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BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br EMBRIOLOGIA Olá pessoal. Começaremos o tema relacionado à embriologia. A seguir serão apresentados e discutimos os principais conceitos e tópicos que são cobrados nos concursos. Primeiramente. A embriologia é a parte da Biologia que estuda o desenvolvimento dos embriões animais. Nessa área há grandes variações de assuntos, visto que os animais invertebrados e vertebrados apresentam muitos diferentes aspectos e níveis evolutivos. Mas, para começarmos, há aspectos que devem ser memorizados em Biologia do desenvolvimento, pois, o conceito de desenvolvimento envolve diversos aspectos, a saber: a. Multiplicação de células, por meio de mitoses sucessivas. Durante o desenvolvimento embrionário, o tipo de divisão celular que domina é a mitose. A meiose só ocorre para a formação dos gametas!!! b. Crescimento, devido ao aumento do número de células e das modificações volumétricas em cada uma delas. Essas alterações irão preparar a células para futuras divisões meióticas e para que as mesmas adquiram as suas funções celulares específicas. c. Diferenciação ou especialização celular, com modificações no tamanho e forma das células que compõem os tecidos. Essas alterações é que tornam as células capazes de cumprir com as suasfunções biológicas. Outra forma de categorizar o que eu disse anteriormente a respeito dos processos que ocorrem durante o desenvolvimento animal, em geral, ocorre em três fenômenos principais, não em sequência, BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br masinter-relacionados de tal modo que cada um deles pode dominar uma parte do desenvolvimento. A seguir, descrevo eles: a. Divisões celulares – embora existam durante todo o desenvolvimento, ocorrem em número muito maior no desenvolvimento embrionário. Este processo, realizado por mitoses sucessivas, permite obter um elevado número de células com o mesmo patrimônio genético original do zigoto; b. Morfogênese – movimentos celulares em grande escala, originando os principais folhetos germinativos (ectoderme, mesoderme e endoderme); c. Organogênese – a partir de células indiferenciadas dos folhetos germinativos vai ocorrer a diferenciação, formando-se tecidos. Estes vãose inter-relacionar e formar órgãos e sistemas de órgãos. Nesse ponto apresentei duas formas diferentes de ver o processo embrionário. São formas diferentes que acho importante citar para que vocês possam se preparar para a prova. Agora, continuando com as explicações do processo embrionário. No início do desenvolvimento, as células são indiferenciadas, ou seja, não adquiriram uma função específica. Mas, a partir da evolução do desenvolvimento embrionário as células irão formar os folhetos embrionários (a endoderme, a mesoderme e a ectoderme). A partir desse ponto as células ativam programações genéticas específicas que irão resultar na definição da morfologia da célula (fusiforme no caso dos miócitos, estreladas como os neurônios ou poliédricas como as células epiteliais) e, também, na definição de qual papel citológico irão exercer nos tecidos (nutrição, defesa, transporte, contração, dentre outros). Como tudo começa???? BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br O ponto de partida da aula começa com a fecundação. Por meio da fecundação ocorre o encontro do gameta masculino (espermatozóide) com o feminino (óvulo), o que resulta na formação do zigoto ou célula-ovo (2n). Na fecundação ocorre a união dos 23 cromossomos de origem paterna com os 23 cromossomos de origem materna. O resultado é a ativação de programações genéticas que resultarão no início dos processos mitóticos visando o desenvolvimento do embrião, feto e, finalmente, no indivíduo formado. O processo embrionário segue passos específicos e característicos. Nesse ponto do módulo farei um resumo do que veremos. Após a fecundação o desenvolvimento embrionário apresenta as etapas de segmentação. Essa fase irá desde a formação do zigoto até o estágio de blástula. Ainda, após a segmentação pode-se encontrar um estágio intermediário, a mórula. Em seguida, ocorre a gastrulação. Agastrulaçãocorresponde ao período de desenvolvimento de blástula até a formação da gástrula.Nesse período do desenvolvimento embrionário começa o processo de diferenciação celular, ou seja, as células vão adquirindo posições e funções biológicas específicas. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br A partir desse ponto não tem mais volta. Quero dizer que uma vez ativada a programação genética para a diferenciação da célula, não tem mais retorno. A célula irá sofrer ativações genéticas que resultarão na mudança da sua morfologia e aquisição de funções específicas por toda a sua vida celular e das futuras linhagens celulares derivadas a partir dela. Continuando o desenvolvimento embrionário, encontraremos o período daorganogênese. Nessa fase há a formação dos órgãos do animal, estágio em que as células que compõem os respectivos tecidos se apresentarão especializadas e exercerão as suas funções biológicas específicas. O que falei até aqui foi um resumo do panorama geral do desenvolvimento embrionário. Mas, para entendermos melhor todo o contexto do desenvolvimento embrionário, irei retomar alguns pontos que irão explicar o que descrevi anteriormente. Sem essas informações não podemos completar o raciocínio do processo. O primeiro ponto consiste no entendimento da organização citológica do gameta feminino. Os óvulos (os gametas femininos) são classificados em função das diferentes quantidades de vitelo (reservas nutritivas) e das suas variadas formas de distribuição no interior do citoplasma. Mas quem é o vitelo? O vitelo é uma reserva de nutrientes existente na célula-ovo dos animais para nutrir o embrião, enquanto o novo ser não consegue alimentar-se sozinho. Nos mamíferos placentários, a quantidade de vitelo no zigoto (outra denominação para a célula-ovo) é pequena, apenas o necessário enquanto o ovo fecundado não chega ao útero, onde ele receberá nutrientes da mãe através da placenta. Já as aves possuem uma concentração imensa de vitelo em seus ovos (a gema e a clara), pois a 1)Ectoderme; 2)Mesoderme; 3) Endoderme. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br geração se dá externamente. Durante esse processo, o embrião encontrará ali o alimento necessário para se nutrir. Na composição do vitelo encontramos proteínas, lipídios e glicogênio. Então, essas duas características(a quantidade de vitelo e a sua distribuição no citoplasma da célula-ovo) determinam aspectos diferentes no desenvolvimento embrionário. A seguir, serão apresentados os tipos de células-ovo e a sua ocorrência. A célula-ovo animal é classificada com base na quantidade e distribuição de vitelo que há em seu citoplasma. Pode ser oligolécito, heterolécito, telolécito ou centrolécito. Ovos oligolécitos são aqueles que possuem pouco vitelo, distribuído de forma homogênea por todo o citoplasma. Contudo, há um leve acúmulo de vitelo em um dos pólos da célula, que passa a se chamar pólo vegetativo. O outro pólo passa a se chamar pólo animal. No póloanimal encontraremos o núcleo da célula. Animais com esse tipo de ovo são os mamíferos,anfioxos e equinodermos. Ovos heterolécitos são aqueles que possuem grande quantidade de vitelo, distribuída de forma não-homogênea. O pólo vegetativo apresenta uma concentração muito maior de vitelo em relação ao pólo animal. Animais com esse tipo de ovo são os moluscos, anfíbios e anelídeos. Ovos telolécitos são aqueles que possuem uma quantidade de vitelo tão grande (ainda maior que a do heterolécito) que faz com que as estruturas citoplamáticas (as organelas, por exemplo) e o núcleo fiquem totalmente no pólo animal do ovo. Animais com esse tipo de ovo são as aves, os peixes que produzem pequena quantidade de ovócitos, e os répteis. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br Ovos centrolécitos são aqueles que possuem o vitelo concentrado ao redor do núcleo. Esse ovo não possui pólos e está presente nos artrópodes. Aqui vai uma explicação. Qual é a diferença entre célula-ovo (que irei chamar de ovo), zigoto, óvulo e ovócito? Usei esses termos várias vezes. Mas guardem assim, célula-ovo e zigoto são as mesmas células. Representam o ovócito fecundado pelo espermatozóide e em processo de geração de novas células por mitose. O ovócito é o gameta feminino liberado pelo ovário. E óvulo é a célula fecundada contendo os pronúcleos feminino e masculino. Dessa forma, o ovo é uma célula que contém todas as estruturas necessárias à formação de uma nova vida: * Núcleo – com conteúdo genético diplóide (2n – 46 cromossomos), resulta da reunião dos núcleos do óvulo e do espermatozóide; * Protolecito – também designado por vitelo germinativo; é composto pelo citoplasma ativo da célula (hialoplasma e organelas); * Deutolecito – também designado por vitelo de nutrição, é composto por nutrientes, nomeadamente proteínas, lipídios e glicogênio. Passo inicial do desenvolvimento embrionário, a fecundação ou fertilização. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br Fecundação ou Fertilização Ocorre no primeiro terço da tuba uterina (antiga trompa de Falópio). Primeiro o espermatozóide tem as membranas plasmática e do acrossoma(complexo de Golgi) fundidas, resultando na liberação das seguintes enzimas: 1 – HIALURONIDASE = enzima cuja ação é na Corona Radiata do ovócito; 2 - ACROSINA e NEURAMINIDASE = enzimas cuja ação é na Zona Pelúcida do ovócito. Assim quando o espermatozóide passa pelas duas barreiras (corona radiata e zona pelúcida), e se funde com a membrana plasmática do ovócito II, a zona pelúcida e a própria membrana plasmática do ovócito II se tornam impermeáveis a novas entradas de gametas masculinos. Ou seja, só tem um ganhador. As estruturas do espermatozóide que penetram no ovócito II, segundo os embriologistas (MOORE, 1997) são: 1. Núcleo do espermatozoide (n=23); 2. Microtúbulos do flagelo; 3. Mitocôndrias do flagelo. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br A coroa radiada ou corona radiata cerca o óvulo e consiste em duas ou três camadas de células foliculares. Estão ligadas à camada protetora exterior do óvulo, a zona pelúcida. A sua principal função em muitos animais é a de fornecer proteínas vitais à célula.Aparece durante a ovocitação, mas pode desaparecer após a fertilização. A zona pelúcida é uma barreira física acelular que serve para proteger os ovócitos e pré- embriões de antígenos durante o período de fecundação. Aqui cabe uma informação. Toda mitocôndria é herdada como uma herança materna. Isso significa que mesmo com a entrada das mitocôndrias do espermatozóide no citoplasma do ovócito, essas organelas paternas são ubiquitinadas e destruídas. À princípio, não há herança paterna de mitocôndrias. A ubiquitina é uma proteína encontrada nas células dos eucariotos constituída por 76 aminoácidos que desempenha uma função importante na regulação de proteínas. Ela marca proteínas indesejadas para que sejam degradadas por estruturas citoplasmáticas chamadas de proteassomas. Diferentemente de outras vias proteolíticas, a via da ubiquitina envolve consumo de ATP. A degradação protéica é feita em uma série de etapas que resultam na ubiquitinação da proteína a ser destruída, esse processo permite que a célula elimine proteínas de modo bastante específico e é esta regulação que exige energia. Agora, retornando ao processo da fertilização. Assim quando as estruturas do espermatozoide penetram o gameta feminino, o ovócito II termina a meiose II, originando o óvulo (n=23) e o 2o Corpúsculo Polar (n=23). Lembre que o corpúsculo polar não é viável para a reprodução. Os núcleos do espermatozóide e do óvulo aumentam de tamanho e são denominados de pronúcleo masculino e feminino. Então, após a fecundação temos os seguintes resultados: BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br 1. Determinação do número diplóide da espécie. No caso da espécie humana serão 46 cromossomos (2n = 46); 2. Determinação do sexo X ou Y. Lembre-se que o parental masculino define o sexo da criança em virtude da segregação dos gametas, pois são formadas duas populações de espermatozóides. Umacarregando o cromossomo X e a outra parte dos espermatozóides carregando o cromossomo Y. 3. Aumento da variabilidade genética. A função da fecundação é permitir a combinação de moléculas de DNA (os cromossomos) em um novo indivíduo que irá possuir características de ambos os parentais. Assim, temos uma nova combinação de genes a partir dos genes dos parentais. 4. Estimulo às clivagens.Agora, ocorrerão divisões mitóticas que irão produzir as células formadoras do embrião visando a futura formação do feto e, por fim, de um novo indivíduo. Próximo passo: a segmentação. Na segmentação (ou clivagem) encontramos alguns tipos de células e divisões. Vamos definir esses conceitos abaixo: A partir do zigoto, as mitoses irão formar osblastômeros, que são células indiferenciadas. O blastômero é a estrutura que resulta da divisão do ovo fertilizado durante o desenvolvimento embrionário.No seu caminho até ao útero, o ovo permanece livre nos líquidos da secreção tubária e uterina. Aqui não vai crescer, mas divide-se ativamente fazendo com que se diminuam o tamanho das células-filhas. Chama-se a este processo de clivagem, consistindo em sucessivas divisões mitóticas do zigoto, resultando em um rápido aumento do número de células. As células-filhas originárias do ovo fecundado são denominadas blastômeros. Eles vão dar origem à mórula. O período da segmentaçãovai até a formação da blástula. Nos óvulos oligolécitos e heterolécitos ocorre também a passagem por um estágio intermediário que é a mórula. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br No estágio de blástula o embrião apresenta-se uma camada de célulasdenominada de blastoderme que envolve uma cavidade centralchamada de blastocele. Como vimos,a segmentação depende da quantidade de vitelo e sua respectiva distribuição. Dessa forma, temos as seguintes formas de segmentação: a) Segmentação total ou holoblástica = o zigoto faz divisão total, por apresentar pequena quantidade de vitelo. Essa segmentação pode ser: * Total e desigual = caracterizada por apresentar blastômeros de tamanhos diferentes. Formam-se osblastômeros de pequeno tamanho ou micrômeros e osblastômeros de maior tamanho, os macrômeros.Essa forma de segmentação ocorre em ovos heterolécitos. b)Segmentação parcial ou meroblástica = o zigoto realiza divisão parcial. Ocorre nos ovos com muito vitelo. Nesse caso o pólo vegetativo, onde se localiza o vitelo, não entra em divisão. Essa segmentação pode ser de dois tipos: * Parcial discoidal = ocorre em ovos megalécitos, como em répteis e aves. A segmentação atinge apenas a região do pólo animal. Os blastômeros resultantes dessa segmentação formam um disco denominado blastodisco, a partir do qual posteriormente se formará o embrião. * Parcial superficial = ocorre nos ovos centrolécitos, como os dos insetos. O núcleo vai se dividindo sucessivamente e os núcleos resultantes migram para a periferia do ovo. Nesse local são formadas as membranas celulares, apresentando-se uma camada de células, a blastoderme, que envolve a cavidade central. Desenvolvimento embrionário do anfioxo Como sabemos todos esses eventos se não podemos fazer experiências com os embriões e fetos humanos? A resposta vem do fato de usarmos modelos animais para estudos comparativos. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br Um modelo muito usado é um animal marinho conhecido como anfioxo. Desse animal obtivemos muitas informações a respeito do desenvolvimento embrionário. Usarei as informações geradas por esse modelo para as devidas comparações com o desenvolvimento humano, pois ambos os organismos compartilham dos mesmos eventos celulares. Então, vamos repassar a segmentação. Nasegmentação oóvulo do anfioxo é do tipo oligolécito e apresenta segmentação total, quase igual. Muito parecido com o modelo humano. Por isso, irei adotar esse modelo para completarmos os nossos estudos. Na segmentação, a1a clivagem (ou seja, a mitose) do ovo é vertical, ocorrendo desde o pólo animal até o pólo vegetativo.Formam-se os dois primeiros blastômeros que serão responsáveis pela futura simetria bilateral do animal. A 2a clivagem também é vertical, poréma 90o da primeira, formando-se quatro células. A 3a clivagem é horizontal, subequatorial e perpendicular aos dois planos anteriores de divisão, originando-se oito células.A divisão subequatorial faz com que os blastômeros resultantes tenham tamanhos diferentes: 1. Os micrômeros são as células menores 2. Os macrômeros são as célulasmaiores. A 4a clivagem é vertical e a 5a horizontal, atingindo-se um estágio de 32 células denominado mórula. Até a formação da mórula não há aumento de tamanho do embrião. Durante as próximas divisões celulares começa a formar-se uma cavidade cheia de líquido. O final da segmentação é a formação da blástula, estágio embrionário caracterizado por uma camada de célula, a blastoderme, envolvendo uma cavidade denominada blastocele. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br A observação da blastoderme permite o reconhecimento de micrômeros na região do pólo animale macrômerosno pólo vegetativo. Na gastrulaçãoas modificações sofridas pela blástula criam as condições necessárias para a evolução do estágio de gástrula. O pólo vegetativo se invagina, os macrômeros invadem a blastocele migrando em direção aos micrômeros. A invaginação do pólo vegetativo acaba por obliterar a blastocele surgindo uma nova cavidade delimitada pelos macrômeros. Essa cavidade é o arquêntero, intestino primitivo do embrião, que se comunica com o meio externo por meio de uma abertura ou boca primitiva, o blastóporo. A gástrula apresenta dupla camada de células circundando o arquêntero. A camada externa, constituída por micrômeros é a ectoderme e acamada interna é constituída por macrômeros e denomina-se endoderme. Na endoderme há uma região no teto do arquêntero, a mesentoderme. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br Na próxima fase que compreende a organogênese, apartir da gástrula inicial, ocorre um achatamento dorsal do embrião, a placa neural, que será coberta pela ectoderme. Esta placa sofrerá um dobramento e terminará formando o tubo neural (tubo nervoso). Enquanto é formado o tubo neural, a mesentoderme vai se diferenciando para formar a mesoderme (bolsas evaginadas em ambos os lados) e a notocorda (bastão central e dorsal). Essa mesoderme forma pacotes celulares dorsais e longitudinais, os somitos, de grande importância na organogênese.Os somitos crescem até se encontrarem na região ventral do embrião. A cavidade interna dos somitos é chamada celoma e está completamente envolvida pela mesoderme. Esse estágio de desenvolvimento, chamado nêurula, já mostra o plano fundamental de como será o organismo adulto. Daí para frente serão diferenciados todos os tecidos e órgãos do anfioxo adulto (organogênese).Na organogênese tem-se oprocessodeformaçãodosórgãosqueconstituemoanimal,apartirdetrêsfolhe tosembrionários. Então, a Neurulação é o processoqueoriginaosistemanervosocentraleperiférico.Estaapresentaosse guinteseventos: −Aectodermedorsaldoembriãosofreumespessamentoeformaa placa neural.Estaseaprofundaepassaasechamardegoteira neural; −aolongododorsodagástrula, a ectodermesofreumadepressão,originandoumaespéciedesulco BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz neuralqueaofecharos aparte anterior Então, para resumir e organizar as idéias, temos os eventos já descritos para os es 1. Zigoto: célula dipl com o gameta feminino. 2. Mórula: é a massa de células compacta que resulta das primeiras segmentações do zigoto. 3. Blástula: é o estágio em que o embrião apresenta um agrupamento celular com uma cavidade cheia de líquido, a blastocele. 4. Gástrula: é o estágio em que o embrião apresenta dois folhetos embrionários e uma cavidade interna, o arquêntero, e uma abertura, o blastóporo. 5. Nêurula: é o estágio marcado pela formação do tubo neural a partir de dobramento do ectoderma dorsal do embrião. Dessa forma, na embriologia vertebrados o tipo de segmentação varie conforme a quantidade de vitelo do ovo diferentedo anfioxo, o plano fundamental é muito semelhante. Ou seja, durante a diferenciação posterior (organogênese) notocorda é substituída pela coluna vertebral órgãos apresentarão vários avanços evo complexidade e competência de execução das atividades biológicas respectivas. PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br queaofecharosbordostorna-seo tubo neural parte anteriororiginaoencéfaloeaposterior,a medulaespinal. Então, para resumir e organizar as idéias, temos os eventos já descritos para os estágios de desenvolvimento célula diplóide resultante da fusão do gameta masculino com o gameta feminino. é a massa de células compacta que resulta das primeiras segmentações do zigoto. é o estágio em que o embrião apresenta um agrupamento celular com uma cavidade cheia de líquido, a é o estágio em que o embrião apresenta dois folhetos embrionários e uma cavidade interna, o arquêntero, e uma abertura, o blastóporo. é o estágio marcado pela formação do tubo neural a partir de dobramento do ectoderma dorsal do embrião. Dessa forma, na embriologia dos vertebrados tipo de segmentação varie conforme a quantidade e a gastrulação possa dar-se de maneira anfioxo, o plano fundamental é muito semelhante. urante a diferenciação posterior (organogênese) notocorda é substituída pela coluna vertebral e órgãos apresentarão vários avanços evolutivos, aumentando a complexidadee competência de execução das atividades biológicas POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ www.pontodosconcursos.com.br o tubo neural, no qual a medulaespinal. Então, para resumir e organizar as idéias, temos os seguintes o do embrião: ide resultante da fusão do gameta masculino é a massa de células compacta que resulta das primeiras é o estágio em que o embrião apresenta um agrupamento celular com uma cavidade cheia de líquido, a é o estágio em que o embrião apresenta dois folhetos embrionários e uma cavidade interna, o arquêntero, e uma é o estágio marcado pela formação do tubo neural a partir de dobramento do ectoderma dorsal do embrião. vertebrados embora nos tipo de segmentação varie conforme a quantidade se de maneira anfioxo, o plano fundamental é muito semelhante. urante a diferenciação posterior (organogênese) a e os tecidos e , aumentando a complexidade e competência de execução das atividades biológicas BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br Folhetos embrionários: tipos e funções Outro elemento a ser estudado consiste no destino das células localizadas nos folhetos embrionários. Normalmente, as células dos três folhetos embrionários (ectoderme, mesoderme e endoderme) sofrerão um processo de diferenciação, de acordo com as funções que cumprirão no organismo adulto. Nos vertebrados, os tecidos, órgãos e sistemas originam-se conforme a tabela abaixo: Características para classificação dos animais pluricelulares Outro parâmetro importante a ser estudado é a classificação dos organismos em função das estruturas que possuem e as suas organizações anatômicas. Nesse ponto do material iremos descrever alguns desses parâmetros: Para começarmos podemos relacionar a parte anatômica dos organismos. Anatomicamente, os organismos podem ser classificados em animais com simetriaradial. A simetria radial é aquela em que um Folheto Estrutura do embrião Estrutura no adulto Ectoderme • camada celular externa • tubo neural (nervoso) • cristalino dos olhos • epiderme • anexos da epiderme: pêlos, glândulas, etc • revestimento interno da boca e do ânus • esmalte dos dentes • receptores sensitivos • encéfalo, gânglios e medula espinhal Mesoderme • somitos: epímero (dorsal) mesômero (médio) hipômero (ventral) • vértebras • derme • tecido muscular • tecido ósseo • sistema circulatório • aparelho urogenital Endoderme revestimento do arquêntero • revestimento interno do aparelho digestório • revestimento interno do aparelho respiratório • revestimento interno da bexiga, fígado e pâncreas BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br eixo, e não apenas um plano, passa através do animal, e as partes se repetem em volta desse eixo. Este tipo de simetria é encontrado em cnidários (celenterados), equinodermos, dentre outros. A simetria radial representa um tipo de adaptação para um determinado tipo de vida. Por exemplo, esta simetria está relacionada aos animais fixos ou sésseis. Asimetriabilateralpredomina no reino animal. Os animais bilaterais possuem lados esquerdo e direito, faces ventral e dorsal e extremidades anterior e posterior. A extremidade anterior é aquela em que fica localizada a cabeça, que contém o centro de comando nervoso. A extremidade posterior é aquela em que, na maioria das vezes, situa- se o ânus e os orifícios reprodutores.Nesse tipo de simetria existe um plano sagital que divide o animal em duas metades equivalentes. De modo geral, a simetria bilateral é relacionada ao modo de vida de "ir em busca" do alimento de uma forma mais dirigida. Ou seja, essa simetria está relacionada aos organismos adaptados à locomoção (nadar, caminhar, por exemplo). É nesse modelo que nos enquadramos. Ainda, encontramos como parâmetro de estudo a SEGMENTAÇÃO (metameria) homônoma (segmentos "iguais"). Nessetipo de segmentação os segmentos ou anéis são estruturalmente idênticos. Nos anelídeos os segmentos são limitados externamente por sulcos transversais e neles se repetem em sucessão regular determinados órgãos ou partes de órgãos externos e internos. Só o segmento cefálico, no qual está situada a boca e outros órgãos específicos, tais como, os órgãos dos sentidos e tentáculos, se distinguem dos restantes segmentos que são, entre si, equivalentes. Já a SEGMENTAÇÃOheterônoma (segmentos diferentes) favorece a flexibilidade do corpo.Esse é um tipo de segmentação em que os segmentos ou anéis do corpo apresentam dimensões e por vezes formas diferentes. É o que acontece nos artrópodes, em que os segmentos apresentam, geralmente, consideráveis variações estruturais.Geralmente os segmentos unem-se e formam regiões distintas: cabeça, tórax e abdómen. Em algumas espécies, a cabeça e o tórax estão ligados, formando o cefalotórax. O texto acima foi desenvolvido mais no sentido de prepará-los para os nomes “estranhos” da biologia. No modelo humano não encontramos a metameria. O nosso plano anatômico criou regiões específicas que são a cabeça, o tórax e o abdôme. Cuidado com os peguinhas nos concursos com os nomes estranhos. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br NÚMERO DE FOLHETOS EMBRIONÁRIOS Na embriologia, um parâmetro muito importante é a classificação dos organismos quanto ao número de folhetos embrionários. Nos animais são encontrados dois tipos: 1. Diblásticos.Nos organismos diblásticos as estruturas do corpo são derivadas a partir da ectodermee da endoderme. 2. Triblásticos.Nessesorganimsos os tecidos do corpo são derivados dos três folhetos embrionários, ou seja, a ectoderme,mesodermee a endoderme. PRESENÇA OU NÃO DE CAVIDADE CORPORAL(= CELOMA) Outra denominação consiste na presença de uma cavidade central na qual estarão localizados os órgãos do animal. Essa cavidade é o celoma. Com relação a esse parâmetro temos os organismos: 1. Acelomados.Nesse modelo os organismos apresentam a mesoderme compacta e não há cavidade corporal. 2. Pseudocelomados.Nesses animais a cavidade corporal está parcialmente revestida pela mesoderme. 3. Celomados.Os organismos apresentam uma cavidade corporal completamente revestida pela mesoderme. ORIGEM DO CELOMA BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br Além da presença do celoma outro parâmetro a ser memorizado é com relação à origem do celoma. O celoma pode ser formado nos animais a partir de duas origens: a) ESQUIZOCÉLICA Nos esquizocelomados (do grego schizos, dividido, fendido), o celoma se forma a partir de fendas internas surgidas nas massas mesodérmicas do embrião.Exemplos: anelídeos, artrópodos, moluscos. b) ENTEROCÉLICA Nos enterocelomados (do grego enteron, intestino), o celoma se forma a partir de bolsas que brotam do teto do intestino primitivo.Exemplos: equinodermos e CORDADOS. DESTINO (evolução) DO BLASTÓPORO Ainda, durante a gastrulação vimos a formação dos folhetos embrionários e do intestino primitivo ou arquêntero. O arquêntero se comunica o meio externo por meio de uma abertura, o blastóporo. O blastóporo é decisivo para impulsionar o desenvolvimento da estrutura do embrião. O que quero dizer: dependendo da origem da formação do blastóporo e sua evolução teremos o aparecimento da boca ou do ânus no animal. São duas formas de evolução:BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br 1. Protostômios.Nesse modelo, o blastóporo origina a boca. O ânus poderá abrir-se posteriormente. 2. Deuterostômios.Oblastóporo origina o ânus e a boca abre-se posteriormente. E o motivo de se saber disso para o concurso? É simples. Você deve memorizar que o ser humano não apresenta metameria, é triblástico, celoma, enterocelomado e deuterostômio. Procure relembrar esses conceitos a partir do que eu defini no parágrafo anterior. Desenvolvimento dos órgãos reprodutores Como ocorre a definição do sexo? E os órgãos reprodutores? Esses pontos devem ser lembrados para o concurso pois suscitam conceitos importantes. Primeiro, o sexo é definido pelo sexo cromossômico, ou seja, a presença dos cromossomos X e Y. No cromossomo Y encontramos o gene SRY que interage com genes localizados no cromossomo X e no cromossomo 9. Dessa interação, caso haja sinalização no mesmo sentido, ou seja, masculino, há a ativação de genes que levarão à masculinização do embrião. Quero dizer, formar-se-ão as gônadas masculinas (testículos) e o aparelho peniano. O desenvolvimento dos órgãos reprodutores antes do nascimento pode ser dividido em duas etapas: Na primeira, o sexo genético do feto, determinado pelos cromossomos sexuais (lembre-se do gene SRY) e autossômicos e o fator determinante testicular (TDF), causa o desenvolvimento das gônadas indiferenciadas em testículo ou ovário. A segunda etapa é a formação dos órgãos sexuais acessórios, o que inclui a genitália externa e a interna. As gônadas indiferenciadas do embrião têm três tipos celulares: 1- células que vão originar gametas (oogônias ou espermatogônias); BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br 2- precursoras de células que nutrem os gametas em desenvolvimento (células granulosas no ovário; células de Sertoli no testículo); 3- precursoras de células que secretam hormônios sexuais (células tecais no ovário; células de Leydig no testículo). A figura a seguir ilustra os destinos possíveis da genitália indiferenciada. ANEXOS EMBRIONÁRIOS Além de darem origem aos diferentes tecidos, órgãos e sistemas do organismo adulto, os três folhetos embrionários participam da formação dos anexos embrionários dos vertebrados: 1. saco vitelino 2. alantóide 3. âmnion 4. córion Com relação aos anexos embrionários, os animais são classificados em dois grandes grupos: 1. AMNIOTAS (ou Alantoidianos). Correspondem aos Répteis, Aves e Mamíferos. Nesses organismos encontram-se todos os anexos embrionários. 2. ANAMNIOTAS (ou Analantoidianos). Correspondem aos peixes e anfíbios. Nesses organismos encontra- se apenas o saco vitelino. Sabendo-se dessas informações, você deve entender e conhecer o funcionamento de cada anexo embrionário. ORIGEM EMBRIONÁRIA DOS ANEXOS BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br Os anexos embrionários são derivados de duas estruturas básicas no embrião: * SOMATOPLEURA Estrutura composta pelos folhetos ectodermee mesoderme. Exemplos: 1. CÓRIO(n) – respiração (trocas gasosas). 2. ÂMNIO(n) – proteção (traumatismos, desidratação). * ESPLANCNOPLEURA Estrutura formada a partir da endoderme emesoderme. Exemplos: 1. SACO VITELINO – Reservatório de nutrientes. 2. ALANTÓIDE – Reservatório de excretas; respiração. Saco vitelino Envolve o vitelo e garante a nutrição do embrião. A endoderme e o folheto visceral da mesoderme envolvem o deutolecito (gema), formando um saco ligado ao intestino do embrião pelo pedúnculo vitelino. Esta membrana fornece nutrientes ao embrião, que retira do deutolecito; Alantóide Forma-se a partir do tubo digestivo e tem a forma de uma vesícula; nos répteis e nas aves ele tem por função recolher excretas do embrião e permitir as trocas respiratórias através da casca. Um pequeno divertículo muito vascularizado, da zona posterior do intestino, da endoderme e do folheto visceral da mesoderme forma inicialmente um saco e depois acaba por envolver completamente a cavidade amniótica e o saco vitelino, ficando em contato com o córionpelo lado interior. Estas duas membranas formam o alantocórion. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br Oalantóide tem função respiratória e armazena os produtos de excreção do embrião. Âmnio Na porção anterior da região cefálica do embrião, uma dobra da ectoderme e o folheto parietal da mesoderme irá cobrir o embrião. Este fica no centro de uma cavidade amniótica, preenchida pelo líquido amniótico. Esta membrana protege dos choques, funcionando como uma almofada líquida e impede a dessecação. O âmnio contém água, envolvendo todo o embrião, oferecendoproteção contra traumatismos e ressecamento. Córion É a película mais externa e se justapõe à casca que envolve o ovo dos répteis e aves, exercendo função respiratória.Devido à formação do âmnio, a dobra exterior da ectoderme e do folheto parietal da mesoderme desenvolve-se, circundando o âmnio e o saco vitelino. Esta membrana fica em íntimo contato com as membranas da casca e delimita um espaço designado celoma extra-embrionário. Devido à sua ligação com a casca, esta membrana mobiliza minerais para a construção do esqueleto, tal como ajuda na respiração. Nos embriões de mamíferos apresenta-se uma formação especial, a placenta, através da qual o embrião realiza, com a corrente circulatória da mãe, as trocas alimentares e gasosas, além da eliminação dos excretas. Placenta BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br Durante os primeiros dois meses forma-se a placenta, em forma de disco e com origem mista (vilosidades do córion e endométrio materno, em cujas lacunas as vilosidades mergulham). A placenta humana implanta-se na camada intermediária da decídua (nome dado ao endométrio durante a gravidez), denominada de camada esponjosa. Depois do parto, quando o útero reduz de tamanho significativamente, forma-se área de clivagem (descolamento) que, gradativamente, descola a placenta. A placenta humana impede moléculas de alto peso molecular de entrarem em contato com o feto. O sangue da mãe nunca se mistura com o do feto, uma vez que, os vasos sanguíneos de ambos não são contínuos, ou seja, a continuidade é assegurada pelo sistema artério-venoso da placenta, por si só um filtro importante. A placenta resulta de composição mista: endométrio uterino da mãe + cório e alantóide modificado (cordão umbilical = alanto- córion) do embrião. Ela apresenta projeções do córion (vilosidades coriônicas) que penetram na espessa camada do endométrio, o qual é ricamente vascularizado durante a gravidez. Os vasos sangüíneos do embrião se ramificam pelas vilosidades coriônicas e ficam muito próximos do sistema sangüíneo da mãe. A placenta é um anexo embrionário existente apenas nos mamíferos placentários, através da qual ocorrem as trocas entre a mãe e seu filho. É formada pelos tecidos do óvulo, embriologicamente derivada do córion. Pela placenta o concepto "respira" (ocorrem as trocas de oxigênio e gás carbônico), "alimenta-se" (recebendo diretamente os nutrientes por difusão do sangue materno) e excreta produtos de seu metabolismo (excretas nitrogenadas). A placenta é também órgão endócrino importante na gravidez, envolvida na produção de diversoshormônios: progesterona, gonadotrofina coriônica (hCG), hormônio lactogênico placentário, estrogênio (principalmente o estriol). Cordão umbilical É um longo cordão constituído por duas artérias e uma veia além de um material gelatinoso (substância/geléia de Wharton). Na zona ventral do embrião forma-se, a partir do âmnio e da mesoderme, o cordão umbilical, que liga o embrião à placenta. No cordão existem duas artérias e uma veia que transportam gases, BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br nutrientes, hormônios, dentre outros, e retiram excreções. A placenta garante, portanto, o desenvolvimento embrionário num animal em que o deutolecito é quase inexistente, retirando os nutrientes da circulação materna. Resumindo, a veia umbilical transporta sangue rico em oxigênio proveniente da placenta e as artérias carregam sangue pobre em oxigênio. Então já que os pulmões do feto não estão em funcionamento, a placenta é que fica responsável em fazer o papel deles. O cordão ainda é formado a partir do saco amniótico (forma o epitélio do cordão), do alantoide (forma a veia e as artérias umbilicais) e da vesícula vitelínica. O feto fica dentro de uma bolsa cheia de líquido amniótico. DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO HUMANO O embrião: Logo após a fecundação, o ovo começa a se dividir em mais células. 1º MÊS Na terceira semana, apresenta forma tubular, com esboço da cabeça, coração, tubo neural e uma cauda. Na quarta semana, o embrião é formado por milhões de células, com esboço da maioria dos sistemas vitais. Seu tamanho nesta etapa é de 6mm. A gestante: As mulheres, em sua maioria, nem sabe que estão grávidas. Aguardam atraso menstrual para fazer exame. Mas, desde o início do primeiro trimestre a gestante tem alterações hormonais: cresce a taxa de progesterona. 2º MÊS BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br O embrião: Na oitava semana, o embrião transforma-se em feto. Os principais órgãos estão desenvolvidos. Pode-se perceber o esboço de um rosto. As narinas estão formadas e os ouvidos, em formação. Os dedos, mais nítidos, ainda estão ligados por membranas. Braços e pernas aumentaram. Nesta fase, o feto tem 2,5 cm, o equivalente a um morango. A gestante: Ainda não sente nenhum movimento do feto. Mas pode estar sofrendo com enjôos, sono excessivo, aumento da freqüência urinária, tonturas e alterações de apetite. Esses sintomas, quando aparecem, podem cessar no segundo trimestre. 3º MÊS O feto: Apesar da cabeça ainda ser grande em relação ao corpo, e os membros, curtos, o feto começa a se parecer mais com um bebê. Na 12º semana, já movimenta os lábios, faz biquinho e beicinho. Os dedos das mãos e dos pés apresentam unhas. O intestino é capaz de absorver glicose. A calota craniana completa sua ossificação. Seu peso é em torno de 13 gramas e altura entre 7 e 9 centímetros. A gestante: Se sentiu aqueles sintomas desagradáveis do início da gravidez, pode comemorar: tudo começa a passar. 4º MÊS O feto: A partir da décima quarta semana, está sendo nutrido pela placenta - que equivale ao "enraizamento" do feto. Por isso diminuem os riscos de aborto espontâneo. Sobrancelhas e cílios estão crescendo e a pele é bem fina, deixando ver as redes de vasos sanguíneos. Na décima sexta semana já chupa os polegares, mede 14 centímetros e pesa 100 gramas. A gestante: A gravidez começa a ficar mais visível e a gestante se sente melhor sem os sintomas do primeiro trimestre. O feto se mexe bastante, mas nem todas conseguem perceber os movimentos fetais. 5º MÊS O feto: É o período de maior crescimento. Mede em torno de 22 centímetros e pesa 300 gramas. Na vigésima semana nascem cabelos. Braços e pernas estão bem desenvolvidos. O feto é bastante ativo (até reage a ruídos externos), mas passa por períodos de quietude. A gestante: Sente com mais intensidade os movimentos do bebê. Pode começar a ter dores nas costas ou em outras partes, porque há uma distensão das juntas e dos ligamentos. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br 6º MÊS O feto: Ainda não acumulou gorduras e está magrinho.As glândulas sudoríparas estão em formação. Com os músculos dos braços e das pernas desenvolvidos, exercita-se bastante, mas passa por períodos de calmaria. Na vigésima quarta semana pesa cerca de 600 gramas e mede em torno de 32 centímetros. A gestante: É comum que tenha adquirido mais peso. Sente intensamente os movimentos fetais. 7º MÊS O feto: A pele está vermelha e enrugada. Possui mais papilas gustativas do que terá ao nascer - seu paladar é muito aguçado. Ainda não tem surfactante, substância importante para o funcionamento respiratório. É por isso que os prematuros necessitam de cuidados especiais. Na vigésima oitava semana o feto já pesa um quilo e mede 36 centímetros. A gestante: Pode até sentir os pezinhos do futuro bebê. Problemas ocasionais: azia, indigestão, câimbras e estrias na barriga. 8º MÊS O feto: Na trigésima segunda semana, o bebê é praticamente igual ao que será ao nascer. Já diferencia claro e escuro. Por falta de espaço, pode permanecer sempre com a cabeça para baixo, em posição para o parto. Este período, onde o feto mede 41 centímetros, é onde ganha mais peso e chega a 1,8 quilos. A gestante: Pode sentir desconforto, como falta de ar e vontade freqüentemente de fazer xixi - o bebê cresce e está pressionando os órgãos. Dormir já não é fácil e pode haver incômodo na região pélvica. Está certamente muito ansiosa 9º MÊS O feto: Está pronto para sair ao mundo. Um bebê saudável pesa em média 3,4 quilos e mede cerca de 51 centímetros. A gestante: Sente-se irremediavelmente pesada. Está cheia de expectativas em relação ao parto e à saúde do bebê. Deve ter engordado de 9 a 11 quilos, volume considerado ideal. EMBRIOLOGIA EXPERIMENTAL BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br Enquanto cresce o embrião deve manter o padrão genético nas novas células que vão se formando. Esse papel é executado pelo DNA, mas como fazer para que a partir do zigoto, todos os bilhões de células sigam “o caminho e as instruções necessárias, com velocidade e precisão desejáveis?” No embrião, os “comandos” seguem uma “seqüência previamente programada”. Os genes não funcionam todos aos mesmo tempo. Enquanto um conjunto deles está ativo na codificação do processo de desenvolvimento, outros tantos genes permanecem “dormentes”, até “o momento de serem ligados”. Por exemplo, o olho do embrião só se forma depois de aparecer o tubo nervoso; este só aparece depois da formação das três camadas germinativas (ectoderme, mesoderme e endoderme) que, por sua vez, só se diferenciam depois da formação de um tubo digestivo primitivo. Ao fim do desenvolvimento embrionário humano, todas as células do embrião contêm os mesmos 46 cromossomos que estavam no zigoto inicial, com as mesmas informações acerca do todo o organismo. Se a informação genética é idêntica em todas as células que foram formadas por mitose, por que estas são tão diferentes? No início da década de 1930, diversos experimentos foram realizados para verificação da importância do núcleo no papel da diferenciação celular.Os resultados indicam categoricamente que os genes controlam a atividade do citoplasma, definindo os "rumos da diferenciação celular”. Porém, como todas as células vão se formando por mitoses, devemos admitir que núcleos com materialgenético igual podem funcionar de formas diferentes, se estimulados convenientemente.Assim, apesar de todos os genes estarem presentes em todos os núcleos das células do embrião, nem todos os genes funcionam ao mesmo tempo. Algum “fator exterior ao núcleo” deve ser capaz de “ligar” ou “desligar” determinados genes, em cada tipo de célula Experimentos com embriões demonstraram que certos grupos de células, numa determinada fase, influenciam o desenvolvimentoe a diferenciação de outros grupos. Esse fenômeno é chamado indução embrionária. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br É muito provável que as células da região indutora produzam substâncias que se difundem até a região induzida, estimulando-a a se diferenciar de um certo modo (seguindo um certo destino !). Assim, de forma coerente, substâncias produzidas por certas células poderiam estimular o funcionamento do núcleo de outras células vizinhas “despertando genes que estavam dormentes”, que passariam a se diferenciar e, por sua vez, poderiam induzir o desenvolvimento de um terceiro grupo celular. Acompanhe um processo de indução embrionária bem conhecido: O tubo neural induz a ectoderme que o recobre a se transformar em partes do futuro olho. Os olhos se originam de duas expansões do tubo neural. Cada uma das expansões cresce, tomando por fim a forma de uma taça (cálice óptico), que originará mais tarde a parte profunda do globo ocular. O cristalino se forma a partir da ectoderme que se invagina por indução do cálice óptico. Uma vez formado, o cristalino induz a ectoderme a se transformar em córnea transparente. Ocorre, então, no embrião, uma série de eventos em cadeia que levam à diferenciação. O tubo neural, que havia sido induzido pela mesoderme, induz a formação do cristalino; este, por sua vez, induz a formação da córnea. Experimentos acoplados a esses mostraram que a indução embrionária se realiza por intermédio de substâncias químicas que passam da região indutora à induzida; assim, quando, antes da formação do cristalino, se coloca um pedaço de celofane entre o cálice óptico e a ectoderme, a estrutura não se forma. EXERCÍCIOS Questão 1 (Papiloscopista - PC – DF – 2008)Em um caso de estupro seguido de homicídio, foi encontrado, na genitália da vítima, material semelhante a sêmen, que foi coletado para possível exame de material genético. Em uma análise cromossômica desse material, observou-se a presença de células haplóides, confirmando a suspeita do tipo de material coletado. Analise as afirmativas quanto à conceituação dos termos que são comuns a todas elas e assinale a alternativa correta. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br I – O processo de formação de gametas na espécie humana envolve a divisão meiótica; II – Os espermatozóides apresentam o mesmo número de cromossomos de uma célula epitelial. III – O material coletado terá pouca importância se o material coletado no suspeito não for o sêmen. IV – A formação de gametas em humano ocorre somente na fase adulta. (A) Todas as afirmativas estão erradas; (B) Há apenas uma afirmativa certa; (C) Há apenas duas afirmativas certas; (D) Há apenas três afirmativas certas; (E) Todas as afirmativas estão certas. Resposta. Item B. Há apenas uma afirmativa certa. O item I está correto. Inclusive é a definição do processo de formação dos gametas. O item II está errado pois os espermatozóides possuem conteúdo haploide, ou seja, 23 cromossomos. Já uma célula epitelial apresenta conteúdo diplóide, ou seja, 46 cromossomos. O item III está errado pois qualquer tecido é fonte potencial de material genético para análise. Quando tem-se sêmen a vantagem é a quantidade de células e, por sua vez, mais material genético para análise. Mas qualquer tecido é fonte de material genético para análise. A questão é a facilidade de obtenção e quantidade de células. O item IV está errado, pois nas mulheres a formação dos gametas ocorre ainda no período fetal. Na puberdade há a ovulação e, consequente, liberação de ovócitos. Nos homens a formação dos gametas começa na puberdade. Questão 2 (Papiloscopista - PF – 2002) Um caso de atropelamento seguido de morte foi inicialmente suposto como sendo um acidente de trânsito. Porém, durante a autópsia da vítima, foi constatada uma gestação de oito semanas, o que levantou a possibilidade de homicídio e que o responsável seria o pai. Um teste de paternidade foi realizado utilizando fragmentos da vítima e de produtos da gestação, assim como material biológico do suspeito, concluindo, com uma probabilidade de 99,9999%, que era o pai. A partir da situação hipotética apresentada acima, julgue os itens subseqüentes. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br a. O melhor material biológico para a análise do perfil genético individual do embrião é a placenta. b. Em um embrião na oitava semana de gestação, a genitália externa ainda não é evidente, mas é possível observar na região da genitália externa um tubérculo genital, uma intumescência labioescrotal e pregas urogenitais. c. Para que o ciclo celular progrida e com isso um embrião se desenvolva, é essencial a presença de fatores de crescimento e de transcrição. d. Um dos mecanismos de diferenciação celular baseia-se na resposta celular a gradientes de morfógenos. e. As fibras do fuso mantêm o pareamento dos cromossomos homólogos durante a mitose. Resposta. No item a está errado, pois na placenta obtem-se células para a análise do perfil de DNA da mãe. Para a criança a melhor fonte de material genético seria o líquido amniótico ou algum vaso sanguíneo da criança. No item b está correto. Ou seja, nesse período do desenvolvimento embrionário já estão formadas as estruturas que irão evoluir para formar o aparelho reprodutor da criança. Mas o sinal virá posteriormente em função do sexo cromossômico e ativação dos genes SRY e TDF caso seja o perfil de cromossomos XY. Se forem os cromossomo XX a programação evoluirá para o modelo feminino. Item c está correto. Lembre-se que a diferenciação celular é desencadeada pela atividade dos genes presentes nos cromossomos sexuais e autossômicos. A ativação de fatores de transcrição específicos leva à evolução do aparelho reprodutor masculino ou feminino. O item d está correto. Os morfógenos são os gradientes de RNA presentes no embrião dorsoventralmente e anteroposterior. Esses gradientes levam à diferenciação celular e simetria do embrião. O item e está errado pois as fibras do fuso mitótico não mantém o pareamento dos cromossomos homólogos durante a meiose. Ou seja, o efeito é o contrário. Questão 3 (Papiloscopista - PC – DF – 2006) Desde a formação do zigoto até o nascimento, o indivíduo passa por diversas etapas do desenvolvimento embrionário. Com aproximadamente 12 semanas de vida, o embrião transforma-se em um feto e apresenta seus sistemas praticamente formados. Durante esta etapa intra-uterina, o bebê supre suas necessidades através do cordão umbilical, que se conecta à placenta. A esse respeito, assinale a alternativa correta. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br a. O sistema nervoso central tem origem ectodérmica; b. O processo de nidação do embrião se dá na fase de nêurula; c. A pele apresenta tecidos de origem somente ectodérmica; d. O cordão umbilical apresenta duas veias e duas artérias para realizar o transporte do sangue materno e do feto; e. A placenta apresenta asvilosidades coriônicas onde ocorre a mistura de substâncias entre o sangue da mãe e o do feto. Resposta: O item correto é o a. O sistema nervoso central e periférico é derivado do folheto ectodérmico. O item b está errado pois a nidação ocorre anteriormente à fase de nêurula. A nidação ocorre durante a formação do blastocisto. O item c está errado pois a pele apresenta tecidos de origem ectodérmica (epiderme) e mesodérmica (derme e hipoderme); O item d está errado pois são três vasos. No cordão existem duas artérias e uma veia que transportam gases, nutrientes, hormônios, dentre outros, e retiram excreções. O item e está errado pois não há mistura entre sangue materno e fetal. Precisa haver proximidade de vasos para trocas por difusão mas jamais contato direto entre os sangues. Se ocorresse isso, haver resposta do sistema imune e a segurança do feto no útero estaria comprometida. Questão 4 (Papiloscopista - PC – DF – 2008)As impressões digitais estão presentes na: (A) epiderme que apresenta origem embrionária na ectoderme. (B) epiderme que apresenta origem embrionária na mesoderme. (C) epiderme que apresenta origem embrionária na endoderme. (D) pele que apresenta origem embrionária somente na ectoderme. (E) pele que apresenta origem embrionária somente na endoderme. Resposta. O item correto é o A. A epiderme é de origem ectodérmica. Para os demais itens é o seguinte raciocínio. A epiderme é de origem ectodérmica e a derme e a hipoderme de origem mesodérmica. Qualquer variação está errada. Questão 5 (PC – ES – 2006) Considerando a fecundação e o desenvolvimento embrionário humano, julgue os itens que se seguem. BIOLOGIA – PAPILOSCOPISTA – POLÍCIA FEDERAL 2012 PROFESSOR: PAULO ROBERTO MARTINS QUEIROZ Prof. Paulo Roberto Martins Queiroz www.pontodosconcursos.com.br a)( ) O primeiro trimestre da gestação humana é a fase de desenvolvimento do feto, quando predomina a organogênese. Nessa fase, é importante evitar, se possível, o uso de medicamentos, uma vez que várias drogas interferem na formação do embrião, promovendo alterações teratogênicas. b)( ) Durante o processo de fecundação, se o espermatozoide fecundante carregar o cromossomo X, o bebê será do sexo masculino. Resposta: O item a está correto. Inclusive ele é um resumo muito bom para estudo dessa fase do desenvolvimento embrionário. O item b está errado. Lembre-se, se forem os cromossomos X e Y será menino e de forem os cromossomos X e X será menina. Questão 6 (PC – ES – 2006) Considerando-se a fecundação e o desenvolvimento embrionário humano, julgue o item que se segue. a)( ) Durante a fertilização, o espermatozóide libera enzimas que promovem a fusão das membranas do óvulo e do espermatozóide, permitindo a união dos cromossomas do espermatozóide aos do óvulo em um só núcleo, restaurando o número diplóide de cromossomas. Resposta: O item está certo. Esse item está ótimo para uma revisão a respeito da fecundação e da função do processo de fertilização.
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