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QUESTÕES A SEREM RESPONDIDAS: Questão 1: Disserte sobre o sistema vegetativo dos fungos (20 pontos). O sistema vegetativo dos fungos é o sistema pelo qual o fungo adquire seus nutrientes e o qual proporciona o crescimento. O sistema vegetativo pode ser unicelular, nas leveduras por exemplo, ou filamentoso nos pluricelulares. Os fungos filamentosos então possuem hifas, o conjunto delas é chamado de micélio. As hifas podem ser cenocíticas, se houver continuidade citoplasmática sem a presença de septos (parece uma única e grande célula) ou septadas se houver separação (mas ainda assim existem poros que permitem a comunicação). Existe também a nomenclatura de talo para se referir ao corpo do fungo, seja ele filamentoso ou unicelular. Os fungos possuem a capacidade de alternar seus sistemas vegetativos- serem filamentosos ou unicelulares dependendo das condições do ambiente - essa característica é chamada de dimorfismo. O fungo que causa a candidíase, por exemplo, ele é normalmente unicelular mas quando causa a doença passa a ser filamentoso. Os fungos também possuem variações nos seus tipos de septos que são caracterizados como: 1 - Completo: Septos que separam completamente as células (muito importante se houver alguma lesão, pois separa o sistema reprodutivo do vegetativo). Esse septo pode acontecer tanto em hifas cenocíticas como em septadas. 2 - Poros simples e múltiplos: São, como citados no texto anteriormente, poros que delimitam as células mas permitem uma continuação do citoplasma. 3 - Com doliporo: São poros mais “gordinhos” chamados de parentossomas que só são encontrados em Basidiomycota. Eles fecham mais que os poros simples, impedindo a passagem de organelas maiores e do núcleo, por exemplo, o que faz com que cada célula tenha seu próprio núcleo. Outra característica do sistema vegetativo de Ascomycota é possuir o corpo de Woronin, uma estrutura circular que fica em torno dos poros, dificultando o fluxo das organelas e portanto diminuindo o fluxo citoplasmático. Os fungos também possuem estruturas especializadas, algumas delas são: 1. Armadilhas: Fungos nematófagos podem formar espécies de armadilhas para prender os nematóides. 2. Haustórios: Os haustórios são estruturas pelas quais os fungos invadem as células de planta para roubar nutrientes dela. Sobre os tecidos fúngicos, chamados também de pletênquimas, podemos caracterizá-los como prosênquima ou pseudoparênquima. O primeiro é mais macio, as hifas estão frouxamente unidas, é o tecido do champingon. O segundo é mais rigido, as hifas estão entrelaçadas, um exemplo é o Esclerócio de Claviceps purpurea. As hifas dos fungos também podem se unir, num processo chamado de anastosmose. Isso é muito comum em fungos que são parecidos, compatíveis geneticamente. Agora, quanto mais diferente os fungos forem entre si, suas hifas até se unem, mas imediatamente após já se separam. Esse mecanismo de incompatibilidade gênica é muito importante para a proteção do fungo, a fim de evitar que organelas defeituosas passem, assim como transmitir vírus se umas para as outras. Sobre o crescimento dos fungos, sabe-se que os fungos só são capazes de crescer em comprimento, nunca em largura. Essa hipótese é chamada de hipótese vesicular do crescimento. O fungo possui um crescimento apical (ao contrário do fio de cabelo humano, por exemplo, que cresce na raiz). Para fazer isso, é preciso que haja uma leve degradação da parede celular para que ela possa ficar mais maleável e ser espichada. É necessária então uma enzima chamada de quitinase, que degrada a quitina da parede celular. Depois do fungo conseguir se espichar, há a ação de outra enzima, a quitina sintase, que produz mais quitina deixando a ponta rígida novamente. Questão 2: Disserte sobre reprodução assexuada em fungos (20 pontos). A reprodução assexuada é a reprodução que todos os fungos realizam, que se baseia em se multiplicar sem gerar variabilidade genética. Existem várias subdivisões dentro da reprodução assexuada: 1. Fragmentação 2. Brotamento 3. Fissão 4. Formação de esporos 2 e 3 são exclusivos de leveduras. 1. Fragmentação - São de dois tipos, a mecânica, as pontas da hifa que já cresceram o bastante se “descolam” e dão origem a novas colônias. Já na fragmentação da hifa por atrosporos, a gente tem a formação de células individualizadas nas pontas, separadas por parede celular rígida. Essas células têm formato retangular e então vão ser dispersadas para dar origem a novas hifas. 2. Brotamento - Uma célula inicial “mãe” se duplica e dá origem a uma nova “filha” que pode se separar ou permanecer junta da inicial. Isso é chamado de pseudohifa (parece uma hifa pela união das células, mas é de um fungo unicelular). 3. Fissão - Uma célula original aumenta duplica o material genético e há a formação de um septo no meio dela, após ocorre uma “partição ao meio’ ao meio dando origem a duas novas. 4. Formação de esporos: Existe 3 tipos de reprodução assexuada por esporos, que são formados por protuberâncias no sistema vegetativo: Zoosporos - Esporos de fungos cenocíticos. São produzidos dentro do zoosporângio e são liberados. Os zoosporângios são inicialmente formados por uma protuberância e multiplicação do núcleo inicial, e então uma divisão por septo separando as estruturas vegetativas e reprodutivas. Essa estrutura reprodutiva aumenta de tamanho e na ponta ocorre a formação do zoosporângio, uma vesícula. Os zoosporos não possuem parede celular, mas são flagelados. Eles rompem essa vesícula do zoosporângio e são então liberados no meio. Ex: Cryptomycota, Microsporidia, Blastocladiomycota, Chytridiomycota. Esporangiosporos - Esporos de fungos cenocíticos. É um esporo imóvel, dispersado por vento (agente externo). A columela é a estrutura que separa os esporos da estrutura reprodutiva. A formação do esporângio é bem similar a dos zoosporos. A diferença é que eles são imóveis e possuem membrana plasmática, parede celular etc. Ex: Zoopagomycota e Mucoromycota Conídias - São formados por Ascomycota e Basidiomycota (Sub-reino Dikarya). Esses fungos são septados. Começa por uma protuberância, os núcleos vão se multiplicando e ocorre a separação com o sistema vegetativo. Quando atingir o tamanho ideal os vários núcleos migram para dentro de uma vesícula. Nessa vesícula ocorrem novas protuberâncias, células conidiogênicas, que darão origem as conídias, uma após as outras. As da ponta são liberadas. Os modos de formação das conídias são nomeados blásticoe tálico (sub-dividido em holotálico e ártrico). Questão 3: Disserte sobre a composição e funções dos diferentes componentes da partícula viral. Qual dos componentes virais influencia de forma importante na resistência dos vírus no meio ambiente e por quê (20 pontos). Os vírus são formados pelas seguintes estruturas: 1 - Ácido nucleico: Pode ser DNA e RNA. Lembrando que os de RNA tem uma taxa de mutação bem alta pois a RNA polimerase não é capaz de revisar e corrigir erros no processo de duplicação. Podem ser de fita dupla ou simples, independente se forem de RNA ou DNA, linearesou circulares, segmentados ou não-segmentados, também podem estar no sentido certo da transcrição (5’→ 3’), chamado de positivo, ou no sentido contrário (3’ → 5’) e então requerem uma cópia no outro sentido para serem traduzidos. 2 - Capsídeo: É a capa protéica que envolve o material genético e exerce função de proteger e empacotar o genoma. A junção entre capsídio e genoma pode ser chamada de nucleocapsídio. Os nucleocapsídeos possuem 3 tipos diferentes de simetria: icosaédrica, helicoidal ou complexa. O capsídio precisa ser muito estável fora das células, a fim de proteger o genoma, e instável dentro delas, para que possa liberar o genoma para dentro da célula. 3 - Envelope viral: Possui composição lipídica e fica externo ao capsídeo. Nem todos os vírus possuem. O envelope é derivado de uma membrana fosfolipídica celular (eles não sintetizam, eles roubam de uma célula hospedeira). Por ele ter essa composição lipídica se usarmos sabão/álcool vamos destruir o envelope do vírus e então ele não consegue mais se multiplicar sem ele. O envelope também conta com glicoproteínas, as quais possuem um domínio externo, com sítios antigênicos, responsável por ligar e fusionar, e um interno, responsável por processos como montagem e ancoragem. 4 - Matriz: É uma proteína que preenche o espaço entre o capsídeo e o envelope. Pode-se pensar que os vírus envelopados são mais resistentes por terem uma camada a mais de proteção, mas na verdade eles são mais vulneráveis por serem combatidos por álcool e sabão como visto anteriormente. Então, a estrutura responsável por conferir resistência do vírus é o próprio capsídio, exatamente por ele ser bem rígido quando o vírus não está infectando nenhum hospedeiro, fornecendo uma chance de resistência maior, e sendo destrutível quando o vírus infecta um hospedeiro. Essa característica do capsídio é chamada de metaestável. Questão 4: Disserte detalhadamente sobre quais são e como ocorrem as etapas da replicação viral e explique como acontecem os diferentes mecanismos de alteração genômica que ocorrem em vírus durante a replicação (20 pontos). Primeiro, acontece a adsorção do vírus à membrana da célula a qual ele irá invadir, que pode ser por colisões ao caso do vírus com a célula, dependente da concentração de íons e de haver receptores celulares. Alguns vírus utilizam receptores múltiplos ou únicos, sendo que os múltiplos então possuem um amplo espectro de infecção. Depois disso, acontece a penetração do vírus na célula, por endocitose (mediada por receptores) ou fusão (vírus envelopado interage com a membrana da célula alvo e se fusiona a ela). O capsídeo então é desfeito e o genoma é liberado para dentro da célula. A maquinaria da célula será utilizada pelo genoma viral a fim de produzir proteínas, ácidos nucleicos, tudo que os vírus precisam para se replicarem e serem montados. Após os vírus se reconstituirem (etapa de montagem) eles saírão da célula hospedeira. A liberação pode ser por lise celular (mata a célula hospedeira) ou por brotamento, em que o vírus adquire um envelope (roubando parte da membrana plasmática da célula hospedeira). Durante a replicação os vírus podem passar por processos de alteração genética, alguns são: 1 - Mutações: Erros da ação da RNA polimerase, pois ela não é capaz de corrigir os erros como as DNA polimerases fazem. As mutações também podem ser induzidas como por utilização de luz UV. 2 - Recombinações: Exige que dois vírus semelhantes invadam a mesma célula simultaneamente. Pode ocorrer crossing-over (em que um pedaço do genoma de cada vírus de DNA é permutado) ou troca de template (quando a RNA polimerase troca a fita e então a fita formada possui cópias de partes diferentes de dois vírus). 3 - Rearranjo: É muito eficiente. Só acontece com vírus de genoma fragmentado. Encontro de vírus do mesmo tipo mas de origens diferentes (como animal e de aviária) num suíno, gerando um vírus híbrido, com genoma dos dois.
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