem uma consistência semelhante à do
óleo. Dessa forma, lipídios e proteínas estariam constantemente mudando de lugar de forma dinâmica.
Por outro lado, o encaixe de proteínas entre os lipídios lembra um mosaico. Esses dois fatos justificam a
expressão mosaico fluido, que se usa para designar este modelo.
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As proteínas da membrana plasmática exercem grandes variedades de funções: atuam
preferencialmente nos mecanismos de transporte, organizando verdadeiros túneis que permitem a
passagem de substâncias para dentro e para fora da célula, funcionam como receptores de membrana,
encarregadas de receber sinais de substâncias que levam alguma mensagem para a célula, favorecem
a adesão de células adjacentes em um tecido, servem como ponto de ancoragem para o citoesqueleto.
- Transportes entre célula e ambiente
A membrana celular exerce um papel importante no que se diz respeito à seletividade de substâncias
- característica esta chamada permeabilidade seletiva. Neste processo, elas podem ser:
- Impedidas de atravessar o espaço intracelular ou intercelular;
- Transportadas, mas com gasto de energia (transporte ativo);
- Transportadas, sem gasto de energia (transporte passivo).
No transporte passivo, temos a difusão simples, difusão facilitada e osmose. Neste contexto
abordaremos apenas as duas primeiras, que ocorrem a fim de igualar a concentração intra e extracelular.
- 1Transporte Passivo
Ocorre sempre a favor do gradiente, no sentido de igualar as concentrações nos dois lados (interno e
externo) da membrana. Não envolve nenhum gasto de energia.
a) Difusão simples
Consiste na passagem de partículas de soluto do local de maior para o local de menor concentração,
tendendo a estabelecer um equilíbrio. É um processo geralmente lento, exceto quando o gradiente de
concentração é muito elevado ou quando as distâncias a serem percorridas pelas partículas forem muito
pequenas.
A passagem de substâncias relativamente grandes através da membrana se dá por intermédio de
poros que ela possui, e que põe diretamente em contato o hialoplasma e o meio extracelular.
A velocidade com a qual determinadas moléculas se difundem pelas membranas das células depende
de alguns fatores, anteriormente citados: tamanho das moléculas, carga elétrica, polaridade, etc.
b) Difusão facilitada
Certas substâncias entram na célula a favor do gradiente de concentração e sem gasto energético,
mas com uma velocidade maior do que a permitida pela difusão simples. Isto ocorre, por exemplo, com a
glicose, com alguns aminoácidos e certas vitaminas. A velocidade da difusão facilitada não é proporcional
à concentração da substância. Aumentando-se a concentração, atinge-se um ponto de saturação, a partir
do qual a entrada obedece à difusão simples. Isto sugere a existência de uma molécula transportadora
chamada permease na membrana. Quando todas as permeases estão sendo utilizadas, a velocidade não
pode aumentar. Como alguns solutos diferentes podem competir pela mesma permease, a presença de
um dificulta a passagem do outro.
c) Osmose
A osmose é a difusão da água através de uma membrana semipermeável (M.S.P.). É um fenômeno
físico-químico que ocorre quando duas soluções aquosas de concentrações diferentes entram em contato
através de uma membrana semipermeável. Existem muitos tipos dessas membranas, exemplos: Papel
celofane, bexiga animal, paredes de células, porcelana, cenoura sem o miolo (oca).
No movimento osmótico a água passa obedecendo ao gradiente de pressão de difusão, sendo um
mecanismo de transporte passivo. Observe as figuras abaixo:
Quando solução e solvente puro (água) estão separados por uma membrana semipermeável, a água
passa rapidamente de onde tem maior pressão de difusão (água pura) para onde tem menor pressão de
difusão (solução).
1 www.sobiologia.com.br
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. 4
Quando duas soluções de concentrações diferentes estão separadas por uma membrana
semipermeável, a água passa mais rapidamente de onde tem maior pressão de difusão (a solução diluída)
para onde tem menor pressão de difusão (solução concentrada).
- Transporte Ativo
Soluções de mesma pressão osmótica são chamadas de isotônicas. Em soluções de diferentes
pressões osmóticas, a solução de menor pressão é chamada de hipotônica e a de maior pressão é
chamada de hipertônica. Caso se aplica uma pressão sobre a solução maior que a pressão osmótica
ocorre o processo denominado de osmose inversa, e é a partir desse processo que se obtém o sal.
Neste processo, as substâncias são transportadas com gasto de energia, podendo ocorrer do local de
menor para o de maior concentração (contra oe descrever como a mudança e o desenvolvimento acontecem. O estudo da evolução
humana engloba muitas áreas da ciência, como a Psicologia Evolucionista, a Biologia Evolutiva, a
Genética e a Antropologia Física. O termo “humano”, no contexto da evolução humana, refere-se ao
gênero Homo. Mas, os estudos da evolução humana usualmente incluem outros hominídeos, como os
Australopithecus.
Histórico da paleoantropologia
A moderna área da paleoantropologia começou com o descobrimento do Neandertal e evidências de
outros “homens das cavernas” no século 19. A ideia de que os humanos eram similares a certos macacos
era óbvia para alguns há algum tempo. Mas, a ideia de evolução biológica das espécies em geral não foi
legitimizada até à publicação de A Origem das Espécies por Charles Darwin em 1859. Apesar do primeiro
livro de Darwin sobre evolução não abordar a questão da evolução humana, era claro para leitores
contemporâneos o que estava em jogo. Debates entre Thomas Huxley e Richard Owen focaram na ideia
de evolução humana, e quando Darwin publicou seu próprio livro sobre o assunto (A descendência do
Homem e Seleção em relação ao Sexo), essa já era uma conhecida interpretação da sua teoria—e seu
bastante controverso aspecto. Até muitos dos apoiadores originais de Darwin (como Alfred Russel
Wallace e Charles Lyell) rejeitaram a ideia de que os seres humanos poderiam ter evoluído sua
capacidade mental e senso moral pela seleção natural.
Desde o tempo de Lineu, alguns grandes macacos foram classificados como sendo os animais mais
próximos dos seres humanos, baseado na similaridade morfológica. No século XIX, especulava-se que
nossos parentes mais próximos eram os chimpanzés e gorilas. E, baseado na distribuição natural dessas
espécies, supunha-se que os fósseis dos ancestrais dos humanos seriam encontrados na África e que os
humanos compartilhavam um ancestral comum com os outros antropoides africanos.
Foi apenas na década de 1920 que fósseis além dos de Neandertais foram encontrados. Em 1925,
Raymond Dart descreveu o Australopithecus africanus. O espécime foi Bebé de Taung, um infante de
7 http://www.portalsaofrancisco.com.br/biologia/evolucao-humana
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Australopithecus descoberto em Taung, África do Sul. Os restos constituíam-se de um crânio muito bem
preservado e de um molde endocranial do cérebro do indivíduo. Apesar do cérebro ser pequeno (410
cm3), seu formato era redondo, diferentemente daqueles dos chimpanzés e gorilas, sendo mais
semelhante ao cérebro do homem moderno. Além disso, o espécime exibia dentes caninos pequenos e
a posição do foramen magnum foi uma evidência da locomoção bípede. Todos esses traços convenceram
Dart de que o “bebê de Taung” era um ancestral humano bípede, uma forma transitória entre “macacos”
e humanos. Mais 20 anos passariam até que as reinvindicações de Dart fossem levadas em consideração,
seguindo a descoberta de mais fósseis que lembravam o achado de Dart. A visão prevalente naquele
tempo era a de que um cérebro grande se desenvolveu antes da locomoção bípede.
Pensava-se que a inteligência presente nos humanos modernos fosse um pré-requisito para o
bipedalismo.
Os Australopithcineos são agora vistos como os ancestrais imediatos do gênero Homo, o grupo ao
qual os homens modernos pertencem. Tanto os Australopithecines quanto o Homo pertencem à família
Hominidae, mas dados recentes têm levado a questionar a posição do A. africanus como um ancestral
direto dos humanos modernos; ele pode muito bem ter sido um primo mais distante.
Os Australopithecines foram originalmente classificados em dois tipos: gráceis e robustos. A
variedade robusta de Australopithecus tem, desde então, sido reclassificada como Paranthropus. Na
década de 1930, quando os espécimes robustos foram descritos pela primeira vez, o gênero
Paranthropus foi utilizado.
Durante a década de 1960, a variedade robusta foi transformada em Australopithecus. A tendência
recente tem-se voltado à classificação original como um gênero separado.
8A Teoria da Savana
Um dos aspectos mais fascinantes da pesquisa paleoantropológica se refere à influência da Teoria da
Savana neste campo científico. A Teoria da Savana é normalmente ligada ao trabalho de Raymond Dart.
Em seu artigo em Nature no ano 1925 Dart sugeriu um cenário evolutivo para a origem do
Australopithecus africanus: por consequência de mudanças climáticas e uma subsequente redução
das matas, o A. africanus abandonou a vida arborícola e passou a se adaptar a uma vida nas savanas.
Este modelo teórico foi aceito pelas gerações seguintes de paleoantropólogos e se tornou a explicação
mais comum nos livros sobre evolução humana, popularizado também em inúmeros livros de ciência
popular. A Teoria da Savana foi vista como um fato indisputável, desde que os fósseis de hominídeos
encontrados na África pareciam confirmar este modelo teórico.
Em 1993, Renato Bender, um cientista brasileiro de residência na Suíça iniciou uma análise histórica
da Teoria da Savana. Os resultados desta pesquisa foram apresentados 1999 em uma dissertação no
Instituto de Esportes e Ciências Esportivas da Universidade de Berna. Neste trabalho foi demonstrado
que a Teoria da Savana não tem sua origem no trabalho de Raymond Dart. Bender provou que a ideia
de uma adaptação à vida nos “campos abertos” é muito antiga, tendo sido já mencionada em 1809 pelo
famoso cientista francês Jean-Baptiste de Lamarck. Este fato é de enorme importância na avaliação
científica da Teoria da Savana, tendo em vista que os descobrimentos dos fósseis não tiveram influência
alguma na formulação destas especulações.
A partir desta análise, Bender sugeriu que a Teoria da Savana se denominasse “Freilandhypothesen”,
uma palavra alemã que pode ser traduzida pela expressão “Hipótese dos Campos Abertos” (HCA).
Bender insistiu no uso desta expressão no plural, afim de abranger as diferentes versões deste grupo de
especulações que foram publicadas nos últimos 200 anos da história da HCA.
Totalmente independente de Bender, e a partir de outras considerações, sugeriu também o Professor
Phillip Tobias, um paleoantropólogo de renome internacional da África do Sul, um distanciamento das
HCA. Nos últimos anos vários paleoantropólogos também passaram a se distanciar destas especulações,
reconhecendo que estas não tenham a base científica antigamente tida como certa. Um dos exemplos
mais impressionantes deste distanciamento podemos ver na obra Biology, um livro clássico de Campbell
e Reece (2006, 848-849) e muito influente no campo biológico.
Através desta gradual perda de suporte na HCA, os cientistas passaram a se interessar por
explicações alternativas dentro do mundo científico. Uma das alternativas é a Teoria Aquática, também
conhecida por Aquatic Ape Theory ou Aquatic Ape Hypothesis. O interessante nesta teoria é o fato que
ela foi divulgada e desenvolvida durante muito tempo em obras populares, não tendo apoio de cientistas.
Bem ao contrário: até poucos anos atrás esta teoria era normalmente mencionada como um exemplo
clássico de uma especulação infundada. A situação está mudando rapidamente. Por exemplo a médica
suíça Nicole Bender-Oser escreveu uma dissertação histórica sobre a origem da Teoria Aquática (teoria
8www.geocities.com
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esta formulada pela primeira vez pelo médico alemão Max Westenhöfer em 1923). Este trabalho foi
honorado no ano 2004 pela Universidade de Berna. Além disso, na obra acima citada de Campbell e
Reece, a Teoria Aquática é apresentada como a alternativa mais convincente entre as atuais opções da
literatura especializada.
Antes do Homo
Os primeiros hominídeos
Sahelanthropus tchadensis
Orrorin tugenensis
Ardipithecuskadabba
Ardipithecus ramidus
Gênero Australopithecus
Australopithecus anamensis
Australopithecus afarensis
Australopithecus africanus
Australopithecus garhi
Gênero Paranthropus
Paranthropus aethiopicus
Paranthropus boisei
Paranthropus robustus
Gênero Homo
Na taxonomia moderna, o Homo sapiens é a única espécie existente desse gênero, Homo. Do mesmo
modo, o estudo recente das origens do Homo sapiens geralmente demonstra que existiram outras
espécies de Homo, todas as quais estão agora extintas. Enquanto algumas dessas outras espécies
poderiam ter sido ancestrais do H. sapiens, muitas foram provavelmente nossos “primos”, tendo
especificado a partir de nossa linhagem ancestral.
Ainda não há nenhum consenso a respeito de quais desses grupos deveriam ser considerados como
espécies em separado e sobre quais deveriam ser subespécies de outras espécies. Em alguns casos,
isso é devido à escassez de fósseis, em outros, devido a diferenças mínimas usadas para distinguir
espécies no gênero Homo.
A palavra homo vem do Latim e significa “pessoa”, escolhido originalmente por Carolus Linnaeus em
seu sistema de classificação. É geralmente traduzido como “homem”, apesar disso causar confusão, dado
que a palavra “homem” pode ser genérica como homo, mas pode também referir-se especificamente aos
indivíduos do sexo masculino. A palavra latina para “homem” no sentido específico ao gênero é vir,
cognato com “virile” e “werewolf”. A palavra “humano” vem de humanus, a forma adjetiva de homo.
Homo habilis
Viveu entre cerca de 2,4 a 1,5 milhões de anos atrás (MAA). H. habilis, a primeira espécie do gênero
Homo, evoluiu no sul e no leste da África no final do Plioceno ou início do Pleistoceno, 2,5–2 MAA, quando
divergiu do Australopithecines. H. habilis tinha molares menores e cérebro maior que os
Australopithecines, e faziam ferramentas de pedra e talvez de ossos de animais.
Homo erectus
Viveu entre cerca de 1,8 (incluindo o ergaster) ou de 1,25 (excluindo o ergaster) a 0,70 MAA. No
Pleistoceno Inferior, 1,5–1 MAA, na África, Ásia, e Europa, provavelmente Homo habilis possuía um
cérebro maior e fabricou ferramentas de pedra mais elaboradas; essas e outras diferenças são suficientes
para que os antropólogos possam classificá-los como uma nova espécie, Homo erectus. Um exemplo
famoso de Homo erectus é o Homem de Pequim; outros foram encontrados na Ásia (notadamente na
Indonésia), África, e Europa. Muitos paleoantropólogos estão atualmente utilizando o termo Homo
ergaster para as formas não asiáticas desse grupo, e reservando a denominação Homo erectus apenas
para os fósseis encontrados na região da Ásia e que possuam certas exigências esqueléticas e dentárias
que diferem levemente das do ergaster.
Homo ergaster
Viveu entre cerca de 1,8 a 1,25 Milhões de anos. Também conhecido como Homo erectus ergaster
Homo heidelbergensis
O Homem de Heidelberg viveu entre cerca de 800 a 300 mil anos atrás. Também conhecido como
Homo sapiens heidelbergensis e Homo sapiens paleohungaricus.
Homo sapiens idaltu
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Viveu há cerca de 160 mil anos (subespécie). É o humano moderno anatomicamente mais antigo
conhecido. Eles não enterravam os corpos das pessoas mortas, acreditando que elas pudessem retornar
à vida
Homo floresiensis
Viveu há cerca de 12 mil anos (anunciado em 28 de Outubro de 2004 no periódico científico Nature).
Apelidado de hobbit por causa de seu pequeno tamanho.
Homo neanderthalensis
Viveu entre 250 e 30 mil anos atrás. Também conhecido como Homo sapiens neanderthalensis. Há
um debate recente sobre se o “Homem de Neanderthal” foi uma espécie separada, Homo
neanderthalensis, ou uma subespécie de H. sapiens. Enquanto o debate continua, a maioria das
evidências, adquiridas através da análise do DNA mitocondrial e do Y-cromosomal DNA, atualmente
indica que não houve nenhum fluxo genético entre o H. neanderthalensis e o H. sapiens, e,
consequentemente, eram duas espécies diferentes.
Em 1997 o Dr. Mark Stoneking, então um professor associado de antropologia da Universidade
de Penn State, disse: “Esses resultados [baseados no DNA mitocondrial extraído dos ossos do
Neanderthal] indicam que os Neanderthais não contribuíram com o DNA mitocondrial com os humanos
modernos … os Neanderthais não são nossos ancestrais.” Investigações subsequentes de uma segunda
fonte de DNA de Neanderthal confirmaram esses achados
Homo sapiens
Surgiu há cerca de 200 mil anos. Entre 400 mil anos atrás e o segundo período interglacial no
Pleistoceno Médio, há cerca de 250 mil anos, a tendência de expansão craniana e a tecnologia na
elaboração de ferramentas de pedra desenvolveu-se, fornecendo evidências da transição do Homo
erectus ao Homo sapiens.
A evidência direta sugere que houve uma migração do Homo erectus para fora da África, então uma
subsequente especiação para o H. sapiens na África. (Há poucas evidências de que essa especiação
ocorreu em algum lugar). Então, uma subsequente migração dentro e fora da África eventualmente
substituiu o anteriormente disperso Homo erectus. Entretanto, a evidência atual não impossibilita a
especiação multiregional. Essa é uma área calorosamente debatida da paleoantropologia. “Sapiens”
significa “sábio” ou “inteligente.”
Evolução Humana
Origem e Evolução do Ser Humano
África, o berço da humanidade
É comum indagarmos sobre a nossa origem. Viemos mesmo dos macacos? Antigamente a pergunta
era ouvida com desprezo e incredulidade, mas hoje é recebida com naturalidade.
A origem do ser humano – esse mamífero tão especial – deve ser analisada, pois o comportamento
humano tem raízes num passado remoto, quando um ser meio macaco, meio humano ocupava as
florestas e depois as savanas da África, onde devem ter surgido os primeiros ancestrais dos seres
humanos.
Há milhões de anos, a África era coberta por densas florestas e macacos movimentavam-se em
bandos. Terremotos, porém, modificaram a paisagem, fazendo surgir montanhas de até 3 mil metros de
altitude ao longo do continente.
Essas modificações transformaram não só a paisagem como também o clima: as grandes
elevações formaram uma barreira contra a passagem da umidade tão necessária à manutenção das
florestas; consequentemente, as árvores escassearam, diminuindo as áreas de florestas, em parte
substituídas por matas, savanas e desertos.
Há milhões de anos, a formação de montanhas muito altas impediu a passagem de correntes
aéreas, ricas em umidade, da região litorânea para o interior. O litoral, mais úmido, manteve as
florestas lá existentes, enquanto no interior a vegetação tornou-se escassa.
Posteriormente, outras modificações da crosta terrestre originaram um grande vale que, estendendo-
se de norte a sul, funcionou como um obstáculo natural às populações animais que viviam no leste e no
oeste.
Separados por essa barreira natural, grupos de macacos passaram a viver em lugares com condições
ambientais diferentes, fato que propiciou o ambiente ideal à formação de uma nova espécie.
A formação de um longo e sinuoso vale (Vale da Grande Fenda, Tanzânia), há cerca de 12
milhões de anos, funcionou como uma grande barreira, impedindo a comunicação entre os
animais de regiões diferentes.
Assim, o destino dos seres vivos que ficaram nessas novas regiões dependia da adaptação às novas
condições do meio; se se adaptassem sobreviveriam; se não, pereceriam.
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Separados por essa barreira natural, os indivíduos foram sofrendo pequenas modificações que, ao
longo de muitas gerações, resultaram populações com características físicas e comportamentais
diferentes em cada uma das regiões. Assim, alguns desses macacos do passado continuaram habitando
as árvores das florestas remanescentes e originaram o orangotango, o gorila e o chimpanzé; outros, que
ocupavam a região que se modificou,para poder sobreviver, abandonaram as árvores, aventuraram-se
pelo chão e deram origem aos humanos.
Isso não se deu num passe de mágica, mas foram necessários milhões de anos em que,
gradativamente, foram se acumulando modificações até se formar uma nova espécie: a humana.
A floresta primitiva apresentava grande variedade de folhas e frutos comestíveis, alimento farto e
variado aos nossos antepassados que não precisavam deslocar-se a grandes distâncias para obtê-lo nem
de horário certo para se alimentar. Viviam em bandos e saciavam a fome nos lugares por onde passavam.
Com as mudanças das condições ambientais escassearam as florestas e apareceram as savanas, e
já não havia mais a mesma fartura de alimento. As espécies, então, iniciaram uma grande competição
pelo alimento. Provavelmente alguns macacos se aventuraram fora do ambiente em que sempre tinham
vivido, para procurar outras fontes de subsistência. Para sobreviver, modificaram os hábitos alimentares,
pois a vegetação escassa forçava-os a procurar outros alimentos, levando-os provavelmente a
especializar-se mais na caça de pequenos animais para complementar a sua alimentação.
Todas as modificações que ocorreram em seu organismo que os capacitaram a caçar com mais
facilidade provavelmente foram mantidas, pois, caçando mais, teriam alimentação de melhor qualidade,
e esse fator aumentaria as chances de sobreviver, ter filhos e transmitir as novas características às
gerações futuras.
Seres da mesma espécie, quando se acasalam, dão origem a descendentes férteis. O mesmo
não acontece quando o cruzamento se dá entre animais de espécies diferentes.
Fisicamente, porém, havia um grande empecilho: não possuíam características de caçador. Não
tinham presas desenvolvidas nem garras nem esqueletos que lhes permitissem locomover-se em pé,
olhando por sobre o capim, com as mãos livres para empunhar paus, pedras e carregar o que coletavam.
A caça de animais maiores tornava-se difícil… Algo deveria mudar... Teriam chances de sobreviver?
A evolução do ser humano
O antropólogo Richard Leakey, em seu livro A origem da espécie humana, afirma que a primeira
espécie de macaco bípede – o fundador da família humana – era fisicamente diferente dos macacos
atuais e devia alimentar-se de talos, sementes, raízes, brotos e insetos, da mesma forma que fazem hoje
os babuínos das regiões montanhosas da Etiópia. Talvez comesse animais que já encontrava mortos e,
como os chimpanzés, usasse gravetos para desenterrar raízes ou espantar adversários.
Acredita-se que a partir desse animal, que viveu entre 5 e 7 milhões de anos atrás, surgiu a família
humana.
Mas somente há 3 milhões de anos aproximadamente os hominídeos (espécies humanas
ancestrais) proliferaram e deram origem a novos tipos: um deles a linhagem do Homo, que originou
o homem moderno.
Entre esse ancestral e o ser humano atual – conhecido nos meios científicos como Homo sapiens
sapiens – houve uma série de outros tipos.
Por meio dos fósseis sabemos que progressivas modificações determinaram um aumento da estatura
e também do volume do cérebro. Este quase triplicou, passando de 500 para 1.400 centímetros cúbicos
no homem atual. Como tudo isso aconteceu?
O ser humano originou-se pela seleção natural, o mesmo processo evolutivo que deu origem a todos
os seres vivos.
Nas células de todos os seres vivos há os cromossomos e, nestes, os genes. Os genes são estruturas
responsáveis por todas as características que identificam um ser. Definem-lhe desde a forma até as
substâncias que compõem suas células, assim como o seu funcionamento.
Os genes são formados por uma substância conhecida como DNA, que contém as informações
genéticas necessárias à vida em um sistema chamado código genético. Ocasionalmente, este código se
modifica e, consequentemente, as substâncias que vão ser formadas nesse ser, o que alterará as
características determinadas pelo gene. Essas modificações geralmente casuais são as mutações, que
constituem a base ou a matéria-prima da evolução. Se esta modificação for favorável ao ser, aumentando-
lhe a probabilidade de sobrevivência no meio, a mutação será mantida. Essas mudanças ocorrem
continuamente e, por serem graduais, são assimiladas naturalmente pelas populações, passando
despercebidas aos nossos olhos.
Desse modo, somos, entre outras coisas, o resultado da herança genética codificada em nosso DNA,
originada não só do nosso grupo familiar e racial, mas também dos nossos antepassados que viveram há
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milhões de anos. Entretanto, não podemos chegar ao extremo de acreditar que o DNA seja o único
responsável por tudo o que somos. Agindo sobre o nosso material genético comum, a cultura cria
inúmeras e variadas tradições.
A própria formação dos grupos étnicos é resultado das mutações. Grupos humanos dispersaram-se
por várias regiões da Terra e ficaram muito tempo isolados geograficamente. Durante o período de
isolamento, sofreram pequenas modificações que se foram somando e dando-Ihes características
diferentes. Se um desses grupos tivesse permanecido isolado por longo período de tempo, tantas
poderiam ter sido as modificações causadas pelas mutações que talvez até impossibilitassem o
cruzamento ou a formação de um descendente caso esses grupos se encontrassem. Neste caso ter-se-
ia se formado uma nova espécie. No entanto, isso não aconteceu.
O isolamento geográfico durante um certo período de tempo deu a cada grupo étnico características
genéticas próprias. Mas o ser humano é, também, resultado do ambiente cultural e social em que vive.
Assim, ocorre naturalmente uma seleção imposta pelo ambiente, sobrevivendo aquele que estiver mais
adaptado a ele. A esse processo – o principal mecanismo da Teoria da Evolução enunciada por Charles
Darwin (1809-1882) – damos o nome de seleção natural.
A hipótese mais aceita sobre a origem da espécie humana afirma que, por um mecanismo semelhante,
um grupo primitivo de macacos se diversificou, originando o ser humano, o chimpanzé, o gorila e o
orangotango.
Recentemente, estudos bioquímicos revelaram que há 99,4% de semelhança entre o DNA humano e
o do chimpanzé. Também nos mostraram que o chimpanzé é muito mais parecido com os humanos do
que com o gorila. Após esses estudos, o chimpanzé e o gorila passaram a fazer parte da família humana.
O que nos diferencia dos outros primatas
O homem, o gorila, o chimpanzé, o orangotango, os macacos do Novo e do Velho Mundo, o társio e o
lêmure formam o grupo dos mamíferos conhecido como primatas.
Diferem bastante entre si, mas, de todos, o homem é um primata muito especial: herdou de seus
ancestrais macacos a visão binocular (que permite a visão tridimensional e a percepção da profundidade)
e a capacidade de agarrar e manipular objetos com as mãos, com destreza e perfeição.
Todos são parentes: o orangotango, o gorila, o chimpanzé e o ser humano. Porém, somente o
ser humano é capaz de impor sua vontade ao meio ambiente e entender a diferença entre o bem e
o mal.
Além de o corpo ter-se tornado ereto, houve ainda o aumento relativo do volume do cérebro e da
espessura do córtex, onde se situam as circunvoluções, que no ser humano são mais desenvolvidas do
que nos demais primatas. Como consequência dessas modificações cerebrais sua capacidade mental
tornou-se maior.
Além dessas diferenças, uma das principais características humanas é a criação do mundo espiritual.
Os chimpanzés não enterram seus mortos nem têm simbologia para o além; não representam
graficamente as emoções, embora elas estejam presentes no semblante e nos gestos; não apresentam
criatividade para a elaboração de símbolos que levem a imagens gráficas ou musicais.
O ser humano é o único animal capaz de impor sua vontade ao meio ambiente. Só ele tem realmente
a capacidade de entender a diferença entre o bem e o mal.
Somente o homem ama de forma a englobar todas as criaturas.O despertar da consciência
Será que os outros animais também têm consciência? Até bem pouco tempo essa indagação não teria
sentido, e a resposta seria um sonoro “Não!”. Atualmente, como se descobriu que o chimpanzé reconhece
sua imagem no espelho, já não podemos mais responder negativamente a essa pergunta.
A bióloga Jane Goodall passou várias décadas observando e estudando os chimpanzés livres
no Parque Nacional de Gombe, na Tanzânia. Suas observações serviram para chamar a atenção
do mundo científico e leigo para o fato de os animais também terem história: estrutura familiar,
dinastia, líderes etc.
Os chimpanzés utilizam pedaços de pau para retirar formigas ou cupins de dentro do
formigueiro ou cupinzeiro. Esses paus agem como ferramentas para realizarem o seu trabalho.
Pesquisadores colocaram uma mancha vermelha na testa de um chimpanzé e fizeram-no olhar-
se no espelho; imediatamente, ele colocou a mão na testa: sabia que era a sua imagem. Outros tipos
de macacos, porém, não possuem a mesma capacidade, portanto devem existir vários níveis de
consciência, entre os quais a humana seria a mais diferenciada e, como diz o antropólogo Richard Leakey,
“o produto de uma criação muito especial”.
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A partir de 1960, vários trabalhos têm demonstrado que determinados comportamentos considerados
essencialmente humanos – reconhecer-se diante do espelho, usar símbolos, fabricar artefatos e
ferramentas – não são exclusividade da espécie humana. Experiências realizadas com chimpanzés já
demonstraram que eles relacionam com facilidade símbolos com objetos. Outros animais também são
capazes de fazer essa associação. Os cães, por exemplo, ficam felizes ao ver seus donos pegar a coleira,
pois associam a coleira ao passeio na rua, assim como associam uma vasilha com o alimento.
Havia, porém, uma curiosidade entre os pesquisadores: queriam saber se os chimpanzés usariam
os símbolos para pensar abstratamente. Para isso, em um teste, ensinaram-lhes o que era comida e o
que era ferramenta.
Posteriormente, mostraram outras comidas e outras ferramentas: os chimpanzés separaram com
facilidade as comidas das ferramentas, mostrando que seu intelecto estava generalizando abstrações.
Anexo – Evolução Humana
Os hominídeos não evoluíram de maneira retilínea de seus ancestrais comuns (mamíferos primitivos),
mas sim com um formato digno de um cladograma, em formato de galhos, como a imagem abaixo:
Já abaixo, segue a imagem correta da evolução da espécie humana, que não é de forma contínua e
progressiva, mas sim com interações e alterações.
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Questões
01. (UFSCar) “O meio ambiente cria a necessidade de uma determinada estrutura em um organismo.
Este se esforça para responder a essa necessidade. Como resposta a esse esforço, há uma modificação
na estrutura do organismo. Tal modificação é transmitida aos descendentes.”
O texto sintetiza as principais ideias relacionadas ao:
(A) fixismo.
(B) darwinismo.
(C) mendelismo.
(D) criacionismo.
(E) lamarckismo.
02. (Mackenzie-SP) A teoria moderna da evolução, ou teoria sintética da evolução, incorpora os
seguintes conceitos à teoria original proposta por Darwin
(A) mutação e seleção natural.
(B) mutação e adaptação.
(C) mutação e recombinação gênica.
(D) recombinação gênica e seleção natural.
(E) adaptação e seleção natural.
03. (PUC-RS) Quais dos cientistas abaixo deram as maiores contribuições para o desenvolvimento da
teoria da evolução?
(A) Mendel, Newton e Darwin.
(B) Lineu, Aristóteles e Wallace.
(C) Pasteur, Lavoisier e Darwin.
(D) Lamarck, Darwin e Lavoisier.
(E) Darwin, Wallace e Lamarck.
04. (UEPB) Observe a figura abaixo:
Sobre as estruturas locomotoras acima representadas, podemos afirmar que são:
(A) Homólogas, porque têm a mesma função e a mesma origem.
(B) Homólogas, porque têm a mesma função e origens diferentes.
(C) Análogas, porque têm a mesma função e a mesma origem.
(D) Análogas, porque têm a mesma função, mas possuem origens diferentes.
(E) Homólogas, porque têm funções diferentes, mas possuem a mesma origem.
05. Sabemos que Jean-Baptiste Lamarck foi um dos primeiros estudiosos que compreenderam que o
meio poderia de alguma forma influenciar na evolução dos seres vivos. Apesar de algumas conclusões
errôneas, esse pesquisador foi muito importante para a biologia evolutiva.
Marque a alternativa que indica os dois pontos principais da teoria que ficou conhecida por
lamarckismo.
(A) Seleção natural e mutação.
(B) Lei do uso e desuso e seleção natural.
(C) Lei do uso e desuso e lei da necessidade.
(D) Lei da herança dos caracteres adquiridos e lei do uso e desuso.
(E) Seleção natural e lei da herança dos caracteres adquiridos.
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06. (UFC) Um problema para a teoria da evolução proposta por Charles Darwin no século XIX dizia
respeito ao surgimento da variabilidade sobre a qual a seleção poderia atuar. Segundo a Teoria Sintética
da Evolução, proposta no século XX, dois fatores que contribuem para o surgimento da variabilidade
genética das populações naturais são:
(A) mutação e recombinação genética.
(B) deriva genética e mutação.
(C) seleção natural e especiação.
(D) migração e frequência gênica.
(E) adaptação e seleção natural.
07. (UFTM) Um estudante do ensino médio, ao ler sobre o tegumento humano, fez a seguinte
afirmação ao seu professor: “o homem moderno não apresenta tantos pelos como os seus ancestrais,
pois deixou de usar esses anexos como isolante térmico. Isso só foi possível porque o homem adquiriu
uma inteligência que permitiu a confecção de roupas, protegendo-o do frio.” Diante dessa informação
dada pelo aluno, o professor explicou que isso:
(A) não ocorreu e a informação está de acordo com a teoria evolutiva de Lamarck, que pressupõe que
estruturas do corpo que não são solicitadas desaparecem e essas características adquiridas são
transmitidas aos descendentes.
(B) não ocorreu e a informação está de acordo com a teoria evolutiva de Lamarck, que pressupõe que
existe variação genotípica entre indivíduos, sendo que aqueles portadores de características adaptativas
conseguem sobreviver e deixar descendentes.
(C) não ocorreu e a informação está de acordo com a teoria evolutiva de Stephen Jay Gould, que
pressupõe que os seres vivos não se modificam por interferência ambiental, mas sim por alterações
genéticas intrínsecas.
(D) ocorreu de fato e a informação está de acordo com a teoria evolutiva de Darwin, que pressupõe
que os seres vivos com características adaptativas favoráveis têm maiores chances de viver.
(E) ocorreu de fato e a informação está de acordo com a teoria evolutiva de Darwin, que pressupõe
que os seres vivos por necessidade vão se modificando ao longo do tempo.
08( FCC - SEE-MG - Professor de Educação Básica – Biologia) Uma das imagens mais populares
sobre a evolução humana mostra uma sucessão progressiva de espécies, conforme a figura abaixo:
Considerando-se o significado biológico de evolução e o processo de evolução do homem, esta
representação é
(A) adequada, pois a evolução humana ocorreu de forma contínua e progressiva. O homem, que ocupa
a primeira posição da fila, representa a espécie mais evoluída.
(B) adequada, pois as evidências científicas já demonstraram que o homem é resultante da evolução
de primatas menos evoluídos, como o gibão, o gorila e o chimpanzé.
(C) inadequada, pois há espécies que foram extintas. O correto seria representar apenas as espécies
ancestrais que ainda têm descendentes
(D) inadequada, pois algumas das espécies representadas não são ancestrais das espécies seguintes.
O mais correto seria representar a evolução humana como os galhos de um ramo.
09(FUNRIO - UFRB - Técnicode Laboratório - Análises clínicas – 2015). Leia as proposições:
I) O campeão atual de halterofilismo, graças a sua dedicação e muitas horas de exercício, deverá ter
filhos com grande desenvolvimento muscular.
II) Os pavões machos por terem uma cauda maior e chamativa conseguem atrair mais as fêmeas para
o acasalamento, mesmo no meio da vegetação.
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III) Um grupo de tentilhões ficou com o bico maior para comer as sementes maiores e o outro grupo
de tentilhões ficou com o bico menor para comer as sementes menores.
Essas proposições podem ser atribuídas respectivamente, a:
(A) I - Lamarck, II - Lamarck, III - Darwin.
(B) I - Lamarck, II - Darwin, III - Lamarck.
(C) I - Darwin, II - Lamarck, III - Lamarck.
(D) I - Lamarck, II - Darwin, III - Darwin.
(E) I - Darwin, II - Lamarck, III - Darwin.
10. (FCC- SEE-MG - Professor de Educação Básica – Biologia) Durante o chamado Inverno da
Fome na Holanda (1944-1945), mulheres grávidas subnutridas geraram crianças com peso abaixo do
normal. Anos depois, quando essas crianças já haviam se tornado pessoas adultas e tiveram filhos,
verificou-se que os seus bebês nasciam com peso abaixo da média, ainda que todas as mães tivessem
recebido uma dieta adequada durante a gravidez. Esse fato sugeriu a possibilidade de ocorrer a
transmissão de caracteres adquiridos em seres humanos, o que é compatível com a explicação de
(A) Lamarck para a evolução dos seres vivos.
(B) Darwin para a evolução dos seres vivos.
(C) Mendel para a transmissão das características hereditárias.
(D) Darwin para a seleção sexual.
Respostas
01. E. / 02. C. / 03. E. / 04. D. / 05. D. / 06. A. / 07. A. / 08. D. / 09. B. / 10. A.
01. E. O texto apresenta as ideias fundamentais da teoria de evolução de Lamarck, que se fundamenta
na lei do uso e desuso e na transmissão dos caracteres adquiridos.
02. C. Na teoria sintética da evolução, a teoria proposta por Darwin é “melhorada” através de conceitos
de Genética até então desconhecidos. Sendo assim, foram incorporados conceitos como mutação e
recombinação gênica.
03. E. -Mendel é conhecido como o pai da genética pois em 1865 formulou as famosas “Leis de
Mendel”, que regem a transmissão dos caracteres hereditários.
-Newton, físico e matemático, publicou 1687, a lei da gravitação universal e as três leis de Newton,
que fundamentaram a mecânica clássica.
-Darwin: foi um naturalista britânico que alcançou fama ao convencer a comunidade científica da
ocorrência da evolução e propor uma teoria para explicar como ela se dá por meio da seleção natura.
-Pasteur: Foi um cientista francês que fez descobertas que tiveram enorme importância na história da
química e da medicina.
-Aristóteles: Dedicou sua vida ao desenvolvimento de conceitos fundamentais de ética, lógica, política,
e outros, que são usados até hoje.
-Wallace: Escreveu um ensaio no qual praticamente definia as bases da teoria da evolução e enviou-
o a Charles Darwin, com quem mantinha correspondência, pedindo ao colega uma avaliação do mérito
de sua teoria, bem como o encaminhamento do manuscrito ao geólogo Charles Lyell. Darwin, ao se dar
conta de que o manuscrito de Wallace apresentava uma teoria praticamente idêntica à sua - aquela em
que vinha trabalhando, com grande sigilo, ao longo de vinte anos - escreveu ao amigo Charles Lyell:
"Toda a minha originalidade será esmagada". Para evitar que isso acontecesse, Lyell e o botânico Joseph
Hooker - também amigo de Darwin e com grande influência no meio científico - propuseram que os
trabalhos fossem apresentados simultaneamente à Linnean Society of London, o mais importante centro
de estudos de história natural da Grã-Bretanha.
-Lineu: Criou um sistema de classificação e de nomenclatura, em 1735, que é usado até hoje com
poucas modificações.
-Lavoisier: Químico francês, considerado o pai da química moderna. É reconhecido por ter enunciado
o princípio da conservação da matéria.
Lamarck: Naturalista francês que desenvolveu a teoria dos caracteres adquiridos
04. D.
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05. D. Os principais pontos do lamarckismo foram a lei do uso e desuso, que diz que certos órgãos
podem desenvolver-se ou se atrofiar de acordo com sua utilização, e a lei da herança dos caracteres
adquiridos, que afirma que uma característica adquirida durante a vida é passada à prole
06. A.
07. A. A afirmação do aluno está incorreta, pois sua explicação baseia-se na lei de uso e desuso, que
diz que estruturas que não são usadas com frequência tendem a desaparecer.
08. D.
09. B.
10. A.
Prezado(a) candidato(a), a conclusão desse tópico será visto no item 7 Interação entre os seres
vivos.
Estima-se que existam na Terra milhões de diferentes tipos de organismos vivos compartilhando a
biosfera. O reconhecimento dessas espécies está intimamente relacionado à história do homem.
O homem, determinado momento da história evolutiva, passou a utilizar animais e plantas para sua
alimentação, cura de doenças, fabricação de armas, objetos agrícolas e abrigo. A necessidade de
transmitir as experiências adquiridas para os descendentes forçou-o a conhecer detalhadamente as
plantas e animais. O documento zoológico mais antigo que se tem notícia, é um trabalho grego de
medicina, do século V a.C., que continha uma classificação simples dos animais comestíveis,
principalmente peixes.
Diante disso, a classificação dos seres vivos surgiu da necessidade do homem em reconhecê-los. O
grande número de espécies viventes levou-o a organizá-las de forma a facilitar a identificação e,
consequentemente, seu uso.
A classificação dos seres vivos
A primeira fase da classificação dos seres vivos começou na Antiguidade, com o filósofo grego
Aristóteles (384 - 322 a.C.), autor dos registros escritos mais antigos conhecidos sobre esse assunto e
que datam do século 4 a.C. Nessa época, os organismos vivos foram divididos em dois reinos claramente
distintos: as Vegetal e Animal. Neste tipo de classificação, as plantas eram todos os organismos fixos e
sem uma forma claramente definida, capazes de fabricar matéria orgânica a partir de fontes inorgânicas
- autotrofia -, enquanto os animais eram todos os restantes organismos, devida livre, com forma definida
e dependentes da matéria orgânica (plantas ou outros animais) para a sua nutrição - heterotrofia.
Conforme mais dados iam sendo recolhidos, principalmente de estrutura microscópica e metabolismo,
a sua maioria confirmava a total separação dos dois grandes reinos. Assim, as plantas apresentavam
todas espessas paredes celulares celulósicas, enquanto as células animais apresentavam outros
compostos no seu interior.
Esta divisão simples dos organismos parecia tão óbvia e bem definida para os organismos
macroscópicos que o problema causado pelos fungos, que não pareciam encaixar bem nas plantas, era
facilmente esquecido.
Entretanto, com a invenção do microscópio por Van Leeuwenhoek, foi revelado uma miríade de
organismos microscópicos, não visíveis a olho nu. Assim, ficou claro que a distinção entre animais e
plantas não podia ser facilmente aplicada a este nível. Alguns deste seres podiam ser facilmente
comparados com algas macroscópicas e incluídos nas plantas, outros poderiam ser incluídos nos animais
mas ainda restavam muitos com combinações estranhas de características de animal e de planta.
Para complicar ainda mais a situação, a teoria de Darwin da evolução tinha sido aceita como
representativa da realidade, e considerava que todos os organismos tinham um ancestral comum. Era
4 Diversidade da vida. 4.1 Principais características dos representantes de cada
domínio e de cada reino da natureza. 4.2 Regras de nomenclatura. 4.3
Biodiversidade no planeta e no Brasil.
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óbvio que um ancestral comum às plantas e aos animais não poderia ser nenhum deles, sendo necessário
criar um novo grupo onde se pudesse incluí-lo.
Diante disso, o alemão Ernst Haeckel, realizou estudos microscópicos da enorme variedade de
organismos unicelulares, e chegou à conclusão que as primeiras formas de vida teriam sido muito simples,
sem a complexidade estrutural que já observava nos unicelulares observados. Assim, Haeckel, chamou
esses organismos primitivos moneras, tendo-os dividido em zoomoneres (bactérias) e phytomoneres
(cianobactérias). O desenvolvimento de células mais complexas, contendo núcleo, era, na sua opinião, o
resultado de diferenciação do citoplasma.
Assim, Haeckel criou um terceiro reino a que chamou Protista. Neste reino colocou todos os seres
que não apresentavam tecidos diferenciados, incluindo seres unicelulares e coloniais.
Haeckel reconheceu uma série de subdivisões no seu reino Protista. A principal subdivisão era entre
os grupos semelhantes às plantas - Protophytes - e os semelhantes aos animais - Protozoa -,
reconhecidos pelos seus pelos seus metabolismos diferentes. Também necessitava de um terceiro grupo
onde colocar todos os protistas que não eram claramente semelhantes às plantas ou aos animais, os
protistas atípicos. A distinção entre células com e sem núcleo estavam subordinadas a estas três
categorias, com os organismos sem núcleo a formar um pequeno grupo dentro dos protistas atípicos.
Com a descoberta do microscópio eletrônico, foi possível a morfologia celular dos organismos. Assim,
Herbert Copeland, em 1936, propôs um sistema de classificação em quatro reinos, retirando Monera de
dentro dos protistas por serem procariontes, e resgatando o termo Protista para eucariontes unicelulares
ou multicelulares sem tecidos verdadeiros. Seus reinos eram:
- Reino Monera: bactérias e cianobactérias;
- Reino Protoctista: unicelulares eucariontes, multicelulares como “algas” e fungos;
- Reino Plantae: multicelulares fotossintetizantes com tecidos;
- Reino Animalia: multicelulares heterótrofos com tecidos.
Essa proposta foi posteriormente substituída, a partir de 1959, pelo sistema de cinco reinos de Robert
Whittaker, que definiu os seguintes reinos:
- Reino Monera: procariontes representados pelas bactérias e cianobactérias;
- Reino Protista: unicelulares eucariontes;
- Reino Plantae: multicelulares eucariontes que fazem fotossíntese (“algas” e plantas terrestres);
- Reino Fungi: eucariontes multicelulares heterótrofos que absorvem nutrientes do meio, possuem
parede celular de quitina;
- Reino Animalia: eucariontes multicelulares heterótrofos que ingerem alimento do meio.
A partir de 1970, até os dias de hoje, as propostas de classificação estão mais relacionadas com os
avanços da biologia molecular, o aprimoramento dos estudos com microscopia eletrônica e com a maior
aceitação e desenvolvimento da sistemática filogenética.
O sistema de classificação de Lynn Margulis baseia-se no conhecimento sobre a estrutura sub-
microscópica das células e seus organelos, bem como vias metabólicas, incorporando a descoberta de
muitos tipos altamente diferenciados de bactérias. Apesar de o seu sistema também incorporar uma
elaborada teoria de evolução da estrutura celular por endossimbiose, difere apenas em alguns detalhes
das classificações de Copeland e de Whittaker.
Na classificação de Copeland, não se dava especial atenção à distinção entre organismos com e sem
núcleo, mas em classificações posteriores esta tornou-se uma condição crucial. Margulis distingue os
chamados super-reinos ou domínios Prokarya e Eukarya, sendo o último caracterizado por apresentar
genoma composto, sistemas de mobilidade intracelular e a possibilidade de fusão celular, que leva a um
sistema de genética mendeliana e sexo. O domínio Prokarya, por outro lado, é agrupado com base na
ausência de um sistema sexual desse tipo.
Dentro dos Eukarya, ela distingue os mesmos grupos que Whittaker: protoctistas, plantas, animais e
fungos. Neste caso, os protoctistas são novamente definidos negativamente, o que volta a tornar as
plantas, animais e fungos monofiléticos.
Nos Prokarya, a diversidade de vias metabólicas e a reconhecida divergência evolutiva (como
demonstrada pelas sequências de RNA) não deu origem a categorias elevadas. A distinção entre Archaea
e Eubacteria é abafada sob o nome de bactérias e expressa a um nível inferior ao da distinção entre
fungos, animais e plantas.
Uma classificação ligeiramente diferente foi proposta por Mayr (1990), que concorda com Margulis em
relação à distinção entre procariontes e eucariontes, mas vai mais além e propõe que se reconheçam os
subdomínios Archaea e Bacteria, dentro dos procariontes. Uma subdivisão semelhante é feita nos
eucariontes, com os Protista e os Metabionta, para organismos unicelulares e multicelulares,
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respectivamente. Mayr dá especial atenção, portanto, a semelhanças e diferenças em morfologia e não
às relações filogenéticas.9
Os procariontes são unidos com base na semelhança de organização celular, ignorando a diversidade
de metabolismos e as relações evolutivas deduzidas a partir de sequências de DNA. Também os protistas
são unidos com base na falta de multicelularidade, novamente ignorando a sua enorme diversidade em
muitos outros aspectos. Ambos os taxa estão em perigo de se tornar parafiléticos.
No entanto, a principal divergência entre esta classificação e uma classificação filogenética não é o
surgimento destes dois grupos parafiléticos mas antes o facto de o subdomínio Metabionta ser
reconhecido com base apenas numa característica, a multicelularidade. Esta característica surgiu
independentemente nos três grupos que o compõem, tornando este subdomínio completamente
polifilético.
Essencialmente com base na comparação de sequências de RNA ribossômico, Woese e seus colegas
concluíram que os procariontes não eram um grupo coeso do ponto de vista evolutivo, mas antes
composto por dois subgrupos principais, cada um dos quais difere entre si e dos eucariontes. Esta
diversidade evolutiva reflete-se no genoma e, por sua vez, na bioquímica e na ecologia.
Assim, propuseram a substituição da divisão do mundo vivo em dois grandes domínios (procariontes
e eucariontes) por uma subdivisão em três domínios: mantiveram os tradicionais eucariontes como o
domínio Eucarya, mas em vez dos tradicionais procariontes surgem os domínios Archaea e Bacteria, ao
mesmo nível que os Eucarya. A sua classificação reflecte a ideia de que a árvore da Vida tem três e não
apenas dois ramos.
No entanto, esta classificação não reflecte completamente a sua visão sobre qual dos três ramos é
mais basal. Na filogenia em que baseiam a sua classificação, o ramo mais basal é o que conduz ao
domínio Bacteria, sendo posterior a ramificação dos dois restantes grupos posterior, o que os torna mais
relacionados entre si do que cada um deles com as bactérias. Esta relação próxima não se reflecte na
classificação pois para esta filogenia ser aparente, Archaea e Eukarya teriam que ser agrupados num
único super-domínio.
A posição da raiz da árvore da Vida junto das bactérias não é, apesar de tudo, pacífica. Foram
propostas raízes alternativas, que implicariam diferentes relações filogenéticas e diferentes
classificações, mas deixando sempre intocada a parte dos eucariontes, pelo que a maioria das
classificações coloca os procariontes num único grupo do mesmo nível que o dos eucariontes. Esta é
uma simplificação deliberada, que ignora o facto de que, obrigatoriamente, um dos grupos de procariontes
está mais próximo dos eucariontes do que qualquer outro.
O esquema de seis reinos recentemente proposto por Cavalier-Smith é, em muitos aspectos,
semelhante aos de Whittaker e Mayr, mas a semelhança é frequentemente superficial. Cavalier-Smith
tenta um sistema maisestritamente filogenética, em que os grupos polifiléticos estão totalmente ausentes
e os parafiléticos são evitados o mais possível.
Para alcançar este fim, ele tem que transferir um número de grupos que pertenciam aos Protoctista na
maioria dos sistemas de classificação anteriores, para um dos outros reinos. Assim, neste sistema, cada
um dos reinos que contém organismos multicelulares passa a conter um certo número de organismos
unicelulares relacionados. Estas revisões são baseadas num conjunto ainda crescente de dados acerca
das relações deduzidas da comparação de sequências de DNA e proteínas, bem como acerca da ultra-
estrutura celular.
Nos procariontes, Cavalier-Smith salienta o número características ultra-estruturais em vez das
sequências de RNA ribossómico usadas por Woese. Assim, as Archaea são incluídas como um subgrupo
relativamente menor dentro do reino Bacteria. Dentro dos eucariontes, Cavalier-Smith reconhece cinco
reinos.
O reino Animalia é relativamente inalterado, quando comparado com outros sistemas de classificação.
Para além dos animais, também contém um grupo de parasites unicelulares, com base em que a
unicelularidade é devida a uma regressão e não a um caracter original.
De forma semelhante, o reino Fungi também contém um grupo de parasitas, antes parte dos
protoctistas. Alguns grupos, antes considerados fungos, foram transferidos para um novo reino designado
Chromista. O reino Plantae expandiu-se para incluir as algas vermelhas, para além das tradicionalmente
incluídas algas verdes. Este facto reflecte um cenário evolucionista em que a fotossíntese foi adquirida
apenas uma vez, pela incorporação do cloroplasto num célula eucariótica, derivado de uma cianobactéria.
Outras classificações, que colocam as plantas e as algas vermelhas mais afastadas, têm que assumir um
cenário evolutivo onde os cloroplastos foram adquiridos independentemente várias vezes, ou totalmente
perdidos ainda mais vezes.
9 http://simbiotica.org/
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O reino novo Chromista contém a maioria dos restantes grupos fotossintéticos, informalmente
designados algas, bem como um grupo de outros grupos anteriormente colocados nos fungos e que se
acredita terem perdido a capacidade fotossintética secundariamente. No cenário evolutivo, o cloroplastos
foi adquirido pela fusão de uma célula autotrófica com uma célula não fotossintética, um acontecimento
que levou ao surgimento de uma membrana extra em volta do organito.
Lineu e o Sistema Binomial
O estudo descritivo de todas as espécies de seres vivos e sua classificação dentro de uma verdadeira
hierarquia de grupamentos constitui a sistemática ou taxonomia. Vamos começar a interpretar o papel da
taxonomia revendo o conceito de espécie.
As espécies são os diferentes tipos de organismos. Uma definição mais técnica de espécie é: "um
grupo de organismos que se cruzam entre si, sem normalmente cruzar-se com representantes de outros
grupos". Os organismos pertencentes a uma espécie devem apresentar semelhanças estruturais e
funcionais, similaridades bioquímicas e mesmo cariótipo, além da capacidade de reprodução entre si. A
definição acima, embora útil para os animais, não é, entretanto, útil na taxonomia vegetal, porque
cruzamentos férteis podem ocorrer entre plantas de tipos bastante diferentes. Também não se aplica esta
distinção a organismos que não se reproduzem sexualmente.
Com base nas teorias evolucionistas, uma espécie se modifica constantemente, no espaço e no tempo,
em vez de ser uma forma imutável, ideal, como foi concebida por Lineu. Desta maneira, a palavra
"espécie" possui diferentes significados para diferentes tipos de organismos, o que não é surpresa se
considerarmos que a evolução nos vários grupos de organismos seguiu caminhos diversificados. No
entanto, o termo permanece sendo útil e possibilita uma maneira adequada de se referir a organismos e
catalogá-los.
Outros Grupos Taxonômicos
O reino é a maior unidade usada em classificação biológica. Entre o nível do reino e do gênero,
entretanto, Lineu e taxonomistas posteriores adicionaram diversas categorias (ou taxa). Temos então, os
gêneros agrupados em famílias, as famílias em ordens, as ordens em classes e as classes em filos
(ou divisão, para os botânicos), seguindo um padrão hierárquico.
Essas categorias podem ser subdivididas ou agregadas em várias outras, menos importantes, como,
por exemplo, os subgêneros e as superfamílias. Assim, hierarquicamente, temos:
DICA: utilizamos a palavra ReFiCOFaGE, para auxiliar na memorização da ordem das classificações.
Reino
Filo
Classe
Ordem
Família
Gênero
Espécie
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Regras de nomenclatura
Os animais, assim como as plantas, são popularmente conhecidos por nomes muito variáveis de um
lugar para outro. Os cientistas, com intuito de universalizar os nomes de animais e plantas, procuraram
criar uma nomenclatura internacional para a designação dos seres vivos. Mark Catesby, por volta de
1740, publicou um livro de zoologia onde denominava o pássaro conhecido como tordo (sabiá americano)
de Turdus minor cinereoalbus non maculatus, que significava: “tordo pequeno branco-acinzentado sem
manchas”. Essa foi uma tentativa de padronizar o nome do pássaro, para que ele pudesse ser conhecido
em qualquer idioma ou região, mas havia o inconveniente de usar uma denominação muito extensa.
Em 1735, Carl von Linné, propôs regras para classificar e denominar animais e plantas, onde cada
organismo seria conhecido por dois nomes apenas, seguidos e inseparáveis. Surgiu assim a
nomenclatura binomial, a qual é ainda hoje utilizada.
Para escrevermos o nome científico de uma espécie, utilizamos as regras propostas por Lineu:
1. O nome deve ser escrito em latim e destacado do texto (em itálico, negrito ou grifado);
2. O nome deve ser escrito com duas palavras (nomenclatura binominal). A primeira se refere ao
gênero, a segunda é o epíteto específico. Juntas, formam a espécie.
3. O gênero deve iniciar com letra maiúscula e o epíteto específico com a letra minúscula.
Exemplos:
Homem = Homo sapiens
Cachorro = Canis familiaris
Mosca = Musca domestica
Nomes Populares: Filogenia; Cladogramas.
A nomeação dos seres vivos que compõe a biodiversidade constitui uma etapa do trabalho de
classificação. Muitos seres são “batizados” pela população com nomes denominados populares ou
vulgares, pela comunidade científica. Esses nomes podem designar um conjunto muito amplo de
organismos, incluindo, algumas vezes, até grupos não aparentados. O mesmo nome popular pode ser
atribuído a diferentes espécies, como neste exemplo:
Estas duas espécies do gênero Ananas são chamadas pelo mesmo nome popular Abacaxi.
Animais de uma mesma espécie podem receber vários nomes, como ocorre com a onça-pintada, cujo
nome científico é Panthera onca.
Outros nomes populares: canguçu, onça-canguçu, jaguar-canguçu
Outro exemplo é a planta Manihot esculenta, cuja raiz é muito apreciada como alimento. Dependendo
da região do Brasil, ela é conhecida por vários nomes: aipim, macaxeira ou mandioca. Considerando os
exemplo apresentados, podemos perceber que a nomenclatura popular varia bastante, mesmo num país
como o Brasil, em que a população fala um mesmo idioma, excetuando-se os idiomas indígenas. Imagine
se considerarmos o mundo todo, com tantos, com tantos idiomas e dialetos diferentes, a grande
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quantidade de nomes de um mesmo ser vivo pode receber. Desse modo podemos entender a
necessidade de existir uma nomenclatura padrão, adotada internacionalmente, para facilitar a
comunicação de diversos profissionais, como os médicos, os zoólogos, os botânicos e todos aquelesque
estudam os seres vivos.
A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a biodiversidade e compreender as
relações filogenéticas entre os organismos. Inclui a taxonomia (ciência da descoberta, descrição e
classificação das espécies e grupo de espécies, com suas normas e princípios) e também a filogenia
(relações evolutivas entre os organismos). Em geral, diz-se que compreende a classificação dos diversos
organismos vivos. Em biologia, os sistemas são os cientistas que classificam as espécies em outros
táxons a fim de definir o modo como eles se relacionam evolutivamente.
O objetivo da classificação dos seres vivos, chamada taxonomia, foi inicialmente o de organizar as
plantas e animais conhecidos em categorias que pudessem ser referidas. Posteriormente a classificação
passou a respeitar as relações evolutivas entre organismos, organização mais natural do que a baseada
apenas em características externas. Para isso se utilizam também características ecológicas, fisiológicas,
e todas as outras que estiverem disponíveis para os táxons em questão. É a esse conjunto de
investigações a respeito dos táxons que se dá o nome de Sistemática. Nos últimos anos têm sido tentadas
classificações baseadas na semelhança entre genomas, com grandes avanços em algumas áreas,
especialmente quando se juntam a essas informações aquelas oriundas dos outros campos da Biologia.
A classificação dos seres vivos é parte da sistemática, ciência que estuda as relações entre
organismos, e que inclui a coleta, preservação e estudo de espécimes, e a análise dos dados vindos de
várias áreas de pesquisa biológica. O primeiro sistema de classificação foi o de Aristóteles no século IV
a.C., que ordenou os animais pelo tipo de reprodução e por terem ou não sangue vermelho. O seu
discípulo Teofrasto classificou as plantas por seu uso e forma de cultivo. Nos séculos XVII e XVIII os
botânicos e zoólogos começaram a delinear o atual sistema de categorias, ainda baseados em
características anatômicas superficiais. No entanto, como a ancestralidade comum pode ser a causa de
tais semelhanças, este sistema demonstrou aproximar-se da natureza, e continua sendo a base da
classificação atual. Lineu fez o primeiro trabalho extenso de categorização, em 1758, criando a hierarquia
atual.
A partir de Darwin a evolução passou a ser considerada como paradigma central da Biologia, e com
isso evidências da paleontologia sobre formas ancestrais, e da embriologia sobre semelhanças nos
primeiros estágios de vida. No século XX, a genética e a fisiologia tornaram-se importantes na
classificação, como o uso recente da genética molecular na comparação de códigos genéticos.
Programas de computador específicos são usados na análise matemática dos dados.
Em fevereiro de 2005 Edward Osborne Wilson, professor aposentado da Universidade de Harvard,
onde cunhou o termo biodiversidade e participou da fundação da sociobiologia, ao defender um "projeto
genoma" da biodiversidade da Terra, propôs a criação de uma base de dados digital com fotos detalhadas
de todas a espécies vivas e a finalização do projeto Árvore da vida. Em contraposição a uma sistemática
baseada na biologia celular e molecular, Wilson vê a necessidade da sistemática descritiva para preservar
a biodiversidade.
Do ponto de vista econômico, defendem Wilson, Peter Raven e Dan Brooks, a sistemática pode trazer
conhecimentos úteis na biotecnologia, e na contenção de doenças emergentes. Mais da metade das
espécies do planeta é parasita, e a maioria delas ainda é desconhecida. De acordo com a classificação
vigente as espécies descritas são agrupadas em gêneros. Os gêneros são reunidos, se tiverem algumas
características em comum, formando uma família. Famílias, por sua vez, são agrupadas em uma ordem.
Ordens são reunidas em uma classe. Classes de seres vivos são reunidas em filos. E os filos são,
finalmente, componentes de alguns dos cinco reinos (Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia).
https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Seresvivos/Ciencias/bioclassifidosseresvivos.php
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A Filogênese dos Seres Vivos
Qual foi o ancestral dos répteis (lagartos, cobras) que vivem na Terra atual? Essas e outras perguntas
relativas à origem dos grandes grupo de seres vivos eram difíceis de serem respondidas até surgir, em
1859, a Teoria da evolução Biológica por Seleção Natural, proposta por Charles Darwin e Alfred Russel
Wallace. Com a compreensão de "como" a evolução biológica ocorre, os biólogos passaram a sugerir
hipóteses para explicar a possível relação de parentesco entre os diversos grupos de seres vivos.
Diagramas em forma de árvore - elaborados com dados de anatomia e embriologia comparadas, além
de informações derivadas do estudo de fósseis - mostraram a hipotética origem de grupos a partir de
supostos ancestrais. Essas supostas "árvores genealógicas" ou "filogenéticas" (do grego, phylon = raça,
tribo + genesis = fonte, origem, início) simbolizavam a história evolutiva dos grupos que eram comparados,
além de sugerir uma provável época de origem para cada um deles. Como exemplo veja a figura abaixo.
https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Seresvivos/Ciencias/bioclassifidosseresvivos2.php
O esquema representa uma provável "história evolutiva" dos vertebrados. Note que estão
representados os grupos atuais - no topo do esquema- bem como os prováveis ancestrais. Perceba que
o grupo das lampreias (considerados "peixes" sem mandíbula) é bem antigo (mais de 500 milhões de
anos). Já cerca de 150 milhões de anos, provavelmente a partir de um grupo de dinossauros ancestrais.
Note, ainda, que o parentesco existe entre aves e répteis é maior do que existe entre mamífero e répteis,
e que os três grupos foram originados de um ancestral comum. Atualmente com um maior número de
informações sobre os grupos taxonômicos passaram-se a utilizar computadores para se gerar as arvores
filogenéticas e os cladogramas para estabelecer as inúmeras relações entre os seres vivos.
Estabelecendo Filogenias com os Cladogramas
Ao dispor de um grande número de características comparativas, mais confiáveis - anatômicas,
embriológicas, funcionais, genéticas, comportamentais etc. - os biólogos interessados na classificação
dos seres vivos puderam elaborar hipóteses mais consistentes a respeito da evolução dos grandes
grupos. Influenciados pelo trabalho de Wili Hennig - um cientista alemão, especialista em insetos -
passaram a apresentar as características em cladogramas. Neste tipo de diagrama, utiliza-se uma linha,
cujo ponto de origem - a raiz- simboliza um provável grupo (ou espécie) ancestral. De cada nó surge um
ramo, que conduz a um ou a vários grupos terminais. Com os cladogramas pode-se estabelecer uma
comparação entre as características primitivas - que existiam em grupos ancestrais - e as derivadas -
compartilhadas por grupos que os sucederam.
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Os seres vivos apresentam:
- Composição química mais complexa;
- Organização celular, que vai muito além da organização dos átomos e das moléculas constituintes
de toda matéria (viva ou bruta);
- Capacidade de nutrição, absorvendo matéria e energia do ambiente para se desenvolver e manter
suas funções vitais;
- Reações a estímulos do ambiente;
- Capacidade de manter seu meio interno em condições adequadas, independente dos fatores
externos, como calor e frio;
- Crescimento e reprodução, originando descendentes semelhantes;
- Capacidade de modificar-se ao longo do tempo, através do processo de evolução, desenvolvendo
adaptações adequadas à sobrevivência.
Composição química
Os seres vivos possuem uma composição química complexa constituída principalmente por carbono,
hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Esses quatro elementos são os mais abundantes na matéria viva,
perfazendo 95%ou mais de sua composição. Outros elementos, como fósforo, enxofre, cálcio, sódio e
potássio completam o restante dessa massa. Água e sais minerais, classificados como substâncias
inorgânicas, são formados por pequenas moléculas ou por pequenos íons, e, por isso, são mais simples.
Essas substâncias são encontradas na natureza, tanto nos seres vivos quanto fora deles. Já as
substâncias orgânicas, como proteínas, carboidratos, lipídios, vitaminas e ácidos nucleicos, são formadas
por moléculas mais complexas, geralmente de tamanho maior, sendo, muitas vezes, macromoléculas.
Elas têm como elemento principal o carbono e são fabricadas principalmente nos organismos vivos,
podendo ser sintetizadas também em laboratório.
Organização celular
Existem vários níveis hierárquicos de organização entre os seres vivos, começando pelos átomos e
terminando na biosfera. Cada um desses níveis é motivo de estudo para os biólogos.
- Átomos e moléculas: os átomos formam toda a matéria existente. Eles se unem por meio de ligações
químicas para formar as moléculas, desde as mais simples como a água (H2O), até moléculas complexas,
como proteínas, que possuem de centenas a milhares de átomos. A matéria viva é formada
principalmente pela união dos átomos (C) Carbono, (H) Hidrogênio, (O) Oxigênio e (N) Nitrogênio.
- Organelas e células: as organelas são estruturas presentes no interior das células, que
desempenham funções específicas. São formadas a partir da união de várias moléculas. A célula é a
unidade básica da vida, sendo imprescindível para a existência dela. Existem vários tipos de células, cada
uma com sua função específica.
- Tecidos: são formados pela união de células especializadas. Os tecidos estão presentes apenas em
alguns organismos multicelulares como as plantas e animais. Um exemplo de tecido é o muscular, que
tem a função de produzir os movimentos de um organismo; o tecido ósseo, formado pelas células ósseas,
tem a função de sustentar o organismo.
- Órgãos: os tecidos se organizam e se unem, formando os órgãos. Eles são formados de vários tipos
de tecidos.
Por exemplo, o coração é formado por tecido muscular, sanguíneo e tecido nervoso. Os ossos são
formados por tecido ósseo, sanguíneo e nervoso.
- Sistemas: os sistemas são formados pela união de vários órgãos, que se trabalham em conjunto para
exercer uma determinada função corporal; por exemplo, o sistema digestório, que é formado por vários
órgãos, como boca, estômago, intestinos, glândulas, etc.
- Organismo: a união de todos os sistemas forma o organismo, que pode ser uma pessoa, uma planta,
um peixe, um cachorro, um pássaro, um verme, etc.
Questões
01. (FCC – SEE/MG - Professor de Educação Básica) Sobre a célula, unidade estrutural e funcional
dos seres vivos, está correto afirmar que
(A) os diferentes tipos celulares apresentam mitocôndrias que sintetizam ATP
(B) as células animais apresentam membrana nuclear, o que não ocorre com as vegetais.
(C) os diferentes tipos celulares apresentam ribossomos e sintetizam proteínas.
(D) algumas células possuem DNA como material hereditário, enquanto outras possuem RNA
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02. (IMA - Prefeitura de Canavieira/PI - Professor) Antigamente os cientistas dividiam os seres vivos
em dois grandes reinos, o das plantas e o dos animais. Com o avanço nos estudos dos seres vivos e em
especial dos seres microscópios, começou a ficar cada vez mais difícil manter este sistema de
classificação, pois muitos seres não se encaixam nem em um reino nem no outro. Nesse sistema
atualmente os cientistas agrupam os seres vivos do seguinte modo, EXCETO:
(A) Reino Morena, organismo procariontes, unicelulares, coloniais ou não autótrofos ou heterótrofos.
(B) Reino macrófagos células encontra no sangue contra infecções fagocitando microrganismos
patogênicos.
(C) Reino Protista, organismo eucariontes unicelulares coloniais ou multicelulares que não possuem
tecidos verdadeiros.
(D) Reino Plantae, organismo eucariontes multicelulares e fotossintetizante com tecidos verdadeiros.
03. (CEPERJ – SEDUC/RJ - Professor) Considerando a classificação tradicional em cinco Reinos, é
correta a seguinte afirmação sobre as amebas:
(A) são eucarióticos do Reino Monera
(B) são procarióticos do Reino Protoctista
(C) são metazoários do Reino Monera
(D) são eucarióticos do Reino Protoctista
(E) são protozoários do Reino Monera
04. (FCC - MPU - Analista Pericial) A hierarquia correta das categorias taxonômicas, da mais inclusiva
para a mais restrita é
(A) reino, filo, classe, ordem, família, gênero, espécie.
(B) filo, reino, classe, ordem, família, gênero, espécie.
(C) ordem, reino, filo, família, classe, gênero, espécie.
(D) espécie, gênero, família, ordem, classe, filo, reino.
(E) espécie, gênero, família, classe, ordem, filo, reino.
05. (IBFC - SEAP/DF - Professor) Durante a história da Biologia, diversas mudanças ocorreram em
relação à classificação dos organismos, pois conforme nova informação é descoberta, novos parâmetros
são utilizados para a classificação. A história da classificação dos seres vivos data do início no século 4
a.C. com Aristóteles e até os dias de hoje há grande discussão sobre as hipóteses de classificação, pois
a evolução do conhecimento e de novas metodologias empregadas têm trazido mudanças na árvore da
vida.
Assinale a alternativa incorreta a respeito do panorama histórico da classificação dos seres vivos:
(A) O sistema de classificação de Lineu propôs uma interpretação dicotômica de diversidade. As
plantas eram caracterizadas pela presença de parede celular, pela fotossíntese e por serem sésseis, e
os animais pelo fato de conseguirem se locomover, por não fazerem fotossíntese e não possuírem parede
celular.
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(B) A proposta de classificação dos seres vivos em cinco reinos: Monera, Protista, Plantae, Fungi e
Animalia surge com a utilização de microscopia eletrônica é a mais atual e aceita em Biologia.
(C) As comparações entre as moléculas de RNA que formam os ribossomos, estabeleceu uma
categoria taxonômica superior a Reino, o Domínio, e considerou que todos os eucariontes podem ser
reunidos em um único domínio (Eucarya).
(D) Na classificação mais recente, os procariontes estão distribuídos em dois domínios: Archaea e
Bactéria.
Gabarito
01.C / 02.B / 03.D / 04.A / 05.B
Comentários
01. Resposta: C.
02. Resposta: B.
03. Resposta: D.
04. Resposta: A. A taxonomia é a ciência que estuda a classificação dos animais. Ela se divide em
dois grandes ramos: a sistemática que trabalha com a divisão dos animais em grupos de acordo com
suas semelhanças e a nomenclatura que enquadra nas normas universais para identificação. Os animais
são divididos em sete grupos: reino, filo, classe, ordem, família, gênero, espécie, onde o reino é a
classificação mais ampla, com características mais gerais dos organismos e em espécies, onde se
identifica e classifica os animais mais especificamente.
05. Resposta: B.
Sistema Digestório- A digestão no homem10
O sistema digestório tem a função primordial de promover nutrientes para o corpo. O alimento, após
passar pela boca, é propelido, por meio do esôfago, para o estômago e, em seguida para os intestinos
delgado e grosso, antes de ser esvaziado pelo ânus. O sistema digestório prepara o alimento para ser
usado pelas células por meio de cinco atividades básicas.
10 http://www.afh.bio.br
5 Características anatômicas e fisiológicas do homem: fisiologia dos sistemas
biológicos (digestório, respiratório, cardiovascular, urinário, nervoso, endócrino,
imunológico, reprodutor e locomotor).
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Boca
A abertura pelaqual o alimento entra no tubo digestivo é a boca. Aí encontram-se os dentes e a língua,
que preparam o alimento para a digestão, por meio da mastigação. Os dentes reduzem os alimentos em
pequenos pedaços, misturando-os à saliva, o que irá facilitar a futura ação das enzimas.
-Os dentes:
Os dentes são estruturas duras, calcificadas, presas ao maxilar superior e mandíbula, cuja atividade
principal é a mastigação. Estão implicados, de forma direta, na articulação das linguagens. Os nervos
sensitivos e os vasos sanguíneos do centro de qualquer dente estão protegidos por várias camadas de
tecido. A mais externa, o esmalte, é a substância mais dura. Sob o esmalte, circulando a polpa, da coroa
até a raiz, está situada uma camada de substância óssea chamada dentina. A cavidade pulpar é ocupada
pela polpa dental, um tecido conjuntivo frouxo, ricamente vascularizado e inervado. Um tecido duro
chamado cemento separa a raiz do ligamento peridental, que prende a raiz e liga o dente à gengiva e à
mandíbula, na estrutura e composição química assemelha-se ao osso; dispõe-se como uma fina camada
sobre as raízes dos dentes. Através de um orifício aberto na extremidade da raiz, penetram vasos
sanguíneos, nervos e tecido conjuntivo.
A língua
A língua movimenta o alimento empurrando-o em direção a garganta, para que seja engolido. Na
superfície da língua existem dezenas de papilas gustativas, cujas células sensoriais percebem os quatro
sabores primários: amargo (A), azedo ou ácido (B), salgado (C) e doce (D). De sua combinação resultam
centenas de sabores distintos. A distribuição dos quatro tipos de receptores gustativos, na superfície da
língua, não é homogênea.
As glândulas salivares
A presença de alimento na boca, assim como sua visão e cheiro, estimulam as glândulas salivares a
secretar saliva, que contém a enzima amilase salivar ou ptialina, além de sais e outras substâncias. A
amilase salivar digere o amido e outros polissacarídeos (como o glicogênio), reduzindo-os em moléculas
de maltose (dissacarídeo). Três pares de glândulas salivares lançam sua secreção na cavidade bucal:
parótida, submandibular e sublingual.
O sais da saliva neutralizam substâncias ácidas e mantêm, na boca, um pH neutro (7,0) a levemente
ácido (6,7), ideal para a ação da ptialina. O alimento, que se transforma em bolo alimentar, é empurrado
pela língua para o fundo da faringe, sendo encaminhado para o esôfago, impulsionado pelas ondas
peristálticas (como mostra a figura do lado esquerdo), levando entre 5 e 10 segundos para percorrer o
esôfago. Através dos peristaltismo, você pode ficar de cabeça para baixo e, mesmo assim, seu alimento
chegará ao intestino. Entra em ação um mecanismo para fechar a laringe, evitando que o alimento penetre
nas vias respiratórias.
Quando a cárdia (anel muscular, esfíncter) se relaxa, permite a passagem do alimento para o interior
do estômago.
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Faringe e esôfago
A faringe, situada no final da cavidade bucal, é um canal comum aos sistemas digestório e respiratório:
por ela passam o alimento, que se dirige ao esôfago, e o ar, que se dirige à laringe.
O esôfago, canal que liga a faringe ao estômago, localiza-se entre os pulmões, atrás do coração, e
atravessa o músculo diafragma, que separa o tórax do abdômen. O bolo alimentar leva de 5 a 10
segundos para percorre-lo.
Estômago e suco gástrico
O estômago é uma bolsa de parede musculosa, localizada no lado esquerdo abaixo do abdome, logo
abaixo das últimas costelas. É um órgão muscular que liga o esôfago ao intestino delgado. Sua função
principal é a digestão de alimentos proteicos. Um músculo circular, que existe na parte inferior, permite
ao estômago guardar quase um litro e meio de comida, possibilitando que não se tenha que ingerir
alimento de pouco em pouco tempo. Quando está vazio, tem a forma de uma letra "J" maiúscula, cujas
duas partes se unem por ângulos agudos.
O estômago é formado por cinco partes:
-Cárdia - A primeira parte do estômago (próxima do esôfago).
-Fundo - Parte superior do estômago, junto à cárdia.
-Corpo - Parte principal do estômago, entre as partes superior e inferior.
-Antro - Porção inferior (perto do intestino delgado), onde o alimento é misturado com o suco gástrico.
-Piloro - Última parte do estômago, age como uma válvula para controlar o esvaziamento do conteúdo
do estômago para o intestino duodeno.
O estômago produz o suco gástrico, um líquido claro, transparente, altamente ácido, que contêm ácido
clorídrico, muco, enzimas e sais. O ácido clorídrico mantém o pH do interior do estômago entre 0,9 e 2,0
(ácido). Também dissolve o cimento intercelular dos tecidos dos alimentos, auxiliando a fragmentação
mecânica iniciada pela mastigação.
A pepsina, enzima mais potente do suco gástrico, é secretada na forma de pepsinogênio. Como este
é inativo, não digere as células que o produzem. Por ação do ácido cloródrico, o pepsinogênio, ao ser
lançado na luz do estômago, transforma-se em pepsina, enzima que catalisa a digestão de proteínas.
A pepsina, promove o rompimento das ligações peptídicas que unem os aminoácidos e o resultado do
trabalho dessa enzima são oligopeptídeos e aminoácidos livres.
A renina, enzima que age sobre a caseína, uma das proteínas do leite, é produzida pela mucosa
gástrica durante os primeiros meses de vida. Seu papel é o de flocular a caseína, facilitando a ação de
outras enzimas proteolíticas.
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A mucosa gástrica é recoberta por uma camada de muco, que a protege da agressão do suco gástrico,
bastante corrosivo. Apesar de estarem protegidas por essa densa camada de muco, as células da mucosa
estomacal são continuamente lesadas e mortas pela ação do suco gástrico. Por isso, a mucosa está
sempre sendo regenerada. Estima-se que nossa superfície estomacal seja totalmente reconstituída a
cada três dias. Eventualmente ocorre desequilíbrio entre o ataque e a proteção, o que resulta em
inflamação difusa da mucosa (gastrite) ou mesmo no aparecimento de feridas dolorosas que sangram
(úlceras gástricas).
A mucosa gástrica produz também o fator intrínseco, necessário à absorção da vitamina B12.
O bolo alimentar pode permanecer no estômago por até quatro horas ou mais e, ao se misturar ao
suco gástrico, auxiliado pelas contrações da musculatura estomacal, transforma-se em uma massa
cremosa acidificada e semilíquida, o quimo.
Passando por um esfíncter muscular (o piloro), o quimo vai sendo, aos poucos, liberado no intestino
delgado, onde ocorre a maior parte da digestão.
Intestino delgado
O intestino delgado consiste em um tubo com pouco mais de 6 m de comprimento por 4cm de diâmetro
e pode ser dividido em três regiões: duodeno (cerca de 25 cm), jejuno (cerca de 5 m) e íleo (cerca de 1,5
cm).
A porção superior ou duodeno tem a forma de ferradura e compreende o piloro, esfíncter muscular da
parte inferior do estômago pela qual este esvazia seu conteúdo no intestino.
A digestão do quimo ocorre predominantemente no duodeno e nas primeiras porções do jejuno. No
duodeno atua também o suco pancreático, produzido pelo pâncreas, que contêm diversas enzimas
digestivas. Outra secreção que atua no duodeno é a bile, produzida no fígado e armazenada na vesícula
biliar. O pH da bile oscila entre 8,0 e 8,5 (básico). Os sais biliares têm ação detergente, emulsificando
(quebrando) ou emulsionando as gorduras
O suco pancreático, produzido pelo pâncreas, contém água, enzimas e grandes quantidades de
bicarbonato de sódio. O pH do suco pancreático oscila entre 8,5 e 9. Sua secreção digestiva é responsável
pela hidrólise da maioria das moléculas de alimento, como carboidratos, proteínas, gorduras e ácidos
nucléicos.
A amilase pancreática fragmenta o amido em moléculas de maltose; a lípase pancreáticagradiente de concentração). Esse gradiente pode ser
químico ou elétrico, como no transporte de íons. O transporte ativo age como uma “porta giratória”. A
molécula a ser transportada liga-se à molécula transportadora (proteína da membrana) como uma enzima
se liga ao substrato. A molécula transportadora gira e libera a molécula carregada no outro lado da
membrana. Gira, novamente, voltando à posição inicial. A bomba de sódio e potássio liga-se em um íon
Na+ na face interna da membrana e o libera na face externa. Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face
interna. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP.
- Transportes de Massa
As células são capazes de englobar grandes quantidades de materiais "em bloco". Geralmente, esses
mecanismos são empregados na obtenção de macromoléculas, como proteínas, polissacarídeos, ácidos
nucléicos, etc. Essa entrada de materiais em grandes porções é chamada endocitose. Esses processos
de transporte de massa sempre são acompanhados por alterações morfológicas da célula e de grande
gasto de energia.
A endocitose pode ocorrer por dois mecanismos fundamentais:
a) Fagocitose
É o processo pelo qual a célula engloba partículas sólidas, pela emissão de pseudópodes.
Nos protozoários, a fagocitose é uma etapa importante da alimentação, pois é a forma pela qual esses
organismos unicelulares conseguem obter alimentos em grandes quantidades de uma só vez. Nos
metazoários, animais formados por numerosas células, a fagocitose desempenha papéis mais
específicos, como a defesa contra micro-organismos e a remodelagem de alguns tecidos, como os ossos.
b) Pinocitose
Processo pelo qual a célula engloba gotículas de líquido ou partículas de diâmetro inferior a 1
micrômetro.
Depois de englobadas por fagocitose ou por pinocitose, as substâncias permanecem no interior de
vesículas, fagossomos ou pinossomos. Nelas, são acrescidas das enzimas presentes nos lisossomos,
formando o vacúolo digestivo. Voltaremos ao assunto quando estudarmos a digestão celular.
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- Diferenciação da membrana plasmática
No desempenho de funções específicas, surgem diferenciações da membrana plasmática de algumas
células passamos a apresentar algumas dessas diferenciações.
a) Microvilosidades: são expansões semelhantes a dedos de luvas, que aumentam a superfície de
absorção das células que as possuem. São encontradas nas células que revestem o intestino e nas
células dos túbulos renais.
b) Interdigitações: são conjuntos de saliências e reentrâncias das membranas de células vizinhas, que
se encaixam e facilitam as trocas de substâncias entre elas. São observadas nas células dos túbulos
renais.
c) Desmossomos: são placas arredondadas formadas pelas membranas de células vizinhas. O espaço
entre as membranas é ocupado por um material mais elétron-denso que o glicocálix.
Na sua face interna, inserem-se filamentos do citoesqueleto que mergulham no hialoplasma. É o local
de "ancoragem" dos componentes do citoesqueleto, e de forte adesão entre células vizinhas.
Glicocálix
Se isolássemos uma célula de nosso corpo, notaríamos que ela está envolta por uma espécie de malha
feita de moléculas de glicídios (carboidratos) frouxamente entrelaçadas.
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Esta malha protege a célula como uma vestimenta: trata-se do glicocálix (do grego glykys, doce,
açúcar, e do latim calyx, casca envoltório).
Diversas funções têm sido sugeridas para o glicocálix. Acredita-se que, além de ser uma proteção
contra agressões físicas e químicas do ambiente externo, ele funcione como uma malha de retenção de
nutrientes e enzimas, mantendo um microambiente adequado ao redor de cada célula. Confere às células
a capacidade de se reconhecerem, uma vez que células diferentes têm glicocálix formado por glicídios
diferentes e células iguais têm glicocálix formado por glicídios iguais.
Componentes Morfológicos das Células
Já citamos anteriormente as diferenças entre a célula procariota e eucariota. Neste bloco, estudaremos
o citoplasma dos eucariontes.
Os componentes fundamentais do citoplasma de uma célula eucariota são:
Hialoplasma e citoesqueleto
O hialoplasma ou citosol corresponde ao fluido citoplasmático onde estão mergulhadas as organelas
citoplasmáticas. Ele é constituído por proteínas, sais minerais, açúcares e íons dissolvidos em água,
localizando-se entre a membrana plasmática e o núcleo.
O hialoplasma é considerado um coloide, ora no estado de sol (fluido), ora no estado de gel (viscoso).
Nas regiões mais periféricas da célula, o hialoplasma costuma ter a consistência de gel, e é
denominado ectoplasma. Já a parte mais interna do citoplasma é um sol, bastante fluido, e é chamada
de endoplasma.
- Citoesqueleto
Quando se diz que o hialoplasma é um fluido viscoso, fica-se com a impressão de que a célula animal
tem uma consistência amolecida e que se deforma a todo o momento. Não é assim. Um verdadeiro
“esqueleto” formado por vários tipos de fibras de proteínas cruza a célula em diversas direções, dando-
lhe consistência e firmeza. Essa “armação” é importante se lembrarmos que a célula animal é desprovida
de uma membrana rígida, como acontece com a membrana celulósica dos vegetais. Entre as fibras
proteicas componentes desse “citoesqueleto” podem ser citados os microfilamentos de actina, os
microtúbulos e os filamentos intermediários.
Os microfilamentos são os mais abundantes, constituídos da proteína contráctil actina e encontrados
em todas as células eucarióticas. São extremamente finos e flexíveis, chegando a ter 3 a 6nm
(nanômetros) de diâmetro, cruzando a célula em diferentes direções, embora concentram-se em maior
número na periferia, logo abaixo da membrana plasmática. Muitos movimentos executados por células
animais e vegetais são possíveis graças aos microfilamentos de actina.
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Os microtúbulos, por sua vez, são filamentos mais grossos, de cerca de 20 a 25 nm de diâmetro, que
funcionam como verdadeiros andaimes de todas as células eucarióticas. São, como o nome diz,
tubulares, rígidos e constituídos por moléculas de proteínas conhecidas como tubulinas, dispostas
helicoidalmente, formando um cilindro. Um exemplo, desse tipo de filamento é o que organiza o chamado
fuso de divisão celular. Nesse caso, inúmeros microtúbulos se originam e irradiam a partir de uma região
da célula conhecida como centrossomo (ou centro celular) e desempenham papel extremamente
importante na movimentação dos cromossomos durante a divisão de uma célula.
Outro papel atribuído aos microtúbulos é o de servir como verdadeiras “esteiras” rolantes que permitem
o deslocamento de substâncias, de vesículas e de organoides como as mitocôndrias e cloroplastos pelo
interior da célula. Isso é possível a partir da associação de proteínas motoras com os microtúbulos. Essas
proteínas motoras ligam-se de um lado, aos microtúbulos e, do outro, à substância ou organoide que será
transportado, promovendo o seu deslocamento. Por exemplo, ao longo do axônio (prolongamento) de um
neurônio, as proteínas motoras conduzem, ao longo da “esteira” formada pelos microtúbulos, diversas
substâncias para as terminações do axônio e que terão importante participação no funcionamento da
célula nervosa.
Os filamentos intermediários são assim chamados por terem um diâmetro intermediário - cerca de
10nm - em relação aos outros dois tipos de filamentos proteicos.
Nas células que revestem a camada mais externa da pele existe grande quantidade de um tipo de
filamento intermediário chamado queratina. Um dos papéis desse filamento é impedir que as células
desse tecido se separem ou rompam ao serem submetidas, por exemplo, a um estiramento.hidrolisa as
moléculas de um tipo de gordura – os triacilgliceróis, originando glicerol e álcool; as nucleases atuam
sobre os ácidos nucléicos, separando seus nucleotídeos.
O suco pancreático contém ainda o tripsinogênio e o quimiotripsinogênio, formas inativas em que são
secretadas as enzimas proteolíticas tripsina e quimiotripsina. Sendo produzidas na forma inativa, as
proteases não digerem suas células secretoras. Na luz do duodeno, o tripsinogênio entra em contato com
a enteroquinase, enzima secretada pelas células da mucosa intestinal, convertendo-se me tripsina, que
por sua vez contribui para a conversão do precursor inativo quimiotripsinogênio em quimiotripsina, enzima
ativa.
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A tripsina e a quimiotripsina hidrolisam polipeptídios, transformando-os em oligopeptídeos. A pepsina,
a tripsina e a quimiotripsina rompem ligações peptídicas específicas ao longo das cadeias de
aminoácidos.
A mucosa do intestino delgado secreta o suco entérico, solução rica em enzimas e de pH
aproximadamente neutro. Uma dessas enzimas é a enteroquinase. Outras enzimas são as
dissacaridades, que hidrolisam dissacarídeos em monossacarídeos (sacarase, lactase, maltase). No suco
entérico há enzimas que dão seqüência à hidrólise das proteínas: os oligopeptídeos sofrem ação das
peptidases, resultando em aminoácidos.
Enzima digestória Local de produção Substância-alvo Ação
PTIALINA glândulas salivares amido Decompõe amido em maltoses
PEPSINA estômago proteínas
Decompõe proteínas em fragmentos
menores
SACARASE intestino delgado sacarose
Decompõe a sacarose em glicose e
frutose.
LACTASE intestino delgado lactose
Decompõe a lactose em glicose e
galactose.
LIPASE pâncreas lipídios
Decompões lipídios em ácidos
graxos e gliceróis.
TRIPSINA pâncreas proteínas
Decompõe proteínas em fragmentos
menores
AMILASE
PANCREÁTICA
pâncreas amido Decompõe amido em maltoses
MALTASE intestino delgado maltoses
Decompõe maltose em glicoses
livres
PEPTIDASE intestino delgado fragmentos de proteínas
Decompõe os fragmentos proteicos
em aminoácidos.
No intestino, os movimentos peristálticos das paredes musculares, movimentam o quimo, ao mesmo
tempo em que este é atacado pela bile, enzimas e outras secreções, sendo transformado em quilo.
A absorção dos nutrientes ocorre nas regiões do jejuno e do íleo. A superfície interna, ou mucosa,
dessas regiões, apresenta, além de inúmeros dobramentos maiores, milhões de pequenas dobras (4 a 5
milhões), chamadas vilosidades; um traçado que aumenta a superfície de absorção intestinal. As
membranas das próprias células do epitélio intestinal apresentam, por sua vez, dobrinhas microscópicas
denominadas microvilosidades. O intestino delgado também absorve a água ingerida, os íons e as
vitaminas
Os nutrientes absorvidos pelos vasos sanguíneos do intestino passam ao fígado para serem
distribuídos pelo resto do organismo. Os produtos da digestão de gorduras (principalmente glicerol e
ácidos graxos isolados) chegam ao sangue sem passar pelo fígado, como ocorre com outros nutrientes.
Nas células da mucosa, essas substâncias são reagrupadas em triacilgliceróis (triglicerídeos) e
envelopadas por uma camada de proteínas, formando os quilomícrons, transferidos para os vasos
linfáticos e, em seguida, para os vasos sangüíneos, onde alcançam as células gordurosas (adipócitos),
sendo, então, armazenados.
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Intestino grosso
É o local de absorção de água, tanto a ingerida quanto a das secreções digestivas. Uma pessoa bebe
cerca de 1,5 litros de líquidos por dia, que se une a 8 ou 9 litros de água das secreções. Glândulas da
mucosa do intestino grosso secretam muco, que lubrifica as fezes, facilitando seu trânsito e eliminação
pelo ânus.
Glândulas anexas
-Pâncreas
O pâncreas é uma glândula de aproximadamente 15 cm de extensão e se localiza atrás do estômago,
entre o duodeno e o baço. Ele é tanto exócrino (secretando suco pancreático, que contém enzimas
digestivas) quanto endócrino (produzindo muitos hormônios importantes, como insulina, glucagon e
somatostatina). O sulco pancreático atua no processo digestivo e, através do ducto pancreático é lançado
na cavidade do duodeno. Sua secreção digestiva é responsável pela hidrólise da maioria das moléculas
de alimento, como carboidratos, proteínas, gorduras e ácidos nucleicos. O pH do suco pancreático oscila
entre 8 e 8,3.
O pâncreas tem as seguintes funções:
Dissolver carboidrato (amilase pancreática);
Dissolver proteínas (tripsina, quimotripsina, carboxipeptidase e elastáse);
Dissolver triglicerídios nos adultos (lípase pancreática);
Dissolver ácido nucléicos (ribonuclease e desoxirribonuclease).
- Vesícula Biliar
A vesícula Biliar tem de 7 a 10 cm de comprimento e situa-se na fossa da vesícula biliar na face visceral
do fígado. Esta fossa situa-se na junção do lobo direito e do lobo quadrado do fígado. A relação da
vesícula biliar com o duodeno é tão íntima que a parte superior do duodeno normalmente é manchada
com bile no cadáver. A vesícula biliar tem capacidade para até 50 ml de bile. O Ducto Cístico liga a
vesícula biliar ao Ducto Hepático comum (união do ducto hepático direito e esquerdo) formando o Ducto
Colédoco. O ducto colédoco desce posterior a parte superior do duodeno e situa-se na face posterior da
cabeça do pâncreas. No lado esquerdo da parte descendente do duodeno, o ducto colédoco entra em
contato com o ducto pancreático principal.
- Fígado
O fígado é mais uma das glândulas anexas do sistema digestório do corpo humano e se localiza no
abdômen, sob o diafragma, e é a maior glândula do corpo. Ele armazena substâncias, como glicose, ferro
e vitaminas; sintetiza proteínas; inativa produtos tóxicos; metaboliza e elimina resíduos gerados no próprio
corpo (como a uréia , o ácido úrico e o ácido lácteo). A bile é um fluido produzido pelo fígado, que fica
armazenada na vesícula biliar e atua na digestão de gorduras, de alguns alimentos e na absorção de
substâncias nutritivas da dieta ao passarem pelo intestino. Ela é excretada pelo fígado, segue pelos
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ductos biliares, passa à vesícula, indo ao intestino, onde emulsiona as gorduras. Sua coloração
geralmente é amarela, apresentando uma tonalidade esverdeada.
SISTEMA RESPIRATÓRIO HUMANO
11O sistema respiratório humano é constituído por um par de pulmões e por vários órgãos que
conduzem o ar para dentro e para fora das cavidades pulmonares. Esses órgãos são as fossas nasais, a
boca, a faringe, a laringe, a traquéia, os brônquios, os bronquíolos e os alvéolos, os três últimos
localizados nos pulmões.
Fossas nasais
As fossas nasais são duas cavidades paralelas que começam nas narinas e terminam na faringe. Elas
são separadas uma da outra por uma parede cartilaginosa denominada septo nasal. Em seu interior
possuem um revestimento dotado de células produtoras de muco e células ciliadas, também presentes
nas porções inferiores das vias aéreas, como traquéia, brônquios e porção inicial dos bronquíolos. No
teto das fossas nasais existem células sensoriais, responsáveis pelo sentido do olfato. Têm as funções
de filtrar, umedecer e aquecer o ar.
Faringe
A faringe é um canal comum aos sistemas digestório e respiratório e comunica-se com a boca e com
as fossas nasais. O ar inspirado pelas narinas ou pela boca passa necessariamente pela faringe, antes
de atingir a laringe.
Laringe
A laringe é um tubo sustentado por peças de cartilagem articuladas, situado na parte superior do
pescoço, em continuação à faringe.
A entrada da laringe chama-se glote. Acima dela existe uma espécie de “lingüeta” de cartilagem
denominada epiglote, que funciona como válvula. Quandonos alimentamos, a laringe sobe e sua entrada
é fechada pela epiglote. Isso impede que o alimento ingerido penetre nas vias respiratórias.
O epitélio que reveste a laringe apresenta pregas, as cordas vocais, capazes de produzir sons durante
a passagem de ar.
Traquéia
Consiste em um tubo de aproximadamente 1,5 cm de diâmetro por 10-12 centímetros de comprimento,
cujas paredes são reforçadas por anéis cartilaginosos. Bifurca-se na sua região inferior, originando os
brônquios, que penetram nos pulmões. Seu epitélio de revestimento muco-ciliar adere partículas de poeira
e bactérias presentes em suspensão no ar inalado, que são posteriormente varridas para fora (graças ao
movimento dos cílios) e engolidas ou expelidas.
11 11 http://www.afh.bio.br
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Pulmões
Os pulmões humanos são órgãos esponjosos, com aproximadamente 25 cm de comprimento, sendo
envolvidos por uma membrana serosa denominada pleura. Nos pulmões os brônquios ramificam-se
profusamente, dando origem a tubos cada vez mais finos, os bronquíolos. O conjunto altamente
ramificado de bronquíolos é a árvore brônquica ou árvore respiratória. Cada bronquíolo termina em
pequenas bolsas formadas por células epiteliais achatadas (tecido epitelial pavimentoso) recobertas por
capilares sanguíneos, denominadas alvéolos pulmonares.
O diafragma serve como base de cada pulmão. Este fino músculo que separa o tórax do abdômen
(presente apenas em mamíferos) promovendo, juntamente com os músculos intercostais, os movimentos
respiratórios. Localizado logo acima do estômago, o nervo frênico controla os movimentos do diafragma
(ver controle da respiração)
Mecânica da respiração do homem
Os pulmões ocupam a maior parte da cavidade torácica. Neles ocorre o processos de renovação do
ar conhecido como mecânica da respiração.
Na inspiração, os músculos da caixa toráxica (diafragma e músculos intercostais) se contrai e se
achata; o tórax se expande, a pressão interna diminui em relação a atmosférica, e o ar entra. Na
expiração, todos os músculos relaxam, voltando a posição inicial, a pressão interna na da caixa torácica
aumenta, e o ar é expelido.
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Regulação dos movimentos respiratórios no homem
O centro nervoso, que controla os músculos do tórax e o diafragma, localiza-se numa parte do sistema
nervoso central denominado bulbo. É curioso notar que a regulação dos movimentos respiratórios pelo
bulbo depende primariamente do acúmulo do CO2, uma vez que este ao se acumular no sangue, combina-
se com a o H2O, produzindo o ácido carbônico, que se dissocia em H+ e HCO3
-.O aumento da
concentração de H+ (acidose) estimula o bulbo a aumentar a frequência dos movimentos respiratórios.
Por outro lado, a queda da concentração do CO2, reduz a concentração de H+, provocando a diminuição
do ritmo respiratório.
SISTEMA CIRCULATÓRIO
Funcionamento do Sistema Circulatório nos mamíferos
O principal órgão desse sistema é o coração, que bombeia o sangue, de forma que ele possa chegar
até as extremidades do corpo e voltar para o coração. O sangue, material transportado pelo sistema
circulatório, sai do coração carregado de oxigênio, passa pelas artérias, veias e capilares, pelo pulmão e
então retorna para o coração. O tempo médio para que o sangue complete um ciclo completo de
circulação é de um minuto.
Os canais usados pelo sangue para circular são chamados de vasos sanguíneos. São divididos nas
artérias, veias e os capilares. As artérias são os canais usados pelo sangue quando ele sai do coração
em direção ao corpo, sendo mais grossas que os outros dois tipos de canais. As veias são canais
menores, mas tão fortes quanto as artérias. Recebem o sangue vindo dos capilares (vasos menores que
as veias e que servem para a transição de sangue entre as artérias e as veias) e levam o sangue em
direção ao coração, para serem encaminhadas para o pulmão.
A segunda passagem do sangue pelo coração é para ser encaminhada para outro tipo de circulação:
a circulação pulmonar. Nessa circulação, o sangue já está sem oxigênio, pois percorreu o corpo todo e já
distribuiu esse oxigênio, assim como os nutrientes, para as células e tecidos do corpo. Quando chega ao
pulmão, o sangue é oxigenado e então volta ao coração pela segunda vez, terminando o ciclo do sangue.
Agora ele será novamente bombeado pelo corpo, levando oxigênio às células.
O material que o corpo precisa eliminar também tem a contribuição do sistema circulatório para fazê-
lo. Esses materiais, chamados de excretas, passam pelo sistema circulatório para que sejam levados aos
órgãos responsáveis para retirá-los do corpo.
Exemplo de excretas são ureia ou CO2.
- Circulação Pulmonar: Nesse tipo de circulação, o sangue rico em gás carbônico sai, é oxigenado e
volta ao coração.
- Circulação Sistêmica: O sangue sai do coração para o corpo onde irriga os tecidos. Nestes há
trocas gasosas e o sangue rico em gás carbônico volta para o coração.
A Pequena Circulação ou Circulação Pulmonar é o caminho que o sangue percorre do coração aos
pulmões, e dos pulmões ao coração. Assim, o sangue venoso é bombeado do ventrículo direito para
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a artéria pulmonar que se ramifica de maneira que uma segue para o pulmão direito e outra para o
pulmão esquerdo.
Já nos pulmões, o sangue presente nos capilares dos alvéolos libera o gás carbônico e absorve o gás
oxigênio. Por fim, o sangue arterial (oxigenado) é levado dos pulmões ao coração, através das veias
pulmonares, que se conectam no átrio esquerdo.
A Grande Circulação ou Circulação Sistêmica é o caminho do sangue que sai do coração até as
demais células do corpo, e vice-versa. No coração, o sangue arterial, vindo dos pulmões, é bombeado
do átrio esquerdo para o ventrículo esquerdo e deste para a artéria aorta responsável por transportar
esse sangue para os diversos tecidos do corpo.
Assim, quando esse sangue oxigenado chega aos tecidos, os vasos capilares refazem as trocas dos
gases: absorvem o gás oxigênio e liberam o gás carbônico, tornando o sangue venoso. Por fim,o sangue
venoso faz o caminho de volta ao coração e chega ao átrio direito pelas veias cavas superiores e
inferiores, completando o sistema circulatório.
Componentes do Sistema Circulatório
Sangue
O sangue é um tecido conjuntivo líquido altamente especializado, produzido na medula óssea
vermelha, que flui pelas veias, artérias e capilares sanguíneos dos animais vertebrados e invertebrados.
O sangue é um dos três componentes do sistema circulatório, os outros dois, são o coração e os vasos
sanguíneos.
O sangue é formado por alguns tipos de células (parte figurada) destruídas em um meio liquido
chamado de plasma.
Os constituintes celulares são os glóbulos vermelhos (eritrócitos ou hemácias), os glóbulos brancos
(leucócitos) e as plaquetas (trombócitos). O plasma compõe-se principalmente de água com diversas
substâncias dissolvidas, que são transportadas através do corpo.
-Hemácias
Continuamente produzidas pela medula vermelha (tecida hematopoiético) dos ossos longos; são
armazenadas no baço, destruídas no fígado e na medula óssea. Tem duração média de 120 dias. Na
fase embrionária, são produzidos pelo fígado. Contêm hemoglobina, pigmento vermelho que tem função
de se combinar e transportar oxigênio.
-Leucócitos
Continuamente produzidos pela medula óssea, baço e gânglios linfáticos, apresentam grande
variedade quanto ao núcleo, reação a corantes etc. Os mais frequentes são os neutrófilos (70%), que
podem abandonar os capilares por meio dos pseudópodes (diapedese), para defender o organismo contra
os agentes estranhos, como fungos e bactérias. Os linfócitos, segundotipo mais frequente de leucócitos,
atuam na defesa do corpo pela produção de anticorpos.
Plaquetas
Produzidas pela medula óssea, têm um papel importante na coagulação do sangue.
Coração
O coração é um órgão muscular do sistema circulatório, que se localiza na caixa torácica entre os
pulmões e funciona como uma bomba dupla de modo que o lado esquerdo bombeia o sangue arterial
para diversas partes do corpo, enquanto o lado direito bombeia o sangue venoso para os pulmões. O
coração funciona impulsionando o sangue por meio de dois movimentos: contração, denominado sístoles
e relaxamento, denominado diástoles.
Estrutura do Coração
- Pericárdio: membrana que reveste o exterior do coração.
- Endocárdio: membrana que reveste o interior do coração.
- Miocárdio: músculo situado entre o pericárdio e o endocárdio, responsável pelas contrações do
coração.
- Átrios: cavidades superiores por onde o sangue chega ao coração.
- Ventrículos: cavidades inferiores por onde o sangue sai do coração.
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- Válvula Tricúspide: impede o refluxo de sangue do átrio direito para o ventrículo direito.
- Válvula Mitral: impede o refluxo de sangue do átrio esquerdo para o ventrículo esquerdo.
Os batimentos cardíacos
A contração do coração é chamada sístole e o relaxamento diástole.
Diástole Sístole
Os batimentos cardíacos tem origem num impulso rítmico que partem de um grupo de células
especializadas da própria parede muscular do coração, chamado de nódulo sino-atrial, que funciona como
um marca-passo. Entretanto, o ritmo das pulsações é controlado pelo sistema nervoso autônomo, através
de um nervo inibidor que libera acetilcolina, e de um acelerador, que libera adrenalina.
Vasos Sanguíneos
Os vasos sanguíneos são tubos do sistema circulatório, distribuídos por todo o corpo, por onde circula
o sangue. São formados por uma rede de artérias e veias que se ramificam formado os capilares.
Leia mais sobre os tipos de vasos sanguíneos em Sistema Cardiovascular.
Artérias
As artérias são vasos do sistema circulatório, que saem do coração e transportam o sangue para
outras partes do corpo. A parede da artéria é espessa formada de tecido muscular elástico, que suporta
a pressão do sangue. O sangue venoso, rico em gás carbônico, é bombeado do coração para os pulmões
através das artérias pulmonares enquanto o sangue arterial, rico em gás oxigênio, é bombeado do
coração para os tecidos do corpo, através da artéria aorta. As artérias se ramificam pelo corpo, ficam
mais finas, formam as arteríolas, que se ramificam ainda mais, originando os capilares.
Veias
As veias são vasos do sistema circulatório, que transportam o sangue de volta dos tecidos do corpo
para o coração. Suas paredes são mais finas que as artérias. A maior parte das veias transporta o sangue
venoso, ou seja, rico em gás carbônico. Contudo, as veias pulmonares transportam o sangue arterial,
oxigenado, dos pulmões para o coração.
Capilares
Os capilares são ramificações microscópicas de artérias e veias do sistema circulatório. Suas
paredes apresentam apenas uma camada de células, que permitem a troca de substâncias entre o
sangue e as células. Os capilares se ligam às veias, levando o sangue de volta para o coração.
Pelo corpo de uma pessoa adulta circula, em média, seis litros de sangue, numa ampla rede de vasos
sanguíneos, bombeados pelo coração.
SISTEMA EXCRETOR
Rins filtram impurezas e as eliminam na urina
Os nutrientes ganham as células e farão parte do metabolismo celular. Para que ocorra a síntese das
proteínas (os hormônios circulantes, formadores das paredes celulares, dos tecidos), das gorduras
(tomam parte na composição das membranas celulares) e outras substâncias, as células necessitam de
energia, só assim sobrevivem.
Essa energia é obtida por uma reação de combustão (queima) conhecida como respiração celular.
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Nesse processo, a glicose (obtida na digestão e trazida pelo sangue a cada uma das células) e o
oxigênio (obtido na respiração pulmonar e trazido a cada uma das células pelo sangue) sofrem uma
reação química, que libera energia e tem como produtos a água e o gás carbônico.
As células realizam seus processos metabólicos dos quais restam resíduos, que são conhecidos como
excretas, pois não servem às células e são até mesmo tóxicos. O processo de eliminação dos resíduos
do metabolismo pelo corpo é conhecido como excreção. Nos corpos dos animais existe um delicado
equilíbrio físico-químico dentro e fora das células. A manutenção desse equilíbrio é feita pela sistema
excretor.
Excreção e sistema urinário
A excreção tem por principal função eliminar substâncias nitrogenadas e regular a quantidade de água
nos indivíduos. Os excretas nitrogenados podem ser eliminados sob diferentes formas, dependendo do
animal: aminoácidos, ureia e ácido úrico.
Os rins e vias urinárias constituem o sistema urinário dos mamíferos, que é muito eficiente na
"limpeza" do organismo. Os rins recebem o sangue a ser filtrado, que é rico em oxigênio necessário à
sobrevivência, através das artérias renais, que se transformam em vasos cada vez menores no seu
interior (arteríolas). Essa ramificação de vasos entra em contato direto com a unidade excretora do rim, o
néfron.
O néfron está dividido em duas regiões:
Uma que possui um "novelo" de capilares (glomérulo de Malpighi), onde a pressão do sangue expulsa
para uma cápsula coletora (cápsula de Bawman) a água e pequenas moléculas dissolvidas no plasma
sanguíneo (sais, uréias, moléculas orgânicas simples). Estruturas e substâncias maiores (glóbulos
sanguíneos e proteínas do plasma) não passam do interior dos capilares para a cápsula. Outra, o túbulo
renal, onde ocorre a reabsorção. A água e outras sustâncias úteis que haviam sido filtradas voltam para
o sangue.
O sangue filtrado sai dos rins pela veia renal, livre de excretas e rico em gás carbônico.
De cada rim sai um tubo, os ureteres, que levam o produto da filtração e reabsorção (urina) até a um
reservatório, a bexiga urinária, que tem por função armazenar a urina. A bexiga é um órgão constituído
por musculatura elástica, o qual aumenta conforme armazena a urina. Seu limite é, em média, de 600ml,
pouco mais que meio litro. A urina sai para o exterior do corpo através da uretra.
O volume de água no organismo
A produção da urina é regulada pela região cerebral (hipotálamo) capaz de perceber a concentração
sanguínea. Essa região cerebral produz um hormônio responsável pelo aumento da reabsorção de água
nos túbulos renais, diminuindo o volume de urina e assim a perda de água.
No inverno, quando os dias são mais frios, transpiramos menos, portanto perdemos menos água para
o meio ambiente. Para manter os níveis necessários de água no corpo é preciso eliminar a água que não
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saiu pela transpiração, o que é feito através da urina. Assim o corpo diminui a produção do hormônio que
aumenta a reabsorção nos túbulos renais, aumentando o volume de urina.
Sistema Endócrino
O Sistema Endócrino é o conjunto de glândulas responsáveis pela produção dos hormônios que são
lançados no sangue e percorrem o corpo até chegar aos órgãos-alvo sobre os quais atuam. Junto com o
sistema nervoso, o sistema endócrino coordena todas as funções do nosso corpo. O hipotálamo grupo
de células nervosas localizadas na base do encéfalo, faz a integração entre esses dois sistemas.
Controle hormonal
Hormônios são substâncias produzidas por glândulas especiais, chamadas endócrinas. Eles são
liberados dessas glândulas diretamente nos líquidos corporais-sangue e linfa- e atuam em células-alvo
geralmente distantesdo seu local de produção. Uma vez recebidos pelo alvo, os hormônios
desencadeiam uma série de reações químicas, exercendo ação de controle do metabolismo das células;
seu efeito pode ser imediato ou levar vários dias para aparecer, persistindo por meses ou até anos,
dependendo do hormônio.
Ao contrário das glândulas endócrinas, as glândulas exócrinas não produzem hormônios e liberam
suas secreções por dutos ou canais, como é o caso das glândulas lacrimais, sudoríparas e salivares.
Existe glândula mista, representada pelo pâncreas, que apresenta uma porção endócrinas que secreta
hormônios e uma porção exócrina, que secreta suco pancreático no duodeno através do duto pancreático.
Além das glândulas endócrinas, existem órgãos que também secretam hormônios, como é o caso do
coração, do estômago, do intestino delgado e dos rins. Os hormônios secretados por esses órgãos
geralmente apresentam efeitos locais.
O controle hormonal é realizado pelo sistema endócrino, composto por glândulas e por outras
estruturas com função endócrina do nosso organismo.
A ação conjunta dos diversos hormônios e do sistema nervoso garante a coordenação e a harmonia
das funções do nosso organismo.
Glândulas do Sistema Endócrino
As glândulas endócrinas estão localizadas em diferentes partes do corpo: hipófise, tireoide e
paratireoides, suprarrenais, pâncreas e as glândulas sexuais.
Hipófise
A hipófise também denominada glândula pituitária, é uma pequena glândula com cerca de 1 cm de
diâmetro. Aloja-se na sela túrcica ou fossa hipofisária do osso esfenoide na base do cérebro. Está
localizada abaixo do hipotálamo e posteriormente ao quiasma óptico, sendo ligada ao hipotálamo pela
haste pedúnculo hipofisário ou infundíbulo, é envolvida pela dura – máter. A hipófise é considerada uma
glândula mestra, pois secreta hormônios que controlam o funcionamento de outras glândulas, sendo
grande parte de suas funções reguladas pelo hipotálamo.
A hipófise é dividida anatomicamente e funcionalmente em duas partes (anterior e posterior). Cada
parte será responsável por funções fisiológicas diferenciadas. Sendo assim, reconhece -se na hipófise:
-Adeno-hipófise (hipófise anterior):Secreta os hormônios que controlam o funcionamento de outras
glândulas endócrinas, quando estimuladas a fazer isso pelo hormônios do hipotálamo.
-TSH (hormônio tireotrófico): hormônio que estimula e regula a atividade da tireoide na produção dos
hormônios T3 e T4;
-ACTH (hormônio adrenocorticotrófico): que controla a atividade do córtex da glândula suprarrenal;
-LH (hormônio luteinizante): hormônio que regula as atividades das gônadas masculinas e femininas,
como a produção de testosterona nos testículos, indução da ovulação e formação do corpo lúteo.
-FSH (hormônio folículo-estimulante): hormônio que atua na produção dos folículos, nos ovários; e dos
espermatozoides, nos testículos.
Somatotrofina, hormônio do crescimento ou GH: hormônio que promove a captação de aminoácidos
para a formação de proteínas. Com isso, esse hormônio atua no crescimento de todo o organismo,
incluindo tecidos, ossos e cartilagens, promovendo o aumento na estatura principalmente dos jovens na
puberdade. Após a puberdade, a produção desse hormônio cai consideravelmente. Há casos em que,
em virtude de uma disfunção na hipófise, a pessoa continua a produzir esse hormônio mesmo após a
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puberdade. Quando isso ocorre, não há aumento da estatura, mas os ossos do crânio, da face, das mãos
e dos pés aumentam, causando uma doença que chamamos de acromegalia.
O excesso do hormônio do crescimento provoca o aumento exagerado no tamanho do corpo, o que
chamamos de gigantismo; já a sua deficiência (que geralmente é causada por fatores genéticos), provoca
o nanismo. Algumas crianças que têm deficiência na produção do hormônio do crescimento podem ser
tratadas com injeções desse hormônio para promover o seu crescimento.
Prolactina: esse hormônio atua promovendo a produção de progesterona nos ovários femininos e
também na produção de leite nas glândulas mamárias, durante a gravidez e a amamentação.
-Neuro- Hipófise (hipófise posterior): Só armazena hormônios produzido pelo hipotálamo.
O lado posterior é conectado à parte do cérebro chamada de hipotálamo através do infundíbulo. Os
hormônios são feitos nos corpos celulares dos nervos posicionados no hipotálamo, e estes hormônios
são então transportados pelos axônios das células nervosas em direção à hipófise posterior.
Os hormônios secretados pela hipófise posterior são:
-Ocitocina: hormônio que atua nas contrações do útero durante o parto, estimulando a expulsão do
bebê. Em alguns casos, os médicos aplicam esse soro contendo ocitocina na mãe para estimular o parto.
Esse hormônio também promove a liberação de leite durante a amamentação.
-ADH (hormônio antidiurético): esse hormônio atua no controle da eliminação de água pelos rins,
portanto tem efeito antidiurético, ou seja, é liberado quando a quantidade de água no sangue diminui,
provocando uma maior absorção de água no túbulo renal e diminuindo a urina. Quando o nível desse
hormônio está acima do normal, ocorre a contração das arteríolas, provocando um aumento da pressão
arterial, por isso o nome vasopressina. Há casos em que a quantidade de ADH no organismo da pessoa
é deficiente, provocando excesso de urina e muita sede. A esse quadro damos o nome de diabetes
insípida
Tireoide
A tireoide ou tiroide é uma glândula em forma de borboleta (com dois lobos- esquerdo e direito), que
fica localizada na parte anterior pescoço, logo abaixo da região conhecida como Pomo de Adão (ou
popularmente, gogó). É uma das maiores glândulas do corpo humano e tem um peso aproximado de 15
a 25 gramas (no adulto).
Ela age na função de órgãos importantes como o coração, cérebro, fígado e rins. Interfere, também,
no crescimento e desenvolvimento das crianças e adolescentes; na regulação dos ciclos menstruais; na
fertilidade; no peso; na memória; na concentração; no humor; e no controle emocional. É fundamental
estar em perfeito estado de funcionamento para garantir o equilíbrio e a harmonia do organismo.
A tireoide utiliza o iodo para produzir os hormônios vitais, sendo que os principais são a tiroxina (T4)
e a triiodotironina (T3). Esses hormônios são responsáveis pelo nosso metabolismo basal, ou seja, é
ele que estimula as células a trabalharem e garante que tudo funcione corretamente no corpo.
A função dessa glândula é regulada por um mecanismo de auto controle que envolve o cérebro.
Quando os níveis de hormônios da tiroide estão baixos, o hipotálamo no cérebro produz um hormônio
conhecido como liberador de tirotrofina (TRH), que faz com que a glândula pituitária (adenoipóifise) libere
o hormônio estimulador da tireoide (TSH) (figura 01).
Figura 01. Liberação dos hormônios tiroxina (T4) e triofotironina (T4) regulada pela hipófise.
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Problemas relacionados a tireoide
Os distúrbios da tireoide ocorrem quando essa glândula para de funcionar corretamente, podendo
produzir mais ou menos hormônios do que o normal. Uma vez que a glândula tireoide é controlada pela
glândula pituitária no e pelo hipotálamo, distúrbios de estes nestes tecidos também podem afetar a função
da tireoide.
-Hipertireoidismo
O hipertiroidismo, também conhecido como hiperfuncionamento da tiroide, é uma doença metabólica
caracterizada pela produção excessiva de hormônios tireoidianos (chamados T3 e T4). Esses hormônios
desempenham um papel fundamental da regulação do metabolismo, incluindo funções vitais como as
frequências cardíaca e respiratória. Se os hormônios T3 e T4 são produzidos em excesso, geram uma
variedade de sintomas.
Os sintomas do hipertireoidismo, que se manifestam em várias semanas, podem ser os
seguintes:Sintomashipertireoidismo– nervosismo, tremores nas mãos
– Perda de peso;
– Transpiração excessiva: pele úmida, quente;
– Problemas psíquicos: ansiedade, distúrbios do sono;
– Palpitações e/ou um ritmo cardíaco mais acelerado;
– Distúrbios menstruais nas mulheres;
– Diarréia;
– Bócio (aumento do volume da glândula tireóide);
– olhos saltados (exoftalmia), nas pessoas atingidas pela doença de Basedow;
– fadiga (falta de energia) e fraqueza– osteoporose– cabelos quebradiços e oleosos– dor muscular–
unhas quebradiças.
-Hipotireoidismo
Assim como o hipertireoidismo, o hipotireoidismo também causa um aumento de volume da tireóide.
Contudo, esse aumento não é acompanhado de mais produção dos hormônios tireoidianos, mas sim pela
queda na produção dos hormônios T3 (triiodotironina) e T4 (tiroxina).
Como outros males da tireóide, o hipotireoidismo é mais comum em mulheres, mas pode ocorrer em
qualquer indivíduo independente de gênero ou idade. Os endocrinologistas orientam mulheres,
especialmente acima de 40 anos, a fazerem o auto-exame da tireóide regularmente.
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Entre os sintomas do hipotireoidismo estão:
Depressão
Desaceleração dos batimentos cardíacos
Intestino preso
Menstruação irregular
Diminuição da memória
Cansaço excessivo
Dores musculares
Sonolência excessiva
Pele seca
Queda de cabelo
Ganho de peso
Aumento do colesterol no sangue
Paratireoide
As paratireóides são quatro pequenas glândulas que se localizam atrás da glândula da tireoide, na
região do pescoço. Essas glândulas secretam um hormônio chamado de paratormônio (PTH) e são
responsáveis pelo equilíbrio do cálcio e manutenção da massa óssea.
O paratormônio é uma proteína com massa molecular de 8.500 Da. Ele se liga a receptores em
osteoblastos, sendo este um sinal para estas células produzirem um fator estimulante de osteoclastos
que aumenta o número e atividade dessas células, promovendo assim a reabsorção da matriz óssea
calcificada e a liberação de Ca2+ no sangue. Por outro lado, o aumento da concentração de Ca2+ suprime
a produção de hormônio da paratireóide. A calcitonina produzida na glândula tireóide também influencia
os osteoclastos, inibindo tanto sua ação de reabsorção de osso como a liberação de Ca2+, diminuindo a
concentração deste íon no plasma e estimulando a osteogênese, tendo, portanto, ação oposta a do
paratormônio.
Além de aumentar a concentração de Ca2+ plasmático, o hormônio da paratireóide reduz a
concentração de fosfato sanguíneo. Este efeito resulta da atividade do paratormônio em células dos
túbulos renais, diminuindo a reabsorção de fosfato e aumentando sua excreção na urina. O paratormônio
aumenta indiretamente a absorção de Ca2+ no trato digestivo, estimulando a síntese de vitamina D, que é
necessária para esta absorção. A secreção das células paratireóides é regulada pelos níveis sanguíneos
de Ca2+.
Hipoparatireoidismo
É a doença resultante da falta de produção de paratormônio pelas glândulas paratireóides. A falta
desse hormônio causa a redução do cálcio no sangue.
Os sintomas são decorrentes da falta de cálcio: fraqueza, cãibras, sensação de formigamento no corpo
e dormência nas mãos, espasmos involuntários dos músculos da face, e, mais raramente, malformações
dos dentes e das unhas.
A causa mais frequente da doença é consequência da retirada das paratireóides durante cirurgias,
sejam elas para a retirada de tumores de paratireóide ou em cirurgias de tireoide. A segunda causa mais
frequente são doenças auto-imunes das paratireóides. As outras causas incluem doenças genéticas,
exposição à radiação, doenças infiltrativas e falta de magnésio.
Hiperparatireoidismo
É a doença resultante do excesso de produção de paratormonio pelas glândulas paratireóides. O
excesso deste hormônio causa o aumento do cálcio no sangue e na urina.
A maioria dos pacientes não apresenta sintomas. No entanto, uma pequena parcela pode apresentar
fraqueza, falta de apetite, náuseas, vômitos, intestino preso, confusão mental, depressão, muita sede e
muita vontade de urinar (poliúria). Além disso, os portadores de hiperparatireoidismo podem ter cálculos
renais e osteoporose.
A causa mais frequente é o adenoma (tumor benigno) de uma das quatro glândulas paratireóides. A
segunda causa mais frequente é um aumento das quatro glândulas da paratireóide, conhecido como
“hiperplasia primária das paratireóides”. Raramente o aumento de PTH é decorrente de um câncer
maligno (carcinoma) de paratireóide.
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Pâncreas
O pâncreas é uma glândula anfícrena que pertence aos sistemas digestivo e endócrino, com cerca de
12,5 cm de comprimento, em forma de folha, situada atrás do estômago, entre a porção superior do
intestino e o baço.
O pâncreas é composto por três regiões principais: cabeça, que é a parte que se encaixa no duodeno,
o corpo e a cauda, que é a parte final.
O pâncreas pode ser classificado de acordo com seu funcionamento:
-Pâncreas Exócrino: Tem a função de produzir sucos digestivos e enzimas que ajudam a partir em
pedaços menores as proteínas, os açúcares e as gorduras, para que possam passar para o intestino,
auxiliando na digestão dos alimentos e metabolismo dos nutrientes;
-Pâncreas Endócrino: Tem uma função importante na produção de hormônios, como a insulina e
glucagon, os quais regulam a forma como o organismo utiliza os açúcares.
Por terem funções diferentes, o pâncreas exócrino e endócrino são formados por células diferentes,
por exemplo, o pâncreas endócrino é formado por conglomerados de células chamadas ácinos que irão
produzir o suco pancreático. Misturados com os ácinos, encontram-se os Ilhotas de Langerhans, que
são grupos isolados de células que produzem os hormônios que fazem o controle dos níveis de açúcar
no sangue.
Insulina
A insulina é um hormônio sintetizado no pâncreas, que promove a entrada de glicose nas células e
também desempenha papel importante no metabolismo de lipídeos e proteínas. Existem algumas
patologias relacionadas à função da insulina no corpo, como: diabetes, resistência à insulina e
hiperinsulinemia. Conheça agora um pouco mais sobre a importância deste hormônio para nossa saúde.
Atuação no organismo: Os carboidratos que ingerimos através dos alimentos (pão, massas, açúcares,
cereais) são mais rapidamente convertidos em glicose quando precisamos de energia. Para a glicose
penetrar em cada célula do corpo é necessário que haja insulina circulante, que faz com que o hormônio
chegue aos receptores de insulina nas células (Figura 01).
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Figura 01. Mecanismo de penetração de glicose na célula
Quando a glicemia (taxa de glicose no sangue) aumenta após uma refeição, a quantidade de insulina
também aumenta para que o excesso de glicose possa ser rapidamente absorvido pelas células.
Diabetes
O diabetes é uma síndrome metabólica de origem múltipla, decorrente da falta de insulina e/ou da
incapacidade de a insulina exercer adequadamente seus efeitos, causando um aumento da glicose
(açúcar) no sangue. O diabetes acontece porque o pâncreas não é capaz de produzir o hormônio insulina
em quantidade suficiente para suprir as necessidades do organismo, ou porque este hormônio não é
capaz de agir de maneira adequada (resistência à insulina). A insulina promove a redução da glicemia ao
permitir que o açúcar que está presente no sangue possa penetrar dentro das células, para ser utilizado
como fonte de energia. Portanto, se houver falta desse hormônio, ou mesmo se ele não agir corretamente,
haverá aumento de glicose no sangue e, consequentemente, o diabetes.
12Diabetes tipo I
As células do pâncreas são incapazes de produzir insulina e se não há insulinacirculante a absorção
de glicose fica prejudicada e ocorre o aumento de glicose no sangue. Neste caso é necessário injetar
insulina subcutânea para que possa ser absorvida pelo sangue.
Diabetes tipo II
As células musculares e adiposas são incapazes de utilizar toda a insulina secretada pelo pâncreas.
Assim, a glicose no sangue é pouco aproveitada por essas células.
Hiperinsulinemia
Algumas das causas da hiperinsulinemia são: obesidade, sedentarismo e consumo elevado de
carboidratos refinados, que provoca aumento de glicose no sangue e conseqüentemente aumento na
produção de insulina.
Resistência à insulina
Ocorre dificuldade de penetração da glicose nas células e dessa forma é produzido mais insulina, já
que este é o seu papel, levar glicose à célula, só que devido a essa dificuldade este hormônio não atua
de forma ideal, não desempenha sua função por completo. Esse excesso de insulina pode gerar um
estado de pré-diabetes ou diabetes mesmo.
12 SCHWARTZ M.V.- Staying slim with insulin in mind. Science 289: 2066-7, 2000.
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Suprarrenais
As glândulas supra-renais têm este nome devido ao fato de se situarem sobre os rins, apesar de terem
pouca relação com estes em termos de função. As supra-renais são glândulas vitais para o ser humano,
já que possuem funções muito importantes, como regular o metabolismo do sódio, do potássio e da água,
regular o metabolismo dos carboidratos e regular as reações do corpo humano ao stress.
Hormônios produzidos pelas suprarrenais:
- Aldosterona: A principal ação da aldosterona é a retenção de sódio. Onde há sódio, estão associados
íons e água. Portanto, a aldosterona age profundamente no equilíbrio dos líquidos, afetando o volume
intracelular e extracelular dos mesmos. Glândulas salivares e sudoríparas também são influenciadas pela
aldosterona para reter sódio. O intestino aumenta a absorção de sódio como reação à aldosterona.
- Adrenalina e a Noradrenalina: Tais hormônios são secretados em resposta à estimulação simpática
e são considerados como hormônios gerais. Liberados em grandes quantidades depois de fortes reações
emocionais como, por exemplo, susto ou medo, estes hormônios são transportados pelo sangue para
todas as partes do corpo, onde provocam reações diversas, principalmente constrição dos vasos,
elevação da pressão arterial, aumento dos batimentos cardíacos, etc.
Tais reações resultam no aumento do suprimento de oxigênio às células. Além disso, a adrenalina,
que aumenta a glicogenólise hepática e muscular e a liberação de glicose para o sangue, eleva o
metabolismo celular. A combinação dessas reações possibilita, por exemplo, reações rápidas de fuga ou
de luta frente a diferentes situações ameaçadoras.
- Cortisol: O cortisol serve para ajudar o organismo a controlar o estresse, reduzir inflamações,
contribuir para o funcionamento do sistema imune e manter os níveis de açúcar no sangue constantes,
assim como a pressão arterial.
Glândulas sexuais
O hipotálamo produz GnRH, que estimula a adeno-hipófise a liberar LH e FSH que, por sua vez, agirão
sobre as gônadas, estimulando a produção de testosterona, estrógeno e progesterona.
-Mulher
Na mulher o aumento de LH e FSH é o estímulo para a maturação folicular. O folículo, em processo
de amadurecimento, passa a secretar estrógeno, o qual prepara o útero para receber o embrião,
provocando espessamento da parede do endométrio, aumento da irrigação sanguínea e da produção de
muco. Quando o folículo rompe, o nível de estrógeno cai e, como ele tem efeito inibitório sobre a secreção
de LH e FSH, esses hormônios têm um pico, provocando a liberação do óvulo de 16 a 24 horas depois.
Forma-se, então, o corpo lúteo, que começa a secretar progesterona.
Caso haja a fecundação, os níveis de estrógeno e de progesterona seguem aumentando, inibindo o
eixo hipotálamo-hipófise ao longo da gestação. Assim, nesse período, o LH e o FSH se mantêm baixos,
e a mulher se torna anovulatória. Se não houver a fecundação, o óvulo entra em involução em até 72
horas. A progesterona e o estrógeno começam a cair e o estímulo para manutenção da parede do
endométrio cessa, provocando sua descamação, caracterizando a menstruação. Então, o LH e o FSH,
que estavam baixos, começam a subir novamente, iniciando um novo ciclo, conforme o gráfico abaixo.
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-Homem
Os hormônios do sistema genital masculino são produzidos nas gônadas masculinas, muito
conhecidas como testículos. São os hormônios que determinam as características sexuais secundárias,
induzem a formação dos gametas masculinos e promovem o impulso sexual.13
É na puberdade, aproximadamente entre os 11 e os 14 anos, que começam a ocorrer as mudanças
psicológicas e também fisiológicas no corpo dos meninos. Nessa fase da vida, dois hormônios produzidos
pela adeno-hipófise agem sobre os testículos, estimulando a produção de testosterona. Esses hormônios
são o hormônio folículo-estimulante (FSH) e o hormônio luteinizante (LH), também chamados de
gonadotrofinas por atuarem sobre as gônadas.
No homem, o hormônio luteinizante também pode ser chamado de hormônio estimulador das células
intersticiais (ICSH), porque age estimulando as células intersticiais, ou de Leydig, a produzirem
testosterona. A testosterona e os hormônios gonadotróficos FSH e LH atuam juntos na ativação da
espermatogênese (produção de espermatozoides).
A testosterona é o principal hormônio masculino. Ela determina o desenvolvimento dos órgãos genitais,
a descida dos testículos para a bolsa escrotal e o aparecimento das características sexuais secundárias
masculinas, como a distribuição de pelos pelo corpo, engrossamento da voz, desenvolvimento dos
músculos e dos ossos, entre outras. Também é a testosterona que induz o amadurecimento dos órgãos
genitais, além de promover o impulso sexual.
A testosterona começa a ser produzida ainda na fase embrionária e é a presença dela que determina
o desenvolvimento dos órgãos sexuais masculinos. Se houver ausência desse hormônio, ou a falta de
receptores compatíveis a ele nas células do embrião, o sexo que se desenvolverá será o feminino.
SISTEMA NERVOSO
SISTEMA NERVOSO
O sistema nervoso é responsável pela maioria das funções de controle em um organismo,
coordenando e regulando as atividades corporais.
13 http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/
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-A célula nervosa
O sistema nervoso é constituído por elementos altamente diferenciados, as células nervosas, ou
neurônios. Os neurônios podem variar em forma e tamanho. Todos tem em comum, entretanto, um corpo
celular, os dendritos e o axônio.
Os dendritos e o axônio são prolongamentos do corpo celular. Os dendritos são, geralmente,
expansões curtas e muito ramificadas (dendron= árvores). O axônio é geralmente longo e pouco
ramificado.
Há neurônio cujo axônio apresenta um envoltório chamado bainha de mielina. Esta bainha é formada
por células especiais, as células de Schwann, que envolvem os axônio e os revestem com várias camadas
de proteínas e lipídeos. A bainha funciona como isolante elétrico e permite condução mais rápida de
impulso.
Os corpos celulares dos neurônios se localizam no centros nervosos, como o cérebro, a medula e os
gânglios; os nervos por exemplo, são formados por feixes de axônios.
As células nervosas se comunicam umas com as outras através de seus prolongamentos: as
terminações dos axônios com as ramificações dos dendritos, sendo este o sentido obedecido na
propagação do impulso nervoso.
Tipos de neurônios
- Os neurônios sensitivos conduzem o impulso nervoso dascélulas para o Sistema Nervoso Central.
- Os neurônios motores conduzem o impulso nervoso do Sistema Nervoso Central para os músculos
ou glândulas.
- Os neurônios de associação encontram-se no Sistema Nervoso Central e servem de ligação entre os
neurónios sensitivos e os motores que processam e coordenam a informação.
Sinapse
Como já explicado anteriormente, as sinapses são regiões de conexão química estabelecidas entre
um neurônio e outro; entre um neurônio e uma fibra muscular ou entre um neurônio e uma célula
glandular.
O impulso nervoso
Em um neurônio, os estímulos se propagam sempre no mesmo sentido: são recebidos pelos dendritos,
seguem pelo corpo celular, percorrem o axônio e, da extremidade deste, são passados à célula seguinte
(dendrito – corpo celular – axônio). O impulso nervoso que se propaga através do neurônio é de origem
elétrica e resulta de alterações nas cargas elétricas das superfícies externa e interna da membrana
celular.
A membrana de um neurônio em repouso apresenta-se com carga elétrica positiva do lado externo
(voltado para fora da célula) e negativa do lado interno (em contato com o citoplasma da célula). Quando
essa membrana se encontra em tal situação, diz-se que está polarizada. Essa diferença de cargas
elétricas é mantida pela bomba de sódio e potássio. Assim separadas, as cargas elétricas estabelecem
uma energia elétrica potencial através da membrana: o potencial de membrana ou potencial de repouso
(diferença entre as cargas elétricas através da membrana).
Quando um estímulo químico, mecânico ou elétrico chega ao neurônio, pode ocorrera alteração da
permeabilidade da membrana, permitindo grande entrada de sódio na célula e pequena saída de potássio
dela. Com isso, ocorre uma inversão das cargas ao redor dessa membrana, que fica despolarizada
gerando um potencial de ação. Essa despolarização propaga-se pelo neurônio caracterizando o impulso
nervoso.
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Imediatamente após a passagem do impulso, a membrana sofre repolarização, recuperando seu
estado de repouso, e a transmissão do impulso cessa.
O estímulo que gera o impulso nervoso deve ser forte o suficiente, acima de determinado valor crítico,
que varia entre os diferentes tipos de neurônios, para induzir a despolarização que transforma o potencial
de repouso em potencial de ação. Esse é o estímulo limiar. Abaixo desse valor o estímulo só provoca
alterações locais na membrana, que logo cessam e não desencadeiam o impulso nervoso.
Qualquer estímulo acima do limiar gera o mesmo potencial de ação que é transmitido ao longo do
neurônio. Assim, não existe variação de intensidade de um impulso nervoso em função do aumento do
estímulo; o neurônio obedece à regra do “tudo ou nada”.
Sistema nervoso dos vertebrados
Nos vertebrados, o sistema nervoso está localizado na região dorsal e protegido pela caixa craniana e
pela coluna vertebral. Compreende: encéfalo, medula e nervos.
De um ponto de vista funcional o sistema nervoso humano está dividido em somático e autônomo.
Sistema nervoso Somático
A porção somática do sistema nervoso compreende todas as partes envolvidas no controle voluntário.
Dos organismos. Compreende o sistema nervoso central, formado pelo encéfalo e pela medula nervosa,
onde ocorrem a interpretação e a integração dos impulsos nervoso, e de onde partem ordens para todo
o organismo. O sistema nervoso central é protegido por um sistemas de membranas, as meninges: pia-
máter, em contato direto com os órgãos do sistema nervoso; dura-máter, sob os ossos do crânio e da
coluna vertebral e aracnoide, que situa-se entre as duas anteriores.
O sistema nervoso somático inclui, também, o sistema nervoso periférico, que compreende os nervos
formados por prolongamentos de neurônios sensoriais e efetuadores, que conduzem, respectivamente,
impulsos dos receptores sensoriais ao sistema nervoso central e, deste, de volta para as parte periféricas
do corpo, onde estão os efetuadores de respostas.
O encéfalo humano, como o de todos os vertebrados forma-se a partir de um dilatação do tubo neural,
que se subdivide em três porções: anterior, posterior e médio. Num estágio posterior, a porção anterior
do encéfalo se subdivide, constituindo o cérebro (grandemente expandido sob a forma de hemisférios
cerebrais) e o diencéfalo (tálamo, hipotálamo e hipófise posterior).
O cérebro é a sede de todas as ações voluntárias de que o animal é capaz de realizar. É notável o
aumento da superfície cerebral obtido através dos dobramentos (circunvoluções), à medida que subimos
a escala evolutivas dos vertebrados, revelando um aumento de áreas sensitivas e motoras em
vertebrados superiores.
O diencéfalo estabelece numerosas conexões com outras partes do encéfalo. O tálamo contém feixes
ascendentes e descendentes que ligam o cérebro a medula. O hipotálamo engloba os centros que
controlam o sono, vigília, fome, sede, osmorregulação, temperatura, instinto sexual, prazer e dor. A parte
superior da hipófise, considerada a glândula mestra do sistema endócrino, é formada por uma projeção
do diencéfalo, abaixo do hipotálamo. Ela armazena secreções produzidas por células neuro-secretoras.
O encéfalo médio parece ser a parte menos importante do encéfalo dos mamíferos, equivalendo aos
lobos ópticos dos vertebrados inferiores.
O cerebelo é o órgão responsável pela coordenação das atividades dos músculos esqueléticos, do
tato, visão e audição, em nível inconsciente, a partir de informações recebidas. Indivíduos com lesão no
cerebelo exibem fraqueza e perda do tônus muscular, assim como movimentos descoordenados. Suas
atividades estão relacionadas com o equilíbrio e postura corporal. O cerebelo trabalha em conexão com
o córtex cerebral e o tronco encefálico.
O bulbo, além de ser caminho para todos os feixes nervosos que ligam a medula espinhal ao cérebro,
contêm centros de controle da respiração, deglutição salivação vômito e circulação.
A medula espinhal é uma extensão do encéfalo, estendendo-se da base do crânio até logo abaixo das
costelas. E uma haste de tecido cerebral, com um pequeno canal passando através de todo seu
comprimento, que contém um líquido céfalo-raquidiano, e colocação branca por fora e cinzento por dentro.
É uma importante via de comunicação com os centros nervosos superiores, contendo inúmeros feixes
ascendentes e descendentes. Além disso, atua como centro de coordenação autônoma, que controlam
algumas ações reflexas.
Sistema nervoso autônomo
O sistema nervoso autônomo este sistema funciona de forma autónoma, controlando a função
involuntária de diversos órgãos, já que a maior parte da sua atividade não chega ao córtex O sistema
nervoso autónomo divide-se em sistema nervoso simpático e sistema nervoso parassimpático. Estes
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trabalham de forma contrária, podendo-se afirmar que o sistema parassimpático restaura os níveis de
equilíbrio alterados pelo simpático.
A função do sistema nervoso simpático (SNS)é a de preparar o corpo para uma emergência, de
responder a um estímulo do ambiente quando o organismo se encontra ameaçado, excitando e ativando
os órgãos necessários às respostas.
Já o sistema nervoso parassimpático (SNP) visa reorganizar as atividades desencadeadas pelo
SNA Simpático, relaxando as atividades. Relaciona-se diretamente com a capacidade de regulação do
organismo face às condições ambientais em que se encontra – homeostasia, capacidade está garantida
pelo hipotálamo. Dando um exemplo: se o SNA simpático faz com que o ritmo cardíaco acelere, a função
do SNA parassimpático é estabilizar esse ritmo.
As fibras nervosas do sistema nervoso autônomo fazem sinapse num gânglio antes de atingirem o
órgão alvo, sendo assim chamadas de fibras pré-ganglionares e fibras pós-ganglionares. As fibras pré-
ganglionares do sistema nervoso autônomo(simpáticas e parassimpáticas) liberam o neurotransmissor
acetilcolina no gânglio autonômico e são chamadas de fibras colinérgicas. As fibras pós-ganglionares
parassimpáticas são também colinérgicas, mas as fibras pós-ganglionares simpáticas podem ser tanto
colinérgicas como adrenérgicas (liberam noradrenalina ou adrenalina). A maioria da fibras pós-
ganglionares simpáticas, sem dúvidas, são do tipo adrenérgicas.
Tipos de sistema nervosos nos invertebrados
Com relação aos unicelulares não se pode falar propriamente, em sistema nervoso. Alguns
protozoários ciliados, como o paramécios, por exemplo, apresentam neurofibrilas, que coordenam os
batimentos ciliares. Se essas fibrilas forem seccionadas, o animal passa a se mover de modo irregular
Em relação aos pluricelulares, o grupo acreditado como o primeiro a possuir um sistema nervoso é o
filo dos Cnidários (corais, anêmonas, hidras e medusas). Os Poríferos (esponjas) - mais primitivos - não
possuem sistema nervoso. Nos Cnidários, há uma rede desordenada de neurônios. E, se um pulso
nervoso é desencadeado em um deles, é transmitido a todas as células que com ele se comunicam
através de sinapses, e destas a outras, resultando em respostas pouco elaboradas - como os movimentos
de “pulsação” em uma água viva quando está nadando. Trata-se do mais primitivo tipo de sistema
nervoso, denominado Sistema Nervoso Difuso.
É nos platelmintos (vermes achatados) que se pode falar, pela primeira vez; em sistema nervoso
central. Numa planária, por exemplo, é possível observar que existe uma aglomeração de massas
ganglionares (gânglios cerebroides) na região da cabeça. De lá partem dois cordões nervosos ventrais,
bilateralmente dispostos, ligados por inúmeras conexões nervosas.
Nos anelídeos e artrópodes, o sistema nervoso é mais complexo, sendo constituídos por massas
ganglionares dorsais, de onde parte um anel nervoso que circunda o tubo digestivo e se estende ao longo
da região ventral sob a forma de um cordão ganglionar.
O sistema imunológico
O sistema imunológico ou sistema imune é de grande eficiência no combate a microorganismos
invasores. Mas não é só isso; ele também é responsável pela “limpeza” do organismo, ou seja, a retirada
de células mortas, a renovação de determinadas estruturas, rejeição de enxertos, e memória imunológica.
Também é ativo contra células alteradas, que diariamente surgem no nosso corpo, como resultado de
mitoses anormais. Essas células, se não forem destruídas, podem dar origem a tumores.
Sistema Imunitário humano
O sistema imunológico é a defesa do organismo contra organismos infecciosos e outros invasores.
Através de uma série de passos, o sistema imunitário ataca organismos e substâncias que invadem o
corpo e causam a doença.
O sistema imunológico é composto de uma rede de células, tecidos e órgãos que trabalham juntos
para proteger o corpo. As células envolvidas são os glóbulos brancos ou leucócitos, que vêm em dois
tipos básicos que se combinam para procurar e destruir organismos causadores de doenças ou
substâncias.
Os leucócitos são produzidos ou armazenados em vários locais do corpo, incluindo o timo, baço e
medula óssea. Por esta razão, eles são chamados de órgãos linfóides. Há também grupos de tecido
linfóide pelo corpo, principalmente em gânglios linfáticos, que abrigam os leucócitos.
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Os leucócitos circulam através do corpo entre os órgãos e gânglios via vasos linfáticos e vasos
sanguíneos. Desta forma, o sistema imunitário funciona de forma coordenada para acompanhar o corpo
para germes ou substâncias que possam causar problemas.
Células do sistema imune
Linfócitos
Os linfócitos são responsáveis pelo reconhecimento do invasor e produção da resposta imune. São
produzidos na medula óssea e timo, que são órgãos linfóides primários ou centrais e migram para o baço,
linfonodo e amídalas, que são tecidos linfóides secundários. Os linfócitos B são produzidos na medula
óssea e os linfócitos T são produzidos no timo.
-Linfócitos B: os linfócitos B reconhecem o receptor de superfície do antígeno e transformam-se em
plasmócitos, que produzem e secretam anticorpos que se ligam especificamente com o antígeno. Os
linfócitos B ficam concentrados os gânglios linfáticos, prontos para uma reação.
-Linfócitos T: os linfócitos T são bastante variados e possuem um número grande de funções. Eles
interagem com os linfócitos B. As células T auxiliares (TH) auxiliam os linfócitos B na produção de
anticorpos, divisão e diferenciação celular. Os linfócitos T citotóxicos destroem células infectadas do
hospedeiro, utilizando um receptor especifico para antígenos das células T (TCR). Os efeitos dos linfócitos
T estão relacionados com a liberação de citocinas, que são emissores químicos de sinais para as células.
Fagócitos
Os fagócitos têm a função de neutralizar, englobar e destruir as partículas estranhas e
microorganismos invasores. São produzidos na medula óssea e sua diferenciação é provocada por
citocinas. Quando estas células estão no sangue circulante são chamadas de monócitos, quando estão
nos tecidos são chamadas de macrófagos.
O monócito é uma célula grande, maior que o linfócito e possui um núcleo com muitos grânulos em
forma de ferradura.
Neutrófilos: Os neutrófilos são células fagocíticas e são muito numerosos, compreendendo cerca de
90% dos granulócitos que circulam na corrente sanguínea. É a primeira célula a chegar ao local de defesa
e tem vida curta.
Eosinófilos: São células com função de apreender e danificar os invasores, principalmente os parasitas
extracelulares grandes. Quando estimulados, eles liberam seus grânulos, liberando toxinas, histaminas e
arilsulfatase. Os eosinófilos combatem principalmente os vermes, pois não podem ser fagocitados. As
substâncias produzidas também ajudam a diminuir a resposta inflamatória.
Basófilos e mastócitos: Estas células estão em quantidades muito pequenas no sangue. Possuem
grânulos no citoplasma que produzem inflamação no tecido circundante. Estão associados com as
reações alérgicas.
Como funciona o sistema imunológico humano
Quando os antígenos são detectados, vários tipos de células trabalham em conjunto para reconhecê-
los e responder. Estas células acionam os linfócitos B a produzir anticorpos, proteínas especializadas que
travam os antígenos. Uma vez produzidos, estes anticorpos continuam a existir no corpo de uma pessoa,
de modo que se o mesmo é apresentado para o sistema imunológico mais uma vez, os anticorpos já
estão lá para fazer o seu trabalho. Assim, se alguém fica doente com uma determinada doença, a pessoa
geralmente não fica doente de novo.
Esta é também a forma como as imunizações previnem certas doenças. Uma imunização introduz no
corpo um antígeno numa maneira que não faz mal a ninguém, mas não permite que o organismo produza
anticorpos que irá proteger a pessoa de futuros ataques com a bactéria ou substância que produz a
doença em questão.
Embora os anticorpos possam reconhecer um antígeno e bloqueá-lo, eles não são capazes de destruí-
lo sem ajuda. Essa é a função das células T, que são parte do sistema que destrói os antígenos que
foram marcados por anticorpos ou células que foram infectadas ou de alguma forma alteradas. (Algumas
células T são realmente chamadas células “assassinas”).
Os anticorpos também podem neutralizar as toxinas (substâncias tóxicas ou nocivas), produzida por
diferentes organismos. Por último, os anticorpos podem ativar um grupo de proteínas chamado
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complemento que também fazem parte do sistema imunológico. O complemento ajuda a matar as
bactérias, vírus ou as células infectadas.
Todas essas células especializadas fazem parte do sistema imunológico do corpo de proteção contra
a doença. Esta proteção é chamado de imunidade.O sistema imunológico e a diapedese
O processo de diapedese consiste na passagem dos leucócitos através da parede dos capilares
sanguíneos, vénulas e até arteríolas, penetrando através das junções entre as células endoteliais. Este
processo é possível graças à capacidade que os leucócitos apresentam de alterar a sua forma,
deslocando-se por movimentos ameboides.
A lesão por micro-organismos, dá início a uma reação inflamatória. Este processo caracteriza-se por
alterações da microcirculação, gerando um maior aporte sanguíneo ao local, vasodilatação, edema e
aumento da permeabilidade vascular, permitindo a saída de e plasma para os tecidos afetados.
No local afetado ocorre a emissão de moléculas com propriedades quimiotáxicas, que vão atuar sobre
os leucócitos, estimulando-os a sair dos vasos em direção ao local lesionado, através do processo de
diapedese.
O processo de diapedese implica três fases consecutivas: marginação, pavimentação e migração.
-Marginação: Em resultado da inflamação, ocorrem alterações na corrente sanguínea, diminuindo a
velocidade de circulação. Esta alteração faz com que os leucócitos, que normalmente circulam na zona
central do fluido, se aproximem da parede do vaso, num processo denominado de marginação.
-Pavimentação: Na fase de pavimentação, os leucócitos achatam-se contra a parede do vaso,
aderindo ao endotélio.
-Migração: Nessa fase ocorre com a passagem do leucócito, por movimentos ameboides, através dos
espaços entre as células que formam a estrutura do vaso sanguíneo, movimentando-se através do tecido
conjuntivo até atingiram o foco da infeção. A passagem não afeta as células endoteliais nem as ligações
entre elas.
Órgãos linfóides
Órgãos linfóides primários: São os locais onde os linfócitos são produzidos. Compreendem o timo e a
medula óssea.
Órgãos linfóides secundários: Após serem produzidos nos órgãos linfóides primários, migram para os
secundários, onde se encontram e interagem. Compreendem o baço, linfonodos e tecidos linfóides
associados a mucosas.
SISTEMA REPRODUTOR
A reprodução é a capacidade de constituir descendência portadora de genes dos progenitores,
assegurando a renovação contínua da espécie e a transmissão da informação genética de geração em
geração.
Todos os organismos têm capacidade para se reproduzirem, mas nem todos o fazem de igual modo.
Existe uma grande diversidade de mecanismos reprodutores, que podem ser classificados em dois
grandes grupos: a reprodução assexuada e a reprodução sexuada.
Reprodução assexuada
O processo de reprodução assexuada consiste na maneira mais simples de um indivíduo dar origem
a outro. Nesse tipo de reprodução, a geração seguinte adquire as mesmas características que seus
parentais possuem, uma vez que recebem cópias iguais do DNA, ou seja, clones. Nesta, não há encontro
de gametas e tampouco, fecundação.
Esse processo ocorre frequentemente em organismos simples, como bactérias, protozoários, fungos,
algas e determinadas plantas e animais. Estes indivíduos podem, também, reproduzirem-se de forma
sexuada.
Os processos mais conhecidos de reprodução assexuada são:
Processos Principais características Exemplos
Bipartição Um indivíduo divide-se em dois com dimensões semelhantes. (Mitose) Seres vivos
unicelulares e em invertebrados como as anêmonas
Gemulação Formação de expansões, chamadas gomos ou gemas, que crescem e de destacam. Cada
gomo origina um novo indivíduo. Leveduras, corais, hidra de água doce
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Fragmentação Divisão do corpo do progenitor em fragmentos e cada um deles regenera as partes
em falta, dando origem a um novo ser. Estrela-do-mar, alga
Multiplicação vegetativa Semelhante a fragmentação; uma parte do organismo, como uma porção do
caule, folha ou raiz, pode dar origem a planta completa Plantas
Esporulação Formação de células reprodutoras-esporos- que, ao germinar, originam novos
indivíduos. Fungos
Partenogênese Processo através do qual o óvulo se desenvolve, originando um novo organismo,
sem ter havido fecundação. Os seres resultantes da partenogênese são haploides e os ovos formam-se
sem meiose Abelhas
Vantagens da reprodução assexuada:
-Organismos isolados podem originar descendência.
-Descendência numerosa, num curto espaço de tempo, o que permite a rápida colonização de um
habitat.
-Perpetua organismos bem adaptados a ambientes favoráveis e estáveis.
Desvantagens da reprodução assexuada:
Pelo fato de a variabilidade intraespecífica ser muito reduzida entre os seres que se reproduzem
assexuadamente, que pode ser problemático se ocorrerem alterações nefastas do meio ambiente, o que
pode levar à extinção das espécies menos adaptadas às novas características ambientais. O homem, ao
selecionar artificialmente as espécies, está a contribuir para a diminuição da biodiversidade.
Reprodução sexuada
A reprodução sexuada é o processo que envolve a troca e mistura de material genético entre indivíduos
de uma mesma espécie. Os indivíduos que surgem por reprodução sexuada assemelham-se aos pais,
mas não são idênticos a eles.
O fato dos indivíduos serem distintos advém do processo de formação dos gametas na meiose, e nela
ocorre a recombinação gênica, isto é, o crossing-over. Uma vez que os gametas se unem, somam suas
características e dão origem a um novo indivíduo. Este processo aumenta a variabilidade genética entre
os organismos, possibilitando assim, uma maior diversidade entre eles e propiciando sempre organismos
capazes de se adaptar ao meio onde vivem.
As trocas de gametas podem ocorrer entre organismos diferentes da mesma espécie ou até mesmo
entre um mesmo indivíduo.
Algumas espécies apresentam indivíduos do sexo masculino e outros do sexo feminino. Estas
espécies são chamadas de dióicas porque os sexos são separados. A fecundação entre eles pode ser
interna ou externa. A fecundação interna ocorre dentro do organismo feminino, que é o produtor de óvulos.
A fecundação externa ocorre no ambiente. Humanos são dióicos e possuem fecundação interna.
Espécies que apresentam os dois sexos em um mesmo organismo são chamadas de hermafroditas
ou monóicas. Elas produzem tanto gametas masculinos quanto femininos. Podem fazer autofecundação,
ou seja, o espermatozóide fecunda o óvulo da mesma planta, porém este processo não favorece a
variabilidade genética. Alguns organismos possuem mecanismos que barram a autofecundação como a
maturação dos órgãos sexuais em épocas diferentes, ou estruturas que dificultam o acesso dos gametas
masculinos até os femininos, como em certas plantas. As minhocas são hermafroditas. O processo onde
os gametas masculinos produzidos por um organismo hermafrodita fecundam o óvulo de outro organismo
hermafrodita da mesma espécie é chamado de fecundação cruzada.
Tipos de fecundação
A fecundação é o processo biológico através do qual o ovócito e o espermatozoide se unem para
formar uma nova célula chamada ovo ou zigoto, com a qual se inicia o desenvolvimento embrionário, isto
é, a vida de um novo indivíduo. A fecundação pode acontecer de duas formas diferentes: pode ser dentro
do corpo do animal, sendo chamada fecundação interna; ou fora do corpo, geralmente na água ou
ambientes úmidos, é a fecundação externa.
Fecundação Interna
No processo de fecundação interna, a união dos gametas acontece dentro do corpo do animal. Durante
a cópula o macho usa seus órgãos genitais ou copuladores, para liberar os espermatozoides dentro do
corpo da fêmea. Essa forma é mais vantajosa pois independe das condições do meio externo para
acontecer.
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Dentre os animais que se reproduzem com fecundação interna, existem 3 formas diferentes do embrião
se desenvolver, são elas:
-Ovíparos: após o óvulo ser fecundado, o embrião se desenvolve dentro de um ovo, que a fêmea
depositano ambiente. O ovo garantirá nutrientes e proteção para o embrião crescer. Exemplos: aves,
como os pinguins e répteis como a tartaruga, entre outros;
-Vivíparos: quando os embriões permanecem dentro do corpo da fêmea, sendo nutridos e protegidos
pelo corpo materno, são chamados vivíparos. Exemplos: os mamíferos, como o ser humano, o tamanduá,
etc;
-Ovovivíparos: se após a fecundação o embrião se formar dentro de um ovo e for mantido dentro do
corpo dos progenitores, será chamado ovovivíparo. Exemplo: cavalo-marinho.
Fecundação Externa
Nesse tipo de fecundação os gametas se fundem fora do corpo da fêmea, no ambiente. Na fecundação
externa é preciso que haja água para que os gametas masculinos consigam se deslocar até o feminino.
Além disso, é preciso que os machos eliminem grande quantidade de gametas para garantir que eles
alcancem os óvulos.
Existem algumas estratégias utilizadas pelos animais para facilitar que ocorra a fecundação. Os sapos,
por exemplo, usam o "abraço nupcial" em que seguram a fêmea durante a cópula e lançam os
espermatozoides logo em cima dos óvulos recém-postos.
Fecundação cruzada: nesta fecundação os gametas que se unem são provenientes obrigatoriamente
de envidemos diferentes. Do ponto de vista evolutivo, é um processo vantajoso, pois proporciona a
recombinação gênica.
Autofecundação: ocorre quando um organismo apresenta capacidade de fecundar a si mesmo. Só é
possível em seres monóicos. (Taenia sp)
Desenvolvimento direto: A forma jovem é bastante semelhante ao adulto. Não ocorre metamorfose.
Desenvolvimento indireto: o indivíduo nasce e passa por um estágio larval antes de tornar-se adulto
e com capacidade reprodutiva. Essas alterações durante o ciclo vital são intensas e o processo é
denominado metamorfose.
No homem os órgãos que fazem parte do Sistema Excretor também participam do Sistema
Urinário, alguns distúrbios em um dos sistemas podem vir a acometer o outro.
O Sistema Reprodutor Masculino é composto por órgãos internos e externos, que lentamente vão
amadurecimento, até que as células sexuais estejam para originar outro ser.
Anatomia do Sistema Reprodutor Masculino
O sistema reprodutor masculino é composto por: testículos, epidídimos, canais deferentes,
vesículas seminais, próstata, uretra e pênis.
Testículos
São formados no Embrião próximo ao rim, durante o último mês de vida fetal eles descem
posteriormente ao peritônio e perfuram a parede abdominal na virilha. Na estrutura de cada testículo
encontram-se tubos finos e enovelados chamados "tubos seminíferos onde são produzidos nos
testículos os espermatozoides, que são as células reprodutoras (gametas) masculinas, durante o
processo chamado espermatogênese, além de diversos hormônios.
O principal hormônio que é produzido é a testosterona, responsável pelo aparecimento das
características sexuais secundárias masculinas, como modificação da voz, pelos etc.
O testículo do homem, além das células precursoras dos espermatozoides, possui células com função
endócrina. São as células intersticiais, produtoras de testosterona.
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O testículo fica na bolsa escrotal, cuja temperatura se mantém cerca de 2 graus Celsius inferior à
temperatura abdominal.
A migração dos testículos da cavidade abdominal, onde surge, até a bolsa escrotal se dá no final de
gestação ou nos primeiros meses de vida extrauterina, por estímulo da testosterona. A permanência dos
testículos na cavidade abdominal (criptorquidia) pode levar à esterilidade, devendo ser tratada com
medicamentos ou com cirurgia.
Os espermatozoides são produzidos nos túbulos seminíferos, passando daí para o epidídimo. Deste,
parte o canal deferente, que passa para a cavidade abdominal.
Atravessa a vesícula seminal e a próstata, recolhendo suas secreções que, misturadas aos
espermatozoides, constituem o esperma.
O pênis tem por função depositar o esperma no trato reprodutor feminino. Na maioria das aves e
répteis, uma única abertura, a cloaca, serve para passagem do óvulo e do espermatozoide.
O pênis é formado por três massas de tecido esponjoso erétil. A ereção do pênis deve-se ao
enchimento sanguíneo deste tecido.
Cada ejaculação de um homem adulto normalmente contém cerca de 300 milhões de
espermatozoides, que mantém a capacidade fertilizadora por cerca de 24 horas.
A testosterona é um esteroide com potente ação androgênica, importante no desenvolvimento dos
genitais externos e no aparecimento de características sexuais secundárias.
A produção de testosterona é regulada pelo LH, produzido pela hipófise. Outro hormônio da hipófise,
o FSH, estimula a produção de espermatozoides.
Por estimular o desenvolvimento da massa muscular, alguns derivados da testosterona são utilizados
por atletas: são os esteroides anabolizantes, de uso condenável pelos numerosos e graves efeitos
colaterais que determinam (tumor de testículos, esterilidade, lesões do fígado, etc.).
Sistema reprodutor feminino
Os ovários são órgãos produtores de gametas. Na época do nascimento, cada ovário da mulher
contém cerca de 200 000 ovócitos primários, já na prófase I da meiose.
Permanecem assim até que a mulher alcance a maturidade sexual, quando, por ação do FSH,
completam a divisão. De todos os ovócitos, 300 a 400 amadurecem e se transformam em óvulos, um a
cada 28 dias.
O ovócito e as células que o envolvem constituem o folículo ovariano. No final de seu desenvolvimento,
o folículo se dirige para a superfície do ovário e se abre, soltando o gameta (ovulação). Este, então, é
varrido para o interior das trompas.
Estrutura do aparelho reprodutor feminino.
Sistema Genital Feminino
- Vulva ou pudendo: conjunto de estruturas que formam o aparelho reprodutor feminino externo (lábios
vaginais, orifício da uretra, abertura da vagina e clitóris).
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- Lábios vaginais (Grandes e pequenos lábios): são dobras da pele formadas por tecido adiposo, sendo
responsáveis pela proteção do aparelho reprodutor feminino.
- Clitóris: órgão sensível e prazeroso do organismo feminino;
- Vagina: canal que recebe o pênis durante o ato sexual, servindo também como conduto para
eliminação do fluxo menstrual e concepção no momento do parto normal (canal que por ação hormonal
se dilata para o nascimento de um bebê);
- Útero: órgão que recepciona o ovo / zigoto, proporcionando o seu desenvolvimento durante o período
gestacional. Além de proteger o embrião contra choques mecânicos, também impede a transposição de
impurezas e contaminação contra micro-organismos patogênicos, bem como auxilia a manutenção da
nutrição (formação da placenta e cordão umbilical);
- Tubas uterinas ou trompas de falópio: são ovidutos que possuem numerosos cílios em sua superfície
interna, desempenhando a função de transportar o “óvulo” (ovócito secundário) do ovário até o útero.
Normalmente é nas trompas que ocorre a fecundação, ou seja, o encontro do espermatozoide com o
“óvulo”.
- Ovários: são glândulas responsáveis pela ovulação periódica dos “óvulos”, de acordo com o ciclo
menstrual feminino iniciado na puberdade, produzindo também os hormônios sexuais: estrógeno e
progesterona.
Sistema muscular
Os músculos são estruturas que cruzam articulações e, com isso, conseguem transmitir movimento.
Possuem fibras musculares que podem ser controladas por meio do sistema nervoso. São
aproximadamente 212 músculos no corpo humano e eles influenciam no peso corporal, ajudam na
movimentação do corpo humano, trabalham com a movimentação de seu corpo, auxiliam a manter a
temperatura do corpo e ajudam no fluxo sanguíneo.
O sistema muscular realiza diversos movimentos que são controlados pelo seu cérebro. Os músculos
ajudam a manter a postura evitando dores crônicas. Mas, um dos principais trabalhos do músculo éAlém de
estarem espalhadas pelo interior das células, armando-as, moléculas de queratina promovem uma
“amarração” entre elas em determinados pontos, o que garante a estabilidade do tecido no caso da ação
de algum agente externo que tente separá-las. Esse papel é parecido ao das barras de ferro que são
utilizadas na construção de uma coluna de concreto. Outras células possuem apreciável quantidade de
outros filamentos intermediários. É o caso das componentes dos tecidos conjuntivos e dos
neurofilamentos encontrados no interior das células nervosas.
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- Movimentos do hialoplasma
- Ciclose
Células vivas observadas ao microscópio óptico mostram a existência de um movimento orientado da
parte sol do hialoplasma (endoplasma), que arrasta orgânulos nele mergulhados. Este nome recebe o
nome de ciclose e é facilmente observado em células vegetais, em que os cloroplastos - verdes, grandes,
bem visíveis - são arrastados pelas correntes do citoplasma. Este fenômeno existe, aparentemente, em
todas as células de eucariontes vivas, sejam elas animais ou vegetais.
- Movimento ameboide
Certas células, como as bactérias e os glóbulos brancos, podem modificar sua forma, surgindo assim
os pseudópodes (= falsos pés). Os pseudópodes estão relacionados com a locomoção ou com a
habilidade de fagocitar alimentos. A formação de pseudópodes depende de um movimento especial do
hialoplasma celular, chamado movimento ameboide.
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O retículo endoplasmático
Consiste em uma complexa rede de membranas duplas lipoproteicas que está espalhada por todo o
hialoplasma. Essas membranas duplas formam sacos achatados (também chamados de cisternas);
vacúolos que armazenam substâncias de reservas; vesículas (bolsinhas), que podem se desprender do
restante das membranas; e túbulos, que fazem a comunicação de sacos membranosos.
Pode-se distinguir dois tipos de retículo: rugoso (ou granular) e liso (ou agranular).
- Retículo endoplasmático rugoso (RER) e liso (REL)
O retículo endoplasmático rugoso (RER), também chamado de ergastoplasma, é formado por sacos
achatados, cujas membranas têm aspecto verrugoso devido à presença de grânulos – os ribossomos –
aderidos à sua superfície externa (voltada para o citosol). Já o retículo endoplasmático liso (REL) é
formado por estruturas membranosas tubulares, sem ribossomos aderidos, e, portanto, de superfície lisa.
Os papéis do retículo endoplasmático
O retículo endoplasmático, devido à grande superfície de suas membranas, desempenha alguns
papéis básicos no interior da célula:
- Transporta substâncias, uma vez que apresenta uma verdadeira rede de comunicação entre as
diversas regiões da célula.
- Armazena materiais, principalmente no interior dos vacúolos, grandes espaços envolvidos por
membrana plasmática.
- Facilita muitas reações químicas do citoplasma, devido à associação de suas membranas com várias
enzimas.
- Sintetiza lipídios, como triglicerídeos, fosfolipídios e esteroides. Em células secretoras de hormônios
sexuais, que são na realidade esteroides, o retículo apresenta-se bem desenvolvido.
O retículo rugoso (ergastoplasma), desempenha todas as funções do reticulo liso. Além disso, devido
à presença de ribossomos, está intimamente relacionado a síntese proteica.
Ribossomos
Os ribossomos são organelas celulares presentes em todo o citoplasma de células eucariontes quanto
procariontes. Elas têm como função sintetizar proteínas que serão utilizadas em processos internos da
célula.
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Eles podem estar agrupados em fila, com a ajuda de uma fita de RNA (formando os polirribossomos),
espalhados no citoplasma (ou hialoplasma), ou grudados na parede do retículo endoplasmático, dando
origem ao retículo endoplasmático rugoso.
Complexo golgiense
O complexo golgiense está presente em quase todas as células eucarióticas (núcleo organizado), e é
constituído por dobras de membranas e vesículas. Sua função primordial é o processamento de proteínas
ribossômicas e a sua distribuição por entre essas vesículas. Funciona, portanto, como uma espécie de
sistema central de distribuição na célula, atuando como centro de armazenamento, transformação,
empacotamento e secreção de substâncias.
O complexo golgiense é responsável também pela formação dos lisossomos, da lamela média dos
vegetais, do acrossomo do espermatozoide, do glicocálix e está ligado à síntese de polissacarídeos.
Acredita-se, ainda, que a organela seja responsável por alguns processos pós-traducionais, tais como
adicionar sinalizadores às proteínas, que as direcionam para os locais da célula onde atuarão.
A maior parte das vesículas transportadoras que saem do retículo endoplasmático, e em particular do
retículo endoplasmático rugoso, são transportadas até o complexo de Golgi, onde são modificadas,
ordenadas e enviadas na direção dos seus destinos finais. A organela está presente na maior parte das
células eucarióticas, mas tende a ser mais proeminente nas células de órgãos responsáveis pela
secreção de certas substâncias, tais como o pâncreas, a hipófise e a tireoide.
Lisossomos
Os lisossomos são pequenas vesículas, formadas pelo complexo golgiense, repletas de enzimas
digestivas de todos os tipos. Assim, estão diretamente relacionados com a digestão intracelular de
materiais diversos.
As enzimas presentes nos lisossomos, assim como quaisquer outras proteínas, são produzidas nos
ribossomos. Em seguida, são transferidas para o complexo golgiense, que finalmente as “empacota” em
vesículas que são liberadas no hialoplasma celular. Essas vesículas são os lisossomos propriamente
ditos, também chamados de lisossomos primários. Quando a célula engloba alguma partícula externa,
como de alimento, por exemplo, forma-se um vacúolo alimentar, ou fagossomo. Um lisossomo se funde
então ao vacúolo alimentar. Diante disso, as enzimas digestivas presente no lisossomo ficam em contato
com a partícula a ser digerida, formando o vacúolo digestivo ou lisossomo secundário. As moléculas de
nutrientes provenientes da digestão podem sair do vacúolo digestivo através de sua membrana e difundir-
se para o hialoplasma. No agora chamado vacúolo residual funde-se a membrana plasmática e despeja
seu conteúdo para o meio externo, num processo chamado defecação celular ou clasmocitose.
Os lisossomos podem também digerir o material proveniente da própria célula. Orgânulos fora de uso,
por exemplo, são digeridos, e as moléculas que o compões são reaproveitadas pela célula. Neste caso,
o lisossomo primário engloba o orgânulo, constituindo um vacúolo digestivo especial chamado de
vacúolo autofágico, (auto= a si mesmo, fago= comer).
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Peroxissomos
Os peroxissomos são organelas membranosas que contêm alguns tipos de enzimas digestivas. Sua
semelhança com os lisossomos fez com que fossem confundidos com eles até bem pouco tempo.
Entretanto, hoje se sabe que os peroxissomos diferem dos lisossomos principalmente quanto ao tipo de
enzimas que possuem.
Os peroxissomos, além de conterem enzimas que degradam gorduras e aminoácidos, têm também
grandes quantidades da enzima catalase. A catalase converte o peróxido de hidrogênio, popularmente
conhecido como água oxigenada (H2O2), e água e gás oxigênio. A água oxigenada se forma normalmente
durante a degradação de gorduras e de aminoácidos, mas, em grande quantidade, pode causar lesões à
célula.
Mitocôndrias
As mitocôndrias estão diretamente relacionadas com a respiração celular aeróbica. No seu interior
ocorre a oxidação de substâncias derivadas da glicose, com a consequente liberação de energia sob a
forma de moléculassua
capacidade de contração, tornando-se essencial para a movimentação.
Funções:
- Participação na realização de movimentos pelo corpo;
- Manutenção da postura corporal;
- Produção de calor;
- Participação nos movimentos peristálticos (caso dos músculos lisos).
Os músculos são classificados em:
-Liso ou visceral: é composto por células fusiformes com apenas um núcleo, apresenta contração
involuntária e é encontrado na parede de vasos sanguíneos, bexiga, intestino e útero, ou seja, estruturas
ocas do corpo. Responsável pela impulsão de líquidos como sangue, urina, esperma, bile, entre outros.
As células do músculo liso reagem a sinais químicos oriundos de outras células ou hormônios. A principal
das funções desse músculo é a compressão do conteúdo das cavidades a que pertencem, participando,
assim, de processos como digestão e regulação da pressão arterial. São chamados de lisos porque suas
fibras não apresentam estriações.
-Estriado cardíaco: Formado por uma rede de fibras conjugadas e ramificadas que compõe o
miocárdio, revestimento muscular do coração. Produz contrações involuntárias, sendo controlado pelo
sistema nervoso vegetativo.
-Estriado esquelético: formado por fibras musculares, apresenta terminações nervosas e está
diretamente ligado ao movimento e à postura corporal. Recebe esse nome por apresentar estriações
formadas pelas proteínas actina e miosina.
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A contração muscular
A grande maioria dos animais possuem células nervosas e musculares. Em todos eles, o mecanismo
de funcionamento dessas células é exatamente o mesmo. A coordenação interna do organismo e o seu
relacionamento com o meio ambiente são funções exercidas pelo sistema nervoso. Ao sistema sensorial
cabe a recepção das mensagens provenientes do meio ambiente. A resposta, muitas vezes representada
por um movimento, é papel dos tecidos musculares.
-Os miofilamentos: actina e miosina
Toda a célula muscular contém filamentos protéicos contráteis de dois tipos: actina e miosina. Esses
miofilamentos (ou miofibrilas) são diferenciados um do outro pelo peso molecular, maior no filamento de
miosina. Ao microscópio eletrônico, a actina aparece sob a forma de filamentos finos, enquanto a miosina
é representada por filamentos grossos. A interação da actina com a miosina é o grande evento
desencadeador da contração muscular. A disposição regular dessas proteínas ao longo da fibra produz
o padrão de faixas claras e escuras alternadas, típicas do músculo estriado.
As unidades de actina e miosina que se repetem ao longo da miofibrila são chamadas, sarcômeros.
As faixas mais externas dos sarcômeros, claras, são denominadas de banda I e contêm apenas filamentos
de actina. A faixa central mais escura é denominada banda A. As extremidades da banda A são formadas
por filamentos de actina e miosina sobrepostos, enquanto a sua região mediana mais clara, denominada
banda H, contém apenas miosina.
Sistema esquelético
O sistema esquelético é constituído de ossos e cartilagens, além dos ligamentos e tendões. O
esqueleto sustenta e dá forma ao corpo, além de proteger os órgãos internos e atua em conjunto com os
sistemas muscular e articular para permitir o movimento. Outras funções são a produção de células
sanguíneas na medula óssea e armazenamento de sais minerais, como o cálcio. O osso é uma estrutura
viva, muito resistente e dinâmica pois tem a capacidade de se regenerar quando sofre uma fratura.
Tipos de células do osso
As células ósseas ficam localizadas em pequenas cavidades existentes nas camadas concêntricas de
matriz mineralizada.
Quando jovens, elas são chamadas osteoblastos e apresentam longas projeções citoplasmáticas,
que tocam os osteoblastos vizinhos. Ao secretarem a matriz intercelular ao seu redor, os osteoblastos
ficam presos dentro de pequenas câmeras, das quais partem canais que contêm as projeções
citoplasmáticas.
Quando a célula óssea se torna madura, transforma-se em osteócito, e seus prolongamentos
citoplasmáticos se retraem, de forma que ela passa a ocupar apenas a lacuna central. Os canalículos
onde ficavam os prolongamentos servem de comunicação entre uma lacuna e outra, e é através deles
que as substâncias nutritivas e o gás oxigênio provenientes do sangue até as células ósseas.
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Além dos osteoblastos e dos osteócitos, existem outras células importantes no tecido ósseo: os
osteoclástos. Essas células são especialmente ativas na destruição de áreas lesadas ou envelhecidas
do osso, abrindo caminho para a regeneração do tecido pelos osteoblastos. Os cientistas acreditam que
os ossos estejam em contínua remodelação, pela atividade conjunta de destruição e reconstrução
empreendidas, respectivamente, pelos osteoclastos e osteoblastos. Você encontrará mais informações
sobre os osteoclastos no texto sobre remodelação óssea.
Estrutura dos Ossos
A estrutura óssea é constituída de diversos tipos de tecido conjuntivo (denso, ósseo, adiposo,
cartilaginoso e sanguíneo) e de tecido nervoso.
Os ossos longos são formados por distintas camadas, sendo estas:
-Periósteo: a mais externa, é uma membrana fina e fibrosa (tecido conjuntivo denso) que envolve o
osso, exceto nas regiões de articulação (epífises). É no periósteo que se inserem os músculos e tendões.
-Osso compacto: O tecido ósseo compacto é composto de cálcio, fósforo e fibras de colágeno que
lhe dão resistência. É a parte mais rígida do osso, formada por pequenos canais que circulam nervos e
vasos, entre estes canais estão espaços onde se encontram os osteócitos.
-Osso esponjoso: o tecido ósseo esponjoso é uma camada menos densa. Em alguns ossos apenas
essa estrutura está presente e pode conter medula óssea.
-Canal medular: é a cavidade onde se encontra a medula óssea, geralmente presente nos ossos
longos.
-Medula óssea: A medula vermelha (tecido sanguíneo) produz células sanguíneas, mas em alguns
ossos deixa de existir e há somente medula amarela (tecido adiposo) que armazena gordura.
Número de Ossos do Corpo Humano:
É admitido que existem 206 ossos no corpo humano, sendo estes:
-Cabeça = 22
Crânio = 08
Face = 14
-Pescoço = 8
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. 103
-Tórax = 37
24 costelas
12 vértebras
1 esterno
-Abdômen = 7
5 vértebras lombares
1 sacro
1 cóccix
-Membro Superior = 32
Cintura Escapular = 2
Braço = 1
Antebraço = 2
Mão = 27
-Membro Inferior = 31
Cintura Pélvica = 1
Coxa = 1
Joelho = 1
Perna = 2
Pé = 26
-Ossículos do Ouvido Médio = 3
Classificação dos ossos:
Os ossos são classificados de acordo com a sua forma em:
- Longos: têm duas extremidades ou epífises; o corpo do osso é a diáfise; entre a diáfise e cada epífise
fica a metáfise. A diáfise é formada por tecido ósseo compacto, enquanto a epífise e a metáfise, por tecido
ósseo esponjoso. Exemplos: fêmur, úmero.
- Curtos: têm as três extremidades praticamente equivalentes e são encontrados nas mãos e nos pés.
São constituídos por tecido ósseo esponjoso. Exemplos: calcâneo, tarsos, carpos.
-Planos ou Chatos: são formados por duas camadas de tecido ósseo compacto, tendo entre elas uma
camada de tecido ósseo esponjoso e de medula óssea Exemplos: esterno, ossos do crânio, ossos da
bacia, escápula.
Questões
01. (UFF-2012) O sistema imune apresenta um tipo de célula que passa do vaso sanguíneo para o
tecido conjuntivo onde irá exercer sua função de defesa. A célula e a passagem são, respectivamente,
identificadas como:
(A) basófilos e pinocitose.(B) macrófagos e fagocitose.
(C) leucócitos e endocitose.
(D) leucócitos e diapedese.
(E) glóbulos brancos e endocitose.
02. O processo de defesa do organismo é desencadeado pela invasão de micro-organismos (bactéria,
fungo, vírus ou protozoários) ou pela entrada de agentes nocivos. Em relação a este processo metabólico,
assinale a alternativa CORRETA:
(A) A resposta imunológica não apresenta mecanismos de autorregulação e memória.
(B) Os linfócitos T auxiliadores, quando maduros, são responsáveis pela produção de anticorpos.
(C) Após a detecção dos antígenos pelos macrófagos, os linfócitos T matadores atuam na destruição
destes componentes estranhos.
(D) Os linfócitos auxiliadores, ao se ligarem ao antígeno, produzem uma substância denominada
interleucina.
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03. O sistema respiratório possui como função principal permitir a entrada de oxigênio no nosso corpo
e a saída de gás carbônico. A respeito desse sistema, marque a alternativa que indica corretamente o
nome das estruturas indicadas pelo número 1, 2 e 3 na figura a seguir:
Esquema das vias respiratórias
Esquema das vias respiratórias
(A) 1- laringe; 2- traqueia; 3- pulmões.
(B) 1- traqueia; 2- pulmão; 3- alvéolos.
(C) 1- traqueia; 2- brônquio; 3- pulmões.
(D) 1- brônquio; 2- bronquíolo; 3- alvéolos.
(E) 1- traqueia; 2- brônquio; 3- alvéolos.
04. Sabemos que o ato de respirar é composto pelos movimentos de inspiração e de expiração, que
coordenam a entrada e a saída de ar das vias respiratórias. Marque a alternativa que indica corretamente
o que acontece com os músculos intercostais e com o diafragma no momento da inspiração.
(A) Músculos intercostais contraem-se e o diafragma relaxa.
(B) Músculos intercostais relaxam e o diafragma contrai.
(C) Músculos intercostais e o diafragma relaxam.
(D) Músculos intercostais e o diafragma contraem.
05. (PUC-MG) As trocas gasosas no pulmão humano, em condições normais, ocorrem:
(A) nos alvéolos.
(B) nos bronquíolos.
(C) nos brônquios.
(D) na traqueia.
(E) na laringe.
06. (UFRN) Durante a respiração, quando o diafragma se contrai e desce, o volume da caixa torácica
aumenta, por conseguinte a pressão intrapulmonar:
(A) diminui e facilita a entrada de ar.
(B) aumenta e facilita a entrada de ar.
(C) diminui e dificulta a entrada de ar.
(D) aumenta e dificulta a entrada de ar.
(E) aumenta e expulsa o ar dos pulmões.
07. (PUC- Campinas-SP) Quando se come um cozido, as batatas e a carne começam a ser digeridas,
respectivamente:
(A) no estômago e na boca.
(B) na boca e no estômago.
(C) na boca e no duodeno.
(D) no estômago e no duodeno.
(E) no duodeno e no estômago.
08. No processo de deglutição, o bolo alimentar é empurrado pela língua para a faringe e então segue
para o esôfago. Às vezes, o alimento entra na laringe, obstruindo assim a passagem de ar. Quando isso
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ocorre, a pessoa engasga e em casos mais graves, a falta de ar pode levar a morte. Qual o nome da
estrutura responsável por impedir que o alimento entre na laringe?
(A) Cárdia.
(B) Epiglote.
(C) Jejuno.
(D) Piloro.
(E) Quimo.
Respostas
01. Resposta D.
Diapedese é o mecanismo em que uma célula sai de uma célula do interior do vaso para o tecido
conjuntivo adjacente. Ele é realizado, entre outros tipos de leucócitos, pelos glóbulos brancos.
02. Resposta D.
As interleucinas são proteínas produzidas principalmente pelos linfócitos T que atuam na ativação de
linfócitos e na divisão de outras células.
03. Resposta E
As estruturas indicadas são a traqueia (1), brônquio (2) e alvéolos (3).
04. Resposta D
No momento da inspiração, ocorre a contração dos músculos intercostais e do diafragma, ocasionando
o aumento da caixa torácica e uma diminuição da pressão interna.
05. Resposta A
A hematose é um processo em que o gás carbônico do sangue passa para o interior dos alvéolos e o
oxigênio presente nos alvéolos passa para o sangue. Esse processo ocorre nos alvéolos.
06. Resposta A
O processo descrito é o da inspiração, que faz com que a caixa torácica aumente de volume,
diminuindo, assim, a pressão intrapulmonar e forçando a entrada do ar nos pulmões.
07. Resposta B
Movimentos peristálticos são movimentos involuntários realizados pela parede do esôfago e outras
partes do tubo digestório, que permitem a movimentação do alimento.
08. Resposta B
As batatas apresentam grande quantidade de amido. A digestão do amido inicia-se na boca graças à
ação da amilase salivar ou ptialina. Já a carne apresenta grande quantidade de proteínas. As proteínas
são digeridas inicialmente no estômago, graças à ação da pepsina.
A observação de que muitas características dos organismos podem ser herdadas pelos descendentes
é muito antiga. O processo de domesticação de plantas e animais pelo homem foi feito através da seleção
de organismos, e seu cruzamento, para conseguir alcançar variedades úteis a este. As raças de
cachorros, atos, gado e os diferentes tipos de vegetais cultivados pelo homem foram obtidos pelo
processo de seleção contínua e pelo cruzamento entre os indivíduos previamente selecionados.
Os resultados práticos obtidos nos cruzamentos serviram de explicações para possíveis
esclarecimentos, porém sem base científica, já que incluíam ideias errôneas e preconceituosas.
Um exemplo prático deste tipo de ideias pode ser exemplificado pela descoberta do espermatozoide
no século XVIII, que levou ao falso conceito de que o gameta masculino apresentava dentre dele um
minúsculo homem, o qual usaria o útero materno apenas para completar seu crescimento. Outra ideia
aceita na época afirmava que a gestação era afetada por tudo que a mãe sentia ou ouvia nesse período.
Assim, o nascimento de uma criança que apresentava muito pelos no rosto ocorria porque a mãe, durante
6 Transmissão da vida. 6.1 Fundamentos da hereditariedade: gene e código
genético, cálculos com probabilidade. 6.2 Primeira e segunda leis de Mendel. 6.3
Aplicações da engenharia genética: clonagem, transgênicos.
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a gestação, tinha observado ou convivido, por um período de tempo significativo, o rosto de um homem
muito barbudo.
Para explicar os fenômenos hereditários, afirmava-se também que as características eram transmitidas
por meio de partículas existentes no sangue e carregadas pelos gametas. Diante desse “conceito”,
surgiram as afirmações como “animal puro-sangue”, utilizadas nos dias atuais, mas que não apresentam
correção biológica.
Embora inúmeros cientistas tentaram explicar através de hipóteses e experimentos os processos
hereditários, a descoberta desses processos foram explicadas apenas no século XIX, através das teorias
lançadas por Gregor Mendel. Mendel, conhecido como o “pai da genética”, era um monge agostiniano
que passou maior parte de sua vida em um mosteiro situado na cidade de Brno, na Morávia.
Os Experimentos de Mendel
A ervilha é uma planta herbácea leguminosa que pertence ao mesmo grupo do feijão e da soja. Na
reprodução, surgem vagens contendo sementes, as ervilhas. Sua escolha como material de experiência
não foi casual: uma planta fácil de cultivar, de ciclo reprodutivo curto e que produz muitas sementes.
Desde os tempos de Mendel existiam muitas variedades disponíveis, dotadas de características de fácil
comparação. Por exemplo, a variedade que flores púrpuras podia ser comparada com a que produzia
flores brancas; a que produzia sementes lisas poderia ser comparada cm a que produzia sementes
rugosas, e assim por diante. Outra vantagem dessas plantas é que estame e pistilo, os componentes
envolvidos na reprodução sexuada do vegetal, ficam encerrados no interior da mesma flor, protegidas
pelas pétalas. Isso favorece a autopolinizaçãoe, por extensão, a autofecundação, formando
descendentes com as mesmas características das plantas genitoras.
Ervilhas de Mendel
A partir da autopolinização, Mendel produziu e separou diversas linhagens puras de ervilhas para as
características que ele pretendia estudar. Por exemplo, para cor de flor, plantas de flores de cor de
púrpura sempre produziam como descendentes plantas de flores púrpuras, o mesmo ocorrendo com o
cruzamento de plantas cujas flores eram brancas. Mendel estudou sete características nas plantas de
ervilhas: cor da flor, posição da flor no caule, cor da semente, aspecto externo da semente, forma da
vagem, cor da vagem e altura da planta.
Os Cruzamentos
Depois de obter linhagens puras, Mendel efetuou um cruzamento diferente. Cortou os estames de uma
flor proveniente de semente verde e depois depositou, nos estigmas dessa flor, pólen de uma planta
proveniente de semente amarela. Efetuou, então, artificialmente, uma polinização cruzada. Pólen de uma
planta que produzia apenas semente amarela foi depositado no estigma de outra planta que só produzia
semente verde, ou seja, cruzou duas plantas puras entre si. Essas duas plantas foram consideradas como
a geração parental (P), isto é, a dos genitores.
Após repetir o mesmo procedimento diversas vezes, Mendel verificou que todas as sementes
originadas desses cruzamentos eram amarelas - a cor verde havia aparentemente “desaparecido” nos
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descendentes híbridos (resultantes do cruzamento das plantas), que Mendel chamou de F1 (primeira
geração filial). Concluiu, então, que a cor amarela “dominava” a cor verde. Chamou o caráter cor
amarela da semente de dominante e o verde de recessivo.
A seguir, Mendel fez germinar as sementes obtidas em F1 até surgirem as plantas e as flores. Deixou
que se auto fertilizassem e aí houve a surpresa: a cor verde das sementes reapareceu na F2 (segunda
geração filial), só eu em proporção menor que as de cor amarela: surgiram 6.022 sementes amarelas
para 2.001 verdes, o que conduzia a proporção 3:1. Concluiu que na verdade, a cor verde das sementes
não havia “desaparecido” nas sementes da geração F1. O que ocorreu é que ela não tinha se manifestado,
uma vez que, sendo uma caráter recessivo, era apenas “dominado” (nas palavras de Mendel) pela cor
amarela. Mendel concluiu que a cor das sementes era determinada por dois fatores, cada um
determinando o surgimento de uma cor, amarela ou verde.
Exemplos dos cruzamentos de Mendel
Leis de Mendel
1ª Lei de Mendel: Lei da Segregação dos Fatores
A comprovação da hipótese de dominância e recessividade nos vários experimentos efetuados por
Mendel levou, mais tarde à formulação da sua 1º lei:
“Cada característica é determinada por dois fatores que se separam na formação dos gametas, onde
ocorrem em dose simples”
Isto é, para cada gameta masculino ou feminino encaminha-se apenas um fator. Mendel não tinha
ideia da constituição desses fatores, nem onde se localizavam. Em 1902, enquanto estudava a formação
dos gametas em gafanhotos, o pesquisador norte americano Walter S. Sutton notou surpreendente
semelhança entre o comportamento dos cromossomos homólogos, que se separavam durante a meiose,
e os fatores imaginados por Mendel. Sutton lançou a hipótese de que os pares de fatores hereditários
estavam localizados em pares de cromossomos homólogos, de tal maneira que a separação dos
homólogos levava à segregação dos fatores.
Hoje sabemos que os fatores a que Mendel se referiu são os genes (do grego genos, originar, provir),
e que realmente estão localizados nos cromossomos, como Sutton havia proposto. As diferentes formas
sob as quais um gene pode se apresentar são denominadas alelos. A cor amarela e a cor verde da
semente de ervilha, por exemplo, são determinadas por dois alelos, isto é, duas diferentes formas do
gene para cor da semente.
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Exemplos de lócus gênicos
2ª Lei de Mendel: Lei da Segregação Independente
Além de estudar isoladamente diversas características fenotípicas da ervilha, Mendel estudou também
a transmissão combinada de duas ou mais características. Em um de seus experimentos, por exemplo,
foram considerados simultaneamente a cor da semente, que pode ser amarela ou verde, e a textura da
casca da semente, que pode ser lisa ou rugosa. Plantas originadas de sementes amarelas e lisas, ambos
traços dominantes, foram cruzadas com plantas originadas de sementes verdes e rugosas, traços
recessivos. Todas as sementes produzidas na geração F1 eram amarelas e lisas. A geração F2, obtida
pela autofecundação das plantas originadas das sementes de F1, era composta por quatro tipos de
sementes:
9/16 amarelo-lisas
3/16 amarelo-rugosas
3/16 verde-lisas
1/16 verde-rugosas
Em proporções essas frações representam 9 amarelo-lisas: 3 amarelo-rugosas: 3 verde-lisas: 1
verde-rugosa. Com base nesse e em outros experimentos, Mendel aventou a hipótese de que, na
formação dos gametas, os alelos para a cor da semente (Vv) segregam-se independentemente dos alelos
que condicionam a forma da semente (Rr). De acordo com isso, um gameta portador do alelo V pode
conter tanto o alelo R como o alelo r, com igual chance, e o mesmo ocorre com os gametas portadores
do alelo v. Uma planta duplo-heterozigota VvRr formaria, de acordo com a hipótese da segregação
independente, quatro tipos de gameta em igual proporção: 1 VR: 1Vr: 1 vR: 1 vr.
Mendel concluiu que a segregação independente dos fatores para duas ou mais características era
um princípio geral, constituindo uma segunda lei da herança. Assim, ele denominou esse princípio
segunda lei da herança ou lei da segregação independente, posteriormente chamada segunda lei de
Mendel: Os fatores para duas ou mais características segregam-se no híbrido, distribuindo-se
independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso.
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A proporção 9:3:3:1
Ao estudar a herança simultânea de diversos pares de características. Mendel sempre observou, em
F2, a proporção fenotípica 9:3:3:1, consequência da segregação independente ocorrida no duplo-
heterozigoto, que origina quatro tipos de gameta.
Segregação independente de 3 pares de alelos
Ao estudar 3 pares de características simultaneamente, Mendel verificou que a distribuição dos tipos
de indivíduos em F2 seguia a proporção de 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1. Isso indica que os genes para as 3
características consideradas segregam-se independentemente nos indivíduos F1, originando 8 tipos de
gametas. Em um dos seus experimentos, Mendel considerou simultaneamente a cor (amarela ou verde),
a textura da casca (lisa ou rugosa) e a cor da casca da semente (cinza ou branca). O cruzamento entre
uma planta originada de semente homozigota dominante para as três características (amarelo-liso-cinza)
e uma planta originada de semente com traços recessivos (verde-rugosa-branca) produz apenas ervilhas
com fenótipo dominante, amarelas, lisas e cinza. Esses indivíduos são heterozigotos para os três pares
de genes (VvRrBb). A segregação independente desses três pares de alelos, nas plantas da geração F1,
leva à formação de 8 tipos de gametas.
Segregação independente
A descoberta de que os genes estão situados nos cromossomos gerou um impasse no entendimento
da 2º Lei de Mendel. Como vimos, segundo essa lei, dois ou mais genes não-alelos segregam-se
independentemente, desde que estejam localizados em cromossomos diferentes. Surge, no entanto, um
problema. Mendel afirmava que os genes relacionados a duas ou mais características sempre
apresentavam segregação independente. Se essa premissa fosse verdadeira, então haveria um
cromossomo para cada gene. Se considerarmos que existe uma infinidadede genes, haveria, então, uma
quantidade assombrosa de cromossomos, dentro de uma célula, o que não é verdade. Logo, como
existem relativamente poucos cromossomos no núcleo das células e inúmeros genes, é intuitivo concluir
que, em cada cromossomo, existe uma infinidade de genes, responsáveis pelas inúmeras características
típicas de cada espécie. Dizemos que esses genes presentes em um mesmo cromossomo estão ligados
ou em linkage e caminham juntos para a formação dos gametas.
NOTA: Assim a 2ª lei de Mendel nem sempre é obedecida, bastando para isso que os genes estejam
localizados no mesmo cromossomo, ou seja, estejam em linkage.
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Linkage
T. H. Morgan e seus colaboradores trabalharam com a mosca da fruta, Drosophila melanogaster, e
realizaram cruzamentos em que estudaram dois ou mais pares de genes, verificando que, realmente,
nem sempre a 2ª Lei de Mendel era obedecida. Concluíram que esses genes não estavam em
cromossomos diferente, mas, sim, encontravam-se no mesmo cromossomo (em linkage).
Em um dos seus experimentos, Morgan cruzou moscas selvagens de corpo cinza e asas longas com
mutantes de corpo preto e asas curtas (chamadas de asas vestigiais). Todos os descendentes de F1
apresentavam corpo cinza e asas longas, atestando que o gene que condiciona corpo cinza (P) domina
o que determina corpo preto (p), assim como o gene para asas longas (V) é dominante sobre o (v) que
condiciona surgimento de asas vestigiais. Morgan cruzou descendentes de F1 com duplo-recessivos (ou
seja, realizou cruzamentos testes). Para Morgan, os resultados dos cruzamentos-teste revelariam se os
genes estavam localizados em cromossomos diferentes (segregação-independente) ou em um mesmo
cromossomo (linkage). Surpreendentemente, porém, nenhum dos resultados esperados foi obtido. A
separação e a contagem dos descendentes de F2 revelou o seguinte resultado:
- 41,5% de moscas com o corpo cinza e asas longas;
- 41,5% de moscas com o corpo preto e asas vestigiais;
- 8,5% de moscas com o corpo preto e asas longas;
- 8,5% de moscas com o corpo cinza e asas vestigiais.
Ao analisar esse resultado, Morgan convenceu-se de que os genes P e V localizavam-se no mesmo
cromossomo. Se estivessem localizados em cromossomos diferentes, a proporção esperada seria outra
(1: 1: 1: 1). No entanto, restava a dúvida: como explicar a ocorrência dos fenótipos corpo cinza/asas
vestigiais e corpo preto/asas longas?
A resposta não foi difícil de ser obtida. Por essa época já estava razoavelmente esclarecido o processo
da meiose. Em 1909, o citologista F. A. Janssens (1863-1964) descreveu o fenômeno cromossômico
conhecido como permutação ou crossing over, que ocorre durante a prófase I da meiose e consiste na
troca de fragmentos entre cromossomos homólogos. Em 1911, Morgan usou essa observação para
concluir que os fenótipos corpo cinza/asas vestigiais e corpo preto/asas longas eram recombinantes e
devido a ocorrência de crossing-over.
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Permutação ou crossing over
Os arranjos “cis” e “trans” dos genes ligados
Considerando dois pares de genes ligados, como, por exemplo, A/a e B/b, um indivíduo duplo
heterozigoto pode ter os alelos arranjados de duas maneiras nos cromossomos:
Os alelos dominantes A e B se situam em um cromossomo, enquanto os alelos recessivos a e b se
situam no homólogo correspondente. Esse tipo de arranjo é chamado de Cis. O alelo dominante A e o
alelo recessivo b se situam em um cromossomo, enquanto o alelo recessivo a e o alelo dominante B, se
situam no homólogo correspondente. Esse tipo de arranjo é chamado de Trans.
Podemos descrever esses arranjos, usando um traço duplo ou simples para descrever o cromossomo,
ou mais simplificadamente, o arranjo pode ser descrito como AB/ab para Cis e Ab/aB para trans. O arranjo
cis e trans dos alelos no duplo-heterozigoto pode ser facilmente identificado em um cruzamento teste. No
caso dos machos de Drosófila, se o arranjo for cis (PV/pv), o duplo heterozigoto forma 50% de gametas
PV e 50% de gametas pv. Se o arranjo for trans (Pv/pV), o duplo heterozigoto forma 50% de gametas Pv
e 50% de pV.
Nas fêmeas de Drosófila, nas quais ocorrem permutações, o arranjo cis ou trans pode ser identificado
pela frequência das classes de gametas. As classes mais frequentes indicam as combinações parentais
e as menos frequentes as recombinantes.
Pleiotropia
A pleiotropia é um mecanismo no qual um único par de genes condiciona vários caracteres ao mesmo
tempo. Não é difícil compreender esse fenômenos em termos bioquímicos: o genes, pedaço de DNA, é
capaz de produzir uma certa proteína; essa proteína, em alguns casos, pode ser utilizada em vários
caminhos metabólicos diferentes, condicionando diversas características simultaneamente.
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Exemplos:
Exemplo 1: Mendel observou, em ervilhas, um caso de pleiotropia. Quando a flor de ervilha é colorida,
caráter que depende de um par de genes-, a casca da semente, após seu cozimento, é marrom; se a flor
é branca, a casca da semente e incolor. O mesmo par de genes controla dois caracteres: cor da flor e cor
da casca depois de cozida.
Exemplo 2: Outro exemplo de pleiotropia é aquele que condicionado pela gene causador da anemia
falciforme. A presença desse gene implica, diretamente, a produção de moléculas de hemoglobina com
um aminoácido trocado; no entanto, uma série de consequências, que torna bastante difícil a vida da
pessoa com anemia falciforme.
Conceitos Básicos da Genética
Gene: é unidade primária da herança, isto é, um “pedaço” de DNA que contém a informação que levará
a síntese de proteínas. Estes possuem diferentes números de pares de nucleotídeos e correspondem a
diferentes segmentos do DNA, situados em locus (posição específica) distintos do cromossomo. Genes
são representados por letra do alfabeto romano ou por abreviações das designações recebidas por
caracteres.
Genes alelos: São responsáveis por determinarem as características biológicas dos seres, são
segmentos de DNA (ácido desoxirribonucleico) que encontram-se no mesmo lócus nos cromossomos
homólogos sendo, sobretudo, constituídos de pares adquiridos dos progenitores, o qual um deles é
proveniente da mãe (óvulo) e outro do pai (espermatozoide).
Gene dominante: Gene que manifesta o mesmo fenótipo, tanto em homozigose (AA) quanto em
heterozigose (Aa)
Gene recessivo: Gene que só manifesta o caráter em homozigose (dois alelos iguais-aa), quando
estiver presente em dose dupla (aa).
Homozigoto: Os indivíduos homozigotos são chamados de “puros”, visto que são caracterizados por
pares de genes alelos idênticos, ou seja, os alelos análogos produzirão apenas um tipo de gameta
representado pelas letras iguais (AA, aa, BB, bb, VV, vv), sendo que as maiúsculas são chamadas de
dominantes, enquanto que as minúsculas são as possuidoras do caráter recessivo.
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Heterozigoto: Os indivíduos heterozigotos correspondem aos indivíduos que possuem pares de alelos
distintos que determinam tal característica. Na medida que nos heterozigotos, os pares de alelos são
diferentes, eles são representados pela união das letras maiúsculas e minúsculas, por exemplo, Aa, Bb,
Vv.
Conceitos de Fenótipo e Genótipo
Dois conceitos importantes para o desenvolvimento da genética, no começo do século XX, foram os
de fenótipo e genótipo, criados pelo pesquisador dinamarquês Wilhelm L. Johannsen (1857-1912).
Fenótipo
O conceito de fenótipo (do grego pheno, evidente, brilhante, e typos, característico) está relacionado
com as característica externas, morfológicas, fisiológicas e comportamentais dos indivíduos,ou seja, o
fenótipo determina a aparência do indivíduo (em sua maioria, aspectos visíveis), resultante da interação
do meio e de seu conjunto de genes (genótipo). Exemplos de fenótipo são o formato dos olhos, a
tonalidade da pele, cor e textura do cabelo, dentre outros.
Cruzamentos e Heredogramas
No caso da espécie humana, em que não se pode realizar experiências com cruzamentos dirigidos, a
determinação do padrão de herança das características depende de um levantamento do histórico das
famílias em que certas características aparecem. Isso permite ao geneticista saber se uma dada
característica é ou não hereditária e de que modo ela é herdada. Esse levantamento é feito na forma de
uma representação gráfica denominada heredograma (do latim heredium, herança), também conhecida
como genealogia ou árvore genealógica.
Construir um heredograma consiste em representar, usando símbolos, as relações de parentesco entre
os indivíduos de uma família. Cada indivíduo é representado por um símbolo que indica as suas
características particulares e sua relação de parentesco com os demais. Indivíduos do sexo masculino
são representados por um quadrado, e os do sexo feminino, por um círculo. O casamento, no sentido
biológico de procriação, é indicado por um traço horizontal que une os dois membros do casal. Os filhos
de um casamento são representados por traços verticais unidos ao traço horizontal do casal. Os principais
símbolos são os seguintes:
Fonte: Saraiva
Apostila gerada especialmente para: JONATHAN DE SOUZA NETO VELLOSO 131.287.977-73
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A montagem de um heredograma obedece a algumas regras:
a) Em cada casal, o homem deve ser colocado à esquerda, e a mulher à direita, sempre que for
possível.
b) Os filhos devem ser colocados em ordem de nascimento, da esquerda para a direita.
c) Cada geração que se sucede é indicada por algarismos romanos (I, II, III, etc.). Dentro de cada
geração, os indivíduos são indicados por algarismos arábicos, da esquerda para a direita. Outra
possibilidade é se indicar todos os indivíduos de um heredograma por algarismos arábicos, começando-
se pelo primeiro da esquerda, da primeira geração
Interpretação dos Heredogramas
A análise dos heredogramas pode permitir se determinar o padrão de herança de uma certa
característica (se é autossômica, se é dominante ou recessiva, etc.). Permite, ainda, descobrir o genótipo
das pessoas envolvidas, se não de todas, pelo menos em parte delas. Quando um dos membros de uma
genealogia manifesta um fenótipo dominante, e não conseguimos determinar se ele é homozigoto
dominante ou heterozigoto, habitualmente o seu genótipo é indicado como A_, B_ ou C_, por exemplo.
A primeira informação que se procura obter, na análise de um heredograma, é se o caráter em questão
é condicionado por um gene dominante ou recessivo. Para isso, devemos procurar, no heredograma,
casais que são fenotipicamente iguais e tiveram um ou mais filhos diferentes deles. Se a característica
permaneceu oculta no casal, e se manifestou no filho, só pode ser determinada por um gene recessivo.
Pais fenotipicamente iguais, com um filho diferente deles, indicam que o caráter presente no filho é
recessivo!
Uma vez que se descobriu qual é o gene dominante e qual é o recessivo, vamos agora localizar os
homozigotos recessivos, porque todos eles manifestam o caráter recessivo. Depois disso, podemos
começar a descobrir os genótipos das outras pessoas. Devemos nos lembrar de duas coisas:
1) Em um par de genes alelos, um veio do pai e o outro veio da mãe. Se um indivíduo é homozigoto
recessivo, ele deve ter recebido um gene recessivo de cada ancestral.
2) Se um indivíduo é homozigoto recessivo, ele envia o gene recessivo para todos os seus filhos.
Dessa forma, como em um “quebra-cabeças”, os outros genótipos vão sendo descobertos. Todos os
genótipos devem ser indicados, mesmo que na sua forma parcial (A_, por exemplo).
Em uma árvore desse tipo, as mulheres são representadas por círculos e os homens por quadrados.
Os casamentos são indicados por linhas horizontais ligando um círculo a um quadrado. Os algarismos
romanos I, II, III à esquerda da genealogia representam as gerações. Estão representadas três gerações.
Na primeira há uma mulher e um homem casados, na segunda, quatro pessoas, sendo três do sexo
feminino e uma do masculino. Os indivíduos presos a uma linha horizontal por traços verticais constituem
uma irmandade. Na segunda geração observa-se o casamento de uma mulher com um homem de uma
irmandade de três pessoas.
Heranças Genéticas
Herança genética ou biológica é processo pelo qual um organismo ou célula adquire ou torna-se
predisposto a adquirir características semelhantes à do organismo ou célula que o gerou, através de
informações codificadas (código genético) que são transmitidas à descendência. A combinação entre os
códigos genéticos dos progenitores (em espécies sexuadas) e erros (mutações) na transmissão desses
códigos são responsáveis pela variação biológica que, sob a ação da seleção natural, permite a evolução
das espécies. A ciência que estuda a herança genética é a genética. Organismos vivos são compostos
de células, que possuem material genético. Esse material se encontra reunido em estruturas celulares
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chamadas cromossomos. Em organismos unicelulares como as bactérias, a célula-filha herda o seu
genoma da célula-mãe. Em organismos diploides, como os seres humanos, os cromossomos ocorrem
aos pares. Cada par destes cromossomos é constituído tanto de informação genética de origem materna
quanto de origem paterna, normalmente em partes iguais.
No processo de fecundação, quando o espermatozoide paterno se une ao óvulo materno, metade das
informações genéticas de cada progenitor se unem para formar o genoma da célula embrionária
resultante. Assim, esta contém informações genéticas maternas e paternas. A formação do embrião se
dá por subdivisões celulares sucessivas a partir dessa primeira célula. Na divisão celular, as informações
genéticas são replicadas. Assim, cada nova célula do indivíduo possui a mesma informação genética
presente na primeira célula zigótica.
Processo de fecundação
Modos de Heranças
Herança quantitativa
Existe um caso especial de interação gênica conhecida como herança quantitativa ou polimeria, em
que vários pares de genes determinam variação gradual de uma característica. A manifestação fenotípica,
portanto, resulta do efeito cumulativo dos genes envolvidos, conhecidos por poligenes.
Características como a produção de leite ou de carne do gado bovino, a cor da pele ou a estatura do
homem apresentam variações apenas de grau ou quantidade.
Analisando-se a estatura humana, por exemplo, as medidas podem variar de 1,50m a 1,80m, de um
modo geral.
A cor da pele humana constitui um caso clássico de herança quantitativa. Pode-se considerar a cor da
pele como dependente de dois pares de genes Aa e Bb. Os genes A e B controlariam cada um a síntese
de grande quantidade de melanina, enquanto os genes a e b condicionariam a produção de pequena
quantidade. Os efeitos cumulativos desses genes determinam os fenótipos: preto, mulato escuro, mulato
médio, mulato claro, e branco.
As proporções esperadas entre os descendentes de um casal e mulatos médios com genótipo AaBb
estão representadas abaixo. As cinco classes fenotípicas se distribuem na proporção 1:4:6:4:1.
AB Ab aB ab
AB
AABB
negro
AABb
mulato escuro
AaBB
mulato escuro
AaBb
mulato médio
Ab
AABb
mulato escuro
AAbb
mulato médio
AaBb
mulato médio
Aabb
mulato claro
aB
AaBB
mulato escuro
AaBb
mulato médio
aaBB
mulato médio
aaBb
mulato claro
ab
AaBb
mulato médio
Aabb
mulato claro
aaBb
mulato claro
Aabb
branco
A determinação do número de pares de genes envolvidos na transmissão de uma característica
quantitativa,bem como a do número de classes fenotípicas e das proporções de cara uma, é feita por
métodos estatísticas complexos. A ´previsão do número aproximado de classes fenotípicas na
descendência de heterozigotos pode ser obtida a partir da expressão 2n+1, em que n=número de pares
de genes envolvidos na herança. Por exemplo, quando o número de pares de genes for igual a 2, teremos
2n+1 ou (2.2) +1=5 classe fenotípicas. Quando n=4, serão 9 classes fenotípicas; quando igual a 12, serão
25 classes, e assim por diante.
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Então, quanto maior for o número de pares de genes envolvidos, maior será a variabilidade fenotípica
possível. Como em muitos casos estão envolvidos vários pares de genes, o número de fenótipos pode
ser muita grande.
Herança e Sexo
Quando os genes estão nos cromossomos sexuais, a sua expressão depende do sexo do indivíduo
considerado. Se a manifestação de uma certa característica é influenciada pelo sexo do indivíduo,
dizemos se tratar de um caso de herança relacionada com o sexo.
A Herança ligada ao sexo é determinada por genes localizados na região heteróloga do cromossomo
X. Como as mulheres possuem dois cromossomos X, elas têm duas dessas regiões. Já os homens, como
possuem apenas um cromossomo X (pois são XY), têm apenas um de cada gene. Um gene recessivo
presente no cromossomo X de um homem irá se manifestar, uma vez que não há um alelo dominante
que impeça a sua expressão.
Em condições normais, qualquer célula diploide humana contém 23 pares de cromossomos
homólogos, isto é, 2n = 46. Desses cromossomos, 44 são autossomos e 2 são os cromossomos sexuais
também conhecidos como heterossomos.
Autossomos e Heterossomos
Os cromossomos autossômicos são aqueles relacionados às características comuns aos dois
sexos, enquanto os sexuais são os responsáveis pelas características próprias de cada sexo. A formação
de órgãos somáticos, tais como fígado, baço, o estômago e outros, deve-se a genes localizados nos
autossomos, visto que esses órgãos existem nos dois sexos. O conjunto haploide de autossomos de uma
célula é representado pela letra A. Por outro lado, a formação dos órgãos reprodutores, testículos e
ovários, característicos de cada sexo, é condicionada por genes localizados nos cromossomos sexuais
(heterossomos) e são representados, de modo geral, por X e Y. O cromossomo Y é exclusivo do sexo
masculino. O cromossomo X existe na mulher em dose dupla, enquanto no homem ele se encontra em
dose simples.
Os Cromossomos Sexuais
O cromossomo Y é mais curto e possui menos genes que o cromossomo X, além de conter uma porção
encurtada, em que existem genes exclusivos do sexo masculino. Observe na figura abaixo que uma parte
do cromossomo X não possui alelos em Y, isto é, entre os dois cromossomos há uma região não-
homóloga.
Determinação Genética do Sexo
Em algumas espécies animais, incluindo a humana, a constituição genética dos indivíduos do sexo
masculino é representada por 2AXY e a dos gametas por eles produzidos, AX e AY; na fêmea, cuja
constituição genética é indicada por 2AXX, produzem-se apenas gametas AX. No homem a constituição
genética é representada por 44XY e a dos gametas por ele produzidos, 22X e 22Y; na mulher 44XX e os
gametas, 22X. Indivíduos que forma só um tipo de gameta, quanto aos cromossomos sexuais, são
denominados homogaméticos. Os que produzem dois tipo são chamados de heterogaméticos. Na
espécie humana, o sexo feminino é homogamético, enquanto o sexo masculino é heterogamético.
Exemplificando:
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O sistema X0
Esse sistema ocorre em espécies onde não existe o cromossomo Y. Os machos são, portanto, X0 (lê-
se xis-zero) e as fêmeas são XX. Esse tipo de herança ocorre em alguns insetos, como os gafanhotos.
Os machos desse sistema possuem um número ímpar de cromossomos em seu cariótipo e as fêmeas
possuem um número par.
O sistema ZW
No sistema ZW os cromossomos sexuais são invertido, isto é, o macho apresenta dois cromossomos
sexuais iguais, ZZ, enquanto a fêmea apresenta dois diferentes, um Z e outro W. Este sistema aparece
em lepidópteros (borboletas, mariposas), peixes e aves.
O sistema Z0
Ocorre em galinhas domésticas e répteis. Os machos são homogaméticos, com dois cromossomos
sexuais iguais (ZZ) e as fêmeas são heterogaméticas, apresentando apenas um cromossomo sexual Z.
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Determinação do sexo em plantas
O dimorfismo sexual em plantas superiores é uma característica de menor importância quando
comparada com os animais. De fato, a grande maioria das plantas são hermafroditas e portanto,
apresentam os dois sexos em uma mesma flor. Existe entretanto, outros tipos de expressões sexuais tais
como: (a) plantas monoicas – possuem órgãos masculinos e femininos em flores separadas porém, na
mesma planta, (b) plantas dioicas – possuem órgãos masculinos e femininos em plantas diferentes.
14Herança Ligada ao Sexo
Habitualmente, classificam-se os casos de herança relacionada com o sexo de acordo com a posição
ocupada pelos genes, nos cromossomos sexuais. Para tanto, vamos dividi-los em regiões: A porção
homóloga do cromossomo X possui genes que têm correspondência com os genes da porção homóloga
do cromossomo Y. Portanto, há genes alelos entre X e Y, nessas regiões. Os genes da porção heteróloga
do cromossomo X não encontram correspondência com os genes da porção heteróloga do cromossomo
Y. Logo, não há genes alelos nessas regiões, quando um cromossomo X se emparelha com um
cromossomo Y.
Herança ligada ao sexo é aquela determinada por genes localizados na região heteróloga do
cromossomo X. Como as mulheres possuem dois cromossomos X, elas têm duas dessas regiões. Já os
homens, como possuem apenas um cromossomo X (pois são XY), têm apenas um de cada gene.
NOTA: Um gene recessivo presente no cromossomo X de um homem irá se manifestar, uma vez que
não há um alelo dominante que impeça a sua expressão.
Na espécie humana os principais exemplos de herança ligada ao sexo são:
- Daltonismo
O daltonismo é caracterizado pela confusão na percepção das cores (como o vermelho e verde, ou
verde e marrom), é determinado por um gene recessivo “d”, sendo que o alelo dominante “D” condiciona
a visão normal das cores. Essa anomalia afeta os homens mais frequentemente do que as mulheres. É
fácil entender o porquê. Basta um único gene “d” para que um homem seja daltônico; seu genótipo será
XdY. Para uma mulher ser daltônica, são necessários dois genes “d”, devendo ela ser XdXd. O genótipo
de homens normais é XDY; mulheres não daltônicas podem ser homozigotas (XDXD) ou heterozigotas
(XDXd) ditas também como portadoras.
Genótipo e fenótipo do Daltonismo
- Hemofilia
A hemofilia é um distúrbio hereditário que se caracteriza pelo retardo no tempo de coagulação
sanguínea em função da deficiência na produção do fator VIII, uma proteína codificada pelo gene
dominante (H) e não codificada pelo seu alelo recessivo (h), localizados no cromossomo X.
A hemofilia atinge cerca de 300.000 pessoas. É condicionada por um gene recessivo, representado
por h, localizado no cromossomo X. É pouco frequente o nascimento de mulheres hemofílicas, já que a
mulher, para apresentar a doença, deve ser descendente de um hímen doente (XhY) e de uma mulher
portadora (XHXh) ou hemofílica (XhXh). Como esse tipo de cruzamento é extremamente raro, acredita-se
que praticamente inexistiriam mulheres hemofílicas. No entanto, já foram relatados casos de hemofílicas,
contrariando assim a noção popular de que essas mulheres morreriam por hemorragia após a primeira
menstruação (a interrupção do fluxo menstrual deve-se à contração dos vasos sanguíneos do endométrio,
e não a coagulação do sangue).http://www.sobiologia.com.br/
Genótipo Fenótipo
XDXD mulher normal
XDXd mulher normal portadora
XdXd mulher daltônica
XD Y homem normal
Xd Y homem daltônico
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Segue abaixo um quadro resumo contendo os possíveis genótipos e respectivos fenótipos (normal e
hemofílico), segundo o gênero do indivíduo e o exemplo de um possível cruzamento:
Sexo Genótipo → Fenótipo
Masculino
XHY → homem normal
XhY → homem hemofílico
Feminino
XHXH → mulher normal
XHXh → mulher normal portadora
XhXh → mulher hemofílica
Herança autossômica influenciada pelo sexo
Nessa categoria, incluem-se as características determinadas por genes localizados nos cromossomos
autossomos cuja expressão é, de alguma forma, influenciada pelo sexo do portador. Nesse grupo, há
diversas modalidades de herança, das quais ressaltaremos a mais conhecida, a dominância influenciada
pelo sexo, herança em que, dentro do par de genes autossômicos, um deles é dominante nos homens e
recessivo nas mulheres, e o inverso ocorre com o seu alelo. Na espécie humana, temos o caso da calvície
Outras formas de herança autossômica influenciada pelo sexo são a penetrância influenciada pelo
sexo e a expressividade influenciada pelo sexo. Na espécie humana, a ocorrência de malformações de
vias urinárias apresenta uma penetrância muito maior entre os homens do que entre as mulheres. Elas,
portanto, ainda que possuam o genótipo causador da anormalidade, podem não vir a manifestá-la. A
expressividade também pode ser influenciada pelo sexo. Um exemplo bem conhecido é o do lábio
leporino, falha de fechamento dos lábios. Entre os meninos, a doença assume intensidade maior que nas
meninas, nas quais os defeitos geralmente são mais discretos.
Alterações cromossômicas
As alterações cromossômicas são alterações estruturais (inversões) ou numéricas (duplicação e
deleção) de cromossomos nas células.
- Inversão: Um pedaço de cromossomo se quebra, sofre rotação de 180º e solda-se novamente em
posição invertida. Por causa da alteração da ordem dos genes, o pareamento dos homólogos na meiose.
- Duplicação: Na duplicação, há a formação de um segmento adicional em um dos cromossomos. De
modo geral, as consequências de uma duplicação são bem toleradas pois não há falta de material
genético.
- Deleção: Um pedaço de cromossomo é perdido neste tipo de anomalia, que implica a perda de muitos
genes. Deficiências são percebidas durante o pareamento de cromossomos na meiose. Um exemplo
humano é a Síndrome Cri-Du-Chat (Síndrome do Miado de Gato), em que falta um fragmento do braço
curto do cromossomo
Vejamos alguns exemplos de doenças genética:
- Síndrome de Down
Trata-se de um distúrbio genético, resultado da trissomia do cromossomo 21.Esse tipo específico de
trissomia causa retardo mental e algumas características físicas próprias. As chances de ter um bebê
com Síndrome de Down é maior quanto mais tarde a mulher engravidar. Essa trissomia é a mais comum
entre as que existem e cerca de 95% dos casos de distúrbio genético causado por trissomia são de
Síndrome de Down. O diagnóstico é feito com base nas características físicas em comum que todas as
crianças com a síndrome apresentam. Apesar das características que eles desenvolvem em comum, é
importante lembrar que os portadores também herdam características físicas de seus pais, que definem
a cor da pele, do cabelo, dos olhos, enfim, tudo que o caracteriza, assim como em qualquer criança.
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- Síndrome de Edward
Erro genético que consiste na trissomia do cromossomo 18. Estima-se que mais de 90% dos casos
dessa síndrome resultem em abortos espontâneos e o maior número de casos ocorre com mulheres. O
sistema nervoso central é atingido. As crianças que nascem com essa anomalia gênica têm diferentes
graus de retardo mental e podem ter hidrocefalias. Desenvolvem características típicas e tem baixa
expectativa de vida.
- Síndrome de Klinenfelter
É uma doença causada por uma variação cromossômica em que há um cromossomo sexual a mais.
Acontece nos homens; portanto, o cariótipo é XXY. Esse cromossomo extra provoca algumas
características físicas particulares. Eles possuem expectativa de vida normal, mas têm maior
probabilidade de sofrer com AVC (acidente vascular cerebral). Geralmente, não é diagnosticada após o
nascimento, mas quanto mais cedo for detectado o problema, mais eficaz é o tratamento.
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- Síndrome XYY
Durante a fecundação, o indivíduo recebe dois cromossomos sexuais Y por causa de uma aneuploidia
do espermatozoide. Isso faz com que o portador tenha características comportamentais que os diferem,
embora não apresentem má-formação. A doença tem incidência maior nos presidiose hospícios, pois foi
comprovado que os homens com a síndrome se mostram mais agressivos.
- Síndrome de Patau
É uma anomalia cromossômica causada pela trissomia do cromossoma 13. Foi descoberta em 1960
por Klaus Patau observando bebês com mal formações múltiplas. Tem como principal causa a não
disjunção dos cromossomas durante a anáfase 1 da mitose, gerando gametas com 24 cromatídeos.
Neste caso, o gameta possui um par de cromossomas 13, que juntando com o cromossoma 13 do
gameta do parceiro forma um ovo com trissomia. Cerca de 20% dos casos resultam de uma translocação
não balanceada. Ocorre na maioria das vezes com mulheres com idade avançada 35 anos acima.
- Síndrome de Turner
É uma monossomia do X e apenas 1% dos que a possuem sobrevive. A proporção estatística é de 1
para 8000 nascimentos, sendo que apenas a metade das meninas que sobrevivem apresentam cariótipo
com 45X (como no cariótipo abaixo), a outra metade tem muitas anormalidades cromossômicas no
cromossomo sexual.
Com tamanha alteração não é de se espantar que a maioria nem chegue a nascer, e das que nascem
apenas uma pequena parcela sobrevive. E dentre as que sobrevivem, aproximadamente 90% precisam
fazer uma substituição hormonal para auxiliar no desenvolvimento dos caracteres sexuais secundários
(pelos pubianos, por exemplo) já que o organismo não consegue fazê-lo sozinho. Por esses dados é
possível confirmar o que as pesquisas já dizem: a causa mais frequente dos abortos espontâneos por
síndromes é a Síndrome de Turner, dados mais específicos taxam em 18% este índice.
A síndrome de Turner ocorre graças à um erro durante a gametogênese, causando a monossomia
do X e quase sempre está presente no gameta paterno. Suas características fenotípicas mais comuns
são: estatura menor que o padrão para a idade, pescoço robusto (ou alado), ausência da maturação
sexual, tórax largo com mamilos muito separados, inchaço nas mãos e pés. Nas figuras abaixo e ao lado
podemos perceber perfeitamente este padrão fenotípico.
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Graças às características observadas acima, erroneamente no passado as mulheres acometidas por
esta síndrome eram incluídas no grupo dos deficientes mentais, pela semelhança de alguns caracteres.
Mas isto é um equívoco, pois estudos e relatos de caso já comprovaram que ou a inteligência não é
afetada ou comumente as mulheres portadoras desta síndrome evoluem sua inteligência um pouco mais
que a média das outras mulheres, ditas “normais” (ou não-sindromizadas)
Os anticorpos são glicoproteínas plasmáticas circulantes, do tipo das gamaglobulinas, denominadas
também de imunoglobulinas (Ig). Cada uma interage especificamente com determinado antígeno
(epítopo) responsável por estimular sua formação. São secretados pelos plasmócitos resultantes da
proliferação e diferenciação do linfócito B.O anticorpo possui uma função importante de se combinar
especificamentecom o epítopo que ele reconhece, provocando o aparecimento de sinais químicos
indicando aos outros componentes do sistema imunitário, que há um invasor no organismo. Alguns
anticorpos possuem a capacidade de aglutinar células e precipitar antígenos solúveis. Esta aglutinação
facilita a fagocitose do micro-organismo e a precipitação de moléculas estranhas que são agressivas,
podem torná-las inócuas. Existem cinco classes de imunoglobulinas com função de anticorpos, são elas:
IgA, IgD, IgE, IgG e IgM.
Estas se diferenciam pelas suas propriedades biológicas, localizações funcionais e capacidade de lidar
com os diversos antígenos. As imunoglobulinas são moléculas de estrutura tridimensional, sendo que
cada uma possui duas cadeias pesadas, unidas a uma cadeia leve cada, através de duas pontes de
enxofre e mais duas cadeias pesadas unidas entre si. A mais abundante na circulação sanguínea é a
IgG, constituindo cerca de 75% das imunoglobulinas presentes no plasma. Serve como modelo para as
outras classes. Formada por duas cadeias leves idênticas e duas cadeias pesadas, também idênticas,
ligadas por pontes de dissulfeto e forças não covalentes. A IgA está presente em pequena quantidade na
circulação sanguínea.
Encontra-se sob a forma de SIgA, sendo o principal anticorpo encontrado na lágrima, no leite, na saliva,
nas secreções nasal e bronquial, na secreção presente no lúmen do intestino delgado, na secreção da
próstata e também no líquido que umedece a vagina. É muito resistente às enzimas proteolíticas, deste
modo, sendo adaptada para atuar nas secreções sem sofrer inativação pelas enzimas presentes nestas.
A IgM constitui 10% dos anticorpos do plasma sanguíneo, existindo na maior parte das vezes, sob a forma
de pentâmero (combinação de cinco moléculas). Este imunoglobulina é a predominante no início das
respostas imunitárias. Juntamente com a IgD é a mais encontrada na superfície de linfócitos B, exercendo
a função de receptoras, combinando com antígenos específicos.
O resultado desta combinação é a proliferação destes linfócitos e sua posterior diferenciação em
plasmócitos. A IgM livre no sangue, a circulante, pode ativar o complemento, resultando na lise de
bactérias. A IgE, geralmente está na forma de monômero, possui grande afinidade para receptores
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localizados na membrana de mastócitos e basófilos. Após estas moléculas de imunoglobulinas serem
secretadas pelos plasmócitos, elas irão se prender àqueles receptores, praticamente desaparecendo no
plasma. A reação alérgica é mediada pela atividade desta imunoglobulina e dos alérgenos que estimulam
sua produção. Quando este é encontrado novamente pelo IgE, o complexo antígeno-IgE formada na
superfície dos mastócitos e basófilos, determina a produção e a liberação de várias substâncias
biologicamente ativas (heparina, histamina, leucotrienos e ECF-A)
A IgD sua função principal ainda não foi esclarecida. Está presente no plasma sanguíneo em
concentrações muito baixas, representando apenas 0,2% do total de imunoglobulinas. Esta molécula,
juntamente com a IgM, está presente na superfície dos linfócitos B participando da diferenciação desta
célula.
Alelos múltiplos ou polialelia
Quando há mais de dois alelos para cada locus, em alelos múltiplos ou polianelia.
Apesar de existirem vários alelos para um mesmo locus, nas células de cada indivíduo diploide
ocorrem apenas dois deles, pois são apenas dois cromossomos homólogos.
Suponhamos três alelos: A, A1, e A2.
São seis as combinações possíveis entre eles. Cada uma delas pode manifestar um fenótipo diferente,
dependendo de haver ou não dominância de um alelo sobre outro.
Para exemplificar, vamos apresentar a herança da cor do pelo em coelhos. Existem quatro fenótipos
para esse caráter onde podemos observar a manifestação genética de uma série com quatro genes
alelos: o primeiro C, expressando a cor Aguti ou Selvagem; o segundo Cch, transmitindo a cor Chinchila;
o terceiro Ch, representando a cor Himalaia; e o quarto alelo Ca, responsável pela cor Albina.
Sendo a relação de dominância → C > Cch > Ch > Ca
O gene C é dominante sobre todos os outros três, o Cch dominante em relação ao himalaia e ao albino,
porém recessivo perante o aguti, e assim sucessivamente.
As possíveis combinações entre eles e os fenótipos resultantes são os seguintes:
Probabilidade
A partir do momento em que se torna possível o conhecimento de todos os valores de uma variável
aleatória, incluindo suas respectivas probabilidades, construímos uma distribuição de probabilidades. Ela
associa uma probabilidade a cada resultado numérico de um experimento. Para tanto, apresenta a
probabilidade de cada valor de uma variável aleatória. Existem duas fórmulas que se aplicam como regras
na distribuição de probabilidades. Uma delas é de que a soma de todos os valores em uma distribuição
de probabilidades deve ser igual a 1:
∑P(x) = 1, onde x toma todos os valores possíveis
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E que a probabilidade de ocorrência de um evento deve ser maior do que zero e menor do que 1: 0 ≤
P(x) ≤ 1 para todo x.
Teoria das Probabilidades
Dados lançados à História da Teoria das Probabilidades se dá por volta do século XVII, quando os
comerciantes mesopotâmicos e fenícios criaram o pagamento de seguros e anuidades pelas mercadorias,
devido ao prejuízo no roubo e no naufrágio de suas cargas. Gregos, romanos e italianos seguiram a
mesma estratégia. Os cálculos utilizados para determinar os valores a serem pagos, eram baseados na
probabilidade de ocorrência de acidentes, como os citados roubos e naufrágios.
Experimento Aleatório
Um experimento pode ser identificado pela letra (E), e é bastante utilizado na descrição de algum
processo que gerou resultado. Para exemplificar esse conceito, basta imaginar uma carta do baralho e
observar o seu naipe. Esse ato gerou um resultado, por exemplo. O mesmo acontece se jogarmos uma
moeda ou um dado homogêneo e observar o número da face superior. Todos esses experimentos têm
algo em comum: são aleatórios.
O que são experimentos aleatórios?
Como os resultados obtidos nos três exemplos acima citados são incertos, os designamos como
aleatórios, mesmo que haja um prévio conhecimento de todos os resultados possíveis. Os experimentos
aleatórios têm como principal característica o fato de ocorrer repetição, com condições inalteradas, não
conduzindo ao mesmo resultado, necessariamente. Ou seja, para o reconhecimento de um experimento
aleatório, é fundamental que exista a possibilidade dele ser repetido indefinidamente, sob as mesmas
condições; que não se conheça, no primeiro momento, os seus resultados, mas que suas possibilidades
possam descritas
Quando houver uma grande quantidade de vezes que um experimento for repetido, surgirá a seguinte
fração que indica estabilidade: f = r/n (a lei dos Grandes Números). A formulação de um modelo
matemático que possa fazer previsões dos futuros resultados pode se realizada através dessa
regularidade.
Representação
n – número de repetições
r – número de sucessos de um resultado particular
f – frequência relativa
Dentro de um experimento aleatório, existe um conjunto de todos os resultados possíveis. A esse
conjunto dá-se o nome de Espaço Amostral, simbolizado por (S). No caso do dado, baralho e moeda,
designados como experimento 1 (E1), 2 (E2) e 3 (E3), podemos obter os seguintes resultados:
S1={1,2,3,4,5,6}
S2={copas, paus, espada, ouro}
S3={cara, coroa}
Elemento, membro ou ponto amostral são denominações dadas para os resultados individuais de S. É
possível listar os elementos de um espaço amostral, caso ele seja finito. Quando se obtém os resultados
de um experimento (E), eles podem ser descritos dentro de mais de um espaço amostral.
Evento
Dentro do espaço amostral(E), temos um subconjunto que recebe o nome de evento. Por exemplo,
ao jogarmos um dado, obtemos o experimento E=jogar um dado. Logo, o seu espaço amostral é:
S={1,2,3,4,5,6}. O evento ocorre, quanto estamos interessados em um subgrupo, por exemplo, ocorrer
um número par. Logo, o nosso evento A={2,4,6}
Tipos de Eventos
Os eventos podem ser classificados em:
Evento nulo ou impossível
B = {x| x é par e divisor de 7}
Nesse caso, não existem números pares que sejam divisores de 7, pois os únicos são 1 e 7. Logo,
esse evento B é nulo ou = Ø
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Evento certo
Seja o evento E=jogar um dado, temos as seguintes possibilidades de resultados no espaço amostral:
S={1,2,3,4,5,6} e se propõe a encontrar um número natural de 1 a 6, o evento é certo, pois A = {x| x é um
número natural de 1 a 6}.
(A') Complemento do Evento A
Mantendo-se o experimento de se jogar um dado (E), obtemos o seguinte espaço amostral
S={1,2,3,4,5,6}. Se o evento A=o número é par, então obtemos A={2,4,6}. Logo, seu evento complementar
será A'={1,3,5}, ou seja, o conjunto de elementos de S que não se encontram em A.
Eventos e operações
Para se gerar novos eventos, é possível considerarmos a realização de operações. Esses novos
eventos serão também subconjuntos do mesmo espaço amostral (S).
E=jogar um dado
Eventos: A, B, C {(A) - o número é par, (B) - o número é maior que 3, (C) - o número é ímpar}, logo
S={1,2,3,4,5,6}
A={2,4,6}
B={4,5,6}
C{1,3,5}
O evento que contém todos os elementos que são comuns entre outros dois eventos, é chamado de
interseção. A Interseção entre esses grupos se configura da seguinte forma:
A ∩ B = {4,6}
B ∩ C = {5}
A ∩ C = Ø
Neste caso, os eventos A e C são mutuamente exclusivos. O evento que contém elementos que sejam
pertencentes aos dois outros eventos, é chamado de união. A União entre esses grupos se configura da
seguinte forma:
A U B = {2,4,5,6}
AUC = {1,2,3,4,5,6}
Neste caso, A=C'
Probabilidade de um evento
Quando expressamos um resultado que não é certo, mas que com base em acontecimentos passados
ou compreendendo o fenômeno estruturalmente é possível gerar certo grau de confiança em uma
afirmação, criamos a probabilidade de um evento
Técnicas de Contagem dos Pontos do Espaço Amostral
A contagem dos possíveis resultados dentro de um espaço amostral pode ser, por vezes, muito
trabalhosa. Para facilitar a contagem, a análise combinatória foi desenvolvida com as técnicas de
contagem indireta, que acontece da seguinte maneira. No princípio fundamental da contagem, se um
acontecimento é composto por duas etapas sucessivas e se a relação entre as duas for de independência,
onde a etapa 1 pode ocorrer de n modos e a 2 de m modos, para obtermos o número de possibilidades
de ocorrência do acontecimento, basta multiplicarmos n por m
Probabilidade Condicional
Utilizando mais uma vez o exemplo do experimento E: lançamento do dado e seu espaço amostral
S={1,2,3,4,5,6}, onde temos o evento A: sair o nº 3 ao verificar o resultado, obtemos a seguinte
probabilidade: P(A) = 1/6
Agora, se pegarmos o evento B={sair um número ímpar} = {1,3,5}, a probabilidade de P(A) será de 1/3.
Dá-se o nome de probabilidade condicional quando o mesmo reavaliar a probabilidade de ocorrência de
um evento, dado que outro ocorre. Por exemplo, a probabilidade P(A/B) é uma “atualização” de P(A),
contanto que o evento B tenha ocorrido.
Independência Estatística
Define-se independência estatística quando dois eventos (A e B) são independentes, ou seja, se
P(A∩B) = P(A) . P(B). A herança dos tipos sanguíneos do sistema ABO constitui um exemplo de alelos
múltiplos na espécie humana.
Apostila gerada especialmente para: JONATHAN DE SOUZA NETO VELLOSO 131.287.977-73
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A descoberta dos grupos sanguíneos
Por volta de 1900, o médico austríaco Karl Landsteiner (1868 – 1943) verificou que, quando amostras
de sangue de determinadas pessoas eram misturadas, as hemácias se juntavam, formando aglomerados
semelhantes a coágulos, levando a acidentes fatais. Landsteiner concluiu que determinadas pessoas têm
sangues incompatíveis, e, de fato, as pesquisas posteriores revelaram a existência de diversos tipos
sanguíneos, nos diferentes indivíduos da população. Quando, em uma transfusão, uma pessoa recebe
um tipo de sangue incompatível com o seu, as hemácias transferidas vão se aglutinando assim que
penetram na circulação, formando aglomerados compactos que podem obstruir os capilares, prejudicando
a circulação do sangue.
Os grupos sanguíneos
Em 1900, Landsteiner conclui que os indivíduos, nas espécie humana, dividem-se em quatro grupos
de diferentes composições sanguíneas, sendo estes o grupo A, B, AB e O, classificados como sistema
ABO.
Aglutinogênios e Aglutininas
No sistema ABO, como visto anteriormente, existem quatro tipos de sangues: A, B, AB e O. Esses
tipos são caracterizados pela presença ou não de certas substâncias na membrana das hemácias, os
aglutinogênios, e pela presença ou ausência de outras substâncias, as aglutininas, no plasma
sanguíneo. Existem dois tipos de aglutinogênio, A e B, e dois tipos de aglutinina, anti-A e anti-B. Pessoas
do grupo A possuem aglutinogênio A, nas hemácias e aglutinina anti-B no plasma; as do grupo B têm
aglutinogênio B nas hemácias e aglutinina anti-A no plasma; pessoas do grupo AB têm aglutinogênios A
e B nas hemácias e nenhuma aglutinina no plasma; e pessoas do gripo O não tem aglutinogênios na
hemácias, mas possuem as duas aglutininas, anti-A e anti-B, no plasma.
Grupo sanguíneo Aglutinogênio Aglutinina
A A Anti-B
B B Anti-A
AB A e B Nenhuma
O Nenhum Anti-A e Anti-B
Determinação da genética dos grupos sanguíneos
A produção desses aglutinogênios, e o grupo ao qual uma pessoa pertence, são determinados por
uma série de 3 alelos múltiplos: IA, IB e i.
IA - determina a produção do aglutinogênio A
IB - determina a produção do aglutinogênio B
i - determina a ausência de aglutinogênios
Genótipos Fenótipos
IAIA, IAi Grupo A
IBIB, IBi Grupo B
IAIB Grupo AB
ii Grupo O
Entre eles, há a seguinte relação de dominância:
IA = IB > i entre os genes IA e IB não há dominância, mas ambos dominam o gene i.
- Tipos possíveis de transfusão
Quando glóbulos contendo aglutinogênio a (sangue A) entram em contato com o plasma contendo
aglutinina anti-A (sangue B) ocorre a aglutinação das hemácias, formando grupos que poderão ocluir os
capilares do receptor, caso essa reação ocorra num organismo.
Por outro lado, se um indivíduo de sangue A receber uma transfusão de sangue B, estarão sendo
introduzidas no seu organismo hemácias com aglutinogênio b, que serão aglutinadas pelas próprias
aglutininas anti-B.
O sangue dos indivíduos do grupo O (doador universal), por não possuir nenhum aglutinogênio nas
hemácias, pode ser cedido a pessoa de qualquer um dos outros grupos. É verdade que esse sangue
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possui as duas aglutininas, anti-A e anti-B, mas quando injetado no sistema circulatório de uma outra
pessoa, o plasma do doador fica muito diluído, e a possibilidade de que consiga aglutinar as hemácias do
receptor e muito pequena.
Os indivíduos do grupo AB (receptor universal), por outro lado, não possuem aglutinina nenhuma e
podem receber sangue dos indivíduos A, B, AB e O.
- O fator Rh
O fator Rh foi descoberto em 1940 por Landsteiner e Wiener, quando trabalhavam com o sangue do
macaco-rhesus. Este, quando injetado em cobaia, provoca produção gradativa de antircorpos. Conclui-
se que existe um antígeno nas hemácias do macaco-rhesus, que será chamado de fator Rh. Ao anticorpo
produzido pela cobaia, chamaremos de anti-Rh.
- A genética do fator Rh
Três pares de genes estão envolvidos na herança do fator Rh, tratando-se portanto, de casos de alelosmúltiplos. Para simplificar, no entanto, considera-se o envolvimento de apenas um desses pares na
produção do fator Rh, motivo pelo qual passa a ser considerado um caso de herança mendeliana simples.
O gene R, dominante, determina a presença do fator Rh, enquanto o gene r, recessivo, condiciona a
ausência do referido fator.
Genótipos Fenótipos
RR Rh+
(positivo)
Rr Rh+
(positivo)
rr Rh-
(negativo)
- Doença Hemolítica do Recém-Nascido (D.H.R.N) ou Eritroblastose Fetal
No final da gestação, particularmente durante o parto, pode acontecer a passagem de pequenas
quantidades de sangue fetal para a circulação materna. Ao entrar em contato com glóbulos vermelhos
que contém o fator Rh, o sistema de defesa da mulher Rh negativo irá produzir anticorpos anti-Rh, e a
mulher torna-se sensibilizada.
Em uma próxima gestação, se ela novamente gerar uma criança Rh positivo, deve ocorrer a passagem
desses anticorpos anti-Rh para a circulação fetal, que passam a atacar as células vermelhas do feto,
destruindo-as. Essa destruição chama-se hemólise.
Em consequência da hemólise maciça, a criança apresenta anemia intensa. A liberação de
hemoglobina, contida no interior dos glóbulos vermelhos, faz com que o fígado produza grandes
quantidades de bilirrubina. O acúmulo dessa substância deixa a criança com coloração amarela, o que
se chama icterícia. A bilirrubina pode impregnar o sistema nervoso central, provocando sérias lesões
neurológicas (kernicterus). Em um mecanismo de compensação, a medula óssea, local de produção de
glóbulos vermelhos, começa a lançar na circulação fetal células imaturas, que ainda possuem núcleo ou
restos nucleares. Essas células são os eritroblastos. Por isso, a doença também é conhecida por
eritroblastose fetal.
Habitualmente, o primeiro feto Rh positivo não apresenta a doença hemolítica, pois a sensibilização
acontece durante o trabalho de parto e não há tempo para que os anticorpos maternos atravessem a
placenta. O mais comum é que o primeiro filho Rh positivo torne a mãe sensibilizada, e que os demais
filhos Rh positivos apresentem a doença. Entretanto, mesmo o primeiro filho pode desenvolver a
eritroblastose fetal caso a mãe tenha sido sensibilizada previamente por uma transfusão de sangue Rh
positivo.
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Fonte: http://www.minutoenfermagem.com.br/uploads/posts/114/eritroblastose-fetal.jpg
- O sistema MN
Sistema proposto em 1927, por Landsteiner e Levine, observando a capacidade de aglutinação de
hemácias humanas em teste realizado em coelhos, sendo a partir de então possível a caracterização de
dois tipos de aglutinogênios presentes conjuntamente ou isolados na membrana dos eritrócitos: o
antígeno M e o antígeno N. Portanto, trata-se de uma herança codominante (sem ação dominante ou
recessiva) do grupo sanguíneo, formado pelos alelos LM e LN.
Nesse sistema, existem três tipos de genótipos para seus correspondentes fenótipos: dois
homozigóticos, sendo o primeiro deles LMLM do grupo M, o segundo LNLN do grupo N e o terceiro
heterozigótico LMLN do grupo MN.
- 15Genes Letais
As mutações que ocorrem nos seres vivos são totalmente aleatórias e, às vezes, surgem variedades
genéticas que podem levar a morte do portador antes do nascimento ou, caso ele sobreviva, antes de
atingir a maturidade sexual. Esses genes que conduzem à morte do portador, são conhecidos como alelos
letais. Por exemplo, em uma espécie de planta existe o gene C, dominante, responsável pela coloração
verde das folhas. O alelo recessivo c, condiciona a ausência de coloração nas folhas, portanto o
homozigoto recessivo cc morre ainda na fase jovem da planta, pois esta precisa do pigmento verde para
produzir energia através da fotossíntese. O heterozigoto é uma planta saudável, mas não tão eficiente na
captação de energia solar, pela coloração verde clara em suas folhas. Assim, se cruzarmos duas plantas
heterozigotas, de folhas verdes claras, resultará na proporção 2:1 fenótipos entre os descendentes, ao
invés da proporção de 3:1 que seria esperada se fosse um caso clássico de monoibridismo (cruzamento
entre dois indivíduos heterozigotos para um único gene). No caso das plantas o homozigoto recessivo
morre logo após germinar, o que conduz a proporção 2:1.
P
Planta com folhas verde claras
Cc
Planta com folhas verde claras
Cc
CC
Verde escuro
Cc
Verde clara
Cc
Verde clara
cc
Inviável
F1 = Fenótipo: 2/3 Verde clara
1/3 Verde escura
Genótipo: 2/3 Cc
1/3 CC
Esse curioso caso de genes letais foi descoberto em 1904 pelo geneticista francês Cuénot, que
estranhava o fato de a proporção de 3:1 não ser obedecida. Logo, concluiu se tratar de uma caso de gene
recessivo que atuava como letal quando em dose dupla. No homem, alguns genes letais provocam a
morte do feto. É o caso dos genes para acondroplasia, por exemplo. Trata-se de uma anomalia provocada
15 http://www.sobiologia.com.br/
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por gene dominante que, em dose dupla, acarreta a morte do feto, mas em dose simples ocasiona um
tipo de nanismo, entre outras alterações.
Há genes letais no homem, que se manifestam depois do nascimento, alguns na infância e outros na
idade adulta. Na infância, por exemplo, temos os causadores da fibrose cística e da distrofia muscular de
Duchenne (anomalia que acarreta a degeneração da bainha de mielina nos nervos). Dentre os que se
expressam tardiamente na vida do portador, estão os causadores da doença de Huntington, em que há
a deterioração do tecido nervoso, com perde de células principalmente em uma parte do cérebro,
acarretando perda de memória, movimentos involuntários e desequilíbrio emocional.
- Doenças Genéticas
A maioria das síndromes genéticas são causadas por aneoploidias. Alterações no número de
cromossomos encontrados em cada célula (geralmente é aumento ou diminuição de 1 cromossomo de
cada par). As aneuploidias podem atingir qualquer um desses 23 pares. Dependendo do par envolvido,
teremos o desenvolvimento de uma certa doença, quanto maior o cromossomo atingido, maiores serão
as alterações.
- Causas das Aneuploidias
Vírus, raio x, substâncias químicas (drogas como LSD, maconha, nicotina, cafeína, ciclamatos idade
materna, calor, radiações, predisposição genética a não-separação dos cromossomos na divisão celular
meiótica.
Fórmula Genética:
- inicialmente coloca-se o número total de cromossomos do indivíduo;
- separa-se por vírgula;
- segue o sexo do indivíduo atingido;
- mais o par cromossômico em que ocorre a alteração.
Exemplo: 47, XX + 21 (lê-se: indivíduo do sexo feminino com Síndrome de Down, com 47
cromossomos, devido à trissomia do 21.
Essas doenças são consequências de alterações cromossômicas do tipo numéricas (quando há mais
ou menos cromossomos que o normal) ou do tipo estrutural. Os humanos possuem 46 cromossomos
organizados em 23 pares. Porém, alguns erros de natureza gênica podem gerar indivíduos com um
cromossomo a mais, onde deveria conter um par. Partindo desse pressuposto, o indivíduo possui 47
cromossomos e é portador de algum tipo de trissomia. Esse fenômeno é atribuído à idade avançada em
que ocorre a gravidez: quanto mais tarde, maior a probabilidade de acontecer a trissomia. A trissomia
pode acontecer no cromossomo 21,18, 13 e nos cromossomos sexuais.
- Interação Antígeno/Anticorpo
A associação específica de antígenos e anticorpos é dependente de ligações de hidrogênio, interações
hidrofóbicas, forças eletrostáticas e forças de van der Waals. Estes são todos laços de natureza fraca e
não-covalente, ainda que algumas associações entre o antígeno e anticorpo possam ser bastante fortes.
Tal como os anticorpos, os antígenos podem ser polivalentes, através de múltiplas cópias do mesmo
epítopo, ou pela presença dede ATP. Para as mitocôndrias funcionarem, se faz necessária a presença de oxigênio.
Os resíduos produzidos nesta reação são o CO2 e a H2O.
As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas lipoprotéicas semelhantes às demais
membranas celulares. Enquanto a membrana externa é lisa, a membrana interna possui inúmeras
pregas - as cristas mitocondriais - que se projetam para o interior da organela. A cavidade interna das
mitocôndrias é preenchida por um fluido denominado matriz mitocondrial, onde estão presentes
diversas enzimas, além de DNA e RNA e pequenos ribossomos e substâncias necessárias à fabricação
de determinadas proteínas.
Cloroplastos
São os organoides responsáveis pelo processo de fotossíntese. Assim, enquanto as mitocôndrias
consomem matéria orgânica, oxidando-a, os cloroplastos produzem-na. Veja o esquema abaixo que
representa esse processo:
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Com relação a estrutura os cloroplastos têm certa semelhança com as mitocôndrias: também possuem
duas membranas lipoproteicas envolventes. Além disso, existem sacos membranosos chamados
lamelas, e estruturas semelhantes a moedas, chamadas tilacoides. Uma pilha de tilacoides chama-se
granum (o termo grana representa o plural de granum). Lamelas e grana são ricas em clorofila, e estão
mergulhadas num material denominado estroma. Veja o esquema abaixo:
Centríolos
Os centríolos são organelas que não estão envolvidas por membrana e que participam do progresso
de divisão celular em células animais. Nas células de fungos complexos, plantas superiores
(gimnospermas e angiospermas) e nematoides não existem centríolos. Eles estão presentes na maioria
das células de animais, algas e vegetais inferiores como as briófitas (musgos) e pteridófitas
(samambaias).
Estruturalmente, são constituídos por um total de nove trios de microtúbulos proteicos, que se
organizam em cilindro.
São autoduplicáveis no período que precede a divisão celular, migrando, logo a seguir, para os polos
opostos da célula.
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Uma das providências que a fábrica celular precisa tomar é a construção de novas fábricas, isto é, a
sua multiplicação. Isso envolve uma elaboração prévia de uma série de “andaimes” proteicos, o chamado
fuso de divisão, formado por inúmeros filamentos de microtúbulos. Embora esses microtúbulos não sejam
originados dos centríolos e sim de uma região da célula conhecido como centrossomo, é comum a
participação deles no processo de divisão de uma célula animal. Já em células de vegetais superiores,
como não existem centríolos, sua multiplicação se processa sem eles.
Cílios e flagelos
Os cílios e flagelos são estruturas móveis, encontradas externamente em células de diversos seres
vivos. Os cílios são curtos e podem ser relacionados à locomoção e a remoção de impurezas. Nas células
que revestem a traqueia humana, por exemplo, os batimentos ciliares empurram impurezas provenientes
do ar inspirado, trabalho facilitado pela mistura com o muco que, produzido pelas células da traqueia,
lubrifica e protege a traqueia. Em alguns protozoários, por exemplo, o paramécio, os cílios são utilizados
para a locomoção.
Os flagelos são longos e também se relacionam a locomoção de certas células, como a de alguns
protozoários (por exemplo, o tripanossomo causador da doença de Chagas) e a do espermatozoide.
Em alguns organismos pluricelulares, por exemplo, nas esponjas, o batimento flagelar cria correntes
de água que percorrem canais e cavidades internas, trazendo, por exemplo, partículas de alimento.
Estruturalmente, cílios e flagelos são idênticos. Ambos são cilíndricos, exteriores as células e cobertos
por membrana plasmática. Internamente, cada cílio ou flagelo é constituído por um conjunto de nove
pares de microtúbulos periféricos de tubulinas, circundando um par de microtúbulos centrais. É a
chamada estrutura 9 + 2.
Fonte: fttp://www.elsevier.es/publicaciones/1698031X/0000000400000001/v0_201308021011/13089233/v0_201308021012/pt/main.assets/262v4n1-
13089233fig03.jpg
Vacúolos
Os vacúolos são cavidades existentes no interior do citoplasma, que surgiram a partir do
desenvolvimento de vesículas do retículo endoplasmático. Essas cavidades contêm água e substâncias
dissolvidas. Em certos casos, podem se originar a partir da membrana plasmática (fagocitose e
pinocitose). Podemos considerar os seguintes tipos de vacúolos:
a) Vacúolo alimentar ou fagossomos: São comuns em organismos em que a digestão é intracelular. A
célula engloba uma partícula através da fagocitose, que é introduzida no interior do citoplasma.
b) Vacúolos digestivos: Quando o vacúolo alimentar se funde com o lisossomo, o vacúolo resultante,
onde ocorre a digestão de substâncias ingeridas pela célula, é chamado de vacúolo digestivo.
c) Vacúolos contráteis: Os vacúolos pulsáteis ou contráteis são organelas citoplasmáticas existentes
na célula de alguns protozoários como o Paramecium, que realizam a osmorregulação, ou seja, o controle
do volume celular, e deixam o meio externo com concentração idêntica ao meio interno do ser vivo,
permitindo a expulsão do excesso de água com excretas tóxicas ao organismo.
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d) Vacúolos de células vegetais: Os vacúolos das células vegetais são regiões expandidas do retículo
endoplasmático. Em células vegetais jovens observam-se algumas dessas regiões, formando pequenos
vacúolos isolados um do outro. Mas, à medida que a célula atinge a fase adulta, esses pequenos vacúolos
se fundem, formando-se um único, grande e central, com ramificações que lembram sua origem reticular.
A expansão do vacúolo leva o restante do citoplasma a ficar comprimido e restrito à porção periférica da
célula. Além disso, a função do vacúolo é regular as trocas de água que ocorrem na osmose.
Plastos
Os plastos são orgânulos citoplasmáticos encontrados nas células de plantas e de algas. Sua forma
e tamanho variam conforme o tipo de organismo. Em algumas algas, cada célula possui um ou poucos
plastos, de grande tamanho e formas características. Já em outras algas e nas plantas em geral, os
plastos são menores e estão presentes em grande número por célula.
Os plastos podem ser separados em duas categorias:
- Cromoplastos que apresentam pigmentos em seu interior. O cromoplasto mais frequente nas plantas
é o cloroplasto, cujo principal componente é a clorofila, de cor verde. Há também plastos vermelhos, os
eritroplastos (do grego eritros, vermelho), que se desenvolvem, por exemplo, em frutos maduros de
tomate.
- Leucoplastos: São aqueles que não possuem nenhum pigmento, seu sistema de membranas interno
não é muito elaborado e funcionam armazenando substâncias. Seu nome muda de acordo com a
substância que é encontrada em seu interior:
- Amiloplastos: Acumulam amido;
- Proteinoplastos: Acumulam proteínas;
- Elaioplastos ou oleoplastos: Acumulam substâncias lipofílicas.
Núcleo
O núcleo das células que não estão em processo de divisão apresenta um limite bem definido, devido
à presença da carioteca ou membrana nuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico. A maior parte
do volume nuclear é ocupada por uma massa filamentosa denominada cromatina. Existem ainda um ou
mais corpos densos (nucléolos) e um líquido viscoso (cariolinfa ou nucleoplasma).
- Nucleoplasma ou suco nuclear
O nucleoplasma é o material gelatinoso que preenche o espaço interno do núcleo. Embora muitos
citologistas anteriores a ele já tivessem observados núcleos, não haviam compreendido a enorme
importância dessas estruturas para a vida das células. O grande mérito de Brown foi justamente
reconhecer o núcleo como componente fundamental das células. O nome que ele escolheu expressa
Apostila gerada especialmentemúltiplos epítopos que são reconhecidos pelos vários anticorpos. Interações
envolvendo polivalência podem produzir complexos mais estáveis, porém também podem resultar em
dificuldades, reduzindo a possibilidade de ligação. Toda a ligação antígeno-anticorpo é reversível, e segue
o princípio base da termodinâmica de qualquer interação bimolecular reversível.
O tempo necessário para atingir o equilíbrio é dependente da taxa de difusão e da afinidade do
anticorpo para o antígeno, e pode variar amplamente. Constantes de afinidade podem ser afetadas pela
temperatura, pH e solvente. Podem ser determinadas por anticorpos monoclonais, mas não por
anticorpos policlonais, considerando as ligações múltiplas entre os anticorpos policlonais e seus
antígenos. Medidas quantitativas de afinidade de anticorpos para antígenos podem ser feitas por diálise
de equilíbrio. Uma diálise de equilíbrio repetida com uma concentração constante de anticorpo e variando
a concentração de ligantes é usada para gerar gráficos de Scatchard, que fornece informações sobre
afinidade e possível reatividade cruzada.
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- Interação antígenos e anticorpos
A afinidade descreve a intensidade da interação antígeno-anticorpo em sítios antigênicos individuais.
Dentro de cada local antigênico, a região variável do anticorpo "braço" interage através de forças não-
covalentes fracas com o antígeno em vários locais. Quanto mais interações, mais forte a afinidade. A
avidez talvez seja uma medida mais informativa da estabilidade global ou da força do complexo antígeno-
anticorpo. Ela é controlada por três fatores principais: afinidade entre anticorpo e epítopo, valência de
antígeno e anticorpo, e arranjo estrutural da interação. Estes fatores definem a especificidade do
anticorpo, isto é, a probabilidade de que o anticorpo seja precisamente específico para um epítopo. A
reatividade cruzada refere-se a um anticorpo ou à uma população de anticorpos que se ligam aos epítopos
de outros antígenos. Pode ser causada por baixa avidez, baixa especificidade do anticorpo, ou pela
semelhança de epítopos pertencentes a antígenos distintos.
A reatividade cruzada às vezes é desejável, quando se pretende a ligação do anticorpo a um grupo de
antígenos relacionados ou em casos que é necessária a marcação de espécies relacionadas, quando a
sequência do epítopo antigênico não é altamente conservada na evolução. Técnicas imunoquímicas
possibilitam extrema especificidade, ao nível molecular, de cada imunoglobulina com o seu antígeno,
mesmo na presença de níveis elevados de moléculas contaminantes. A polivalência da maioria dos
antígenos e anticorpos lhes permite agirem de modo a formar precipitados. Alguns exemplos de
aplicações experimentais que utilizam anticorpos são Western Blot, imuno-histoquímica e
imunocitoquímica, Assay Enzyme-Linked Immunosorbent (ELISA), imunoprecipitação e citometria de
fluxo.
- Câncer
Câncer é o nome dado a um conjunto de mais de 100 doenças que têm em comum o crescimento
desordenado (maligno) de células que invadem os tecidos e órgãos, podendo espalhar-se (metástase)
para outras regiões do corpo.
Dividindo-se rapidamente, estas células tendem a ser muito agressivas e incontroláveis, determinando
a formação de tumores (acúmulo de células cancerosas) ou neoplasias malignas. Por outro lado, um
tumor benigno significa simplesmente uma massa localizada de células que se multiplicam
vagarosamente e se assemelham ao seu tecido original, raramente constituindo um risco de vida.
Os diferentes tipos de câncer correspondem aos vários tipos de células do corpo. Por exemplo, existem
diversos tipos de câncer de pele porque a pele é formada de mais de um tipo de célula. Se o câncer tem
início em tecidos epiteliais como pele ou mucosas ele é denominado carcinoma. Se começa em tecidos
conjuntivos como osso, músculo ou cartilagem é chamado de sarcoma. Outras características que
diferenciam os diversos tipos de câncer entre si são a velocidade de multiplicação das células e a
capacidade de invadir tecidos e órgãos vizinhos ou distantes (metástases).
As causas de câncer são variadas, podendo ser externas ou internas ao organismo, estando ambas
inter-relacionadas. As causas externas relacionam-se ao meio ambiente e aos hábitos ou costumes
próprios de um ambiente social e cultural. As causas internas são, na maioria das vezes, geneticamente
pré-determinadas, estão ligadas à capacidade do organismo de se defender das agressões externas.
Esses fatores causais podem interagir de várias formas, aumentando a probabilidade de transformações
malignas nas células normais. De todos os casos, 80% a 90% dos cânceres estão associados a fatores
ambientais. Alguns deles são bem conhecidos: o cigarro pode causar câncer de pulmão, a exposição
excessiva ao sol pode causar câncer de pele, e alguns vírus podem causar leucemia. Outros estão em
estudo, tais como alguns componentes dos alimentos que ingerimos, e muitos são ainda completamente
desconhecidos.
O envelhecimento traz mudanças nas células que aumentam a sua suscetibilidade à transformação
maligna. Isso, somado ao fato de as células das pessoas idosas terem sido expostas por mais tempo aos
diferentes fatores de risco para câncer, explica em parte o porquê de o câncer ser mais frequente nesses
indivíduos. Os fatores de risco ambientais de câncer são denominados cancerígenos ou carcinógenos.
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Esses fatores atuam alterando a estrutura genética (DNA) das células. O surgimento do câncer depende
da intensidade e duração da exposição das células aos agentes causadores de câncer. Por exemplo, o
risco de uma pessoa desenvolver câncer de pulmão é diretamente proporcional ao número de cigarros
fumados por dia e ao número de anos que ela vem fumando.
Fonte: http://www.contraocancerpelavida.com.br/o-que-e-cancer/#.WzQAV9VKjIU
- Fatores de Risco de Natureza Ambiental
Os fatores de risco de câncer podem ser encontrados no meio ambiente ou podem ser herdados. A
maioria dos casos de câncer (80%) está relacionada ao meio ambiente, no qual encontramos um grande
número de fatores de risco. Entende-se por ambiente o meio em geral (água, terra e ar), o ambiente
ocupacional (indústrias químicas e afins) o ambiente de consumo (alimentos, medicamentos) o ambiente
social e cultural (estilo e hábitos de vida). As mudanças provocadas no meio ambiente pelo próprio
homem, os 'hábitos' e o 'estilo de vida' adotados pelas pessoas, podem determinar diferentes tipos de
câncer.
- Hereditariedade
São raros os casos de cânceres que se devem exclusivamente a fatores hereditários, familiares e
étnicos, apesar de o fator genético exercer um importante papel na oncogênese. Um exemplo são os
indivíduos portadores de retinoblastoma que, em 10% dos casos, apresentam história familiar deste
tumor. Alguns tipos de câncer de mama, estômago e intestino parecem ter um forte componente familiar,
embora não se possa afastar a hipótese de exposição dos membros da família a uma causa comum.
Determinados grupos étnicos parecem estar protegidos de certos tipos de câncer: a leucemia linfocítica
é rara em orientais, e o sarcoma de Ewing é muito raro em negros.
As células que constituem os animais são formadas por três partes: a membrana celular, que é a parte
mais externa da célula; o citoplasma, que constitui o corpo da célula; e o núcleo, que contém os
cromossomas que por sua vez são compostos de genes. Os genes são arquivos que guardam e fornecem
instruções para a organização das estruturas, formas e atividades das células no organismo. Toda a
informação genética encontra-se inscrita nos genes, numa "memória química" - o ácido
desoxirribonucleico (DNA). É através do DNA que os cromossomas passam as informações para o
funcionamento da célula.
Uma célula normal pode sofrerpara: JONATHAN DE SOUZA NETO VELLOSO 131.287.977-73
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essa convicção: a palavra “núcleo” vem do grego nux, que significa semente. Brown imaginou que o
núcleo fosse a semente da célula, por analogia aos frutos.
- Carioteca
A carioteca (do grego karyon, núcleo e theke, invólucro, caixa) é um envoltório formado por duas
membranas lipoprotéicas cuja organização molecular é semelhante as demais membranas celulares.
Entre essas duas membranas existe um estreito espaço, chamado cavidade perinuclear. A face externa
da carioteca, em algumas partes, se comunica com o retículo endoplasmático e, muitas vezes, apresenta
ribossomos aderidos à sua superfície. Neste caso, o espaço entre as duas membranas nucleares é uma
continuação do espaço interno do retículo endoplasmático.
- Poros da carioteca
A carioteca é perfurada por milhares de poros, através das quais determinadas substâncias entram e
saem do núcleo. Os poros nucleares são mais do que simples aberturas. Em cada poro existe uma
complexa estrutura proteica que funciona como uma válvula, abrindo-se para dar passagem a
determinadas moléculas e fechando-se em seguida. Dessa forma, a carioteca pode controlar a entrada e
a saída de substâncias.
Fonte: https://medicina362.wordpress.com/2015/10/28/histologia-nucleo/
A face interna da carioteca encontra-se a lâmina nuclear, uma rede de proteínas que lhe dá
sustentação. A lâmina nuclear participa da fragmentação e da reconstituição da carioteca, fenômenos
que ocorrem durante a divisão celular.
- Nucléolos
Na fase que a célula eucariótica não se encontra em divisão é possível visualizas vários nucléolos,
associados a algumas regiões específicas da cromatina. Cada nucléolo é um corpúsculo esférico, não
membranoso, de aspecto esponjoso quando visto ao microscópio eletrônico, rico em RNA ribossômico (a
sigla RNA provém do inglês RiboNucleicAcid). Este RNA é um ácido nucléico produzido a partir o DNA
das regiões específicas da cromatina e se constituirá um dos principais componentes dos ribossomos
presentes no citoplasma. É importante perceber que ao ocorrer a espiralação cromossômica os nucléolos
vão desaparecendo lentamente. Isso acontece durante os eventos que caracterizam a divisão celular. O
reaparecimento dos nucléolos ocorre com a desespiralação dos cromossomos, no final da divisão do
núcleo.
Apostila gerada especialmente para: JONATHAN DE SOUZA NETO VELLOSO 131.287.977-73
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- Cromatina
A cromatina é um conjunto de fios muito longos e finos, emaranhados desordenadamente no interior
do núcleo. Ela contém a substância, associada com proteínas, na qual se encontra a informação genética:
o DNA (ácido desoxirribonucleico). O DNA é responsável pelo controle da atividade celular e o comando
da reprodução da célula.
Na interfase, a cromatina se organiza em dois estados diferentes. A maior parte é formada por
filamentos desespiralados e pouco condensados, constituindo a eucromatina. O restante do material é
formado por regiões espiraladas, muito condensadas e evidentes, formando a heterocromatina. Essa
desigualdade estrutura, com dias regiões distintas da cromatina, está associada a diferenças funcionais
do material genético.
- 2Cromossomos
Os filamentos de cromatina na interfase são muitos longos, emaranhados e misturados, a divisão
celular, os fios enrolam-se, tornando-se mais curtos e grossos, o que facilita a separação do material
genético. Desse modo, eles se individualizam em bastonetes denominados cromossomos.
Durante a interfase, o material genético que forma a cromatina duplica-se. Cada fio de cromatina forma
um novo, igual a ele. Assim, no início do processo de divisão, cada cromossomo está formado por dois
filamentos idênticos, as cromátides-irmãs. Elas estão ligadas entre si por um estrangulamento - o
centrômero, ou constituição primária. A presença do centrômero é obrigatória e fundamental para o
cromossomo, e sua função será estuda na divisão celular.
As partes de um cromossomo separadas pelo centrômero são chamadas braços cromossômicos. A
relação de tamanho entre os braços cromossômicos, determinada pela posição do centrômero, permite
classificar os cromossomos em quatro tipos:
A. Metacêntrico: possuem o centrômero no meio, formando dois braços de mesmo tamanho;
B. Submetacêntricos: possuem o centrômero um pouco deslocado da região mediana, formando dois
braços de tamanhos desiguais;
C. Acrocêntricos: possuem o centrômero bem próximo a uma das extremidades, formando um braço
grande e outro muito pequeno;
D. Telocêntricos: possuem o centrômero em uma das extremidades, tendo apenas um braço.
Fonte: https://goo.gl/dcVvxV
O número de cromossomos é fixo nos indivíduos de determinada espécie, mas não e exclusivo dela.
Espécies diferentes apresentam o mesmo número de cromossomos; por exemplo, a seringueira, a
mandioca, a barata e o caramujo têm 36 cromossomos nas células.
2 2 Uzunian, A.; Castro, N. H. C..; Sasson, S. 2012. Biologia 1p.113
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Geralmente, os cromossomos das células somáticas (não relacionados com a reprodução) são
encontrados aos pares. Esses cromossomos que formam pares são denominados homólogos e têm a
mesma forma, o mesmo tamanho e a mesma sequência de genes. Os genes que ocupam a mesma
posição (loco, ou locus) em cromossomos homólogos são chamados de genes alelos.
Células que apresentam todos os seus cromossomos distribuídos em pares homólogos são células
diploides ou 2n. As células somáticas (dos órgãos do corpo) na maioria dos organismos são diploides,
inclusive as humanas.
Quando uma célula não possui pares de cromossomos homólogos, mas só um representante de cada
par, ela é haploide ou n. Os gametas (células reprodutoras) são exemplos de células haploides.
A maioria das espécies possui um número diploide de cromossomos nas células somáticas. O número
2n no homem é 46, no cachorro 78, e na mosca 12. Na reprodução sexuada ocorre a união de dois
gametas, que devem ser haploides, para manter o número 2n da espécie. Assim, a fecundação (união
entre os gametas) restabelece o número 2n de cromossomos ao formar o zigoto, que é a primeira célula
de um organismo.
O conjunto haploide de cromossomos de uma espécie constitui a bagagem cromossômica de um
gameta, sendo a contribuição genética de cada genitor para o filho. Assim, o conjunto haploide humano
é 23, e o do cachorro 39.
Resumindo...Cromatina e cromossomos são dois diferentes aspectos do mesmo material.
Constituição química e arquitetura dos cromossomos
Descobrir a natureza química dos cromossomos foi uma árdua tarefa que mobilizou centenas de
cientistas e muitos anos de trabalho. O primeiro constituinte cromossômico a ser identificado foi o ácido
desoxirribonucleico, o DNA. Em 1924, o pesquisador alemão Robert J. Feugen desenvolveu uma técnica
especial de coloração que permitiu demonstrar que o DNA é um dos principais componentes dos
cromossomos. Alguns anos mais tarde, descobriu-se que a cromatina também é rica em proteínas
denominadas histonas.
Divisão celular (mitose e meiose, e suas fases)
Do mesmo modo que uma fábrica pode ser multiplicada pela construção de várias filiais, também as
células se dividem e produzem cópias de si mesmas. Há dois tipos de divisão celular: mitose e meiose.
Na mitose, a divisão de uma “célula-mãe” duas “células-filhas” geneticamente idênticas e com o mesmo
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número cromossômico que existia na célula-mãe. Uma célula n produz duas células n, uma célula 2n
produz duas células 2n etc. Trata-se de uma divisão equacional. Já na meiose, a divisão de uma “célula-
mãe” 2n gera “células-filhas” n, geneticamente diferentes. Neste caso, como uma célula 2n produz quatro
células n, a divisãoé chamada reducional.
O principal ponto em comum entre esses dois processos é o fato de que qualquer célula, antes de
entrar em mitose ou meiose, deve duplicar seu material genético.
Essa duplicação ocorre durante a interfase, período no qual a célula não está em divisão, porem
apresenta grande atividade, sintetizando material para seu funcionamento, crescimento e preparando-se
para a divisão.
Costuma-se dividir a interfase em três períodos distintos: G1, S e G2. O intervalo de tempo em que
ocorre a duplicação do DNA foi denominado de S (síntese) e o período que antecede é conhecido como
G1 (G1 provém do inglês gap, que significa “intervalo”). O período que sucede o S é conhecido como G2.
O ciclo celular todo, incluindo a interfase (G1, S, G2) e a mitose (M) - prófase, metáfase, anáfase e
telófase - pode ser representado em um gráfico no qual se coloca a quantidade da DNA na ordenada (y)
e o tempo na abscissa (x).
Mitose
A mitose é o processo de divisão celular que forma células-filhas com o mesmo número de
cromossomos da célula-mãe. Por meio da mitose, uma célula com o número x de cromossomos (n, 2n,
3n) divide-se em duas células com o mesmo número x de cromossomos.
Desse modo, a mitose mantem constante o número de cromossomos das células, formando células
idênticas à célula inicial, condição essencial para o crescimento dos organismos pluricelulares.
Todos os seres vivos começam por uma única célula, que, nos organismos pluricelulares se divide,
formando as células do corpo. A mitose permite, assim, a construção dos organismos animais e vegetais.
O aumento do número de células provoca o crescimento dos indivíduos. À medida que ocorre a
formação das células por mitose há também um processo de especialização complexo- a diferenciação
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celular. Ela possibilita a transformação das células, de modo a realizar as diferentes funções orgânicas e
a construir os órgãos e tecidos do corpo.
Além de promover o crescimento, a mitose é necessária aos processos de regeneração do organismo,
pois é por meio dela que se dá a reposição de células, para substituir células mortas.
- Os cromossomos durante a mitose
Os cromossomos iniciam a mitose já duplicados, com duas cromátides ligadas pelo centrômero, pois
a duplicação do DNA já ocorreu na interfase.
Durante mitose, as cromátides se separam, permitindo a divisão dos cromossomos, que são levados
para as células-filhas. Isso possibilita que cada célula resultante da mitose receba o mesmo número de
cromossomos da célula inicial.
A mitose é um mecanismo de divisão equacional (E), porque mantém constante o número de
cromossomos das células.
- As fases da mitose
A mitose é um processo contínuo de divisão celular, mas, por motivos didáticos, para melhor
compreendê-la, vamos dividi-la em fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Alguns autores
costumam citar uma quinta fase - a prometáfase - intermediária entre a prófase e a metáfase. O final da
mitose, com a separação do citoplasma, é chamado de citocinese.
Prófase
- Os cromossomos começam a ficar visíveis devido à espiralação.
- O nucléolo começa a desaparecer.
- Organiza-se em torno do núcleo um conjunto de fibras (nada mais são do que microtúbulos)
originadas a partir dos centrossomos, constituindo o chamado fuso de divisão (ou fuso mitótico).
Embora os centríolos participem da divisão, não é deles que se originam as fibras do fuso. Na mitose
em célula animal, as fibras que se situam ao redor de cada par de centríolos opostas ao fuso constituem
o áster (do grego, aster = estrela).
- O núcleo absorve água, aumento de volume e a carioteca se desorganiza.
- No final da prófase, curtas fibras do fuso, provenientes do centrossomos, unem-se aos centrômeros.
Cada uma das cromátides-irmãs fica ligada a um dos polos da célula.
Metáfase
Os cromossomos atingem o máximo em espiralação, encurtam e se localizam na região equatorial da
célula.
- No finalzinho da metáfase e início da anáfase ocorre a duplicação dos centrômeros.
Anáfase
As fibras do fuso começam a encurtar. Em consequência, cada lote de cromossomos-irmãos é puxado
para os polos opostos da célula.
Como cada cromátide passa a ser um novo cromossomo, pode-se considerar que a célula fica
temporariamente tetraploide.
Telófase
- Os cromossomos iniciam o processo de desespiralização.
- Os nucléolos reaparecem nos novos núcleos celulares.
- A carioteca se reorganiza em cada núcleo-filho.
- Cada dupla de centríolos já se encontra no local definitivo nas futuras células-filhas.
- Citocinese - Separando as células
A partição em duas copias é chamada de citocinese e ocorre, na célula animal, de fora para dentro,
isto é, como se a célula fosse estrangulada e partida em duas (citocinese centrípeta). Há uma distribuição
de organelas pelas duas células-irmãs. Perceba que a citocinese é, na verdade a divisão do citoplasma.
Essa divisão pode ter início já na anáfase, dependendo da célula.
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- Função da mitose
A mitose é um tipo de divisão muito frequente entre os organismos da Terra atual. Nos unicelulares,
serve à reprodução assexuada e à multiplicação dos organismos. Nos pluricelulares, ela repara tecidos
lesados, repões células que normalmente morrem e também está envolvida no crescimento. No homem,
a pele, a medula óssea e o revestimento intestinal são locais onde a mitose é frequente. Nem todas as
células do homem, porém, são capazes de realizar mitose. Neurônios e célula musculares são dois tipos
celulares altamente especializados em que não ocorre esse tipo de divisão (ocorre apenas na fase
embrionária). Nos vegetais, a mitose ocorre em locais onde existem tecidos responsáveis pelo
crescimento, por exemplo, na ponta de raízes, na ponta de caules e nas gemas laterais. Serve também
para produzir gametas, ao contrário do que ocorre nos animais, em que a meiose é o processo de divisão
mais diretamente associado à produção das células gaméticas.
Meiose
As células somáticas de um organismo humano possuem um número diploide de 46 cromossomos em
seus núcleos. Elas foram formadas de uma célula inicial, o zigoto, ou célula ovo, originada da fecundação.
O zigoto dividiu-se por mitose para originar as células somáticas.
O zigoto tem 46 cromossomos e é formado pela união dos gametas masculinos e femininos. Para que
o zigoto tenha 46 cromossomos, os gametas devem apresentar 23 cromossomos cada.
No homem, e na maioria das espécies pluricelulares, encontramos células somáticas diploides e, para
permitir a reprodução sexuada, gametas haploides.
Para possibilitar a formação desses gametas (haploides-n), a partir de células diploides, existe um
processo especial de divisão chamado meiose.
A meiose é um mecanismo de divisão reducional (R), pelo qual uma célula 2n (diploide) forma quatro
células n (haploides), após duas divisões consecutivas.
A meiose está associada a reprodução sexuada, possibilitando a preservação das espécies, mas não
é indispensável para a sobrevivência do indivíduo.
- As fases da meiose
A redução do número cromossômico da célula é importante fator para a conservação do lote
cromossômico das espécies, pois como a meiose formam-se gametas com a metade do lote
cromossômico. Quando ocorre a fecundação, o número de cromossomos da espécie se restabelece.
Podemos estudar a meiose em duas etapas, separadas por um curto intervalo, chamado intercinese. Em
cada etapa, encontramos as fases estudadas na mitose, ou seja, prófase, metáfase, anáfase e telófase.
Vamos supor uma célula 2n = 2 e estudar os eventos principais da meiose nessa célula.
- Meiose I (Primeira Divisão Meiótica)
Prófase I - É a etapa mais marcante da meiose. Nela ocorre o pareamento dos cromossomos
homólogos e pode acontecer um fenômeno conhecidocomo crossing-over (também chamado de
permuta). Como a prófase I é longa, há uma sequência de eventos que, para efeito de estudo, pode ser
dividida nas seguintes etapas:
- Inicia-se a espiralação cromossômica. É a fase de leptóteno (leptós = fino), em que os filamentos
cromossômicos são finos, pouco visíveis e já constituídos cada um por duas cromátides.
Começa a atração e o pareamento dos cromossomos homólogos; é um pareamento ponto por ponto
conhecido como sinapse (o prefixo sin provém do grego e significa união). Essa é a fase de zigóteno
(zygós = par).
- A espiralação progrediu: agora, são bem visíveis as duas cromátides de cada homólogo pareado;
como existem, então, quatro cromátides, o conjunto forma uma tétrade ou par bivalente. Essa é a fase de
paquíteno (pakhús = espesso).
- Ocorrem quebras casuais nas cromátides e uma troca de pedaços entre as cromátides homólogas,
fenômeno conhecido como crossing-over (ou permuta). Em seguida, os homólogos se afastam e
evidenciam-se entre eles algumas regiões que estão ainda em contato. Essas regiões são conhecidas
como quiasmas (chi corresponde à letra “X” em grego). Os quiasmas representam as regiões em que
houve as trocas de pedaços. Essa fase da prófase I é o diplóteno (diplós = duplo).
- Os pares de cromátides afastam-se um pouco mais e os quiasmas parecem “escorregar” para as
extremidades; a espiralação dos cromossomos aumenta é a última fase da prófase I, conhecida por
diacinese (dia = através; kinesis = movimento).
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Enquanto acontecem esses eventos, os centríolos, que vieram duplicado da interfase, migram para os
polos opostos e organizam o fuso de divisão; os nucléolos desaparecem; a carioteca se desfaz após o
término da prófase I, prenunciando a ocorrência da metáfase I.
Metáfase I - os cromossomos homólogos pareados se dispõem na região mediana da célula; cada
cromossomo está preso a fibras de um só polo.
Anáfase I - o encurtamento das fibras do fuso separa os cromossomos homólogos, que são conduzidos
para polos opostos da célula, não há separação das cromátides-irmãs. Quando os cromossomos atingem
os polos, ocorre sua desespiralação, embora não obrigatória, mesmo porque a segunda etapa da meiose
vem a seguir. Às vezes, nem mesmo a carioteca se reconstitui.
Telófase I - no final desta fase, ocorre a citocinese, separando as duas células-filhas haploides. Segue-
se um curto intervalo a intercinese, que procede a prófase II.
- Meiose II (segunda divisão meiótica)
Prófase II - cada uma das duas células-filhas tem apenas um lote de cromossomos duplicados. Nesta
fase os centríolos duplicam novamente e as células em que houve formação da carioteca, esta começa
a se desintegrar.
Metáfase II - como na mitose, os cromossomos prendem-se pelo centrômero às fibras do fuso, que
partem de ambos os polos.
Anáfase II - Ocorre duplicação dos centrômeros, só agora as cromátides-irmãs separam-se (lembrando
a mitose).
Telófase II e citocinese - com o término da telófase II reorganizam-se os núcleos. A citocinese separa
as quatro células-filhas haploides, isto é, sem cromossomos homólogos e com a metade do número de
cromossomos em relação à célula que iniciou a meiose.
- Variabilidade: Entendendo o crossing-over
A principal consequência da meiose, sem dúvida, é o surgimento da diversidade entre os indivíduos
que são produzidos na reprodução sexuada da espécie. A relação existente entre meiose e variabilidade
é baseada principalmente na ocorrência de crossing-over.
- Meiose com crossing-over
O crossing é um fenômeno que envolve cromátides homólogas. Consiste na quebra dessas cromátides
em certos pontos, seguida de uma troca de pedaços (quiasmas) correspondentes entre elas. As trocas
provocam o surgimento de novas sequências de genes ao longo dos cromossomos. Assim, se em um
cromossomo existem vários genes combinados segundo uma certa sequência, após a ocorrência do
crossing a combinação pode não ser mais a mesma. Então, quando se pensa no crossing, é comum
analisar o que aconteceria, por exemplo, quanto à combinação entre os genes alelos A e a e B e b no par
de homólogos ilustrados na figura. Nessa combinação o gene A e B encontram-se em um mesmo
cromossomo, enquanto a e b estão no cromossomo homólogo. Se a distância de A e B for considerável,
é grande a chance de ocorrer uma permuta. E, se tal acontecer, uma nova combinação gênica poderá
surgir. As combinações Ab e aB são novas. São recombinações gênicas que contribuem para a geração
de maior variabilidade nas células resultantes da meiose. Se pensarmos na existência de três genes
ligados em um mesmo cromossomo (A, b e C, por exemplo), as possibilidades de ocorrência de crossings
dependerão da distância em que os genes se encontram - caso estejam distantes, a variabilidade
produzida será bem maior.
Codificação da informação genética
A descoberta do DNA ocorreu em 1869 e foi feita pelo bioquímico alemão Johann Friedrich Miescher
(1844-1895). Miescher buscava determinar os componentes químicos do núcleo celular e usava os
glóbulos brancos contidos no pus para suas pesquisas. Os glóbulos brancos eram um bom material pois
são células que apresentam núcleos grandes e fáceis de serem isolados do citoplasma. Além disso, o
pus era muito fácil de se conseguir na época em ataduras usadas em ferimentos.
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Analisando os núcleos, Miescher descobriu a presença de um composto de natureza ácida que era
desconhecido até o momento. Esse composto era rico em fósforo e em nitrogênio, era desprovido de
enxofre e resistente à ação da pepsina (enzima proteolítica). Esse composto, que aparentemente era
constituído de moléculas grandes, foi denominado, por Miescher, nucleína. Essa substância foi isolada
também da cicatriculada gema do ovo de galinha e de espermatozoides de salmão.
Em 1880, outro pesquisador alemão, Albrecht Kossel (1883-1927), demonstrou que a nucleína
continha bases nitrogenadas em sua estrutura, explicando o fato da nucleína ser rica em nitrogênio. Nove
anos depois, Richard Altmann (1852-1900), que era aluno de Miescher, obteve a nucleína com alto grau
de pureza, comprovando sua natureza ácida e dando-lhe, então, o nome de ácido nucléico. A partir daí o
material mais utilizado para estudo e obtenção do ácido nucléico passou a ser o timo de bezerro, cujo
tecido apresenta células com núcleos grandes. Foi descoberto que a degradação do ácido nucléico do
timo, chamado de ácido timonucleico, liberava quatro tipos de bases nitrogenadas:
- dois tipos de bases púricas: adenina e guanina
- dois tipos de bases pirimídicas: citosina e timina
Foi demonstrado também que outro produto da degradação do ácido nucleico era um glicídio com 5
átomos de carbono, uma pentose, no caso uma desoxirribose. O fósforo estava presente na forma de um
derivado do ácido fosfórico, fosfato. Tinha-se até o momento que o ácido nucléico era composto de bases
nitrogenadas (púricas e pirimídicas), de um glicídio (pentose) e de fosfato. Em 1890, foi descoberto em
levedura (fermento) outro tipo de ácido nucleico, que possuía uracila ao invés de timina e ribose ao invés
da desoxirribose. Dessa maneira, foram caracterizados dois tipos de ácidos nucleicos, de acordo com o
glicídio que possuíam:
- ácido ribonucleico (RNA)
- ácido desoxirribonucleico (DNA)
Em 1912, Phoebus Levine (1869-1940) e Walter Jacobs (1883-1967) concluíram que o componente
básico dos ácidos nucléicos era uma estrutura composta por uma unidade que se constituía numa base
nitrogenada ligada a uma pentose, e esta por sua vez, ligada a um fosfato. Esta unidade foi denominada
de nucleotídeo. Um ácido nucléico seria então uma molécula composta por vários nucleotídeos unidos
entre si, ou seja, um polinucleotídeo. Os estudos dos ácidos nucléicos continuaram por muitosanos sem
que os cientistas soubessem de sua importância como material hereditário, descoberta que só foi
realizada muitos anos depois. Os ácidos nucléicos são moléculas gigantes (macromoléculas), formadas
por unidades monoméricas menores conhecidas como nucleotídeos. Cada nucleotídeo, por sua vez, é
formado por três partes:
- um açúcar do grupo das pentoses (monossacarídeos com cinco átomos de carbono);
- um radical “fosfato”, derivado da molécula do ácido ortofosfórico (H3PO4).
- uma base orgânica nitrogenada.
Sabia-se de sua presença nas células, mas a descoberta de sua função como substâncias
controladoras da atividade celular foi um dos passos mais importantes da história da Biologia.
- Função dos Ácidos Nucleicos
Coordenar a síntese das enzimas (e demais proteínas) determinando assim as características dos
indivíduos, como: cor dos olhos, cor da pele, estatura, tendências de comportamento, doenças
hereditárias (diabetes, hemofilia, daltonismo), etc.
Dessa forma controla o metabolismo, a reprodução e constituem o material genético ou hereditário de
todos os seres vivos.
Os Nucleotídeos: são as unidades constituintes dos ácidos nucléicos. Ou seja, são os monômeros dos
ácidos nucléicos.
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- Estrutura do Nucleotídeo
Basicamente, um nucleotídeo é constituído por três partes:
- Uma base nitrogenada
- Uma pentose
- Um grupo fosfato
As Bases Nitrogenadas
Já as bases nitrogenadas pertencem a dois grupos:
- as púricas: adenina (A) e guanina (G);
- as pirimídicas: timina (T), citosina (C) e uracila (U).
No quadro abaixo os exemplos das bases púricas e pirimídicas
As pentoses
São monossacarídeos (oses) de cinco carbonos na cadeia. Têm a função de dar sustentação a
molécula. São elas:
- Ribose no RNA
- Desoxirribose no DNA
Grupo Fosfato (PO4)
Derivado do ácido fosfórico (H3PO4) - é comum tanto ao DNA como ao RNA. Tem a função de ligar os
nucleotídeos de uma mesma fita.
- Características do DNA
Apresenta-se como fita dupla, formando uma dupla hélice (modelo de Watson e Crick, 1972).
Apresenta a pentose (ose) desoxirribose com exclusividade;
Apresentam a base nitrogenada “timina” com exclusividade;
Promove a duplicação ou replicação: sintetiza cópias idênticas de si mesmo;
Promove a transcrição: sintetiza moléculas de RNAm (mensageiro);
O DNA é encontrado em maior quantidade no núcleo (na cromatina) que no citoplasma (nas
mitocôndrias e cloroplastos)
É da associação dos diferentes nucleotídeos que se formam as macromoléculas dos dois tipos de
ácidos nucléicos: o ácido ribonucleico (RNA) e o ácido desoxirribonucleico (DNA). Eles foram assim
chamados em função dos açúcares presentes em suas moléculas: O RNA contém o açúcar ribose e o
DNA contém o açúcar desoxirribose.
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Outra diferença importante entre as moléculas de DNA e a de RNA diz respeito às bases nitrogenadas:
no DNA, as bases são citosina, guanina, adenina e timina; no RNA, no lugar da timina, encontra-se a
uracila.
O desenho mostra os filamentos dos ácidos nucléicos. DNA filamento duplo e RNA monofilamento.
- A Duplicação ou replicação do DNA
É o processo através do qual uma molécula de DNA dá origem a outra molécula, idêntica a molécula
mãe. A duplicação é semiconservativa, ou seja, cada molécula de ADN formada conserva uma das fitas
da molécula-mãe.
Etapas da Duplicação
1. Em presença da enzima helicase e DNApolimerase, ocorre o afastamento das duas fitas do DNA;
2. Nucleotídeos com desoxirribose (desoxirribonucleotídeos), livres no núcleo, encaixam-se nas fitas
separadas;
3. Ao final do processo, estão formadas duas moléculas de DNA, cada uma contendo uma das fitas
das moléculas-mãe.
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Ilustração da replicação do DNA
A ação da enzima DNA polimerase
- Transcrição
O material genético representado pelo DNA contém uma mensagem em código que precisa ser
decifrada e traduzida em proteínas, muitas das quais atuarão nas reações metabólicas da célula. A
mensagem contida no DNA deve, inicialmente, ser passada para moléculas de RNA que, por sua vez,
orientarão a síntese de proteínas. O controle da atividade celular pelo DNA, portanto, é indireto e ocorre
por meio da fabricação de moléculas de RNA, em um processo conhecido como transcrição.
- RNA: uma Cadeia (Fita) Simples
As moléculas de RNA são constituídas por uma sequência de ribonucleotídeos, formando uma cadeia
(fita) simples.
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Transcrição da informação genética
A síntese de RNA (mensageiro, por exemplo) se inicia com a separação das duas fitas de DNA. Apenas
uma das fitas do DNA serve de molde para a produção da molécula de RNAm. A outra fita não é transcrita.
Essa é uma das diferenças entre a duplicação do DNA e a produção do RNA.
Enzima RNA polimerase
Exemplos:
Imaginando um segmento hipotético de um filamento de DNA com a sequência de bases:
DNA- ATGCCGAAATTTGCG
O segmento de RNAm formado na transcrição terá a sequência de bases:
RNA- UACGGCUUUAAACGC
Obs.: Em uma célula eucariótica, o RNAm produzido destaca-se de seu molde e, após passar por um
processamento, atravessa a carioteca e se dirige para o citoplasma, onde se dará a síntese proteica. Com
o fim da transcrição, as duas fitas de DNA seu unem novamente, refazendo-se a dupla hélice.
- Tradução: Síntese de Proteínas
Tradução é o nome utilizado para designar o processo de síntese de proteínas. Ocorre no citoplasma
com a participação, entre outros, de RNA e de aminoácidos.
- Cístron - é o segmento de DNA que contém as informações para a síntese de um polipeptídeo ou
proteína. O RNA produzido que contém uma sequência de bases nitrogenadas transcrita do DNA é um
RNA mensageiro.
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Ilustração do processo de transcrição
- RNAs transportadores, RNAt: assim chamados porque serão os responsáveis pelo transporte de
aminoácidos até o local onde se dará a síntese de proteínas junto aos ribossomos. São moléculas de
RNA de fita simples, de pequeno tamanho, contendo, cada uma, cerca de 75 a 85 nucleotídeos. Cada fita
de RNAt torce-se sobre si mesma, adquirindo o aspecto visto na figura abaixo. Duas regiões se destacam
em cada transportador: uma é o local em que se ligará o aminoácido a ser transportado e a outra
corresponde ao trio de bases complementares (chamado anticódon) do RNAt, que se encaixará no códon
correspondente do RNAm.
Obs.: Anticódon é o trio de bases do RNAt, complementar do códon do RNAm.
- Etapas da Síntese Proteica
- Um RNAm, processado no núcleo, contendo sete códons (21 bases hidrogenadas) se dirige ao
citoplasma.
- No citoplasma, um ribossomo se liga ao RNAm na extremidade correspondente ao início da leitura.
Dois RNAt, carregando os seus respectivos aminoácidos (metionina e alanina), prendem-se ao
ribossomo. Cada RNAt liga-se ao seu trio de bases (anticódon) ao trio de bases correspondentes ao
códon do RNAm. Uma ligação peptídica une a metionina à alanina.
- O ribossomo se desloca ao longo do RNAm. O RNAt que carregava a metionina se desliga do
ribossomo. O quarto RNAt, transportando o aminoácido leucina, une o seu anticódon ao códon
correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica é feita entre a leucina e a alanina.
- O ribossomo novamente se desloca. O RNAt que carregava a alanina se desliga do ribossomo. O
quarto RNAt, transportando o aminoácido ácido glutâmico encaixa-se no ribossomo. Ocorre a união do
anticódon desse RNAt com o códon correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica une o ácido
glutâmico à leucina.
Apostila gerada especialmente