Biologia Celular e Molecular

Prévia do material em texto

Biologia Celular e Molecular
Aula nº 1 
Célula – é o nível estrutural mais baixo em que todas as propriedades da vida ocorrem. É a unidade estrutural e funcional de todos os seres vivos. 
Reinos de acordo com Robert Whittaker 
Reino plantea – todos os vegetais 
Reino animalia – todos os animais 
Reino fungi – fungos 
Reino protista – protozoários e algas 
Reino monera – bactérias 
Sistemática – estudos dos tipos e diversidade de organismos e de toda a relação entre eles.
Taxonomia – estudo teórico da classificação.
Classificação – ordenação dos organismos em grupos com base nas relações de semelhança e de ancestralidade.
Classificação fenética – naturais sem implicações de caracter evolutivo.
Classificação filogenética – relações de ancestralidade entre organismos.
Nomenclatura – trata dos termos usados para designar as categorias taxonómicas e do processo de atribuição de nomes.
Identificação – processo e o resultado de determinar se um organismo desconhecido pertence a um grupo definido.
Aula nº 6
Constituição do núcleo:
Invólucro nuclear 
Nucleoplasma 
Funções do núcleo:
Armazenamento e DNA 
Replicação do DNA 
Transcrição
Processamento de RNA 
Invólucro nuclear - É uma estrutura que envolve o núcleo das células dos seres eucariontes, formado por duas membranas (interna e externa). É constituído por proteínas.
Função: separar e regular a troca de matéria entre núcleo e citoplasma. As membranas são interrompidas por poros.
Lâmina nuclear:
Constituída por proteínas (laminas).
É responsável pela desorganização do invólucro nuclear durante a prófase e a sua organização na telófase.
Poros nucleares – poros uniformemente espaçados que estabelecem comunicação entre o núcleo e o citoplasma. São seletivos para permitirem a passagem de certas substâncias.
Nucleoplasma:
Massa incolor constituída principalmente de água, proteínas e outras substâncias. 
A sua função é preencher o núcleo celular.
É um local onde ocorrem reações (ex. duplicação do DNA e a síntese do RNA).
Nucléolo:
O nucléolo é uma estrutura celular que está presente no núcleo das células eucariontes. 
Função: fazer síntese de ribossomas
Os nucléolos estão presentes nas células quando estas não estão em divisão celular. Sendo assim, ele desaparece no início da divisão celular e recompõe-se apenas no final desse processo. 
São constituídos por RNA ribossómico e proteínas.
NOR e UT (região do organizador nucleolar e unidades transcricionais)
Nesta região, estão localizados os genes responsáveis pela produção de rRNAs (RNA ribossômico), os quais constituem parte do nucléolo. A sua importância está em produzir e processar os rRNAs necessários para sintetizar todas as proteínas da célula.
Cromatina:
Porção do núcleo que cora com corantes (exceção do nucléolo)
É constituída por DNA e proteínas (histonas)
Tipos de histonas: H2A, H2B, H3, H4 e H1
Nucleossoma é um octâmero de histona (2x H2A H2B H3 e H4)
NOTA: inicialmente só são usadas as histonas H2A, H2B, H3 e H4 o que provoca o alinhamento de todas as proteínas com o DNA. A histona H1 é usada de seguida e é esta proteína que provoca a estrutura zig-zag no DNA. 
DNA estendido
DNA com estrutura zig-zag
Estrutura zig-zag enrolada
Estrutura ligada a proteínas
Cromossoma em metáfase (maior grau de condensação)
Tipos de cromatina:
Eucromatina 
Menos condensada 
DNA está ativo 
Heterocromatina - cromatina mais densamente enrolada. Encontra-se nas regiões do centrómero e nos telómeros (partes finais dos cromossomas) 
Heterocromatina constitutiva – não é utilizada 
Heterocromatina facultativa – é utilizada
Paradoxo do valor C – a quantidade de DNA nem sempre está relacionado com o nível evolutivo. 
Há uma variação e DNA em relação ao humano e a certos animais devido a heterocromatina presente em cada um. Há animais que apresentam mais DNA, mas consequentemente este é em forma de heterocromatina, logo não é utilizado. 
Cromossoma - longas sequências de DNA que contêm diversos genes e outras sequências de nucleotídeos. normalmente encontradas no núcleo das células. 
Ciclo celular:
Interfase:
Fase G1 – síntese de enzimas de replicação e aumento do volume
Fase S – replicação do material genético 
Fase G2 – preparação para a divisão celular e crescimento celular
Controlo do ciclo celular (cinases)
As cinases são enzimas que transferem grupos fosfatos de moléculas doadoras de ATP para proteínas. 
Todas as cinases precisam de estar ativadas por a ciclina para transferirem o grupo fosfato. 
O ATP facilmente perde o grupo fosfato.
Mitose – garante o crescimento e a renovação das células (exceção das gametas) – Todas as células são exatamente iguais se não houver erros.
Prófase – duplicação do DNA e centríolo 
Metáfase – DNA alinha-se no eixo central e os centríolos iniciam a sua conexão com ele
Anáfase – cromossomas migram para lados opostos da célula em que cada metade vai para lados opostos
Telófase – membrana celular divide-se em duas e cada uma ficará com metade do DNA inicial
Meiose 
As primeiras fases são iguais à mitose.
Prófase II - DNA restante nas células condensa-se formando cromossomas curtos. Os centríolos iniciam a sua jornada para lados opostos da célula.
Metáfase II - cromossomas já estão alinhados no centro da célula
Anáfase II - cromossomas aparecem divididos e seguem em direção a lados opostos da célula. 
Telófase II – no final desta fase, haverá quatro células haploides que são chamadas de gametas
Citocinese – divisão do citoplasma
Células animais: contração de um anel contráctil originando o estrangulamento do citoplasma
Células vegetais: as vesiculas do complexo de Golgi alinham-se na zona equatorial e originam a membrana citoplasmática 
Cinetocoro (proteínas + microtúbulo) – proteínas que se associam ao centrómero para este se ligar aos microtúbulos (fuso acromático). 
Cariótipo - O conjunto de cromossomas de um indivíduo. 
Fragmoplasto - é uma estrutura que se forma na divisão celular vegetal. Quando ocorre essa divisão, é necessário também a formação de uma nova parede celular. O fragmoplasto é uma camada de microtúbulos que auxilia a deposição de celulose. A formação do fragmoplasto ocorre nas mitoses vegetais. 
Procariontes - a célula antes de se dividir faz uma cópia. Este processo dá origem a células iguais.
Mecanismos de diversidade bacteriana 
Existe uma célula doadora e uma célula recetora
Parte DNA é transferido da célula doadora para a recetora através de um plasmídeo 
Origina-se um merozigoto (junção de 2 DNA de bactérias) que é parcial e temporariamente diploide 
Aula nº 7 
Genética – estudo a hereditariedade
Estuda dos processos que asseguram a continuidade do material hereditário e da interpretação da variabilidade entre os diferentes seres vivos 
É uma disciplina transversal porque as outras áreas da Biologia necessitam desta disciplina 
DNA (gene) proteína (enzima) 
Catalisam as reações metabólicas
Transcrição – Processamento de RNA – Tradução
Informação genética: 
Dirige funções celulares
Determina a aparência externa do organismo 
Constitui a ligação entre as gerações 
Sub-disciplinas:
Genética Mendeliana: pai da genética clássica 
Genética de Populações: 
Genética Quantitativa: fórmulas estatísticas 
Citogenética (estudo da célula): apareceu quando se desenvolveu o microscópio 
Genética Molecular: quando se descobriu que DNA tem informação genética 
Bioquímica: 
Genética de Desenvolvimento: 
Genética Evolutiva: evolução das populações 
Tipos de questões:
G. Clássicos: como se transmitem as características
G. Moleculares: quais as estruturas responsáveis e a sua natureza
Teoria Celular – todos os organismos são constituídos por células
Experiências de Mendel – regras básicas da hereditariedade 
Cruzou muitas espécies, mas só correu bem com as ervilheiras.
Fecundação 
Fleming – nº de corpos lineares 	(riscos vistos ao microscópio – cr		cromossomas) 
Mitose – podiam ser transmissoresdas características 
Sutton – teoria cromossómica da hereditariedade com base na mitose (genética e citologia)
Redescoberta dos trabalhos de Mendel
Johannsen – gene localizado no cromossoma - porções hereditárias (genótipo e fenótipo)
Wilson – cromossomas dos mamíferos xx e xy = diferentes fenótipos 
Morgan – experiências com animais 
Mapeamento genético – localização dos genes no cromossoma 
Cromossomas formados por proteínas e ácidos nucleicos 
Objetivos das experiências de Mendel: 
Transmissão de características dos híbridos à descendência 
Experiências em sentido estrito (cruzamentos escolhidos / espécies com características diferentes)
Métodos:
Recolheu sementes de diferentes agricultores – escolheu características mais simples porque 1 gene corresponde a 1 gene 
Plantou e recolher as sementes e voltou a plantar (durante 3 anos) – para provar que uma planta dá origem a outra igual 
Escolheu as características 
Plantas de linhas puras diferentes 
1º cruzamento de 2 linhas puras (diferentes numa característica) 
LP1 ♀		x 	LP2 ♂ 
Emasculação (castração da flor)
Isolamento da flor 
Polinização com grão de pólen masculino
2º obtenção de uma F1 híbrida 
3º autofecundação do híbrido (cruzamento de indivíduos iguais)
4º obtenção da F2 (descendência do híbrido)
Características estudadas – forma e cor da ervilha, altura da planta e cor da folha, etc
Resultados das experiências: 
F1 – mesmas características 
F2 - separação das características (iguais às características dos progenitores)
Leis de Mendel:
Uniformidade do híbrido na F1 e manifesta apenas o caracter dominante 
A F2 é uma geração onde aparecem os dois tipos parentais
Segregação e recombinação independente dos caracteres (apenas se aplica a genes localizados em cromossomas diferentes)
NOTA: na F1, apesar de se manifestar o dominante o recessivo também está presente, mas não se manifesta 
Cada característica tem de 2 progenitores num organismo diploide 
	
 
 
Alelos – 1 gene pode ter várias formas 
NOTA: Mendel só observou fenótipos 
Proporções 3:1
 
 
Genótipos: Letras (ex. AA, aa, Aa)
Fenótipos: quantidade da característica (ex. ¾ de altas)
Proveniência dos alelos – do pai e da mãe 
Locus – localização de um gene num cromossoma. Plural: Loci 
Linhas puras (TT) – alelos iguais 
Mono-hibridismo – cruzamento de 2 linhas puras que são diferentes por 1 característica 
No caso de Aa o alelo recessivo não se manifesta, só se manifesta quando estiverem 2 alelos recessivos juntos (aa)
Cruzamento-teste – é sempre com um homozigótico recessivo (aa)
Di-hibridismo (TTPP ou ttpp) – 2 linhas puras que diferem em 2 características