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EDUCAÇÃO FÍSICA – BACHAREL ALUNO: CARLOS RODOLFO MATHEUS – R.A D0514H-1 São José dos Campos – SP 2020 BIOLOGIA ( CITOLOGIA) Trabalho apresentado à disciplina De Biologia ( citologia ) do curso de Educação Física da Universidade Paulista, para obtenção de nota do semestre. Orientaor: Prof° . Dr . Paulo Cesar Caetano Jr São José dos Campos – SP 2020 SUMÁRIO 1- INTRODUÇÃO................................................................................................5 2- CÉLULA...........................................................................................................7 2.1 Estrutura das células procarióntica...................................................................7,8 2.1.1 Células autotróficas e heterotróficas................................................................8,9 2.1.2 Ultraestrutura celular.......................................................................................9 2.1.3 Estrutura celulares e organelas citoplasmática.....................................................9 3- A MEMBRANA PLASMÁTICA......................................................................10 3.1 O citoplasma..................................................................................................11 3.2 Citoesqueleto.................................................................................................11 3.2.1 Função citoesqueleto sua importância para uma boa formação física...................11,12 4- LISOSSOMOS,PEROXISSOMOS,MITOCÔNDRIAS,CLOROPLASTO, CENTRIOLOS................................................................................................12 4.1 Principais estruturas e organelas citoplasmáticas..................................................12 5- BASE MOLECULARES DA CONSTITUIÇÃO DA CÉLULA...................13,14 5.1 Os componentes da membrana plasmática.........................................................14 5.1.1 Transporte de substâncias pela membrana plasmática.........................................14-17 6- DIGESTÃO INTRACELULAR.......................................................................18 6.1 Pinocitose...................................................................................................19 6.1.1 Processo de pinocitose................................................................................19 6.1.2 Pinocitose seletiva e pinocitose não seletiva...............................................19,20 6.2 Compartimento endossomal............................................................................20 7- CONTRAÇÃO DOS MUSCULOS ESQUELÉTICOS...............................21,22 7.1 Mecanismo da contração muscular..............................................................22,23 7.2 Esquema:1-resumo dos eventos da contração muscular..................................24,25 8- A RESPIRAÇÃO CELULAR........................................................................26 8.1 Mitocôndrias...........................................................................................26-28 8.2 Ciclo celular.................................................................................................28 8.2.1 Fase do ciclo celular....................................................................................28 8.2.2 Interfase..............................................................................................29,30 8.2.3 Controle do ciclo celular..........................................................................30,31 8.3 Núcleo interfásico ....................................................................................32,33 8.3.1 Núcleo celular: Definição...............................................................................33 8.3.2 Envoltório nuclear........................................................................................34 9- MEIOSE.....................................................................................................35,36 10- GENES E CROMOSSOMOS.....................................................................37,38 10.1 Sobre genética – gene..............................................................................38,39 11- MOVIMENTOS CELULARES........................................................................40 12- SOBRE A CITOLOGIA...................................................................................41 13- CONCLUSÃO.................................................................................................42 14- REFERÊNCIAS.........................................................................................43,44 1. INTRODUÇÃO A ciência como disciplina no ensino é a base da alfabetização científica, é um momento em que nós alunos aprendemos muitos conceitos que serão úteis para a nossa formação. Entre estes, citamos como exemplo, os conceitos de seres autótrofos, heterótrofos, aeróbicos, anaeróbicos, e outros. No que diz respeito à célula, além da definição, conceitua-se também, seres unicelulares, pluricelulares, eucariontes, procariontes, células haplóides e diplóides, com todas as estruturas e suas funções. Neste presente trabalho abordarei de forma precisa o que aprendi sobre a matéria biologia no tocante em citologia. É sabido que a Citologia ou Biologia Celular é o ramo da Biologia que estuda as células onde a citologia foca-se no estudo das células, abrangendo a sua estrutura e metabolismo. O seu nascimento e a invenção do microscópio são fatos relacionados. Em 1663, Robert Hooke cortou um pedaço de cortiça e observou ao microscópio. Ele notou que existiam compartimentos, os quais ele denominou de células. Estudar as células abordando as suas diferentes morfologias e funções é parte fundamental na obtenção de conhecimento para a compreensão da fisiologia humana voltada para a atividade física e das demais disciplinas que se seguem na nossa formação como profissional de Educação Física. Portanto, o conhecimento da micromorfologia é uma disciplina curricular básica do curso, que tem como objetivo geral fornecer subsídios para a assimilação das alterações morfológicas (teciduais) decorrentes do exercício físico e interpretar o mecanismo de transferência de energia pelas células e tecidos. E é importante que ao término desse estudo, como um bom e futuro profissional de Educação Física deve ter em mente que para se tornarapto para interpretar a atividade física do ponto de vista celular e assim compreender: A ação de isotônicos; a transferência de energia dos alimentos para as células e como ocorre a fadiga muscular; a respiração celular aeróbica e anaeróbica, assim como seus determinantes; as possíveis lesões celulares causadas por atividades físicas excessivas; as relações entre síntese proteica com crescimento e comunicação celular com dependência física.( ALBERTS.2008.P.56). 5 Hoje, a cada mês se descreve uma nova estrutura da biologia celular e molecular. Nós como alunos temos a oportunidade de participar ativamente desse processo. Muitas questões ainda precisam de respostas, tais como elucidar a manutenção das fibras musculares (células) nos idosos, aumentar a transferência de energia para as células etc., e é evidente que para entender e resolver as questões de nossa natureza, devemos sempre agrupar todas as formas do conhecimento, que por ora estão fragmentadas em diversas disciplinas para apenas facilitar a sua compreensão. Portanto o trabalho proposto tem como objetivo principal levar a entender a estrutura dos seres vivos de forma interessante, a aprender que a célula é uma unidade dinâmica e que é pelo seu equilíbrio funcional que se garante o bem total do organismo. 6 2. CÉLULAS A Citologia é a área da Biologia que estuda a célula em sua organização, morfologia, funcionamento, composição química e os mecanismos de divisão celular. Pode se dizer que todos os seres vivos são formados por células, com exceção dos vírus, 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, liberação de excretas, 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. Os organismos unicelulares e pluricelulares têm a célula como unidade estrutural e funciona. Na classificação dos seres vivos, são utilizados critérios de organização e fisiologia celular para diferenciar os diferentes grupos (reinos). Quanto à organização celular, as células podem ser procarióticas(procariontes) ou eucarióticas(eucariontes). E os seres possuidores dessas células são ditos eucariontes e procariontes. A citologia, seus conhecimentos trouxeram inúmeros benefícios para o desenvolvimento das Ciências Biológicas. Por isso, conhecer as células e seus principais elementos estruturais é importante para desvendar ainda mais segredos sobre os seres vivos! (BRASIL, 2015, P.35). 2.1 ESTRUTURAS DAS CÉLULAS PROCARIÓNTICAS E EUCARIÓNTICAS. Em relação à morfologia e estrutura, existem dois grupos celulares: as células procariontes e as eucariontes. As células procariontes são assim designadas devido à carência de membrana plasmática em sua estrutura total. 7 Ao contrário das eucarióticas, as procarióticas não possuem organelas membranosas (retículo endoplasmático liso e rugoso, complexo de Golgi, mitocôndrias, plastos, lisossomos e vacúolos) e muito menos um núcleo delimitado pela cariomembrana (carioteca) envolvendo os cromossomos. Essas células, com estrutura e funcionamento relativamente simples, teriam sido os primeiros organismos do planeta Terra. Vejam no quadro abaixo as principais diferenças entre as duas células: Diferenças entre células procarióticas e eucarióticas Células procarióticas Células eucarióticas Não possuem núcleo definido. O DNA está concentrado em uma região denominada nucleoide. Possuem núcleo definido, ou seja, o material genético está envolvido por uma membrana nuclear. Normalmente apresentam um cromossomo circular. Normalmente apresentam vários cromossomos lineares. Não possuem organelas membranosas. Possuem organelas membranosas. Possuem ribossomos, porém esses são menores e menos complexos do que os presentes nas células eucarióticas. Possuem ribossomos maiores e mais complexos do que os da célula procariótica. Menores que as células eucarióticas. Maiores que as células procarióticas. Exemplo: Célula bacteriana Exemplo: Célula animal e célula vegetal 2.1.1 Células autotróficas e heterotróficas. Os organismos autotróficos, ou autótrofos, podem ser definidos como seres que são capazes de sintetizar seu próprio alimento, ou seja, são capazes de utilizar material inorgânico para sintetizar material orgânico. 8 Entre os organismos que possuem nutrição autotrófica, podemos citar os vegetais, algas, cianobactérias e algumas espécies de bactérias e protistas. Os organismos heterotróficos, ou heterótrofos, por sua vez, não são capazes de produzir seu próprio alimento, dependendo do consumo de material orgânico previamente formado. Entre os exemplos de organismos heterotróficos, podemos citar os animais, fungos e algumas espécies de bactérias e protistas. 2.1.2 Ultraestrutura Celular. As células são constituídas, basicamente, pelas seguintes substâncias: Água: substância mais abundante na maioria das células, atuando como solvente, pois dissolve uma grande quantidade de substâncias, sendo considerada co-mo solvente universal; auxilia no funcionamento enzimático, pois as enzimas só agem em meio aquoso (as enzimas são substâncias orgânicas que aumentam a velocidade das reações químicas); meio de transporte; proteção térmica (os seres vivos que apresentam uma grande quantidade de água estão protegidos contra grandes e bruscas oscilações da temperatura corporal. O teor de água nos organismos vivos varia, por exemplo no homem, representa 65% da massa total. 2.1.3 Estrutura Celulares e organelas citoplasmática. Entender como funcionam as organelas citoplasmáticas, é fundamental para entender o funcionamento dos seres vivos e suas características. São as organelas citoplasmáticas que organizam e mantêm todo o funcionamento de uma célula. É como se fossem os órgãos das células. As organelas produzem proteínas, hormônios, energia, digerem substâncias permitem entrada e saída de outras substâncias. Assim o entendimento das organelas celulares e suas funções tornam- se de grande importância para a compreensão dos fenômenos celulares. 9 3. A MEMBRANA PLASMÁTICA. As células procarióticas e eucarióticas têm uma membrana plasmática, uma dupla camada de lipídios que separa o interior da célula do ambiente exterior. Essa dupla camada consiste em grande parte de lipídios especializadoschamados de fosfolipídios. Um fosfolipídio é feito de uma cabeça de fosfato hidrofílica, atraída pela água, com duas caudas de ácidos graxos hidrofóbicas, que repelem água. Os fosfolipídios espontaneamente se organizam em uma estrutura de dupla camada, com suas caudas hidrofóbicas apontando para dentro e suas cabeças hidrofílicas viradas para fora. Essa estrutura de duas camadas, energeticamente favorável, chamada de bicamada fosfolipídica, é encontrada em muitas membranas biológicas. Figura 1: Espaço extracelular. Fonte: pt.khanacademy.org A membrana plasmática é a fronteira entre o interior e o exterior de uma célula. Assim, controla a passagem de várias moléculas - incluindo açúcares, aminoácidos, íons e água - para dentro e para fora da célula. . A facilidade das moléculas cruzarem a membrana depende de seu tamanho e polaridade. 10 3.1 O CITOPLASMA. A parte da célula chamada de citoplasma é um pouco diferente em eucariontes e procariontes. Em células eucarióticas, que têm um núcleo, o citoplasma é tudo entre a membrana plasmática e o envelope nuclear. Em procariontes, que não têm núcleo, o citoplasma significa simplesmente tudo que é encontrado dentro da membrana plasmática. Um componente principal do citoplasma tanto em procariontes quanto em eucariontes é o citosol gelatinoso , uma solução à base de água que contém íons, pequenas moléculas, e macromoléculas. Nos eucariontes, o citoplasma inclui organelas envoltas por membranas, suspensas no citosol. O citoesqueleto, uma rede de fibras que sustentam a célula e dão sua forma, também é parte do citoplasma e ajuda a organizar os componentes da célula. 3.2 CITOESQUELETO O citoesqueleto é uma estrutura dinâmica, sendo mantido por interações fracas, o que permite que se decomponha em uma região da célula e reestruture-se em outra. Por serem constituídos por subunidades pequenas, o seu processo de associação e distribuição ocorre de maneira rápida. (COOPER.2016.P.39) Sendo uma rede de fibras proteicas localizada no citoplasma das células. As fibras que compõem o citoesqueleto de células eucarióticas são os microtúbulos, filamentos de actina, também chamados de microfilamentos, e filamentos intermediários. A presença de proteínas estruturais no citoesqueleto está associada, por exemplo, à manutenção da forma das células. Já a presença de proteínas motoras está associada aos diversos tipos de movimentos que ocorrem na célula. 3.2.1 Função do citoesqueleto sua importância para uma boa formação física. O citoesqueleto apresenta inúmeras funções dentro da célula, tais como: Manutenção da forma da célula, principalmente em células que não apresentam parede celular (células animais); Suporte mecânico da célula; Manipulação da membrana, como na formação de vacúolos alimentares; Movimento da célula (movimento ameboide); Formação de cílios e flagelos; Formação do fuso mitótico. 11 4. LISOSSOMOS, PEROXISSOMOS, MITOCÔNDRIAS, CLOROPLASTO E CENTRIOLOS. LISOSSOMOS: Organelas pequenas situadas no citoplasma da célula, envoltas por membrana e apresentando morfologia arredondada. Em seu interior estão armazenadas as enzimas que realizam a digestão intracelular, podendo conter lipases, proteases, nucleases e outros tipos de enzimas digestivas. Essas enzimas lisossômicas são produzidas no retículo endoplasmático rugoso, passando pelo complexo de golgi, onde serão empacotadas na forma de vesículas primárias (lisossomo primário). PEROXISSOMOS: Responsável pela oxidação de ácidos graxos. MITOCÔNDRIAS: Responsável pela produção de energia. É nessa organela que ocorrem duas etapas do processo de respiração celular. CLOROPLASTO: Os cloroplastos são as organelas celulares em que ocorrem as reações de fotossíntese, que utilizam a energia luminosa para a produção de moléculas orgânicas. são organelas que apresentam pigmentos importantes, tais como clorofila e carotenoides. CENTRIOLOS: Estão relacionados com o processo de divisão celular. 4.1 PRINCIPAIS ESTRUTURAS E ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS. Entre as principais organelas citoplasmáticas podemos citar: Núcleo, membrana citoplasmática, citoplasma,ribossomos, mitocôndrias, lisossomos complexo golgiense, retículo endoplasmático rugoso, retículo endoplasmático liso centríolos (só em animais), peroxissomos, cloroplastos (só em vegetais), parede celular (só em vegetais), citoesqueleto. 12 5. BASE MOLECULARES DA CONSTITUIÇÃO DA CÉLULA. Nota-se como essa base é de muita importância para um bom condicionamento físico. PROTEÍNAS: São polímeros de aminoácidos, que formam cadeias longas, extensas. Os aminoácidos se combinam e formam as proteínas por meio de ligações peptídicas, ou seja, todos possuem um grupo amina e um grupo OH (carboxílico). Ligação entre um grupo AMINA e um grupo OH à Peptídeo (que nada mais é que a ligação entre dois aminoácidos). Uma proteína, pequena, em média possui aproximadamente de 70 a 80 aminoácidos. CARBOIDRATOS: São os açúcares, Monossacarídeos, Dissacarídeos, Trissacarídeos, Polisacarídeos, etc. Podemos chamá-lo também de fonte de combustível do corpo. São moléculas que aos serem quebradas, geram uma quantidade razoavelmente grande de energia. PS: Os carboidratos são armazenados em geral, no fígado e nos músculos nos animais sob a forma de GLICOGÊNIO. Nos vegetais é armazenado sob a forma de AMIDO LIPÍDEOS: São formados por tri-glicerídeos (ácido graxo + glicerol). ÁCIDOS NUCLÉICOS: São formados por um açúcar, uma base nitrogenada e um fosfato. Possui função informacional. Um polímero de nucleotídeos forma o DNA. É válido lembrar que as bases nitrogenadas são Timina, Guanina, Citosina e Adenina. VITAMINAS: As vitaminas são os co-fatores metabólicos dos organismos. Atuam auxiliando em diversas reações químicas no organismo e no metabolismo. Por exemplo, a deficiência de vitamina C causa a má formação ou formação incompleta do colágeno. A deficiência de vitamina A, causa a chamada cegueira noturna. MINERAIS: São considerados os FATORES metabólicos. Atuam de forma estrutural e tem a mesma importância das proteínas. Tomemos como exemplo o Cálcio, que atua na coagulação, nas contrações musculares, dentre outras funções. 13 ÁGUA: A Água é o solvente universal, o fluido onde as reações podem ocorrer de uma forma mais fácil, assim auxiliando sua execução. 5.1 OS COMPONENTES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Componente e Localização Fosfolipídios fica no tecido principal da membrana, o Colesterol esta localizado entre as caudas hidrofóbicas da membrana a proteínas integrais estão inseridas na dupla camada de fosfolipídio; podem ou não se estender a ambas as camada. Proteínas periféricas, na superfície interna ou externa da dupla camada de fosfolipídio, mas não incorporadas a seu núcleo hidrofóbico e o carboidratos anexados a proteínas e lipídios no lado extracelular da membrana (formando glicoproteínas e glicolipídios). 5.1.1 Transporte de substâncias pela membrana plasmática. Uma das principais funções da membrana plasmática é selecionar as substâncias que vão entrar e as que vão sair da célula. Devido a isso, dizemos que a membrana plasmática apresenta permeabilidade seletiva. Figura 2: Transporte pelas membranas plasmáticaFonte: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br 14 https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/ Algumas substâncias atravessam a membrana sem gasto de energia, outras necessitam de energia. Algumas substâncias, para entrarem e saírem da célula, não geram gasto energia, outras, no entanto, envolvem esse gasto. De acordo com essas características, podemos observar dois tipos de transporte na célula: o passivo e o ativo. O transporte passivo não envolve gasto de energia e pode ser de três tipos: difusão simples, osmose e difusão facilitada. Na difusão simples, uma substância move-se do meio mais concentrado para o menos concentrado. Na osmose, o solvente passa, pela membrana, do meio menos concentrado para o mais concentrado. Por fim, na difusão facilitada, proteínas carreadoras garantem o processo de transporte de substâncias. No transporte ativo, ocorre o gasto de energia para transportar uma substância. A bomba de sódio-potássio é um tipo de transporte ativo, nesse processo há o bombeamento de íons contra o gradiente de concentração. Partículas maiores e macromoléculas, para entrarem e saírem da célula, enfrentam processos mais complexos que envolvem grandes modificações na membrana plasmática. Denomina-se endocitose o processo que garante a entrada de macromoléculas e outras partículas por meio da invaginação da membrana plasmática. Já a saída de substâncias por vesículas que levam a uma modificação na membrana plasmática é denominada exocitose. CO-TRANSPORTE · Transporte impulsionado por gradientes iônicos – A célula pode usar energia potencial de gradientes de íons, geralmente Na+, ( K+ e H+). Para transportar moléculas e íons através da membrana. · Ex. epitélio do intestino delgado transporta glicose contra um gradiente, concomitante com a penetração do Na+ . A concentração de Na+ no citoplasma é muito baixa, esses entram por difusão passiva, a energia do movimento do Na+ é utilizada por essas células para realizar o co-transporte, que movimenta íons e moléculas na mesma direção, chama-se simporte. 15 A liberação do Na+ no citoplasma causa uma modificação na forma da molécula tranportadora, que perde sua afinidade para a glicose, desse modo a glicose captada na luz intestinal é liberada dentro da célula epitelial, em seguida difunde-se no citoplasma pela parte basal das célula epitelial por difusão facilitada para os capilares. Quando o movimento do íon que fornece energia é na direção contrária da molécula transportada, chama-se antiporte. Serve para aa, íons, moléculas ENDOCITOSE Endocitose é definida pelo tamanho da partícula TRANSPORTE EM QUANTIDADE Pinocitose – células bebendo – ingestão de fluído e moléculas por pequenas vesículas (<150 nm de diâmetro). Todas as células de eucariontes continuamente praticam. Fagocitose – células comendo – ingestão de partículas grandes como microorganismos, debris celulares por vesículas grandes chamadas de fagossomos (em geral > 250 nm). São exclusivos das células fagocíticas · Pinocitose não seletiva · As vesículas englobam todos os solutos que estiverem freqüentes no fluído extracelular. · Pinocitose seletiva que é realizada em 2 etapas- 1a a substância a ser incorporada adere a receptores da superfície celular, na 2a a membrana se afunda e o material a ela aderido passa para uma vesícula. Esta se destaca e entra na célula (ex, eritroblastos com transferritina do plasma) – permite incorporar grande quantidade de moléculas e água e está restrita a sítios específicos da membrana. Quando a vesícula se destaca, sua superfície é irregular e filamentosa (vesícula coberta) a vesícula é coberta por uma malha pentagonal ou hexagonal constituída principalmente por moléculas de clatrina (tem a capacidade de se associarem sem gasto de energia em para formar estruturas esféricas) Compartimento Endossomal. 16 Desde a parte periférica do citoplasma até as proximidades do aparelho de Golgi e do núcleo. É um sistema irregular de túbulos e vesículas com interior ácido (pH entre 5 e 6). Este compartimento dirige as vesículas de pinocitose que se fundem nele para os diferentes compartimentos celulares. É o local para separação e endereçamento das moléculas introduzidas via pinocitose – via endocítica. Endossomos precoces (pH menos ácido) – moléculas dissolvidas ou ligadas a receptores da membrana passam para os endossomos tardios. Proteínas integrais da membrana da vesícula endocítica se concentram em regiões tubulares especializadas dos endossomos precosses que constituem regiões de reciclagem de membrana. Desta região partem vesículas que levam a membrana com suas proteínas de volta para a superfície celular. As moléculas que passam para os endossomos tardios acabam nos lissossomos. As membranas retiradas da superfície celular e introduzidas nas células é compensada por vesículas de secreção e por retorno via vesículas da membrana das vesículas de pinocitose depois que liberam suas cargas nos endossomos. 17 6. DIGESTÃO INTRACELULAR Figura3: Digestão intracelular Fonte: http://www.biologia.seed.pr.gov.br/modules/galeria Ocorre somente no interior da célula. A partícula é englobada, por pinocitose ou fagocitose, sendo então digerida no interior de vacúolos através das enzimas lisossômicas. A digestão intracelular é aquela realizada no interior das células. Há seres vivos em que esta é a única forma de digestão (protozoários, por exemplo), mas ocorre normalmente nas diversas espécies. Ela pode ser classificada de duas maneiras: heterofagia ou autofagia. Na autofagia acontece a digestão das próprias estruturas celulares, o que ocorre em condições normais para a renovação das organelas citoplasmáticas ou de maneira alternativa em casos de insuficiência nutricional. Na heterofagia, para que ocorra digestão de moléculas intracelularmente, é necessário o ingresso das mesmas ao interior celular. 18 6.1 PINOCITOSE A pinocitose é um tipo de endocitose que consiste no englobamento de partículas líquidas. Esse processo também pode ser chamado de endocitose de fase fluida.A endocitose consiste no englobamento de partículas pela célula, sendo um caso de transporte em bloco. Existem dois tipos de endocitose: a fagocitose e a pinocitose. Mas qual a diferença entre a Fagocitose e a Pinocitose? Na fagocitose, as partículas englobadas são grandes e sólidas e ocorre a formação de pseudópodes. Na pinocitose, as partículas englobadas são líquidas e não há formação de pseudópodes, mas sim de invaginações na membrana da célula. Vale ressaltar que a endocitose é definida pelo tamanho da partícula e a pinocitose e a fagocitose são transportes em quantidades. 6.1.1 Processo de Pinocitose. Para que ocorra a pinocitose, a membrana plasmática sofre invaginações localizadas que envolvem a partícula a ser ingerida. Quando a membrana se fecha em si, forma-se uma vesícula que é puxada pelo citoesqueleto para o citoplasma. Essa vesícula é denominada de pinossomos, em seu interior encontra-se a substância a ser digerida. Dentro da célula, o pinossomos funde-se com o lisossomos, acontecendo a digestão intracelular. 6.1.2 Pinocitose Seletiva e Pinocitose Não Seletiva A pinocitose pode ser classificada em dois tipos: seletivae não seletiva. Pinocitose seletiva: as substâncias a serem englobadas ligam-se somente a receptores específicos, para que depois ocorra a invaginação da membrana. Assim, é constituída por duas etapas: (1) a adesão das substâncias aos receptores e (2) a invaginação da membrana com a formação da vesícula. A pinocitose seletiva é vantajosa pois engloba apenas as substâncias necessárias, sem a entrada de muita água na célula. Além disso, evita o gasto de energia com o englobamento de substâncias que não seriam aproveitadas. 19 Pinocitose não seletiva: as substâncias são englobadas e formam-se as vesículas, sem a necessidade de ligação com receptores específicos. 6.2 COMPARTIMENTO ENDOSSOMAL Desde a parte periférica do citoplasma até as proximidades do aparelho de Golgi e do núcleo. É um sistema irregular de túbulos e vesículas com interior ácido (pH entre 5 e 6). Este compartimento dirige as vesículas de pinocitose que se fundem nele para os diferentes compartimentos celulares. É o local para separação e endereçamento das moléculas introduzidas via pinocitose – via endocítica. Endossomos precoces (pH menos ácido) – moléculas dissolvidas ou ligadas a receptores da membrana passam para os endossomos tardios. Proteínas integrais da membrana da vesícula endocítica se concentram em regiões tubulares especializadas dos endossomos precosses que constituem regiões de reciclagem de membrana. Desta região partem vesículas que levam a membrana com suas proteínas de volta para a superfície celular. As moléculas que passam para os endossomos tardios acabam nos lissossomos. As membranas retiradas da superfície celular e introduzidas nas células é compensada por vesículas de secreção e por retorno via vesículas da membrana das vesículas de pinocitose depois que liberam suas cargas nos endossomos. 20 7. CONTRAÇÃO DOS MUSCULOS ESQUELÉTICOS. Os músculos esqueléticos são formados por centenas de células alongadas conhecidas como fibras musculares. Essas fibras são compostas pela actina e miosina, proteínas com capacidade de contração e que formam filamentos finos e espessos, respectivamente. Os filamentos ficam dispostos ao longo da fibra muscular e formam bandas claras e escuras. As claras são denominadas de banda I e são formadas apenas por filamentos finos. Já as bandas escuras são formadas por filamentos finos e espessos e são chamadas de banda A. A região mais clara dessa banda, onde são encontrados apenas filamentos de miosina, é chamada de banda H. Na região central dessa banda, existe ainda uma linha escura chamada de linha M. Na porção central da banda I, existe uma linha escura denominada de linha Z que delimita o sarcômero. Cada sarcômero é formado, portanto, por duas porções da banda I e uma banda A. Figura 4: Contração muscular Fonte: brasilescola.uol.com.br/biologia/contracao-musculos-esqueleticos.htm 21 O mecanismo de contração muscular faz com que as fibras consigam encurtar o seu tamanho. Essa ação é possível graças a estímulos nervosos e às proteínas actina e miosina, que deslizam uma sobre a outra. A contração inicia-se com um estímulo que desencadeia uma liberação de acetilcolina na fenda sináptica e causa despolarização da membrana da célula muscular. Ocorre, então, a abertura de canais de Ca2+, fazendo com que esses íons sejam lançados no citoplasma pelo retículo sarcoplasmático. Nesse momento, ocorre a interação do Ca2+ com as miofibrilas. Na presença do Ca2+, as extremidades da miosina ligam-se com moléculas de actina próximas e dobram-se com grande velocidade. O filamento de actina, então, desloca-se para o centro do sarcômero, desencadeando a aproximação das duas linhas Z. Isso faz com que o sarcômero diminua e, em grande escala, leva à contração de todo o músculo. Quando o cálcio retorna para o interior do retículo sarcoplasmático, os níveis citoplasmáticos diminuem. Isso faz com que o músculo relaxe e seja interrompido o processo de contração. 7.1 MECANISMO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR A contração de um músculo resulta do encurtamento de suas fibras, o que por sua vez resulta do encurtamento dos filamentos de actina e miosina, que ativamente deslizam e se encaixa um entre o outro. Na fig.5.2b, a zona H representa apenas os filamentos de miosina, pois na fibra descontraída os miofilamentos de actina penetram parcialmente na faixa A. A linha Z corresponde a várias uniões entre dois filamentos de actina. O segmento entre duas linhas Z consecutivas é chamado de sarcômero e corresponde à unidade contrátil da fibra muscular. Durante a contração muscular o sarcômero diminui, devido à aproximação das duas linhas Z, e a zona H chega a desaparecer. 22 Cada sarcômero pode contrair-se independentemente. Quando muitos sarcômeros se contraem juntos, eles produzem a contração do músculo como um todo. O retículo sarcoplasmático serve como local de reserva de íons Ca++, que participa do complexo molecular formado pela actina / miosina permitindo que ocorra a contração muscular. A célula muscular quando relaxada tem baixos níveis de cálcio no citoplasma. Quando um impulso nervoso estimula uma célula muscular, ocorre alterações na permeabilidade da membrana do retículo sarcoplasmático e o cálcio difunde-se para o citoplasma. No citoplasma, o cálcio forma um complexo com as proteínas contráteis permitindo a contração das miofibrilas uma vez cessado o estímulo, restabelece-se o sistema de transporte ativo do retículo sarcoplasmático e o excesso de Ca++ é "bombeado" para o interior do retículo, cessando assim a contração muscular. A contração das fibras musculares esqueléticas é comandada por nervos motores, que se conectam com os músculos através das placas motoras ou junções mioneurais. Com a chegada do impulso nervoso, ocorre liberação de acetilcolina na fenda sináptica, que através da interação com seus receptores faz o sarcolema ficar mais permeável ao sódio, o que resulta em sua despolarização.Uma fibra nervosa pode inervar uma única fibra muscular ou até 160 ou mais fibras musculares e formam uma unidade motora (fig. 5.3). A fibra muscular não é capaz de graduar sua contração, então as variações na força de contração do músculo são devidas às variações no número de unidades motoras mobilizadas. Figura 5: Unidade motora - inclui mais fibras do que aparecem aqui; em média 150 fibras musculares cada. Fonte: Bio1.contracaomuscular.com.br 23 7.2 ESQUEMA 1 - RESUMO DOS EVENTOS DA CONTRAÇÃO MUSCULAR. O impulso nervoso chega ao terminal nervoso e libera acelticolina ↓ Acetilcolina combina com receptores na célula muscular ↓ Membrana da célula muscular se despolariza ↓ A despolarização leva a liberação de Ca++ do retículo sarcoplasmático para o citoplasma ↓ Ca++ forma complexo com as proteínas contráteis ↓ Os filamentos de actina /miosina se contraem, levando à diminuição do tamanho do sarcômero (devido à aproximação de 2 linhas Z) ↓ Muitos sarcômeros contraindo-se juntos levam à contração de todo o músculo. Os músculos esqueléticos produzem seu movimento puxando os tendões.Os tendões por sua vez puxam os ossos. Muitos músculos passam através de junções e são ligados aos ossos. A contração traz para perto ou afasta um osso daquele com o qual este articula. Os músculos só podem puxar, não podem empurrar. Atuam antagonisticamente um ao outro; o movimento produzido por um pode ser revertido pelo outro. 0 bíceps, por exemplo, permite que flexionemos nosso braço, enquanto que o tríceps permite que o estendamos (figura 6) 24 Figura 6: Arranjo antagônico dos músculos bíceps e tríceps Fonte: Bio1.contracaomuscular.com.br 25 8. A RESPIRAÇÃO CELULAR A respiração celular é um fenômeno que consiste basicamente no processo de extração de energia química acumulada nas moléculas de substâncias orgânicas diversas, tais como carboidratos e lipídios. Nesse processo, verifica-se a oxidação de compostos orgânicos de alto teor energético, produzindo gás carbônico e água, além da liberação de energia, que é utilizada para que possam ocorrer as diversas formas de trabalho celular. A organela citoplasmática responsável por este mecanismo de respiração é a mitocôndria, atuando como uma verdadeira usina de energia. EQUAÇÃO GERAL DA RESPIRAÇÃO CELULAR C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energia Por essa equação é possível verificar que a molécula de glicose (C6H12O6) é degradada de maneira a originar substâncias relativamente mais simples (CO2 e H2O). Essa quebra da molécula de glicose, entretanto, ocorre de forma gradativa, não comprometendo a vitalidade da célula. Através do processo aeróbio, a respiração ocorre em três fases: a glicólise (no hialoplasma), ciclo de Krebs (na matriz mitocondrial) e a cadeia respiratória (nas cristas mitocondriais). Na respiração, grande parte da energia química liberada durante oxidação do material orgânico se transforma em calor. Essa produção de calor contribui para a manutenção de uma temperatura corpórea em níveis compatíveis com a vida, compensando o calor que normalmente um organismo cede para o ambiente, sobretudo nos dias de frio. 8.1 MITOCÔNDRIAS Organelas de forma arredondada ou alongada presentes no citoplasma das células dos eucariontes eu participam da respiração aeróbia e de diversas outras funções. Acredita-se que são originárias de organismo simbiontes que se instalaram no citoplasma. A membrana mitocôndria externa é parecida com a membrana plasmática de células eucariontes e é muito sensível aos detergentes e ao ultra-som. 26 A membrana interna tem muita semelhança com a membrana das bactérias e contém o sistema de transferência de energia para ATP. Em geral com diâmetro de 0,5 a 1,0 mm, de 1.000 a 2.000 numa célula hepática, podem formar cadeias longas que se movimentam com os microtúbulos do citoesqueleto. Em outras células permanecem fixas em um local e liberam os ATPs diretamente no local onde será consumido. Ex, nas células cardíacas estão localizadas no aparelho contrátil, nos espermatozóides próximas ao flagelo. O número varia bastante, numa célula muscular pode aumentar 10 Xs pelo crescimento e divisão mitocondrial se o músculo é repetidamente estimulado para contração. Mais numerosas nas células de metabolismo energético alto como células musculares estriadas, de transporte de íons, células sensitivas da retina. Podem se distribuir por todo o citoplasma e mudando constantemente de locais, em ouras células são fixas, localizando-se próximo aos locais onde existe grande consumo de energia, como próximo a cílios (epitélio), flagelo (espermatozóide) entre as miofibrilas (células musculares). Nas células transportadoras de íons as mitocôndrias estão associadas às dobras da membrana plasmática, nesta região as membranas são ricas em ATPase. 4 compartimentos Matriz: espaço interno grande preenchido por uma mistura concentrada de centenas de enzimas, incluindo aquelas necessárias para a oxidação do piruvato e ácidos graxos e para o ciclo do ácido cítrico. A matriz possuí muitas cópias idênticas do genoma ou DNA mitocondrial, ribossomos mitocondriais, RNAts e várias outras enzimas necessárias para a expressão dos genes mitocondriais. Membana Interna:é dobrada em várias cristas que aumentam muito a área superficial interna. Contêm proteínas de 3 tipos: 1) Aquelas que realizam as reações de oxidação e a cadeia de transporte de elétrons. 2) ATP sintase que produz o ATP na matriz e 27 3) Proteínas transportadoras que permitem a passagem de metabólitos para dentro e para fora da matriz. Um gradiente eletroquímico de H+ , que conduz a ATP sintase, é estabelecido através da membrana e esta deve ser impermeável a íons e a maioria das moléculas com carga. Membrana Externa: Possuí grande quantidade de proteínas formadoras de canais (porinas) e é permeável a todas as moléculas menores que 5000 daltons. Outras proteínas de membrana incluem enzimas envolvidas na síntese lipídca e de enzimas mitocondriais que convertem substratos lipidico sem formas que são subseqüentemente metabolizadas na matriz. 8.2 CICLO CELULAR O ciclo celular é o nome dado às diversas modificações que ocorrem em uma célula, desde o seu surgimento até a sua divisão em duas células-filhas. A interfase e a mitose constituem as principais fases do ciclo celular. 8.2.1 Fases do ciclo celular O ciclo celular é formado por duas fases: interfase e mitose. A interfase corresponde à maior parte do ciclo, sendo um momento de grande atividade metabólica e também de crescimento celular. A mitose, por sua vez, é mais curta e é quando se observa a divisão da célula em duas células-filhas. Figura 7: Ciclo celular Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/ciclo-celular.htm 28 https://brasilescola.uol.com.br/biologia/ciclo-celular.htm 8.2.2 Interfase A interfase é quando a célula apresenta intensa atividade, sendo a mitose precedida e sucedida por ela. A interfase pode ser subdividida em três fases: G1, S e G2, as quais estão explicadas, detalhadamente, a seguir. G1 (primeiro intervalo): ocorre logo após a mitose. Nesse período, observa-se a síntese de RNA, proteínas e organelas celulares, sendo considerada uma etapa de grande atividade. A célula recupera seu volume nesse momento, sendo observado um grande aumento de tamanho celular. É também quando se encontra o chamado ponto de restrição, que impede que células com material genético danificado, por exemplo, continuem o ciclo. A fase G1 é, geralmente, curta em tecidos que apresentam grande renovação; já nos tecidos que não se renovam, as células saem de G1 e entram numa fase chamada de G0. S (fase de síntese): seu principal evento é a duplicação do DNA. G2 (segundo intervalo): observa-se o acúmulo de energia necessária para a realização da divisão celular. Além disso, ocorre a verificação da duplicação dos cromossommos e de possíveis danos no DNA reparados. É também nesse momento que a tubulina, necessária para a formação dos microtúbulos, é sintetizada. Mitose É um processo de divisão celular em que a célula-mãe dá origem a duas células-filhas,com mesmo número de cromossomos da célula que as originou. Esse processo pode ser dividido, didaticamente, em cinco etapas, as quais ocorrem continuamente. Veja, a seguir, as etapas da mitose: Prófase observa-se a presença dos cromossomos duplicados como duas cromátides- irmãs unidas pelo centrômero. Inicia-se a formação do fuso mitótico, formado por microtúbulos que partem do centrossomo e são responsáveis por garantir a movimentação dos cromossomos durante a mitose. Nessa fase os nucléolos desaparecem. 29 Prometáfase: observa-se a fragmentação da membrana nuclear e uma maior condensação dos cromossomos. Os microtúbulos ligam-se em regiões especiais do cromossomo denominadas cinetocoro. Metáfase: os cromossomos estão dispostos no plano equatorial da célula. Eles migram para essa região graças à ação dos microtúbulos. Nessa etapa os cromossomos atingem o maior grau de condensação. Anáfase: as cromátides-irmãs separam-se e migram para cada polo da célula devido ao encurtamento dos microtúbulos. Durante essa etapa, que é a mais curta de toda a mitose, observa-se o alongamento da célula. Ao final, em cada extremidade, será encontrada uma coleção completa de cromossomos. Telófase: os envoltórios nucleares são reconstruídos, dando origem a dois núcleos. O nucléolo também reaparece, e os cromossomos descondensam-se. Os microtúbulos do fuso desaparecem. Durante as últimas etapas da mitose, ocorre a chamada citocinese, que consiste na divisão do citoplasma. A citocinese, em células animais e vegetais, ocorre de maneira distinta. Nas células animais, observa-se a formação de um sulco de clivagem que divide a célula em duas. Nas células vegetais, no entanto, a divisão do citoplasma em dois ocorre de maneira distinta. Nestas se observa a formação de vesículas que se movem para o centro da célula e formam a placa celular, a qual cresce para fora até atingir as paredes da célula e dividirem-na em duas. 30 8.2.3 Controle do ciclo celular As células normais passam pelo ciclo celular de forma regulada, o que garante que o desenvolvimento de um determinado ser vivo seja adequado. Algumas células do nosso corpo, por exemplo, dividem-se durante toda a vida, outras, no entanto, não o fazem com tanta frequência, e outras não se dividem durante a fase adulta. Sem a devida regulação, o ciclo ocorreria de maneira indiscriminada, o que demonstra a importância de um sistema de controle O sistema de controle do ciclo celular ocorre pela ação de diferentes moléculas. Nele há pontos de verificação, em que sinais permitem que a célula pare ou dê continuidade ao ciclo. São descritos três principais pontos de verificação: Figura 7: Sistema de controle (ponto de verificação G1) . Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/ciclo-celular.htm Ponto de verificação G1 ou ponto de restrição: sendo um dos mais importantes, o sinal de continuidade nesse ponto garante que a célula inicie o ciclo celular. Se a célula não receber o sinal, ela permanece em G0. 31 https://brasilescola.uol.com.br/biologia/ciclo-celular.htm Ponto de verificação G2/M: responsável por promover os eventos iniciais da mitose. Terceiro ponto de verificação: garante que a anáfase só se inicie quanto os cromossomos estiverem ligados ao fuso na placa metafásica. Quando todos os cromossomos estiverem alinhados, um sinal é emitido para que a anáfase inicie-se. Um fato interessante é que as células cancerígenas não atendem aos sinais que regulam o ciclo celular, desse modo, elas continuam a dividir-se de maneira indeterminada. Esse comportamento anormal das células pode ser extremamente danoso para o organismo. Como sabemos, vários tumores são difíceis de serem tratados e podem desencadear a morte do indivíduo. 8.3 NÚCLEO INTERFÁSICO O Núcleo da Célula Núcleo - característica que distingue células - procarionte – eucarionte Informação genética no DNA do núcleo, pequena porção fora dele nas mitocôndrias e cloroplastos DNA _ RNAs _ Proteínas Núcleo mitótico - Mitose ¸célular Núcleo interfásico - Interfase período entre replicação DNA → DNA Transcrição tradução DNA → RNA → Proteína O núcleo é um aspecto característico da maioria das células eucarióticas ele é considerado como sendo uma das mais importantes estruturas de células eucarióticas, uma vez que tem a função de armazenamento de informação, recuperação e duplicação da informação genética. É uma organela ligado à membrana dupla que alberga o material genético sob a forma de cromatina. 32 É constituída por uma mistura dinâmica dos subcompartimentos nonmembranous variando de capacidade funcional. As características específicas de um núcleo celular, especialmente em termos da natureza e distribuição dos compartimentos subnucleares e o posicionamento dos cromossomas, dependem seu estado diferenciado no organismo. 8.3.1 Núcleo Celular – Definição Um núcleo é como o cérebro de suas células. O núcleo é uma estrutura ligada a membrana que contém informação hereditária da célula e controla o crescimento e a reprodução da célula. É comum a organela mais proeminente no celular. O núcleo é rodeado por uma estrutura chamada do envelope nuclear. Esta membrana separa o conteúdo do núcleo do citoplasma. A célula cromossomas também estão alojados no interior do núcleo. Cromossomas contêm DNA que proporciona a informação genética necessária para a produção de outros componentes celulares e para a reprodução de vida. O DNA , em uma célula eucariótica, está seqüestrada no núcleo, que ocupa em torno de 10% do volume celular total. O núcleo é delimitado por um envelope nuclear formado por duas membrans concêntricas. Essas membransa são vazadas, a intervalos regulares, por poros nucleares, que ativamente transportam moléculas selecionadas do núcleo para o citosol. A membrana nuclear é diretamente conectada a extensa rede de membranas do retículo endoplasmático e é sustentada por redes de filamentos. Uma das funções do envelope nuclear deve ser a de proteger as longas e frágeis moléculas de DNA das forças mecânicas geradas pelos filamentos citoplasmáticos em eucariotos. Dentro do núcleo está o nucléolo que se cora mais intensamente por ser rico em ácido ribonucléico (RNA). O nucléolo é uma fábrica de RNA, e onde também se realizam as primeiras etapas da síntese dos ribossomos. O resto do nícleo contêm cromatina , assim chamada por que ela cora numa forma característica. A cromatina consiste de DNA, RNA e um número de proteínas especializadas. Entre as divisões celulares a cromatina fica dispersa ao acaso dentro do núcleo, mas pouco antes da divisão celular a cromatina torna-se organizada em discretos corpos granulares, os cromossomos. Um cromossomo é formado por uma única molécula de DNA extremamente longa, que contêm uma série de genes. 33 8.3.2 Envoltório Nuclear Visível em MET, delimita o núcleo- Unidades de membrana com 5 a 6 nm de espessura. A cisterna perinuclear tem espessura de 10-50 nm. Face interna com espessamento – Lâmina nuclear. Face externa em continuidade com o RER (com composição química ») – núcleo como especialização do RE- Membranaslipoprotéicas – assimétricas com as porções glicídicas voltadas para a cisterna perinuclear, 30% lipídeos (90% fosfolipídeos, 30% triclicérides, colestrerol e éseres de colestero), 70% proteínas (com algumas glicoproteínas) algumas comuns ao RER (como glicose-6-fosfatase, citocromo P-450, citocromo b5) Poros (1,5 a 25% da área funcional)– fusão da m.interna e externa – permitem o trânsito de macromoléculas, uniformemente distribuídos e variam em quantidade conforme a cél. e estágio funcional (+ ativa, + poros) Complexo do Poro Æ externo de 120 nm e interno de 9 nm e canal central com cerca de 40 nm. 2 aneis com arrango octagonal ancorados na bicamada lipídica, um ligado à superfície nuclear e outra a superfçie citoplasmática. Se conectam a 8 fibrilas radiais que se dirigem ao anel central do canal central e estruturas filamentosas nucleoporinas (cerca de 100) proteínas envolvidas. Abertura e fechamento parcial do complexo. Moléculas coma até 9 nm Æ atravessam rapidamente, os RNA são grandes e passam pelo poro com gasto energético e o poro abre até 25 nm de Æ após o sinal. Proteínas de PM elevado (polimerases do DNA – 100.000 dátons e do RNA 200.000 dáltons) são sintetizada no citoplasma com sinal de localização nuclear (4-8 aa) reconhecido pela importina (proteína citoplasmática que se liga à proteína a ser transportada) e liga ao complxo do poro e a proteína atravessa o poro com gasto energético. Após a passagem a importina retorna ao citoplasma. O sinal de localização nuclear permanece e permite que a proteína re-entre no núcleo após a mitose. Exportação de RNA do núcleo para o citoplasma – gasto energético – mRNA, tRNA e rRNA como complexos RNA- proteína o sinal de exportação nuclear pode estar no RNA ou na proteína. mRNA complecado com cerca de 20 proteínas formando as ribonucleoproteínas nuclares heterogêneas ou hnRNPs. rRNA também transportado em subunidades ribossômicas, tRNA ainda é desconhecido. 34 9. MEIOSE Conhecido como um processo de divisão celular caracterizado pela formação de quatro células-filhas com a metade do número de cromossomos da célula-mãe. Podemos concluir, então, que a carga cromossomial reduz-se de 2n para n. Podemos dividir a meiose em duas etapas: divisão I e divisão II. Cada uma das duas etapas é dividida em quatro fases. Na meiose I, temos a prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I. Já na meiose II, temos a prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II. Meiose I: A meiose I inicia-se pela prófase I. Essa etapa pode ser dividida em cinco etapas. A primeira delas é o leptóteno, que é caracterizado pela condensação dos cromossomos em alguns pontos específicos. Esses pontos são denominados de cromômeros. A próxima fase é o zigoteno, momento em que é possível observar os cromossomos homólogos emparelhados. Denominamos de sinapse o emparelhamento dos homólogos. O emparelhamento atinge sua perfeição na fase de paquiteno, quando é possível observar o chamado bivalente ou tétrade. O bivalente são os pares de cromossomos totalmente emparelhados. Nesse momento poderá ocorrer o crossing-over, também chamado de permutação, processo caracterizado pela troca de partes entre os cromossomos homólogos. Esse fenômeno é muito importante para que haja uma maior variabilidade genética na espécie. Na etapa chamada de diploteno, os cromossomos iniciam a separação. Nesse momento é possível observar os quiasmas, pontos onde as cromátides se cruzam. Por fim, ocorre a diacinese, que é quando acontece a separação dos cromossomos homólogos, com o deslizamento dos quiasmas para as extremidades do bivalente. Ocorre também nesse ponto um fenômeno chamado de terminalização dos quiasmas. Ao final da diacinese, ocorre a desintegração da membrana nuclear, e os cromossomos homólogos espalham-se pelo citoplasma. Inicia-se então a metáfase I. Nesse momento, há cromossomos muito condensados e presos às fibras do fuso que se formaram durante a prófase I. Os cromossomos ficam dispostos na região mediana da célula. 35 Na anáfase I, cada cromossomo homólogo é puxado para os polos da célula. Essa anáfase diferencia-se da anáfase da mitose, pois não ocorre o rompimento dos centrômeros, ocorrendo a migração de cromossomos inteiros. Em seguida, ocorre a telófase I. Os cromossomos começam a se descondensar, a membrana nuclear é refeita e os nucléolos reorganizam-se. Após essa etapa, ocorre a divisão do citoplasma e a separação das duas células-filhas. No final da meiose I, há duas células com metade do número de cromossomos da célula-mãe. Podemos considerar essa etapa como reducional. Meiose II Entre uma divisão e outra (intercinese), não ocorre uma nova duplicação do material genético. A meiose II assemelha-se muito com a mitose, sendo considerada uma divisão equacional, pois o número de cromossomos permanece igual. As células-filhas iniciam a primeira etapa, a prófase II. Nesse momento, os cromossomos se condensam e é formado o fuso. Os nucléolos e a membrana nuclear fragmentam-se novamente. Inicia-se a metáfase II, os cromossomos atingem seu maior grau de condensação. Eles prendem-se às fibras do fuso pelos centrômeros e alinham-se no plano equatorial da célula. Na anáfase II, as cromátides irmãs são levadas para os polos. Vale destacar que nessa etapa ocorre a separação dos centrômeros. Na telófase II, os cromossomos desespiralizam-se, os nucléolos surgem novamente e a carioteca reorganiza-se. Por fim, ocorre a citocinese II e a formação das células-filhas. 36 10. GENES E CROMOSSOMOS Genes e cromossomos são dois termos essenciais para a compreensão da genética. Os genes são porções de DNA, enquanto os cromossomos são moléculas de DNA condensadas. A informação contida nos genes é copiada e transmitida para células-filhas milhões de vezes durante a vida de um organismo pluricelular. A genética emergiu como ciência no início do século XX. quando Hugo de Vries e Carl Correns redescobriram os trabalhos de Gregor Mendel (de 1866). Os genes são elementos que contêm as informações que determinam as características de um organismo, assim o conhecimento da estrutura físico química desses elementos torna-se uma ferramenta importante para a compreensão da genética. 1869: Johann Miescher – composto de natureza ácida, rico em fósforo e nitrogênio, desprovido de enxofre e resistente à ação da pepsina (nucleína). 1880: Albrecht Kossel – nucleínas continham bases nitrogenadas. 1889: Richard Altman – confirmação da sua natureza ácida - ácido nucléico que, degradado, liberava 2 bases púricas (A e G) e 2 bases pirimídicas (T e C). 1912: Phoebis Levene e Walter Jacobs – base nitrogenada + pentose + fosfato – nucleotídeo 1933: James Alloway – extrato de bactérias S transformava bactérias R em S. 1944: Oswald Avery - Tratamento com DNAse tira do extrato o poder de transformar bactérias R em S. 1952: Hershey e Chase - Vírus bacteriófago T2 - proteínas não contêm fósforo e DNA não contem enxofre 1953: James Watson e Francis Crick - O modelo da dupla hélice duas cadeias polinucleotídicas dispostas em hélice unidas por pontes de H entre pares de bases específicos (A-T e C-G), 37 sendo as duas cadeias são complementares e antiparalelas sugerem um possível mecanismo de cópia para o material genético. 10.1 SOBRE GENÉTICA – GENE Ao estudar genética dois termos são essenciais para sua compreensão: genes e cromossomos. Genes Genes são porções de DNA que apresentam as informações necessáriaspara que ocorra a síntese de uma molécula de RNA mensageiro e consequentemente uma proteína. São eles, portanto, responsáveis por carregar as informações necessárias para que nossas características se expressem. Os genes estão localizados nos cromossomos e ocupam um lugar bem definido nessa estrutura. O lugar que um gene ocupa em um cromossomo é chamado de locus gênico. Um gene pra uma determinada característica nem sempre apresenta-se igual. As formas alternativas de um determinado gene é chamado de alelo. Assim sendo, um determinado gene pode apresentar diferentes alelos em razão de alguma modificação em um pequeno trecho do DNA que ocorrem devido a mutações. Os alelos determinam a mesma característica, porém de maneiras diferentes. À constituição genética de um indivíduo, ou seja, ao conjunto de seus genes dá-se o nome de genótipo. O genótipo será responsável, portanto, por determinar as características mensuráveis de um indivíduo (fenótipo). Cromossomos Os cromossomos podem ser definidos como DNA altamente condensado. Na espécie humana temos 46 cromossomos no núcleo de nossas células. Esses cromossomos estão dispostos em pares, ou seja, temos 23 pares de cromossomos. Os cromossomos de um determinado par são denominados de homólogos. 38 Dos 23 pares de cromossomos que possuímos, metade foi herdado da mãe e outro herdado do pai. Sendo assim, temos duas versões de cada gene (alelos), os quais estão localizados em cromossomos homólogo. Dos 23 pares de cromossomos, 22 pares são considerados autossômicos e dois cromossomos são sexuais, os quais estão relacionados com a determinação do sexo masculino e feminino. Homens apresentam cromossomos sexuais XY, enquanto a mulher XX. O cromossomo possui uma região de constrição denominada de centrômero, que acaba dividindo essa estrutura em dois braços. Um cromossomo simples é formado por dois braços e um centrômero, enquanto os duplicados possuem 4 braços e apenas um centrômero. De acordo com a posição do centrômero, podemos classificar os cromossomos em metacêntricos, submetacêntricos, acrocêntricos e telocêntricos. Os cromossomos metacêntricos são aqueles que possuem o centrômero no meio do cromossomo. Os submetacêntricos são aqueles que o centrômero está um pouco afastado do centro. Os acrocêntricos possuem o centrômero bem próximo a uma das extremidades. Enquanto os telocêntricos possuem o centrômero bem na extremidade terminal, fazendo com que o cromossomo tenha apenas um braço. Figura 8: Os genes DNA contidas nos cromossomos Fonte: mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/genes.htm 39 11- MOVIMENTOS CELULARES Movimentos celulares são divididos em dois grupos, os movimentos quem levam a modificação na forma das células como as contrações musculares, movimentos amebóides, movimento de divisão celular e os movimentos que não levam a modificação na forma da célula como os processos de transporte intracelular. O tecido muscular estriado esquelético é composto por um sincício multinucleado que se liga ao osso através de tendões, suas células são grandes e dependem do cálcio para contração. O tecido muscular estriado cardíaco possui células menores se comparadas com a musculatura esquelética e possuem um núcleo. 40 12. SOBRE A CITOLOGIA. Com advento da inclusão o professor necessita de recursos que possam ser facilitadores da aprendizagem de todos os alunos, independente da necessidade educacional. No ensino de ciências, a citologia é o ponto de partida para o conhecimento dos seres vivos. Segundo os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) do ensino fundamental, além do conhecimento, a educação é o instrumento pelo qual o individuo constrói um pensamento crítico, onde a partir dele pode interferir na sociedade, tendo capacidade de julgar e criticar medidas e decisões para o bem comum (BRASIL, 1997). Chama atenção nos PCN a ênfase dada às disciplinas científicas para tal responsabilidade. As ciências naturais são destacadas como as que têm de fato o papel de incutir e estimular no aluno essa visão crítica e sua atuação na sociedade. Dentre as ciências, destacamos a biologia, que tem em muitos conteúdos uma abordagem abstrata, o que necessita do aluno uma imaginação que por vezes ele não atinge. A biologia é a ciência que estuda a vida. O homem viveu e vive buscando de onde viemos e pra onde vamos, e a biologia acompanha essa busca. A visualização de uma célula por Robert Hooke foi um grande passo na ciência do século XVII que reflete no que conhecemos hoje. A citologia vem a se tornar então um tema de suma importância, pois através da percepção sobre o funcionamento de uma única célula, compreendemos como o ar que respiramos e o alimento que comemos são utilizados, por exemplo, além de saber como uma nova vida se forma e quais os tipos de vida existentes no nosso planeta. 41 13. CONCLUSÃO Ao fazer a leitura e a pesquisar superficialmente e teoricamente bem como o contato com as oportunidade a mim dadas durante o processo de leitura nos sites, livros e artigos, percebi que jamais devemos abandonar tal prática, pois só em contato com a produção e a realização desse estudos pude melhorar meus conhecimentos. Percebi também, que o estudo dela (citologia) é muito importante já que as células são basicamente responsáveis pela estrutura dos seres e que as células são muito importantes para a vida em geral, pois são as unidades morfológicas da vida. A importância da citologia baseia-se no conhecimento das diversas estruturas celulares existentes, bem como a interação entre elas, isso inclui o mapeamento das funções das células do corpo humano e de microrganismos que podem ou não serem patógenos. Esse conhecimento permite criar medicamentos que estimulem determinadas funções celulares de combate a esses invasores. A citologia também assume importância na medida em que as técnicas de engenharia genética se desenvolvem, permitindo a criação de novos medicamentos, tratamento de doenças congênitas, melhoramento genético de animais e plantas e um mapeamento mais preciso sobre as tendências patológicas de acordo com o desenvolvimento celular. Desde o entendimento de que os seres vivos são formados por células até os dias atuais, muito conhecimento sobre a Biologia Celular foi adquirido. Apesar disso, ainda faltam muitos estudos a serem realizados. Enfim, a citologia é uma extensa área da biologia que se comunica com outras disciplinas para concatenar os conhecimentos a fim de utilizá-los nas ciências aplicadas, como ocorre na terapia gênica ou engenharia genética, por exemplo. 42 14. REFERÊNCIAS ALBERTS, Bruce et al. Fundamentos da biologia celular. Artmed Editora, 2002 <https://books.google.com.br/books?hl=pt- BR&lr=&id=B_wnDwAAQBAJ&oi- 2008.P.56). ARAÚJO, C. M.; STARLING, G.; BRITO, A. Z. P.; PEREIRA, A.; MACIEL, V. F. A. Arte no ensino da citologia. Atas... IX Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências – XI ENPEC, Águas de Lindóia, SP – 10 a 14 de novembro de 2013 Disponível em http://www.nutes.ufrj.br/abrapec/ixenpec/atas/resumos/R0439-1.pdf Acessado em 22 /03/2020. BARROS, Carlos e PAULINO, Wilson. 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