Bio-4-celula2-Gen

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Divisões celulares 
Nos procariontes, a divisão celular é simples, chamada fissão binária 
 
 
Nos eucariontes existem dois tipos de divisão celular : 
 
Mitose - uma célula dá origem a duas outras com o mesmo número de cromossomos 
 da célula inicial 
 
Meiose - uma célula dá origem a outras quatro, cada uma com a metade do número de 
 cromossomos da célula inicial 
As bactérias se reproduzem por divisão celular ou fissão binária ou bipartição. 
Durante este processo ocorre a duplicação do DNA seguido da divisão da célula 
bacteriana em duas células filhas. Esta divisão se dá devido a formação de um septo 
que começa a crescer para o interior da célula a partir da superfície da parede celular. 
A divisão celular dos procariontes 
Cromossomo 
Membrana 
plasmática 
Duplicação dos cromossomos 
Separação dos cromossomos 
Citocinese 
Ciclo celular e mitose 
Uma célula não está permanentemente em Mitose. A maior parte da vida da 
célula é representada pelo período entra uma divisão e outra, que é a interfase 
Na interfase são definidas três fases: 
G1 
Não há atividade relacionada com o 
processo de divisão celular 
 
S 
Duplicação do DNA 
– cada cromossomo passa a ser formado 
por duas cromátides que ficam unidas 
pelo centrômero: essas cromátides são 
chamadas cromátides-irmãs; cada 
cromátide-irmã consiste de uma única 
molécula de DNA. 
 
G2 
A síntese de DNA já se completou; é a 
fase que antecede a mitose 
- Na região dos centrômeros de cada 
cromátide-irmã surge um complexo 
proteico chamado cinetócoro, ao qual se 
unirão fibras especiais chamadas fibras 
do fuso, na divisão celular. 
 
Dupla-hélice do DNA 
Cerne com 8 histona 
Nucleossomo Nucleossomos 
enrolados 
Cromatina desespiralada 
Cromatina condensada 
Cromossomo condensado 
(2 Cromátides) 
(durante no divisão celular – 
cromossomo pró- e metafásico) 
Histona 
D
N
A
 
C
ro
m
a
ti
n
a
 
C
ro
m
o
s
s
o
m
o
 
DNA, Cromatina e Cromossomo 
O DNA associa-se com 
proteinas histonas formando 
nucleossomos. 
Os nucleossomos dão a 
cromatina o aspecto de 
“contas” em um “colar” de 
DNA 
A fibra forma alças 
Os nucleossomos se dobram 
As fibras são comprimidas 
e dobradas produzindo uma 
fibra que forma cada uma 
das cromátides do 
cromossomo 
Mitose 
A Mitose é um processo de divisão celular em que ocorre uma duplicação cromossômica 
para cada divisão celular. Assim, o número e a qualidade dos cromossomos da célula-
mãe são mantidos nas células-filhas. Ela tem quadro fases: prófase, metáfase, anáfase e 
telófase. Completa-se a divisão celular com a divisão do citoplasma ou citocinese. 
Prófase 
No início da prófase, cada cromossomo formado por duas cromátides-irmãs unidas pelos 
centrômeros começa a se condensar. 
Metáfase 
Os cromossomos atingem 
seu grau máximo de 
espiralação e colocam-se 
no plano equatorial da 
célula. 
Anáfase 
 
A anáfase indica-se com separação 
dos centrômeros, permitindo a 
separação completa das duas 
cromátides-irmãs. 
Os cromossomos-irmãos são 
puxados pelas fibras do fuso para 
polos opostos da célula. 
Telófase e citocinese 
 
Na telófase, última fase da mitose, 
os cromossomos se 
descondensam, o cinetócoro e as 
fibras cromossômicas 
desaparecem, a carioteca e o 
nucléolo são reorganizados. 
Restam apenas as fibras polares, 
restritas ao citoplasma. 
 
Completa-se a divisão celular com 
a divisão do citoplasma ou 
citocinese. 
Mitose em células vegetais 
Na mitose das células de plantas, como os pinheiros e as plantas que produzem flores, existem 
alguns aspectos diferentes em relação à mitose das células animais. Nas células dessas plantas: 
 
- não há centríolos (mitose acêntrica) 
 
- não há formação de fibras do áster (mitose anastral) 
 
Nas células dessas plantas, a citocinese centrípeta não possível, em função da grande 
resistência da parede celular 
 
Meiose 
A meiose garante a existência de uma fase haploide no ciclo de vida, que tem fase diploide 
restabelecida por meio da fecundação. Sem meiose, a reprodução sexuada não seria possível 
A meiose consta de duas divisões celulares, que 
chamaremos de Divisão I (Meiose I) e Divisão II (Meiose II). 
Cada uma delas é subdividida nas mesmas fases da mitose 
(prófase, metáfase, anáfase e telófase). 
Meiose Mitose 
De acordo com o número de cromossomos, as 
células podem ser diploides (2n) ou haploides (n). 
Meiose I 
Prófase I I 
Metáfase I Anáfase I Telófase I 
Citocinese 
Meiose II (Mitose) 
Mitose, Meiose e número de Cromossomos 
Ascaris lumbricus (Nematoda) 2 
Drosophila melanogaster (mosca) 8 
Trigo 42 
Homem 46 
Cyprinous carpio (Peixe) 104 
Euglena (Protista) 200 
Número de Cromossomos 
Meiose I 
Meiose II 
(Mitose) 
Haploide (n) 
Ciclo da vida / Ciclo reprodutivo 
Diploide (2n) 
Genética e as leis de Mendel 
A genética mendeliana, herança mendeliana ou Mendelismo é um 
conjunto de princípios relacionados à transmissão hereditária das 
características de um organismo a seus filhos. Consiste na base 
principal da genética clássica. Originou-se dos trabalhos de Mendel 
publicados em 1865 e 1866. 
Somente quando incorporada à teoria do cromossomo de Thomas 
Hunt Morgan em 1915 foi que a Genética mendeliana se tornou a 
essência da genética clássica. 
Genótipo e fenótipo 
 
Genótipo (do grego genos, originar) é a constituição genética 
de uma célula, organismo ou indivíduo. Deve-se à presença 
de material hereditário herdado dos progenitores. Esse 
material consiste no conjunto dos cromossomos que se 
situam no núcleo das células . 
Os cromossomos são interpretados como uma sequência de 
genes. São os genes os portadores das informações que 
condicionam o fenótipo. 
 
O fenótipo são as características observáveis ou o fenótipo 
resulta da expressão dos genes do organismo, da influência 
de fatores ambientais e da possível interação entre os dois 
Relação entre 
cromossomos e genes 
 
Um gene esta uma pequena parte 
do DNA dos cromossomos. 
Primeira lei de Mendel 
 
Cada caráter é determinado por um par de fatores que se 
separam na formação dos gametas, indo apenas um dos 
fatores do par para cada gameta, que é, portanto, puro 
Segunda lei de Mendel 
 
Na formação dos gametas, o par de fatores responsável por 
uma característica separa-se independemente de outro par 
de fatores responsável por outra característica. 
Hoje já se sabe que os fatores mendelianos são os genes e que eles 
localizam nos cromossomos. 
A posição que cada gene ocupa no cromossomo é chamada lócus gênico. 
Cada gene pode apresentar diferentes variantes que se manifestam e cada 
uma delas é chamada alelo. 
A primeira lei de Mendel, 
 
chamada de lei da segregação ou lei da pureza 
dos gametas, pode ser enunciada da seguinte 
forma: na formação dos gametas, os pares de 
fatores se segregam. 
As ervilhas obtidas em geração F¹ eram todas 
lisa, isso quer dizer que, por ter o fator (alelo) R 
(maiúsculo), esse se manifestou, sendo assim 
chamado de "dominante". Mendel chamou de 
"recessivo" (r) (minúsculo) o fator que não se 
manifesta em F¹. 
Geração 
parental 
A segunda Lei de Mendel, 
 
Chamada de lei da segregação independente 
As plantas do geração F
¹ 
se autofecundam, 
formam-se dois tipos de gametas “R” e “r” tanto 
pela parte masculina como pela feminina, podendoocorrer quatro tipos de encontros gaméticos. 
 
Se os quatro possíveis encontros ocorrerem ao 
acaso e o modelo proposto for correto, deve-se 
esperar que três em cada quatro fecundações 
originem sementas lisas e uma em cada quatro, 
sementes rugosas. 
(Quadro de Punnet) Genótipo: Sementes com fatores (alelos) Rr / Fenótipo: lisa ou rugosa 
(Quadro de Punnet) 
Segunda lei de Mendel e probabilidade 
 
A proporção fenotípica obtida por Mendel em F2 foi de 9 : 3 : 3 : 1, sendo o número 9 referente á 
ocorrência de dois fenótipos dominantes na mesma semente, o numero 3 de um fenótipo 
dominante e um recessivo e o número 1 à de dois fenótipos recessivos. 
Na formação dos gametas, o par de fatores responsável por uma 
característica separa-se independemente de outro par de fatores 
responsável por outra característica. 
 
Os pares de alelos localizados em cromossomos não-homólogos 
separam-se independentemente na formação dos gametas 
Mendel: 
 
 
Hoje: 
Canis lupus 
 
e 
 
seleção não natural 
 
ou 10 000 anos experimentos genéticas 
Herança da cor do fruto da berinjela 
Dominância incompleta 
 
Quando não há relação de dominância a recessividade 
entre os alelos de um gene responsável por uma 
característica, surge no heterozigoto um fenótipo 
intermediário. 
 
Esses são os casos de dominância incompleta 
(ausência de dominância ou herança intermediária). 
 
Desse forma, a proporção genotípica é igual à 
fenotípica, pois cada genótipo manifesta um fenótipo 
diferente. 
Resultado 
 
41,5% corpo cinza e asas longas 
 
41,5% corpo preto e asas curtos 
 
 8,5% corpo preto e asas longas 
 
 8,5% corpo cinza e asas curtos 
Genes e os experimentos de Morgan 
Morgan (1866-1945) e seus 
colaboradores realizam muitos 
experimentos que contribuíram para 
se compreender que os genes se 
localizam nos cromossomos e que 
em um cromossomo existam vários 
genes. 
 
Para analisar a herança de dois 
caracteres da mosca Drosophila 
melanogaster: cor do corpo e tipo de 
asa, Morgan realizou cruzamentos-
testes entre fêmeas heterozigóticas e 
machos birrecessivos. 
corpo cinza 
asas longas 
corpo preto 
asas curtos 
Fenótipos 
parentaís 
Fenótipos 
recombinantes 
Número de 
indivíduos 
O diíbrido produziu quatro tipos de gameta em 
proporções diferentes, indicando um caso de ligação 
gênica com permutação ou crossing-over. 
X 
corpo preto 
asas curtos 
corpo cinza 
asas longas 
corpo cinza 
asas curtos 
corpo preto 
asas longas 
Meiose e “Crossing-over” 
 Hereditariedade e “crossing-over” em Drosophila : 
corpo cinza e asas longas X corpo preto e asas curtos 
Cromossomos 
homologos 
Cromossomos 
recombinante 
Cromátides- 
irmãs 
Na prófase da Meiose podem ocorrer quebras em regiões correspondentes das cromátides 
homólogas, e os pedaços quebrados unem-se em posição trocada. Esse fenômeno é chamado 
crossing-over ou permuta. 
O crossing-over é um importantíssimo fator no mecanismo da evolução 
Vermelho: cromossomo feminina 
Azul: cromossomo masculina 
corpo cinza 
asas longas 
corpo preto 
asas curtos 
Fenótipos 
parentaís 
Fenótipos 
recombinantes 
Número de 
indivíduos 
Crossing-over 
Meiose II 
ou Mitose 
Anáfase I Metáfase I Prófase I Telófase I 
2 n 
Meiose 
2 n 2 n 2 n 2 n 
Cromátides homólogas 
Formar uma tétrade 
Cromossomos passam 
A ocupar a região 
equatorial da célula 
Cromossomos homólogos 
separa-se 
A carioteca se reorganiza 
e os cromossomos se 
desespiralam 
Quatro células-filhas haplóides geneticamente diferentes 
Reprodução nas bactérias 
Conjugaçao: duas bactérias unem-se e estabelecem entre si uma 
ponte transferência. Uma delas, chamada “doadora”, duplicar parte 
de seu DNA (plasmídios) e doa essa parte para a outra bactéria, que 
é chamada de “receptora”. 
Os cromossomas das procariontes podem ser circulares (maioria) ou lineares. Os plasmídeos 
ou plasmídios são moléculas circulares duplas de DNA capazes de se reproduzir independentemente 
do DNA cromossómico. 
Plasmídeo 
Cromossomo 
Conjugação 
e transporte 
de plasmídeos 
integração de 
plasmídeos 
na receptora 
DNA da doadora 
Cromossomo 
da receptora 
Localidade de crossing-over 
integração 
do DNA 
eliminação 
da parte 
substituída 
nova 
sequência 
de genótipo 
divisão celular 
Os Vírus 
entre moléculas e células 
Dependo do material genético que possuem, 
DNA ou RNA, os vírus têm “ciclos de vida” 
diferentes nas células que parasitaram. 
 
Quando o material genético é o DNA, este se 
duplica normalmente e fabrica RNA 
mensageiro, que, por sua vez, produz as 
proteínas do capsídeo. 
 
No caso de alguns vírus com RNA (retrovírus), 
uma enzima especial, chamada transcriptase 
reversa, permite a produção de um DNA a partir 
do RNA viral! Daí por diante, a partir desse 
DNA, que funciona como molde, cópias dos 
RNAs virais são produzidas, além do RNA 
mensageiro necessário á produção das 
proteínas. 
Bacteriófago (vírus parasitas de bactéria) 
Virus HIV (causador da AIDS) 
Ciclo reprodutivo do Bacteriófago (DNA-Vírus) 
Ciclo reprodutivo do vírus da gripe (RNA-Vírus) 
1 - União do vírus ao linfócito 
2 - Fusão do envelope do vírus com a membrana da célula 
3 - Liberação do RNA viral e das enzimas 
4 - Transcrição reversa 
5 - Integração do DNA viral ao DNA celular por ação da enzima integrase 
6 - Transcrição do RNA viral no núcleo 
7 - Síntese de proteínas virais 
8 - Quebra da cadeia polipeptídica por ação da protease, dando origem às diferente proteínas virais 
9 - Montagem e liberação do vírus 
Ciclo reprodutivo do vírus HIV (Retrovírus) 
Na atmosfera primitiva, com temperatura alta, havia amônia 
(NH3), metano (CH4), hidrogênio (H2) e vapor de água. Não 
havia nem oxigênio (O2) e nem nitrogênio). 
As temperaturas do planeta foram diminuindo cada vez mais. 
O vapor de água se condensava e constituindo um ciclo de 
chuvas. Com a radiação ultravioleta, as moléculas da 
atmosfera modificando suas ligações químicas 
Quando a temperatura das rochas ficou inferior a 100 °C, a 
água sob forma líquida pôde permanecer nas depressões da 
superfície. As substâncias presentes na água foram se 
juntando um imenso número de estruturas, chamadas 
coacervados 
Os coacervados tinham a capacidade de absorver material do 
meio e transformá-lo. Durante muitas centenas de milhões de 
anos, continuaram a acontecer reações químicas no seu 
interior. Uma dessas inúmeras “tentativas químicas” 
casualmente, pode ter resultado na complexidade e 
organização de organismo muito simples. 
O experimento de Miller 
A possibilidade de ter ocorrido evolução gradual dos sistemas químicos foi testada pela primeira vez pelo 
químico americano Stanley L. Miller, em 1953 
Ele circular num aparelho fechado uma mistura de vapor de água, metano, âmonia e hidrogênio, que submeteu a 
descargas elétricas contínuas durante toda um semana. 
No fim do experimento, a água foi analisada; 
a mistura, além de outras moléculas orgânicas, 
continha também alguns aminoácidos, as matéris-primas das proteínas. 
Coacervados: 
Oparin, em ambiente aquoso, compostos orgânicos teriam sofrido reações que iam levando a níveis 
crescentes de complexidade molecular, eventualmente formando agregados colóides, ou coacervados. 
Microesferas e Protocélulas: 
Sidney Fox levou o experimento um passo adiante fazendo que esses tijolos básicos da vida se unissem 
em proteinóides –moléculas polipeptídicas similares a proteínas - por simples aquecimento. No trabalho 
seguinte com esses aminoácidos e pequenos peptídeos foi descoberto que eles podiam formar 
membranas esféricas fechadas 
Auto-organização de 
fosfolípides Protocélula de Jack Szostak 
http://molbio.mgh.harvard.edu/szostakweb/movies.html 
Lipossomas: 
Lipossomas, o mais comum 
dos vetores de transporte não-
viral de genes, são pequenas 
vesículas esféricas formadas 
por bicamadas concêntricas 
de fosfolipídios que se 
organizam espontaneamente 
em meio aquoso 
Evolução dos organismos Evolução da terra 
Evolução da célula 
(Evolução anorgânico) 
O tempo geológico 
Evolução molecular 
Protocélula 
Eobacterium isolatum 
Diâmetro 0,25µm 
Formação Fig Tree, África do Sul 
3,2 bilhões de anos 
Células esféricas 
Diâmetro 30µm 
Gunflint Cherts,Ontario 
2,5 bilhões de anos 
Estrutura similar da Cianobactéria 
Comprimento 60µm 
Formação Bitter Spring, Austrália 
mais de 0,8 bilhão de anos 
Archaeorestis schreiberensis 
Diâmetro 2µm 
Gunflint Cherts, Ontario 
2,5 bilhões de anos 
 
Eosphaera tyleri 
Diâmetro 30µm 
Gunflint Cherts, Ontario 
2,5 bilhões de anos 
Os mais antigos fósseis