APOSTILA ENEM 2019

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EXAME NACIONAL DO ENSINO
MÉDIO – ENEM 2019
 
 
 
BIOLOGIA – PARTE 1 E 2
 
 
 
 
ORGANIZADOR: ZÉLIO CABRAL
 
1ª. EDIÇÃO – BRASIL - 2019
 
 
 
 
 
 
 
 
"Há biologia em tudo, mesmo quando você está se
sentindo espiritual"
 
(Helen Fisher)
 
 
"Estou fascinado com a ideia de que a genética é
digital. Um gene é uma longa sequência de letras
codificadas, como informações do computador. A
biologia moderna está se tornando muito mais um
ramo da tecnologia da informação"
 
(Richard Dawkins)
 
“Se você tem metas para um ano. Plante arroz
 Se você tem metas para 10 anos. Plante uma árvore
 Se você tem metas para 100 anos então eduque
uma criança
 Se você tem metas para 1000 anos, então preserve
o meio Ambiente.”
 
(Confúcio)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEDICATÓRIA
 
Ao único que é digno de receber toda honra e
toda glória, a força e o poder. Ao Deus eterno,
imortal, invisível, mas real. A ele, dedico esta
Apostila de Biologia I e II, Jesus Cristo, o Filho
do Deus Vivo.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO
 
 
Introdução
 
Capítulo 1 – Moléculas, Células e Tecidos
 
Estrutura e fisiologia celular: membrana,
citoplasma e núcleo. Divisão celular. Aspectos
bioquímicos das estruturas celulares. Aspectos
gerais do metabolismo celular. Metabolismo
energético: fotossíntese e respiração.
Codificação da Informação Genética. Síntese
Protéica. Diferenciação celular. Principais tecidos
animais e vegetais. Origem e evolução das
células. Noções sobre células-tronco, clonagem
e tecnologia do DNA recombinante. Aplicações
de biotecnologia na produção de alimentos,
fármacos e componentes biológicos. Aplicações
de tecnologias relacionadas ao DNA a
investigações científicas, determinação da
paternidade, investigação criminal e identificação
de indivíduos. Aspectos éticos relacionados ao
desenvolvimento biotecnológico. Biotecnologia e
sustentabilidade.
 
Capítulo 2 – Hereditariedade e diversidade da
vida
 
Princípios básicos que regem a transmissão de
características hereditárias. Concepções pré-
mendelianas sobre a hereditariedade. Aspectos
genéticos do funcionamento do corpo humano.
Antígenos e anticorpos. Grupos sanguíneos,
transplantes e doenças auto-imunes. Neoplasias
e a influência de fatores ambientais. Mutações
gênicas e cromossômicas. Aconselhamento
genético. Fundamentos genéticos da evolução.
Aspectos genéticos da formação e manutenção
da diversidade biológica.
 
Capítulo 3 – Identidade dos seres vivos
 
Níveis de organização dos seres vivos. Vírus,
procariontes e eucariontes. Autótrofos e
heterótrofos. Seres unicelulares e pluricelulares.
Sistemática e as grandes linhas da evolução dos
seres vivos. Tipos de ciclos de vida. Evoluções e
padrões anatômicos e fisiológicos observados
nos seres vivos. Funções vitais dos seres vivos e
sua relação com a adaptação desses organismos
a diferentes ambientes. Embriologia, anatomia e
fisiologia humana. Evolução humana.
Biotecnologia e sistemática.
 
Capítulo 4 – Ecologia e ciências ambientais
 
Ecossistemas. bióticos e Fatores abióticos.
Habitat e nicho ecológico. A comunidade
biológica: teia alimentar, sucessão e comunidade
clímax. Dinâmicas de populações. Interações
entre os seres vivos. Ciclo biogeoquímicos.
Fluxo de energia no ecossistema. Biogeografia.
Biomas brasileiros. Exploração e uso de
recursos naturais. Problemas ambientais:
mudanças, efeito estufas; desmatamento;
erosão; poluição da água, do solo e do ar.
Conservação e recuperação de ecossistemas.
Conservação da biodiversidade. Tecnologias
ambientais. Noções de saneamento básico.
Noções de legislação ambiental: água, florestas,
unidades de conservação. Biodiversidades.
 
Capítulo 5 – Origem e Evolução da Vida
 
A Biologia como ciência: história, métodos,
técnicas e experimentação. Hipóteses sobre a
origem do Universo, da Terra e dos seres vivos.
Teorias da evolução. Explicações pré-darwinistas
para a modificação das espécies. A teoria
evolutiva de Charles Darwin. Teoria sintética da
evolução. Seleção artificial e seu impacto sobre
ambientes naturais e sobre populações
humanas.
 
Capítulo 6 – Qualidade de vida das populações
humanas
 
Aspectos biológicos da pobreza e do
desenvolvimento humano. Indicadores sociais,
ambientais e econômicos. Índice de
desenvolvimento humano. Principais doenças
que afetam a população brasileira:
caracterização, prevenção e profilaxia. Noções
de primeiros socorros. Doenças sexualmente
transmissíveis. Aspectos sociais da biologia: uso
indevido de drogas. Gravidez na adolescência.
Obesidade. Violência e segurança pública.
Exercícios físicos e vida saudável. Aspectos
biológicos do desenvolvimento sustentável.
Legislação e cidadani
INTRODUÇÃO
 
 
Ser aprovado na matéria de Biologia no Enem 2019 é o sonho da
maioria dos jovens e é uma tarefa simples, porém não é fácil. É
simples porque se você usa o método de estudos certo não terá
problemas em passar, mas é difícil porque se você não souber o
caminho certo morrerá na praia. Todo ano milhões de jovens se
inscrevem no Enem em busca do sonho de entrar na faculdade,
mas infelizmente são poucos que conseguem,
A prova do ENEM tem como foco identificar potencialidades. O
candidato bem sucedido será aquele que não apenas possui os
conhecimentos adquiridos no ensino médio, mas que também sabe
aplicá-los às mais diferentes situações. Aprender como passar no
ENEM fica muito mais fácil depois de compreender o que as
universidades buscam num candidato.
Muitos vestibulares cobram que os candidatos apliquem
conhecimentos bastante específicos na resolução de suas questões.
Já as questões do ENEM são interdisciplinares, ou seja, cobram
que o candidato consiga unir diferentes áreas do conhecimento.
É uma tendência que vem se fortalecendo já há mais de uma
década: a busca por candidatos que tenham suas habilidades mais
voltadas para o raciocínio do que para a “aplicação de fórmulas”; o
que as universidades querem é selecionar candidatos
comprovadamente inteligentes, não apenas aqueles que são bons
em decorar os conteúdos do ensino médio.
Para saber como passar no ENEM você precisará avaliar seus
conhecimentos em todas as disciplinas, porém, as ferramentas da
Biologia são indispensáveis, por isso, o autor desta apostila
http://vestibulandoansioso.com/enem/
resolveu compila-la, para que o estudante possa gabaritar esta
disciplina tão importante para o ingresso na tão sonhada
universidade.
Boa Sorte e bons estudos!
 
Zélio Cabral
Organizador da apostila
 
 
 
 
 
Capítulo 1 – Moléculas, Células e Tecidos
 
As células são componentes fundamentais de todos os organismos
vivos do planeta Terra. Cada célula dá estrutura e funcionamento ao
ser vivo do qual a célula faz parte, ou seja, a célula é a unidade
morfofisiológica dos seres vivos. Os menores organismos são
unicelulares e microscópicos, enquanto que os organismos maiores
são pluricelulares. Os seres unicelulares, evidentemente, não
formam tecidos, mas podem constituir colônias. Os organismos
unicelulares ocorrem em grande quantidade em todos os ambientes.
Grande parte da biomassa dos solos é composta de bactérias. Os
seres multicelulares podem ser compreendidos como uma complexa
“edificação” onde células semelhantes se agrupam formando
tecidos, e estes, os órgãos. Os seres pluricelulares apresentam
muitos tipos de células, que diferem em tamanho, forma e função.
Assim, nos animais, temos os tecidos nervoso, muscular , adiposo,
etc. Nos vegetais há os tecidos: meristema, parênquima,
colênquima, etc.
Nos fungos, a célula é denominada hifa. O agrupamento de hifas é
chamado micélio, mas este não é considerado um tecido
verdadeiro como o das plantas e animais.
Os seres do reino Protista são eucariontes e compreendem as
algas unicelulares e os protozoários.
Estrutura geral das células
Todas as células apresentam uma mesma estrutura formada de
membrana plasmática, citoplasma e núcleo (ou nucleóide). A seguir
pormenorizamos um pouco os componentes básicos celulares:
A membrana plasmática
A membrana plasmática (também denominada membrana
citoplasmáticaou plasmalema) é um delgadíssimo envoltório que
delimita a célula e lhe dá individualidade. Quimicamente, a
membrana plasmática é composta de lipídios (notadamente
fosfolipídios) e proteínas atraídos uns aos outros por interações
hidrofóbicas não covalentes. Como resultado, a membrana é uma
estrutura flexível, embora resistente, que permite à célula mudanças
de forma e tamanho. A membrana consegue controlar a passagem
das substâncias polares para dentro e para fora da célula. As
proteínas de membrana, além de constituírem a estrutura da
membrana, atuam como transportadores de solutos específicos,
recebem sinais externos, dão identidade antigênica à célula e atuam
como enzimas.
O citoplasma
Denomina-se citoplasma todo o conteúdo celular compreendido pela
membrana plasmática. O citoplasma é composto de um colóide
aquoso chamado citossol. No citoplasma das células eucariontes
(que compõem o organismo dos animais, plantas fungos e protistas)
estão mergulhadas estruturas membranosas, as organelas. As
células procariontes (que são as células das bactérias) são de
estrutura mais simples e não apresentam organelas. O citossol
também é denominado hialoplasma, e as organelas também são
conhecidas por orgânulos ou organóides. Encontram-se, dissolvidas
no citossol, enzimas, moléculas de ARN-mensageiro, açúcares
pequenos, íons, aminoácidos, nucleotídeos, e estruturas onde
ocorre a síntese de proteínas, os ribossomos.
(1) nucléolo
 (2) núcleo
 (3) ribossomos (pontos pequenos)
 (4) vesícula
 (5) retículo endoplasmático rugoso
 (6) complexo de golgi
 (7) Citoesqueleto
 (8) retículo endoplasmático liso
 (9) mitocôndria
 (10) vacúolo
 (11) citoplasma
 (12) lisossomo
 (13) centríolos dentro do centrossoma
O núcleo (nos eucariontes) ou nucleóide (nos procariontes): a região
onde se localiza o material genético.
Com poucas exceções (como as hemácias de mamífero) todas as
células vivas possuem um núcleo ou um nucleóide, onde o genoma
(conjunto total de genes de um organismo) é armazenado. As
moléculas de ADN (ácido desoxirribonucléico) são muito longas e
ficam compactadas (“empacotadas”) dentro do núcleo ou nucleóide
como complexos de ADN associado a proteínas específicas. O
nucleóide das bactérias não é envolvido por uma membrana,
estando, assim, em contato direto com o citoplasma. Já nos
organismos de células mais complexas o material genético (ADN) é
envolvido por uma dupla membrana lipoprotéica, a carioteca ou
envelope nuclear. O núcleo dos eucariontes é uma organela, pois é
composto de estrutura membranosa.
Histórico
O início do estudo da Biologia das células deu-se no século XVII,
com as investigações do inglês Robert Hooke (1635-1703) e do
holandês Antony van Leeuwenhoek (1632-1723). Em 1665, Hooke
publica o livro Micrographia, no qual descreve e ilustra a estrutura
celular da cortiça, um tecido vegetal de revestimento. Em 1675,
Leeuwenhoek aperfeiçoa o microscópio e descobre uma grande
variedade de formas de vida unicelulares, incluindo as bactérias (em
1683). No ano de 1824, Dutrochet conclui que todos os tecidos,
animais e vegetais, são compostos por pequenas unidades, as
células. Em 1830, Meyen faz a suposição de que cada célula
vegetal é uma unidade isolada e independente e capaz de construir
suas estruturas internas. No ano seguinte, 1831, Robert Brown
identifica o núcleo celular. Em 1832, Dumortier observa a divisão
celular em algas. Von Mohl, no ano de 1839, descreve em detalhes
o fenômeno da mitose. No período de 1838-1839, Schleiden e
Schwann defendem a doutrina celular, afirmando que todos os
organismos são constituídos de células e que o metabolismo e o
desenvolvimento dos tecidos são o resultado da atividade celular.
Em 1858, Virchow corretamente explica que toda célula é originada
de outra célula preexistente, e que as células, como unidades da
vida, são também o local primário das causas das doenças. Durante
os anos de 1880 a 1898, observaram-se as organelas: plastos,
mitocôndrias e aparelho de Golgi. Em 1907, Harrison consegue
desenvolver um meio para o crescimento de células animais em
laboratório, assim futuros estudos de metabolismo celular podem
ser conduzidos sob condições experimentais controladas.
No século XX, entre os anos de 1930 a 1946 foi desenvolvido o
microscópio eletrônico que possibilita o estudo da ultraestrutura
celular. Paralelamente, o surgimento de técnicas de Bioquímica e
Biologia Celular como o fracionamento celular, a histoquímica deram
um avanço extraordinário ao conhecimento sobre as células e os
organismos. A partir da década de 60, desvendou-se o papel
codificador e regulador dos ácidos nucléicos sobre o metabolismo e
o crescimento da célula por meio da síntese de proteínas.
 
Células procariontes
 
As células dos organismos procariontes se caracterizam por
não possuírem organelas. Os seres procariontes compreendem
as bactérias, que se dividem em arqueobactérias e as
eubactérias. As arqueobactérias habitam ambientes de
condições extremas como águas muito salinas, águas quentes
e ácidas, regiões profundas dos oceanos e pântanos. Há
diferenças de estrutura genética e de composição lipídica entre
as eubactérias e as arqueobactérias. As eubactérias são as
mais estudadas e conhecidas, pois têm grande importância
ecológica, industrial e médica. Nas eubactérias incluem-se as
cianobactérias (estas últimas também conhecidas pela antiga
denominação “algas cianofíceas” ou “algas azuis”).
As células procariontes são geralmente bem pequenas, tendo 0,5 a
10 micrômetros de diâmetro. Apresentam, na região conhecida
como nucleóide, uma molécula circular de ADN não combinada com
proteínas básicas (histonas). Em grande parte das bactérias existem
moléculas pequenas de ADN circular, são os plasmídios. Estes são
independentes do ADN do nucleóide e conferem resistência a
toxinas e antibióticos. Ocorre parede celular, que tem composição
química diferente da parede celular das plantas. Nos procariontes, a
parede celular contém peptidoglicanos (polímeros de glicídio unidos
por ligações cruzadas de aminoácidos. Da sua superfície externa a
bactéria pode projetar estruturas curtas, semelhantes a cabelos,
denominadas pilos, que servem para a adesão a outras células. A
síntese de proteínas tem lugar em pequenos ribossomos livres no
hialoplasma. Os procariontes não possuem citoesqueleto, um
complexo de proteínas fibrilares que dá forma e movimento nos
eucariontes. Algumas bactérias têm flagelos de estrutura simples,
de cerca de 20 nanômetros de diâmetro. Os flagelos servem para
dar propulsão à célula no seu meio ambiente. A composição destes
flagelos é a proteína flagelina, diferentemente dos eucariontes, onde
os flagelos são feitos de microtúbulos, estes constituídos da
proteína tubulina. Alguns procariontes são autotróficos e podem fixar
o nitrogênio atmosférico em aminoácidos usados em síntese de
proteínas. As cianobactérias têm um extenso sistema de
membranas fotossintéticas mergulhadas em seu citossol, nestas
membranas existem pigmentos como a clorofila.
Células Eucariontes
As organelas citoplasmáticas
A organização interna das células eucariontes é complexa. O
citoplasma acha-se dividido em compartimentos, delimitados por
membrana, as organelas.
Geralmente, os livros-texto de Biologia fornecem esquemas
didáticos de células eucariontes. São bons exemplos os esquemas
de célula animal e vegetal encontrados em Amabis (1994) págs. 58
e 59. O professor deve sempre ressaltar aos seus alunos que os
esquemas didáticos de células procuram representar conjuntamente
todas as organelas possíveis de existir em uma célula. Porém, de
acordo com sua especialização, uma célula apresentará certas
organelas, mas não apresentará outras. Como exemplo, temos que
uma célula da raiz não terá cloroplastos, mas uma célula da folha
possuirá cloroplastos. No caso dos animais, como exemplo, um
hepatócito terá um núcleo muito ativo e não possuirá flagelo; já um
espermatozóide usará um flagelo para se locomover e o seu núcleo
será muito compactado.
Além das organelas dos eucariontes, existem outrasestruturas que
compõem as células:
Parede celular
As células são caracterizadas não somente pelo seu conteúdo e
organização interna, mas também por uma complexa mistura de
materiais extracelulares que, nas plantas é referida como parede
celular (a parede celular diferencia as células vegetais das células
animais). Esta parede é constituída, principalmente, de carboidratos,
proteínas e de algumas substâncias complexas. Estes componentes
são sintetizados dentro da célula e transportados através da
membrana plasmática para o local onde eles se organizam. A
parede celular possui diversas funções:
A parede celular possui diversas funções:
Atua como um exoesqueleto celular, possibilitando a formação
de uma pressão positiva dentro da célula (turgescência) e,
consequentemente, a manutenção da forma da célula;
Por resistir à pressão de turgescência, ela se torna importante
para as relações hídricas da planta;
A parede celular permite a junção de células adjacentes;
Determina a resistência mecânica das estruturas do vegetal,
permitindo que muitas plantas cresçam e se tornem árvores de
grandes alturas;
A resistência mecânica das paredes do xilema também permite
que as células resistam às fortes tensões criadas dentro dos
vasos, o que é fundamental para o transporte de água e
minerais do solo até as folhas;
Em sementes, os polissacarídeos da parede das células do
endosperma ou dos cotilédones funcionam como reservas
metabólicas. Na maioria das paredes celulares, isso não
ocorre;
Alguns oligossacarídeos presentes na parede celular podem
atuar como moléculas de sinalização, durante a diferenciação
celular e durante o reconhecimento de patógenos e simbiontes.
Embora a parede celular seja permeável para pequenas
moléculas, ela atua como uma barreira à difusão de
macromoléculas, sendo a principal barreira à invasão de
patógenos.
Estruturalmente, pode-se dividir a parede celular, de fora para
dentro, em: Lamela Média,Parede Primária e Parede Secundária.
A Lamela Média é uma fina camada de material, considerada o
cimento que promove a junção de paredes primárias de células
adjacentes. É constituída de substâncias pécticas (ácido péctico,
pectato de cálcio e de magnésio) e de proteínas (não são as
mesmas encontradas no restante da parede celular). A lamela
média juntamente com a parede primária origina-se da placa celular
que é formada durante a divisão celular (telófase).
As Paredes Primárias são formadas em células jovens em
crescimento. Algumas paredes primárias, tais como aquelas do
parênquima de bulbos de cebola, são muito finas (100 nm) e
possuem arquitetura simples. Outras paredes primárias, tais como
aquelas encontradas em colênquima ou em epidermes, podem ser
bem mais espessas e conter múltiplas camadas. A parede primária
é constituída de celulose, hemiceluloses, pectinas, proteínas e
compostos fenólicos.
As paredes secundárias são formadas após a célula parar de
crescer. Elas são ricas em celulose e lignina (Tabela 2). No entanto,
elas podem conter polissacarídeos não celulósicos (principalmente
aqueles classificados como hemiceluloses) e proteínas. A parede
secundária pode tornar-se altamente especializada em estrutura e
função, refletindo o estado de especialização celular. As células do
xilema de árvores, por exemplo, apresentam paredes secundárias
bastante espessas, que são reforçadas pela presença de lignina.
Isto é fundamental para o transporte de água a longa distância.
Grãos de armazenamento e gotículas lipídicas
As células podem armazenar substâncias de reserva em seu
citoplasma. Deste modo, encontramos grãos de amido (em
vegetais), glicogênio (em animais e fungos), paramilo (em algas),
gotículas de gordura (em muitas células, como as de animais,
fungos, etc.).
Ribossomos
Os ribossomos são o local da síntese protéica nas células. Podem
estar livres no hialoplasma ou aderidos à face externa das
membranas do retículo endoplasmático.
Centríolos
Estruturas de forma cilíndrica compostas de microtúbulos protéicos.
Os centríolos são ausentes em procariontes e em vegetais
superiores. Durante a divisão celular, em seu redor, forma-se o fuso
mitótico.
Retículo endoplasmático
Rede de túbulos e cisternas achatadas mergulhados no citoplasma.
Dentre suas várias funções ressaltamos o metabolismo de lipídios
(incluindo a síntese de esteróides e fosfolipídios) e a síntese de
proteínas para exportação.
Aparelho de Golgi
Esta organela também é denominada complexo de Golgi ou,
simplesmente, Golgi. Esta organela foi descoberta pelo citologista
italiano Camillo Golgi que viveu no século XIX. Observa-se, no
aparelho de Golgi, a síntese de enzimas e a gênese de lisossomas,
estas organelas responsáveis pela digestão celular.
Lisossomas
Estas organelas são vesículas esféricas repletas de enzimas
hidrolíticas que atuam em pH ácido. No animais e protistas, os
lisossomas digerem partículas alimentares provindas do exterior da
célula, mas também podem degradar organelas envelhecidas da
própria célula num processo conhecido como autofagia. As plantas
não possuem lisossomas e a função semelhante destes é feita pelos
vacúolos.
Mitocôndrias
Têm sua estrutura formada de duas membranas que delimitam uma
matriz coloidal onde encontram-se enzimas, íons, dentre outras
substâncias. No interior das mitocôndrias ocorre a degradação
oxidativa de ácidos graxos e de grupos acetil (provindos da
degradação da glicose). Neste processo oxidativo (denominado
respiração celular), participam o oxigênio molecular, as enzimas do
ciclo de Krebs e a cadeia respiratória, e são sintetizadas 36
moléculas de ATP (trifosfato de adenosina).
Cloroplastos
Há, nas células vegetais, organelas relacionadas com a síntese de
glicídios, os plastos. Os cloroplastos são os plastos mais
abundantes nos vegetais. Têm cor verde pois apresentam grande
quantidade do pigmento clorofila, responsável pela absorção de luz
no processo de fotossíntese. Assim, como as mitocôndrias, os
cloroplastos possuem duas membranas concêntricas que delimitam
uma região coloidal, o estroma. Mergulhado no estroma, existe um
sistema de membranas. Parte da fotossíntese acontece no conjunto
de membranas internas e parte se dá no estroma do cloroplasto.
Pelo processo de fotossíntese há a síntese de substâncias
orgânicas como, por exemplo, a glicose.
 
Divisão celular. Aspectos bioquímicos das
estruturas celulares.
 
Os cromossomos são responsáveis pela transmissão dos caracteres
hereditários, ou seja, dos caracteres que são transmitidos de pais
para filhos. Os tipos de cromossomos, assim como o número deles,
variam de uma espécie para a outra. As células do corpo de um
chimpanzé, por exemplo, possuem 48 cromossomos, as do corpo
humano, 46 cromossomos, as do cão, 78 cromossomos e as do
feijão 22.
Note que não há relação entre esse número e o grau evolutivo
das espécies.
Os 23 pares de cromossomos humanos.
Os cromossomos são formados basicamente por dois tipos de
substâncias químicas: proteínas e ácidos nucléicos. O ácido
nucléico encontrado nos cromossomos é o ácido desoxirribonucléico
– o DNA. O DNA é a substância química que forma o gene. Cada
gene possui um código específico, uma espécie de “instrução”
química que pode controlar determinada característica do indivíduo,
como a cor da pele, o tipo de cabelo, a altura, etc.
Cada cromossomo abriga inúmeros genes, dispostos em ordem
linear ao longo de filamentos. Atualmente, estima-se que em cada
célula humana existam de 20 mil a 25 mil genes. Os cromossomos
diferem entre si quanto à forma, ao tamanho e ao número de
genes que contê
Células haplóides e diplóides
Para que as células exerçam a sua função no corpo dos animais,
elas devem conter todos os cromossomos, isto é dois cromossomos
de cada tipo: são as células diplóides. Com exceção das células de
reprodução (gametas), todas as demais células do nosso corpo são
diplóides. Porém, algumas células possuem em seu núcleo apenas
um cromossomo de cada tipo. São as células haplóides. Os
gametas humanos – espermatozóides e óvulos – são haplóides.
Portanto os gametas são células que nãoexercem nenhuma função
até encontrarem o gameta do outro sexo e completarem a sua carga
genética.
Nos seres humanos, tanto o espermatozóide como o óvulo possuem
23 tipos diferentes de cromossomos, isto é, apenas um cromossomo
para cada tipo. Diz-se então que nos gametas humanos n= 23 (n é o
número de cromossomos diferentes). As demais células humanas
possuem dois cromossomos de cada tipo. Essas células possuem
46 cromossomos (23 pares) no núcleo e são representadas por 2n =
46.
Nas células diplóides do nosso corpo, os cromossomos podem,
então, ser agrupados dois a dois. Os dois cromossomos de cada par
são do mesmo tipo, por possuírem a mesma forma, o mesmo
tamanho e o mesmo número de genes. Em cada par, um é de
origem materna e outro, de origem paterna.
 
 
Tipos de divisão celular
As células são originadas a partir de outras células que se
dividem. A divisão celular é comandada pelo núcleo da célula.
Ocorrem no nosso corpo dois tipos de divisão celular: a mitose e
a meiose.
Antes de uma célula se dividir, formando duas novas células, os
cromossomos se duplicam no núcleo. Formam-se dois novos
núcleos cada um com 46 cromossomos. A célula então divide o seu
citoplasma em dois com cada parte contendo um núcleo com 46
cromossomos no núcleo. Esse tipo de divisão celular, em que uma
célula origina duas células-filhas com o mesmo número de
cromossomos existentes na célula mãe, é chamado de mitose.
Portanto, a mitose garante que cada uma das células-filhas receba
um conjunto complementar de informações genéticas. A mitose
permite o crescimento do indivíduo, a substituição de células que
morrem por outras novas e a regeneração de partes lesadas do
organismo.
Mas como se formam os espermatozoides e os óvulos, que
têm somente 23 cromossomos no núcleo, diferentemente das
demais células do nosso corpo?
Na formação de espermatozoides e de óvulos ocorre outro tipo de
divisão celular: a meiose.
Nesse caso, os cromossomos também se duplicam no núcleo da
célula-mãe (diploide), que vai se dividir e formar gametas (células-
filhas, haploides). Mas, em vez de o núcleo se dividir uma só vez,
possibilitando a formação de duas novas células-filhas, na meiose o
núcleo se divide duas vezes. Na primeira divisão, originam-se dois
novos núcleos; na segunda, cada um dos dois novos núcleos se
divide, formando-se no total quatro novos núcleos. O processo
resulta em quatro células-filhas, cada uma com 23
cromossomos.
ASPECTOS BIOQUÍMICOS DAS ESTRUTURAS CELULARES
As substâncias orgânicas são moléculas mais complexas, sendo
muitas vezes, macromoléculas como, por exemplo, os carboidratos,
lipídios, proteínas, vitaminas e ácidos nucleicos.
Os carboidratos são a base da nossa alimentação e responsáveis
pelo fornecimento de energia. Os carboidratos são divididos em:
Monossacarídeos: é o principal combustível para a célula,
possuem função plástica e servem para “construir” as estruturas do
nosso corpo. Por exemplo, glicose, frutose, galactose, ribose e
desoxirribose.
Dissacarídeos: são formados pela união de dois monossacarídeos
a partir de uma síntese por desidratação, não produzem energia
imediata, são hidrolisados para formar monossacarídeos e aí sim
produzem energia. Por exemplo, maltose (glicose + glicose),
sacarose (glicose + frutose) e lactose (glicose + galactose).
Polissacarídeos: constituídos por várias moléculas de
monossacarídeos. São insolúveis em água e divididos em dois
grupos, os estruturais (celulose e quitina) e energéticos (amido nas
plantas e glicogênio em fungos e animais).
LIPÍDIOS
Os lipídios possuem diversas funções biológicas. São insolúveis em
água e solúveis apenas em solventes orgânicos, como o álcool e o
éter. São divididos em:
Carotenoides: atuam como pigmentos, absorvem luz e são
precursores da vitamina A (importante para a visão, evitando a
cegueira noturna).
Cerídeos: tem função protetora, como impermeabilizar as
superfícies das folhas e frutos. Por exemplo, ceras.
Fosfolipídios: compostos por ácidos graxos, fosfatos e glicerol. A
membrana plasmática é formada por uma bicamada de fosfolipídios
que atua uma barreira entre a célula e o ambiente externo.
Triglicerídeos: formados pela união de três ácidos graxos com
glicerol. Constituem a forma mais eficiente em armazenar energia.
São divididos em ácido graxos saturados e ácidos graxos
insaturados. Por exemplo: óleos e gorduras
Esteroides: são consideradas moléculas sinalizadoras, precursoras
de hormônios como o estrogênio, progesterona e testosterona. O
colesterol é um lipídio do grupo dos esteroides que é naturalmente
produzido pelos animais no fígado (colesterol endógeno) e pode ser
absorvido a partir dos alimentos (colesterol exógeno). O excesso de
colesterol pode estimular o aparecimento de doenças vasculares
como a aterosclerose.
PROTEÍNAS
As proteínas são macromoléculas complexas formadas pela
associação de aminoácidos. Possuem diversas funções:
(i) estrutural: participam das estruturas dos tecidos. Por exemplo,
colágeno e queratina; (ii) enzimática: aceleram as reações químicas
e reduzem a energia de ativação. A eficiência das enzimas depende
de três fatores: temperatura, pH e concentração do substrato;
(iii) hormonal: vários hormônios produzidos em nosso organismo
são de origem proteica. Por exemplo, insulina e glucagon;
(iv) proteção: na presença de antígenos, o organismo produz
proteínas de defesa denominadas, anticorpos; (v) transporte: o
oxigênio é transportado por proteínas denominadas, hemoglobinas.
As vitaminas são substâncias essenciais, obtidas através da
alimentação, que estimulam e regulam atividades metabólicas dos
organismos. São divididas em: hidrossolúveis (C, B1, B2, B6, B12,
entre outras) e lipossolúveis (A, D, E e K).
Os ácidos nucleicos são as moléculas com a função de
armazenamento e expressão da informação genética. Existem
basicamente dois tipos de ácidos nucleicos: ácido
desoxirribonucleico (DNA) e ácido ribonucleico (RNA).
Aspectos gerais do metabolismo celular.
Metabolismo energético: fotossíntese e
respiração
 
A energia da célula é proveniente de lipídios (gorduras), proteínas e
principalmente de carboidratos (açúcares). Depois de ingeridas,
essas moléculas passam por uma série de reações químicas no
organismo, a fim de produzir energia para que as células possam
executar todas as suas funções. Esse processo é conhecido como
Metabolismo.
O metabolismo é normalmente dividido em dois grupos: anabolismo
e catabolismo.
Anabólicas ou de Síntese: Produzem novos compostos (moléculas
mais complexas) a partir de moléculas simples (com consumo de
energia).
Catabólicas ou de Degradação: Produzem grandes quantidades
de energia livre a partir da decomposição ou degradação de
moléculas mais complexas (carboidratos, lipídios e proteínas).
Metabolismo energético: fotossíntese e respiração.
Energia para a vida
 
Um dos principais fatores limitantes a vida dos seres vivos é a
obtenção de energia para as suas atividades. De acordo com
a teoria heterotrófica, os primeiros seres vivos
seriam procariontes heterotróficos vivendo num meio aquático, de
onde retirariam nutrientes, formados na atmosfera e acumulados
nos lagos e oceanos primitivos.
Devido á sua grande simplicidade, estes seres utilizariam processos
igualmente rudimentares para retirar energia dessas moléculas de
que se alimentavam. Esse mecanismo seria semelhante à
fermentação realizada ainda por muitos organismos atuais.
Há mais de 2 bilhões de anos, surgiram os primeiros
organismos autotróficos, procariontes capazes de produzir o seu
próprio alimento através da fotossíntese. Este processo
revolucionário, além de permitir a sobrevivência dos autotróficos,
também serviu aos heterotróficos, que passaram a alimentar-se
deles.
A fotossíntese levou á acumulação de oxigênio na atmosfera
terrestre, permitindo a algumas linhagens de procariontes tirar
partido do poder oxidante dessa molécula para retirar muito mais
energia dos nutrientes, através da respiração.
Os organismos retiram energia das mais diversas moléculas
orgânicas (açucares, aminoácidos, ácidos graxos, etc.),mas
a glicose é a mais freqüente, tanto na fermentação como na
respiração. Para a fermentação ou respiração os organismos
heterotróficos obtém a glicose se alimentado dos únicos que
produzem glicose, os organismos autotróficos fotossintetizantes.
Atualmente, apenas algumas bactérias e fungos utilizam o
processo de fermentação para obter energia. Todos os outros
organismos, sejam autótrofos (algas e plantas) ou heterótrofos
(algumas bactérias, fungos e protozoários e animais), se utilizam
da respiração aeróbica, um processo de obtenção de energia
muito mais eficiente do que a fermentação.
 
Codificação da Informação Genética
 
A hipótese de que o DNA hereditário continha um informação
genética foi levantada por Gamow, com isso o organismo podia
saber o fenótipo que devia realizar. Esta informação genética é
constituída através de um código, que é chamado de código
genético.
 
Segundo Watson e Crick, cada filamento de DNA é composto por
uma sequência de nucleotídeos, e cada nucleotídeo é formado por 3
moléculas: ácido fosfórico + desoxirribose + base nitrogenada.
Os únicos constituintes que variam ao longo do filamento são as
bases nitrrogenadas: (A) adenina, (T) timina, (C) citosina e (G)
guanina. Veja na figura abaixo:
 
Os códigos são sistemas de símbolos utilizados para traduzir
informações através de várias formas. No código genético, os
símbolos são representados através de 4 letras (A,T, C e G) que
correspondem às 4 bases nitrogenadas. São 20 aminoácidos que
devem ser codificados e somente 4 símbolos. Se a cada letra
correspondesse somente um aminoácido, teríamos informação para
somente 4 aminoácidos. Se a informação fosse composta por
arranjos de 2 letras com repetição, teríamos somente 16 palavras,
que ainda é insuficiente.
Por isso, o código genético é formado por 3 bases que identificam
um aminoácido, temos assim um total de 64 arranjos diferentes com
repetição, em número suficiente para codificar os 20 aminoácidos.
Ó
Chamamos de CÓDON a sequência de 3 bases que codifica um
aminoácido. Cada códon é uma sequência de três bases que
codificam um aminoácido.
As abreviaturas para os aminoácidos são as seguin tes: Ala =
alanina, Arg = arginina, Asn = asparagina, Asp = ácido aspártico,
Cys = cisteína, Glu N = glutamina, Glu = ácido glutâmico, Gly =
glicina, His = histidina, Ileu = isoleucina, Leu = leucina, Lys = lisina,
Met = me-tionina, Phe = fenilalanina, Pro = prolina, Ser = serina, Thr
= treonina, Try = triptofano, Tyr = tirosina, Vai = va-lina; STOP =
terminal.
Atualmente o código genético foi totalmente decifra do. Os códons
do RNA-m para os vinte aminoácidos estão relacionados na tabela
abaixo.
 
Propriedades do código
O código genético apresenta duas propriedades: a degeneração e
a universalidade. A análise da tabela da codificação dos
aminoácidos mostra que um aminoácido pode ser codificado por
mais de um códon. A degenera ção consiste na existência de
“sinônimos”, ou seja, na existência de vários códigos para cada
aminoácido.
O código genético é basicamente o mesmo para todos os
organismos. Em outras palavras, ele é universal, o que sugere uma
origem comum para todos os seres vivos. Três dos 64 códons
existentes (UAA, UAG e UGA) são chamados de códons sem
sentido, ou seja, não codificam nenhum aminoácido. Tais códons
são termi nais, isto é, indicam o término de um císton.
 
Síntese Protéica
 
O processo de síntese proteica, também denominado de
tradução, baseia-se na leitura do RNA mensageiro e na união
de aminoácidos correspondentes à sequência de códons
(sequência de três bases nitrogenadas) presentes nesse RNA. Na
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/dogma-central-biologia-molecular.htm
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/rna.htm
síntese proteica, ocorre, portanto, a conversão de informações
contidas nas moléculas de RNA em proteínas.
→ Quais são os tipos de RNA necessários para a síntese
proteica?
Para que a síntese de proteínas ocorra, é necessária a ação do
RNA mensageiro (mRNA), RNA ribossômico (rRNA) e RNA
transportador (tRNA):
rRNA - Esse RNA é responsável por formar os ribossomos, o
local onde ocorre a síntese proteica. Essas organelas
destacam-se pela ausência de membrana e por serem
formadas por duas subunidades, uma pequena e uma grande;
mRNA - Esse RNA possui as sequências de base que guiarão
a síntese proteica;
tRNA – Esse RNA é o responsável por carregar os
aminoácidos que formarão a nova molécula de proteína.
→ Quais são as etapas da síntese proteica?
 Observe o esquema de um ribossomo realizando a síntese de uma
proteína
De uma maneira resumida, podemos dizer que o processo de
síntese proteica ocorre em três etapas: iniciação, alongamento e
finalização. O processo inicia-se quando uma subunidade
ribossomal pequena liga-se ao mRNA no códon de iniciação, o qual
é identificado por uma molécula de tRNA que transporta metionina.
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/proteinas.htm
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/molecula-rna.htm
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/ribossomo.htm
O tRNA possui o anticódon UAC, o qual se emparelha com o códon
AUG, o chamado códon de início da tradução. Após esse processo,
a subunidade grande do ribossomo liga-se à subunidade pequena,
tornando o ribossomo completo.
O local onde o tRNA transportador da metionina encaixa-se no
ribossomo é chamado de sítio P. Posteriormente, esse sítio é
ocupado pelo tRNA, que transporta a cadeia polipeptídica que está
sendo formada. Ao lado desse sítio encontra-se o sítio A, o qual
aloja o tRNA, que, por sua vez, transporta o aminoácido que será
colocado na cadeia polipeptídica que se forma. Após o tRNA alojar-
se no sítio P, um novo tRNA aloja-se no sítio A e inicia-se a fase de
alongamento.
Após a ligação dos dois primeiros tRNA, os aminoácidos ligam-se
por ligações peptídicas e ocorre o deslocamento do ribossomo
sobre a molécula de mRNA para as próximas três bases. O tRNA
que transportava a metionina desprende-se, e o segundo tRNA
segue em direção ao sítio P, deixando o sítio A livre para outro
tRNA.
A molécula de mRNA é transportada códon a códon pelo ribossomo
até encontrar um códon de terminação UAA, UAG ou UGA, que
indica o fim da cadeia polipeptídica. Nesse momento, o fator de
liberação garante a separação de todos os componentes e
proporciona a liberação do polipeptídio completo. Essa última etapa
é conhecida como finalização.
→ O que são polirribossomos?
Algumas vezes um mRNA não está sendo traduzido apenas por um
ribossomo, sendo possível observar vários ribossomos em um
mesmo mRNA e a formação de várias cadeias polipeptídicas em
diferentes estágios. O conjunto de ribossomos que traduzem o
mesmo mRNA é chamado de polirribossomo.
 
Diferenciação celular
A diferenciação celular consiste em um conjunto de processos que
transformam e especializam as células embrionárias. Após estas
https://www.infoescola.com/citologia/celulas-tronco-embrionarias/
transformações, sua morfologia e fisiologia são definidas, o que as
tornam capazes de realizar determinada função.
Após a fecundação, a vida do organismo inicia-se com apenas uma
única célula. Nesse sentido, todas as demais células que dela se
originarem pela divisão celular (mitose) terão as mesmas
informações genéticas, no entanto, exercerão funções diferentes por
conta da expressão gênica. Em outras palavras, cada diferente tipo
de célula possui a inibição ou a ativação de determinados grupos de
genes, responsáveis por definir a função de cada uma delas.
A expressão gênica controla quatro processos para que a célula
inicial origine perfeitamente o embrião. São eles:
Proliferação celular, garantindo que muitas células sejam
produzidas;
Especialização celular, permitindo que as células se expressem
de forma diferenciada para exercerem suas funções;
Interação entre as células, promovendo a coordenação e
comportamento das células em relação às células vizinhas;
Movimentação celular, possibilitando que as células se
organizem próximas às células com características em comum
para a formaçãodos tecidos e órgãos.
Após a fecundação, o zigoto, já com aproximadamente 100 células,
atinge o estágio de blástula. Nesta fase ocorrerão as primeiras
diferenciações: as células que compõem a massa externa da
blástula darão origem aos anexos embrionários, enquanto as células
da massa interna darão origem a todos os tecidos e órgãos do
embrião. Às células da massa interna é dado o nome de células-
tronco embrionárias e são classificadas como pluripotentes.
À medida que a especialização celular vai avançando, vão surgindo
as primeiras células envolvidas com a formação de tecidos
específicos: são as células-tronco multipotentes. Um tecido
corresponde a um conjunto de células especializadas, iguais ou
diferentes entre si, que realizam determinada função em um
organismo.
Num organismo já formado, ocorrerão apenas dois tipos de células:
as células tronco multipotentes e as células unipotentes. Estas
https://www.infoescola.com/embriologia/fecundacao-fertilizacao/
https://www.infoescola.com/biologia/mitose/
https://www.infoescola.com/embriologia/anexos-embrionarios/
últimas correspondem a células que já sofreram diferenciação
completa, mas que não possuem a capacidade de originar outras
células se não as delas. Algumas destas células possuem uma
capacidade muito pequena de se dividir, como as células nervosas e
os neurônios.
 
Principais tecidos animais e vegetais
 
Tecido é uma massa organizada de células com uma função
específica que forma uma parte distinta de uma planta ou animal.
 Resulta de processo de diferenciação, na qual certos genes são
ativados e outros inativados. Essa expressão diferencial de genes
interfere no formato e no conteúdo das células. Assim, para cumprir
suas funções, as células de diferentes tecidos tem diferentes
organizações e frequência de organelas.
 Por exemplo, o tecido muscular, de alta demanda energética,
 apresenta grande quantidade de mitocôndrias e uma organização
de citoesqueleto que permite sua contração.
 
Tecidos Animais
 
São 4 os tecidos animais: epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso.
Falamos bastante desses tecidos em sala de aula.
https://www.infoescola.com/sistema-nervoso/neuronios/
 
 
Tecidos Vegetais
 
 
Os tecidos vegetais que mencionarei aqui surgiram nas plantas
vasculares. Para entendê-los, vamos pensar que essas plantas
devem:
 1) Ter um sistema de revestimento, que a proteja do meio externo
 2) transportar água, sais minerais e matéria orgânica
 3) Fazer fotossíntese
http://1.bp.blogspot.com/-jehZd_xVS_s/TmQOUBdtRtI/AAAAAAAAASY/0_BB_9-o93Q/s1600/tecidos+animais.jpg
4) ter um sistema de sustentação (assim como nós temos o nosso
sistema esquelético).
 
Os tecidos vegetais estão organizados em sistemas:
 1) O sistema dérmico: forma a cobertura mais externa de proteção
da planta
 2) O sistema vascular: compreende os tecidos condutores Xilema
e floema, que está emerso no sistema fundamental
 3)Sistema fundamental, relacionado tanto ao suporte da planta
(esclerênquima e colênquima), como a fotossíntese (parênquima).
 
Esses sistemas se formam através de processo de diferenciação, a
partir do Meristema, que contém células totipotentes.
 
Assim, a partir de células meristemáticas várias outras células são
produzidas:
http://2.bp.blogspot.com/-ItvEGYPXID4/TmQZokBTogI/AAAAAAAAASc/rqCmWMuJ9D0/s1600/tecidos+vegetais+diferenciacao.jpg
Os elementos de vaso são células mortas, lignificadas. São
produzidas por apoptose, e fazem parte do xilema. 
As células companheiras são vivas, e participam do floema.
A fibra também é uma célula morta, lignificada, resulta de apoptose,
e é constituinte do esclerênquima, tecido de sustentação de partes
da planta que não mais se alongam. 
O colênquima sustenta órgãos jovens em crescimento.
O parênquima está envolvido com fotossíntese, armazenamento e
secreção.
 
Um órgão da planta apresenta todos esses sistemas. Como
exemplo, vamos estudar a folha.
 
A Folha
http://3.bp.blogspot.com/-PoW82sRdF8w/TmQa39PhYkI/AAAAAAAAASg/geVurs5cpzQ/s1600/tecidos+vegetais+diferenciacao2.jpg
Quando tecidos vegetais são tema de questão, geralmente essa
questão trata de um corte de uma folha. O aluno deve saber
reconhecer cada um dos seus constituintes e suas funções:
1)Cutícula: camada de lipídio que reduz a perda de água. Ela é
espessa em folhas de plantas de regiões secas.
2) Epiderme: tecido que reveste as faces superior e inferior da
folha. Na epiderme inferior encontramos estômatos. Eles são menos
numerosos em plantas que ocorrem em ambientes secos. Nessas,
os estômatos podem ocorrer em câmaras ( ou criptas) com tricomas
("pelos"), que reduzem a perda de água por evaporação.
3)Parênquima clorofiliano: Realiza fotossíntese. Pode ser
paliçádico (com células justapostas) ou lacunoso (com maior espaço
com ar entre as células). O parênquima clorofiliano lacunoso é o que
apresenta maior taxa de fotossíntese.
4)Feixe vascular: ocorre na nervura da folha. Nele são encontrados
o Xilema (transporta seiva bruta, constituído de células mortas
lignificadas) e o Floema ( transporta seiva elaborada, constituído de
células vivas).
 
Analise, com muita atenção, cada figura abaixo, investigando cada
elemento morfológico da folha, revisando suas funções.
 
Perceba a presença,nesse órgão, dos três sistemas:revestimento
(epiderme), vascular (xilema e floema) e fundamental (parênquima).
 
 
 
http://1.bp.blogspot.com/-pYZs1PpzWvI/TmQh_FgdfuI/AAAAAAAAATE/DOpDru_7qVM/s1600/folha-144-g.jpg
http://1.bp.blogspot.com/-6x8EDUh3sBc/TmQf0mOu6DI/AAAAAAAAASs/v9VZ_a5tMJI/s1600/estrutura-da-folha.jpg
 
 
http://2.bp.blogspot.com/-6St8DXH-idA/TmQf1kzl4LI/AAAAAAAAAS0/YqcqgwVSqjU/s1600/corte+folha.jpg
http://3.bp.blogspot.com/-alUObeC92h0/TmQf2Xw-b2I/AAAAAAAAAS4/PMfbfzo3OqI/s1600/Corte+da+folha.jpg
 
 
Pronto, agora que você viu vários cortes de folha, nomeie os
elementos morfológicos de uma folha:
 
O estômato
Vale destacar, na folha, a função do estômato. É ele que controla as
trocas de gases que ocorrem na folha.
 
http://3.bp.blogspot.com/-D6kuWVcev74/TmQf23mg73I/AAAAAAAAAS8/aaivOQGN2q4/s1600/epiderme_vegetal.jpg
http://3.bp.blogspot.com/-HSTz1JBJmlI/TmQf1BbXUYI/AAAAAAAAASw/pHJV0hHpYaU/s1600/corte+folha+completar.gif
 
Como dito, estômatos em criptas com tricomas apresentam menor
perda de água por evaporação. Essa formação é vantajosa para
plantas de ambientes secos:
 
http://2.bp.blogspot.com/-XW66Fqm3YoA/TmQf3bm9QwI/AAAAAAAAATA/C6kX6MrA23c/s1600/epiderme+e+estomato.jpg
http://2.bp.blogspot.com/-6St8DXH-idA/TmQf1kzl4LI/AAAAAAAAAS0/YqcqgwVSqjU/s1600/corte+folha.jpg
Origem e evolução das células
 
 
 
histórico
As células, base dos estudos de biologia - fundamentais para a
prova do Enem -, foram descobertas com o auxílio de um
microscópio pelo cientista inglês Robert Hooke (1635 – 1703), a
partir de uma cortiça que tem a função de proteger os troncos das
árvores. Ele observou pequenas cavidades que seriam a parede
celular das células mortas e deu-lhes o nome de células (diminutivo
latino de cella, lugar fechado, pequeno cômodo).
Na década de 1820, foi feita outra descoberta, a visualização do
núcleo. Na década de 1830, um botânico e um zoólogo concluíram
que a célula era a unidade básica de todas as plantas e animais.
Assim surgia o conceito de que todos os seres vivos são formados
por células (teoria celular). Mais descobertas foram feitas ao longo
do século XIX, quando concluiu-se que a célula corresponde à
unidade morfológica e fisiológica dos seres vivos.
Origem e evolução das células
Com base em estudos, as primeiras células surgiram na terra há 3,5
bilhões de anos, no começo do período pré-cambriano. A hipótese é
que componentes da atmosfera primitiva, composta por amônia
(NH_3_3), metano (CH_4_4), água (H_2_2O), gás hidrogênio
(H_2_2) e gás carbônico (CO_2_2) sofreram influência de
descargas elétricas oriundas de tempestades frequentes, dos raios
ultravioletas e do calor. Com isso, os componentes combinaram-se
formando as primeiras moléculas orgânicas. Tais moléculas teriam
se aglomerado, formando aglomeradosprotéicos e, assim, dado
origem às primeiras formas de vida primitivas, que se alimentavam
dos compostos carbônicos inorgânicos presentes nos aglomerados,
ou seja, seriam heterotróficos (hetero = diferente; trofo = alimento).
A partir do metabolismo desses aglomerados, formaram-se novos
compostos.
Os primeiros seres primitivos teriam sido anaeróbios, já que ainda
não existia oxigênio na atmosfera. Outra característica é que esses
seres teriam a capacidade de se auto reproduzir, mantendo sua
individualidade, ou seja, seu DNA. Mecanismos evolutivos
favoreceram o surgimento de organismos autotróficos, que
utilizavam o gás carbônico, água e energia do sol para produzir seu
próprio alimento. Com isso, estes produziram oxigênio liberado na
atmosfera durante o processo da fotossíntese, possibilitando o
aparecimento de seres cada vez mais diversificados, complexos e
pluricelulares.
Os primeiros seres vivos seriam: Simples; Unicelulares;
Heterotróficos; Fermentadores; Anaeróbicos.
Hipótese de endossimbiose
Os primeiros seres vivos possuíam uma organização muito simples,
eram procariontes (pro = primitivo; cario = núcleo). O processo
evolutivo a partir dessas células mais simples originou células de
organização mais complexas, chamadas de eucariontes (eu =
Verdadeiro)
Uma das hipóteses mais aceitas para o processo evolutivo das
células eucariontes defende que as células procariontes teriam
englobado células bacterianas determinando uma relação ecológica
chamada de simbiose, pela qual a célula fornece proteção do meio
externo e nutriente e o microrganismo favorece maior rendimento e
aproveitamento energético através do processo de respiração
celular, sendo assim mutuamente vantajosa. Diante disso, as
mitocôndrias e cloroplastos são organelas supostamente derivadas
desta associação (FIGURA 1).
A hipótese de endossimbiose foi formulada pela microbiologista
americana Lynn Margulis em 1981, no livro “Symbiosis in
CellEvolution”. As mitocôndrias possuem dupla membrana, assim
como muitas bactérias, e a membrana interna das mitocôndrias não
são similares à membrana citoplasmática das células. As
mitocôndrias e cloroplastos também possuem seu próprio DNA em
forma circular - assim como as bactérias - e sua própria síntese de
proteínas, que não interferem na atividade da síntese nuclear. Além
disso, os ribossomos dessas organelas encontradas nas células
eucariontes são semelhantes aos ribossomos nas células
procariontes, favorecendo assim a ideia da teoria da endossimbiose.
Apesar de aceita pela comunidade científica, algumas questões
ainda são levantadas com relação à hipótese endossimbiótica, pois
experimentos mostraram que essas organelas não sobreviveriam
fora da célula e que algumas proteínas codificadas pelo DNA
nuclear são essenciais para o funcionamento das mitocôndrias e
dos cloroplastos. No entanto, essa associação, ao longo de milhares
de anos, poderia ter ocasionado uma associação dependente que
sofreram uma coevolução com as células.
 
 
Noções sobre células-tronco, clonagem e
tecnologia do DNA recombinante
 
CÉLULA-TRONCO
O que é
As células-tronco são células com a capacidade de se transformar
(diferenciar) em qualquer célula especializada do corpo, ou seja,
células características de uma mesma linhagem. Elas são capazes
de se renovar por meio da divisão celular mesmo após longos
períodos de inatividade e induzidas a formar células de tecidos e
órgãos com funções especiais.
Diferente de outras células do corpo, como as células musculares,
do sangue ou do cérebro, que normalmente não se reproduzem,
células-tronco podem se replicar várias vezes. Isso significa que a
partir de uma cultura de células-tronco é possível produzir milhares.
Contudo, os pesquisadores ainda não têm conhecimento vasto do
que induz a proliferação e autorrenovação dessas estruturas.
Outro enigma que desafia os cientistas é a questão da
diferenciação: como células indiferenciadas simplesmente passam a
ter funções especializadas, como os gametas e células sexuais?
Sabe-se que, além dos sinais internos controlados por genes, o
processo é ativado também por sinais externos, incluindo a
secreção de substâncias químicas por outras células, o contato
físico com células vizinhas e a influência de algumas moléculas.
Embora muitos laboratórios de pesquisa consigam induzir a
diferenciação pela manipulação de fatores de crescimento, soro e
genes, os mecanismos detalhados que regem o processo não são
claros. Entretanto, encontrar a resposta para o problema pode
ampliar o potencial terapêutico das células-tronco, já que células,
tecidos e órgãos poderiam ser produzidos em laboratório ou
recuperados no próprio corpo. Além disso, forneceria uma
compreensão bem maior sobre doenças como o câncer,
desencadeadas pela divisão anormal das células.
 
Tipos
As células-tronco podem ser classificadas em totipotentes, quando
conseguem se diferenciar em todos os tecidos do corpo humano,
e pluripotentes ou multipotentes, quando são capazes de se
transformar em quase todos os tecidos, exceto placenta e anexos
embrionários. Células-troncooligotentes diferenciam-se em poucos
tecidos, células-tronco unipotentes se trasformam em um único
tecido.
Essas estruturas podem ser divididas, de acordo com a origem,
basicamente em células-tronco derivadas de tecidos embrionários
(somáticas) e células-tronco derivadas de tecidos não-embrionários
(adultas). Células-tronco pluripotentes poderiam, teoricamente,
derivar de qualquer célula humana.
Células-tronco embrionárias são aquelas que formam o interior do
blastocisto, um aglomerado celular que dará origem a tecidos e
órgãos necessários ao desenvolvimento do feto. A maioria das
pesquisas atuais utiliza este tipo de célula-tronco para produzir mais
células-tronco, que podem ser congeladas e divididas em
laboratório. Posteriormente, são divididas e estimuladas para se
tornarem células ou tecidos especializados.
Células-tronco adultas são células indiferenciadas encontradas no
meio de células diferenciadas que compõem as estruturas do corpo.
Elas têm a função de renovar e reparar os tecidos do corpo.
Acredita-se que residam em nichos dos tecidos, algumas nas
camadas externas de pequenos vasos sanguíneos, onde
permanecem sem se dividir até que isso seja necessário.
Por existirem em quantidades reduzidas no corpo e pela dificuldade
que apresentam para se dividir em relação às embrionárias, a
produção em laboratório desse tipo de célula-tronco é limitada.
Mesmo assim, cientistas desenvolvem a cada dia novos métodos
para incrementar a cultura e manipulação destas células para
utilização em tratamentos de lesões ou doenças.
Células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) são células
adultas que foram geneticamente reprogramadas para o estágio de
células-tronco embrionárias. Estudos estão sendo realizados para
avaliar como a técnica poderia ser utilizada de forma segura em
seres humanos. Em animais, a introdução de fatores de
reprogramação celular com vírus pode, eventualmente,
desencadear tumores. Entretanto, a estratégia parece promissora
na medida em evitaria, teoricamente, a rejeição.
Curiosidades
Há cinco décadas o pesquisador Leroy Stevens descobriu um tumor
no saco escrotal de um rato de laboratório. Ao examinar o animal,
identificou vários tecidos, incluindo dentes e cabelos. A partir desta
constatação, traçou a origem do tumor e deu início ao estudo das
células-tronco.
Somente 30 anos mais tarde, cientistas norte-americanos e ingleses
conseguiram isolar células-tronco embrionárias a partir do
blastocisto de um roedor. Em 1998, duas equipes independentes
anunciaram o isolamento de células-tronco embrionárias humanas.
Em 2008, uma equipe anunciou a criação de um coração usando
células-tronco de ratos e tecidos próprios do animal, como vasos
sanguíneos e válvulas. Contudo, o órgão batia apenas com 2% da
potência normal. Em julho de 2010, cientistas anunciaram a criação
de um pulmão de rato “artificial” com células-tronco. O tecido
funcionou apenas duas horas, pois coágulos de sangue se
formaram.
Recentemente, pesquisadoresdos Estados Unidos descobriram
uma forma de produzir quantidades aparentemente ilimitadas de
células-tronco adultas em laboratório. A equipe descobriu que
células endoteliais – os blocos básicos do sistema vascular –
produzem fatores de crescimento que induzem o crescimento de
culturas de células.
Mesmo diante da possibilidade de produção de células-tronco em
grandes quantidades, muitas mães doam o sangue do cordão
umbilical do filho que nasceu para bancos de células-tronco, já que
ali se encontra um grande número de células-tronco
hematopoiéticas. A ideia é que esse material fique disponível para
ser usado no futuro por alguma pessoa compatível, para tratar
doenças como leucemia.
 
2º O texto sobre clonagem foi retirado do site só biologia
O que é clonagem?
A Clonagem é um mecanismo comum de reprodução de espécies
de plantas ou bactérias. Um clone pode ser definido como uma
população de moléculas, células ou organismos que se
originaram de uma única célula e que são idênticas à célula
original. Em humanos, os clones naturais são os gêmeos idênticos
que se originam da divisão de um óvulo fertilizado.
A grande revolução da Dolly,
que abriu caminho para
possibilidade de clonagem
humana, foi a demonstração,
pela primeira vez, de que era
possível clonar um mamífero,
isto é, produzir uma cópia
geneticamente idêntica, a partir
de uma célula somática
diferenciada. Para entendermos
porque esta experiência foi
surpreendente, precisamos
recordar um pouco de
embriologia.
Todos nós já fomos uma célula
única, resultante da fusão de
um óvulo e
 
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Biotecnologia/biotecnologia.php
um espermatozoide. Esta
primeira célula já tem no seu
núcleo o DNA com toda a
informação genética para gerar
um novo ser. O DNA nas células
fica extremamente condensado e
organizado em cromossomos.
Com exceção das nossas células
sexuais, o óvulo e o
espermatozoide que têm 23
cromossomos, todas as outras
células do nosso corpo têm 46
cromossomos. Em cada célula,
temos 22 pares que são iguais
nos dois sexos, chamados
autossomos e um par de
cromossomos sexuais:
O núcleo da célula contém os 23 pares de cromossomos.
XX no sexo feminino e XY no sexo masculino. Estas células, com 46
cromossomos, são chamadas células somáticas.
Voltemos agora à nossa primeira célula resultante da fusão do óvulo
e do espermatozoide. Logo após a fecundação, ela começa a se
dividir: uma célula em duas, duas em quatro, quatro em oito e assim
por diante. Pelo menos até a fase de oito células, cada uma delas é
capaz de se desenvolver em um ser humano completo. São
chamadas de totipotentes. Na fase de oito a dezesseis células, as
células do embrião se diferenciam em dois grupos: um grupo de
células externas que vão originar a placenta e os anexos
embrionários, e uma massa de células internas que vai originar o
embrião propriamente dito. Após 72 horas, este embrião, agora com
cerca de cem células, é chamado de blastocisto.
É nesta fase que ocorre a implantação do embrião na cavidade
uterina. As células internas do blastocisto vão originar as centenas
de tecidos que compõem o corpo humano. São chamadas
de células tronco embrionárias pluripotentes. A partir de um
determinado momento, estas células somáticas – que ainda são
todas iguais – começam a diferenciar-se nos vários tecidos que vão
compor o organismo: sangue, fígado, músculos, cérebro, ossos etc.
Os genes que controlam esta diferenciação e o processo pelo qual
isto ocorre ainda são um mistério.
O que sabemos é que uma vez diferenciadas, as células
somáticas perdem a capacidade de originar qualquer tecido. As
células descendentes de uma célula diferenciada vão manter as
mesmas características daquela que as originou, isto é, células de
fígado vão originar células de fígado, células musculares vão
originar células musculares e assim por diante. Apesar de o número
de genes e de o DNA ser igual em todas as células do nosso corpo,
os genes nas células somáticas diferenciadas se expressam de
maneiras diferentes em cada tecido, isto é, a expressão gênica é
específica para cada tecido. Com exceção dos genes responsáveis
pela manutenção do metabolismo celular (housekeeping genes) que
se mantêm ativos em todas as células do organismo, só irão
funcionar em cada tecido ou órgão os genes importantes para a
manutenção deste. Os outros se mantêm “silenciados” ou inativos.
Texto adaptado de Zatz, Mayana. “Clonagem e células-
tronco”. Cienc. Cult., jun. 2004, vol. 56, nº 3, pp. 23-27, ISSN
0009-6725.
3º texto retirado do site Só Biologia
A tecnologia do DNA recombinante
Cada fragmento de DNA, que foi clivado e separado do resto do
material genético, contém um ou mais genes. Lembre-se que cada
gene origina uma proteína, portanto ao estudarmos o gene
estamos estudando a proteína que ele codifica.
Mas o que devemos fazer para estudar o gene?
Devemos introduzi-lo no material genético (no DNA) de um
hospedeiro para que ocorra a transcrição do gene, em mRNA, e a
tradução em proteína.
O hospedeiro é um organismo que se multiplica (se reproduz)
rapidamente, como por exemplo, as bactérias. Quando as bactérias
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Biotecnologia/recombinante.php
se reproduzem por bipartição elas transmitem ao seus “filhos” o seu
material genético, portanto se neste material conter o fragmento de
DNA de estudo, em pouco tempo teremos milhões de bactérias com
o gene.
O plasmídio é o material genético circular não ligado ao
cromossomo que fica espalhado pelo hialoplasma das bactérias. Ele
sofre o mesmo processo do DNA cromossomal de transcrição e
tradução, além de, se multiplicar a cada divisão celular, passando
uma cópia para cada célula “filha”.
O plasmídio é retirado das células bacterianas para que se possa
inserir o gene de estudo, para depois recolocá-lo na bactéria.
Para entendermos melhor vamos conhecer esse processo
passo a passo (acompanhe na figura):
1. Os pesquisadores querem estudar um gene humano que
produz uma proteína que não se sabe a função.
2. Os pesquisadores “recortam” (utilizando enzimas de restrição),
do DNA humano, o gene de interesse.
3. Esse fragmento de DNA contendo o gene é multiplicado por
PCR para obtermos várias cópias do mesmo fragmento (ou da
mesma informação).
4. A mesma enzima que clivou o gene do DNA humano é
utilizada para clivar o plasmídio bacteriano. Lembre-se que o
fragmento de DNA, ao ser clivado, gera pontas adesivas que
são complementares ao plasmídio se este for clivado com a
mesma enzima.
5. A seguir o plasmídio clivado é misturado com os fragmentos de
DNA (contendo o gene) e uma enzima chamada ligase “cola”
os fragmentos ao plasmídio, produzindo o chamado DNA
recombinante. Isso feito, o DNA recombinante é introduzido
em uma bactéria hospedeira.
6. A bactéria hospedeira é colocada em um meio nutritivo
seletivo, apenas aquelas que possuem o DNA recombinante
crescem, formando colônias. Após muitas gerações de
bactérias, o produto da expressão dos genes, as proteínas
humanas, são purificadas das bactérias (são separadas das
proteínas das bactérias).
 
Esse método produz uma grande quantidade de proteínas
humanas possibilitando assim, seu estudo.
 
Aplicações de biotecnologia na produção de
alimentos, fármacos e componentes biológicos.
 
Atualmente, os meios de comunicação têm divulgado inúmeras
descobertas atribuídas ao uso de tecnologias avançadas associadas
à biotecnologia. Alimentos transgênicos, modificados
geneticamente, clonagem e tantas outras descobertas associadas
ao tema predispõe a cada dia a necessidade de se saber pelo
menos do que se trata essa tal biotecnologia.
A Biotecnologia apresenta várias definições de acordo com o olhar a
ela lançado, mas de uma forma bem simples, é um conjunto
multidisciplinar de conhecimentos que visa o desenvolvimento de
métodos, técnicas e meios associados a seres vivos, macro e
microscópicos, que originem produtos úteis e contribuam para a
resolução de problemas.
Não devemos pensar, entretanto, que a biotecnologia é uma prática
que exija o uso de computadores e sequenciadoresde DNA, muito
pelo contrário, a humanidade utiliza seres vivos para vários
processos desde a Antiguidade. Podemos com isso traçar uma
breve linha do tempo:
Antiguidade – Utilização de microrganismos para a preparação de
alimentos e bebidas.
Século XII – A destilação do álcool.
Século XVII – Cultivo de fungos na França.
Século XVIII – Jenner cria as premissas para as vacinas através da
inoculação de um vírus em uma criança.
1981 – Obtenção da primeira planta geneticamente modificada.
1997 – Nasce Dolly, a primeira ovelha clonada.
2003 – Iniciado o processo de clonagem de espécies de animais
ameaçados de extinção.
Desta forma, temos que a inovação e o desenvolvimento de novos
produtos é uma constante e está presente em nosso dia a dia sem
que percebamos. Assim, a biotecnologia busca, através de sua
ação, formas que possam contribuir para amenizar ou até mesmo
resolver problemas causados pela ação destruidora humana.
Assim, há o desenvolvimento em relação à questão ambiental de
microrganismos modificados para tratamento de águas
contaminadas por esgoto, outros poluentes e, até mesmo, petróleo.
Em relação à agricultura, temos o desenvolvimento de plantas
transgênicas que podem ser mais nutritivas, que necessitem de
menos agrotóxicos e que sejam mais resistentes às pragas,
reduzindo o uso de inseticidas.
Quanto à pecuária, temos a formação de embriões, o
desenvolvimento de animais transgênicos e o aprimoramento de
vacinas e medicamentos de uso veterinário.
Em relação à saúde humana, a aplicação da biotecnologia é
utilizada no desenvolvimento de novas vacinas, hormônios,
medicamentos e antibióticos.
A biotecnologia é um assunto que atrai a atenção de simpatizantes
e opositores em todo o mundo, sendo que muitas vezes o
enfrentamento entre grupos divergentes é inevitável. Devemos
sempre ter a consciência de que não é o instrumento em si que é
negativo ou prejudicial e sim o uso ou destino que damos a ele.
Fabrício Alves Ferreira
Graduado em Biologia
Fonte: Brasil Escola
A matéria abaixo foi retirada do site do Conselho de
Informações sobre Biotecnologia (CIB)
A Biotecnologia está presente em várias áreas como agricultura,
agroenergia, saúde, indústria e em outras áreas.
Agricultura
A agricultura e a biotecnologia se aliaram para tornar o cultivo de
plantas mais eficiente. Pragas, doenças e problemas climáticos, por
exemplo, sempre foram obstáculos à produção de alimentos.
Porém, a engenharia genética permitiu a criação de tecnologias que
reduzem as perdas e aumentam a produtividade das lavouras.
Esta associação já permitiu o desenvolvimento de espécies vegetais
resistentes a insetos e tolerantes a herbicidas. As variedades
geneticamente modificadas (GM) ou transgênicas proporcionam
melhoria das práticas de cultivo e incremento na quantidade e na
qualidade dos produtos agrícolas, reforçando a renda dos
produtores e favorecendo o crescimento econômico.
No caso das plantas transgênicas tolerantes a herbicidas ou
resistentes a insetos, a vantagem é a facilitação do manejo de
plantas e insetos invasores, o que resulta na redução da quantidade
de aplicações de defensivos químicos. Já existem vegetais que
apresentam estas duas características reunidas e que representam
uma alternativa eficiente para os agricultores. Além das vantagens
agronômicas, essas variedades favorecem a preservação da
biodiversidade e diminuem a necessidade de ampliação da área
plantada, com diminuição nas perdas no campo.
Cientistas de todo o mundo trabalham também no desenvolvimento
de plantas com características complexas modificadas, cuja
expressão envolve vários genes, a exemplo da tolerância ao
estresse hídrico (seca). O futuro também aponta para a criação de
vegetais transgênicos, que contenham propriedades nutricionais
melhoradas ou que produzam medicamentos.
Alimentação
Estima-se que quase
100% dos de todos os alimentos processados contenham pelo
menos um ingrediente derivado de soja ou milho, duas das culturas
para quais foram desenvolvidas mais variedades transgênicas.
Segundo o relatório do Serviço Internacional para a Aquisição de
Aplicações em Agrobiotecnologia (ISAAA), em 2013 foram
plantados 175,3 milhões de hectares com OGMs. No Brasil, que
ocupa o segundo lugar em área plantada com sementes
provenientes da biotecnologia, com 40,3 milhões de hectares, a taxa
de adoção da soja e milho GM é de 92% e 90% respectivamente.
http://cib.org.br/wp-content/uploads/2014/02/2014_JamesClive_ISAAAExecutiveSummary_Port.pdf
Há mais de 25 anos, bactérias, leveduras e fungos GM atuam
diretamente nos processos de fermentação, preservação e
formação de sabor e aromas de muitas bebidas e alimentos do dia-
a-dia, a exemplo de queijos, carnes embutidas, picles, pães,
massas, cerveja, vinho, sucos e adoçantes.
 À medida que os cientistas fazem novas descobertas, outras
características e variedades estão sendo incluídas na lista de
alimentos transgênicos. O Brasil, por exemplo, se destaca no
cenário internacional por ter aprovado a primeira variedade GM de
feijão do mundo, desenvolvida inteiramente em uma instituição
pública de pesquisa, a Empresa Brasileira de Pesquisa
Agropecuária (EMBRAPA). Esse feijão é resistente ao vírus do
mosaico dourado, causador de uma doença que prejudica
seriamente a produtividade das plantações dessa leguminosa.
Ao redor do mundo, há pesquisas com arroz, banana, beterraba,
cana-de-açúcar, laranja, mamão, mandioca e muitas outras plantas.
O objetivo é expressar nessas espécies as mais diferentes
características a exemplo de outras resistências a insetos, fungos e
vírus, tolerância a outros princípios ativos e à seca, além de
melhorias em suas composições nutricionais.
Aplicações de tecnologias relacionadas ao DNA
a investigações científicas, determinação da
paternidade, investigação criminal e identificação
de indivíduos.
Na espécie humana, o material genético é diplóide e se localiza nos
núcleos das células constituindo 23 pares de cromossomos. Os
gametas, elementos haplóides, apresentam 23 cromossomos. Na
fertilização, com a união de um espermatozóide e um óvulo, o
número diplóide da espécie é reconstituído na célula ovo. Assim,
sem exceção, nos indivíduos da espécie, cada progenitor contribui
com 23 cromossomos na formação de cada um dos seus
descendentes. Como os cromossomos são elementos formados por
ácido desoxi-ribonucleico (DNA), observa-se, na espécie humana,
que o DNA é herdado quantitativa e qualitativamente, na proporção
de 50%, de cada um dos progenitores.
A tipagem humana através do conhecimento da estrutura do DNA, a
mais moderna metodologia aplicada mundialmente na identificação
humana, tem como berço experimentos realizados há menos de 20
anos, quando, em 1985, Jeffreys e colaboradores descreveram a
ocorrência no genoma humano de regiões hipervariáveis
caracterizadas por apresentarem seqüências nucleotídicas repetidas
“in tandem”. Estas observações levaram à constatação da
ocorrência de um polimorfismo de tamanho de fragmentos de
restrição (“RFLP-restriction fragment lenght polymorphims”) quando
da digestão do DNA por enzima de restrição, cujo sítio de ação se
localiza nos limites das repetições “in tandem”. As regiões
hipervariáveis do DNA podem ser devidas à trocas de seqüências
de nucleotídeos e tem como conseqüência a criação ou eliminação
de sítios para enzimas de restrição. Este tipo de polimorfismo do
genoma pode ainda ser decorrente da inserção ou deleção de
nucleotídeos ou de segmentos de DNA em posições aleatórias da
molécula. Por qualquer desses processos, são gerados fragmentos
alélicos de tamanhos diferentes. As diferentes seqüências do DNA
contendo unidades repetitivas “in tandem” se caracterizam como
alelos codominantes que são transmitidos à prole de modo
mendeliano.
O avanço dos estudos demonstrou a ocorrência de um número
significativo de seqüências que se repetiam “in tandem” em
diferentes cromossomos humanos. O conhecimento da sequência
de nucleotídeos que compõem a unidade que se repete em um
locus VNTR possibilita a detecção do mesmo, e a determinação do
seu tamanho,através de uma sonda molecular específica. O
conjunto de alelos de loci VNTRs é específico para cada indivíduo,
com exceção de gêmeos univitelinos. O polimorfismo verificado em
regiões constantes do genoma humano, denominadas de VNTR
(Variable Number of Tandem Repeats), foi desde então aplicado na
identificação humana individual específica. A análise do
polimorfismo de tamanho das seqüências VNTRs do DNA humano
pode ser procedida a partir de quantidades tão pequenas quanto 0,1
– 1 mg da macromolécula.
Nos anos que se seguiram, estudos realizados por diferentes grupos
levaram à descoberta no DNA genômico de outras seqüências
hipervariáveis, cujas unidades repetitivas eram significativamente
menores quando comparadas às VNTR. A detecção de tais
seqüências, denominadas de STR (Small Tandem Repeats), em
amostras de DNA humano é dependente de amplificação pela
técnica de PCR. Os fragmentos de diferentes tamanhos detectados
após amplificação de diferentes loci STR produzirão um conjunto de
alelos ou perfil alélico específico para cada indivíduo.
Para a análise de DNAs preparados a partir de sangue ou semem
desidratados, ossos, bulbo capilar, saliva, pele, esfregaços anal, oral
ou vaginal, por exemplo, são requeridas amplificações por PCR de
seqüências STRs tendo em vista ainda a, muitas vezes, diminuta
quantidade de DNA (ordem de nanogramas) e o alto grau de
degradação das moléculas de DNA. A comparação do perfil alélico
de uma amostra biológica com aquele de um suspeito determinará
se ele foi ou não o “doador” daquela amostra biológica. Desta forma,
a tipagem por DNA de amostras biológicas coletadas em cenas de
crime, de restos mortais, etc. passou a ser utilizada mundialmente
para dar suporte à investigações criminais.
No início da última década, o DNA mitocondrial, molécula de DNA
extra-nuclear presente apenas nas mitocôndrias, passou a fazer
parte do arsenal biotecnológico utilizado para a identificação
humana. O DNA mitocondrial é uma herança exclusivamente
materna. A molécula contém 16.569 pares de bases e foi
completamente sequenciado por Anderson e colaboradores em
1981. Através desta mais recente metodologia, um indivíduo pode
ser identificado através da comparação do seu DNA mitocondrial
com aqueles de seus parentes genéticos maternos. Investigações
através deste tipo de DNA consistem em sequenciar e comparar as
regiões hipervariáveis HVI e HVII do DNA mitocondrial de
evidências biológicas e de indivíduos referências à luz do
conhecimento da sequência padrão publicada por Anderson e
colaboradores.
A análise do DNA mitocondrial é a metodologia de escolha para a
identificação humana a partir de ossos e dentes obtidos de restos
humanos antigos, investigações criminais onde as únicas evidências
são pelos sem bulbos ou quando somente DNA altamente
degradado é obtido de evidências biológicas. A metodologia é ainda
utilizada em estudos antropológicos e evolutivos.
O avanço do conhecimento científico sobre a estrutura da molécula
de DNA resultou na geração de ferramentas tecnológicas que se
tornaram imprescindíveis na área da identificação humana. As
técnicas de tipagem humana através da análise de regiões
hipervariáveis do DNA genômico e o sequenciamento do DNA
mitocondrial permitem a identificação inequívoca de indivíduos e a
exata determinação da origem de qualquer material biológico.
A partir da descoberta das regiões hipervariáveis no DNA,
investigações genéticas têm possibilitado a resolução de disputas
envolvendo direito de família e de nacionalidade. O emprego das
inovações surgidas em conseqüência da evolução do conhecimento
científico nessa área se estendeu à investigação criminal e, hoje,
profissionais com profundos conhecimentos de Biologia Molecular,
Genética e Estatística, expertos em identificação humana por DNA,
fazem parte dos quadros técnico-científicos de serviços
relacionados com a segurança pública em diversos países.
Assim, é observado mundialmente o emprego da tipagem humana
por DNA como instrumento adicional importante na produção de
provas relacionadas com ações de investigação de paternidade,
maternidade, crimes sexuais e homicídios, por exemplo, tornando-
se de relevante importância para os poderes judiciário e executivo.
Nos dias atuais, o emprego desta tecnologia é amplo em processos
que envolvem material biológico como evidência, visto que, devido
ao seu alto poder discriminativo, é possível vincular ou não
suspeitos a diversos tipos de crimes.
Aspectos éticos relacionados ao
desenvolvimento biotecnológico.
 
Biotecnologia e bioética
As questões que se discutem no presente estudo de forma alguma
pretendem ser postulados contrários aos avanços da biotecnologia.
Afinal, como enunciou o Professor Jeremy Rifkin em sua obra O
Século da Biotecnologia: “Quem não aprovaria os extraordinários
avanços vindos dos laboratórios de biotecnologia ?(1).
Ocorre que se de um lado as novas tecnologias ligadas à
manipulação do DNA (combinação de genes) prometem o alcance a
um melhor modo de viver, de outro existem questões não
respondidas que nos remetem a medos e inquietações, mormente
porque várias delas devem ser submetidas a tratamento jurídico,
para, ao menos, oferecer segurança social face às conseqüências
que podem causar.
Essa questão nos remete à necessidade de monitoramento e
reflexão a respeito da chegada da biotecnologia ligada à engenharia
genética para que possamos minimizar os riscos das gerações
futuras.
Tal monitoramento deve ser efetivado através de uma ampla
discussão a respeito dos aspectos éticos ligados a utilização das
descobertas biotecnologicas.
O presente trabalho procura, ao tratar dessas novas descobertas
refletir sobre as questões éticas a elas pertinentes.
Alguns segmentos da comunidade científica preocupam-se com
esse aspecto ou seja, nos termos do pensamento do italiano
Giovanni Belinguer, em seu “Questões de Vida. ética ciência e
saúde”, existe consolidada uma preocupação com a carência de
regras internacionais, a par das guidelines de alguns Estados, a
respeito da experimentação e aplicação do DNA recombinante, em
contrapartida, adverte que as leis com validade internacional, ao seu
ver, serão permissivas e consensiosas da possibilidade de se
patentear novas espécies vivas, tal discussão somente foi aberta
nos EUA devido ao inequívoco interesse das empresas
biotecnológicas e à vista da proibição de se patentear, em Países
europeus, organismos superiores tais como animais domésticos.
Há, portanto, uma já evidenciada carência de regras internacionais
na experimentação ligada à clonagem de seres humanos e ao
patenteamento das formas vivas, alguns podem até alertar para
existência de farta documentação, porém, o que nos preocupa
relativamente às regras jurídicas que têm como objeto a clonagem e
o patenteamento de genes é a ausência de sistematização com a
conseqüente generalização para delimitar as obrigações dos
Estados em face desta questões científicas.
É evidente, como proposto por Jamis Roze, que as descobertas
biológicas, pela riqueza que apresentam, merecem reflexão pelo
Direito, posto que é a partir delas que se observam fenômenos
mundiais sociais e portanto jurídico-políticos, tais como os
paradígmas de superioridade racial, cultural, econômica e religiosa,
que constituem obstáculos sociais, no mais das vezes artificiais, que
vão refletir no mundo jurídico e nas relações entre os Estados.
O paradígma da superioridade científica é paralelo ao da
superioridade econômica, ambos possuem viés político que pode
ser fator deformante nas relações estatais por impedir, de acordo
com Jacques Maritain, a agregação de valores positivos nas
relações internacionais atravancando a busca por um humanismo
integral.
Nesse momento cabe introduzir enfoque ético e jurídico que o tema
exige. A Bioética, segundo Belinguer, é termo utilizado como
referência aos problemas éticos derivados das descobertas e da
aplicação das ciências Biológicas.
Devemos então partir de questões práticas a respeito das novas
descobertas na área de biotecnologia. São elas:
A possibilidade