Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Núcleo celular O núcleo é a região da célula onde se encontra o material genético (DNA) dos organismos eucariontes. Apresenta um formato arredondado ou alongado. Uma célula eucarionte possui, normalmente, um núcleo, entretanto, algumas células podem apresentar vários núcleos, como é o caso das do tecido muscular estriado esquelético. Além disso, algumas células não apresentam núcleo, como é o caso das hemácias, que o perdem durante seu amadurecimento. Essa estrutura é envolta por uma dupla membrana chamada de envoltório nuclear, a qual é repleta de poros, que garantem a passagem de substâncias do citoplasma para o interior do núcleo e vice e versa. No interior do núcleo, observamos uma matriz denominada nucleoplasma e a cromatina, que, em células em divisão, está condensada, formando cromossomos. Funções É onde se localizam os cromossomos compostos de moléculas de ácido desoxirribonucleico, DNA, que carrega toda a informação sobre as características da espécie e participa dos mecanismos hereditários. Cada região do DNA é composto por genes que codificam as informações para a síntese de proteínas, que ocorre nos ribossomos. De acordo com o gene codificado, será sintetizada um tipo de proteína, que será usada para fins específicos. Além disso, quando o organismo precisa crescer ou se reproduzir a célula passa por divisões (mitose e meiose) que acontecem também no núcleo. Componentes Envoltório nuclear: o núcleo celular é envolvido por uma dupla membrana denominada envoltório nuclear ou carioteca. Entre essas membranas, há um espaço chamado cisterna perinuclear. Cada uma delas apresenta uma estrutura formada por uma bicamada lipídica com proteínas associadas. A membrana mais externa está em contato com o citoplasma da célula, apresenta vários ribossomos associados e é, em vários locais, contínua com o retículo endoplasmático. A membrana mais interna, por sua vez, mantém contato com a matriz nuclear. Em associação com essa última, encontra-se a lâmina nuclear, uma rede de proteínas que atua na estabilização do envoltório nuclear. O envoltório nuclear é rico em poros circulares e possuem suas bordas formadas pelas membranas internas e externas do envoltório nuclear. Os poros são importantes para garantir a comunicação entre o interior do núcleo e o citoplasma celular. Entretanto, é importante deixar claro que eles não são apenas espaço de passagem de substâncias, sendo uma estrutura complexa circundada pelo chamado complexo do poro, o qual garante uma regulação do que entra e sai no núcleo. Cromatina: são moléculas de DNA associadas às proteínas histonas. A cromatina pode estar mais densa, mais enrolada, sendo chamada heterocromatina que se diferencia da região de consistência mais frouxa, a eucromatina. O conjunto de cromossomos que constituem cada espécie é o cariótipo; no ser humano, por exemplo, são 22 pares de cromossomos autossômicos e 1 par de cromossomos sexuais. Nucleoplasma: no interior do núcleo, temos o chamado nucleoplasma, uma espécie de gel proteico que possui propriedades parecidas com às do citoplasma. É no nucleoplasma que encontramos a cromatina. No processo de divisão celular, essa cromatina condensa-se e forma o que chamamos de cromossomos. Quando não está em divisão, a cromatina aparenta uma massa difusa, não sendo possível diferenciar https://www.todamateria.com.br/dna/ https://www.todamateria.com.br/sintese-proteica/ https://www.todamateria.com.br/sintese-proteica/ https://www.todamateria.com.br/ribossomos/ https://www.todamateria.com.br/cromossomos/ os cromossomos. É importante deixar claro que cada espécie apresenta um número próprio deles. Nucléolo: dentro do núcleo, quando este não está em divisão, é possível observar uma estrutura esférica, chamada nucléolo. Nele se observa uma grande quantidade de RNA e proteínas, bem como algumas alças de DNA que saem dos cromossomos e são conhecidas como regiões organizadoras do nucléolo. Nessa estrutura ocorre a formação das subunidades ribossômicas, que, após formadas, saem do núcleo pelos poros e seguem para o citoplasma, onde serão responsáveis por formar um ribossomo. Matriz nuclear: é uma estrutura fibrilar que se espalha pelo núcleo. Alguns pesquisadores admitem a existência dela, outros não. Aqueles que não a confirmam acreditam que se trata de uma estrutura formada durante a preparação para a observação das células. Hetero e Eucromatina: A cromatina é constituída por desoxirribonucleoproteína, que se apresenta em vários graus de condensação. A disposição da cromatina dentro do núcleo e o seu grau de condensação variam de um tipo celular para outro e são característicos de cada célula. Além disso o mesmo tipo celular pode apresentar a cromatina com vários graus de condensação, de acordo com o estágio funcional da célula. Eucromatina e Heterocromatina são estados da cromatina. Esses estados so são observáveis a microscopia eletrônica do núcleo, na qual a região elétron densa (preta, escura) constitui a heterocromatina e a elétron lucida (branca, clara) a eucromatina. A hetero é quando a cromatina (DNA + proteínas histônica e não histônicas) está condensada, ou seja, os genes estão inativados, pois o próprio grau de condensação constitui uma barreira a transcrição. Já a eucromatina é a região elétron lucida correspondente a cromatina descondensada, ou seja, os genes estão ativados, podendo ser transcritos. Hipótese de Lyon 1. Nas células somáticas de mamíferos do sexo feminino, apenas um cromossomo X é ativo. O segundo X permanece condensado e inativo, aparecendo em células na intérfase como o Corpúsculo de Barr (Cromatina sexual). 2. A inativação ocorre no início da vida embrionária, mas só se completa ao final da 1ª semana de desenvolvimento. 3. Em qualquer célula somática feminina, o X inativo pode ser o paterno ou o materno. Depois que um cromossomo X foi inativado uma célula, todos os descendentes clonais daquela célula apresentam o mesmo X inativo. A inativação do cromossomo X tem três consequências genéticas importantes: • Compensação de dosagem • Variabilidade da expressão em heterozigotos • Mosaicismo, onde as fêmeas possuem duas populações de células, nas quais um ou o outro cromossomo X é o ativo. Cromossomos Os cromossomos são formados por DNA e proteínas associadas, um complexo chamado de cromatina. As proteínas associadas ajudam a enrolar a molécula de DNA, reduzindo seu comprimento. Na cromatina, observa-se a presença, principalmente, das proteínas denominadas de histonas. Quando a célula entra em divisão celular, verifica-se alterações na estrutura da cromatina, que se torna altamente compacta, formando o que chamamos de cromossomos. Na fase de metáfase, observa-se o período de maior condensação, sendo possível contar e analisar melhor os cromossomos. Centrômero: regiões de constrição primária do cromossomo. Nesse local, localiza-se o cinetócoro, uma estrutura formada por proteínas que garantem a conexão das cromátides irmãs (cada cópia do cromossomo duplicado) no fuso mitótico. O centrômero permite dividir o cromossomo em braços, os quais podem ter tamanhos diferentes a depender da posição do centrômero. Quando observamos um cromossomo não duplicado, é possível perceber a presença de um centrômero e dois braços. A posição do centrômero permite classificá-lo em: • Metacêntrico (centrômero na posição mediana); • Submetacêntrico (centrômero deslocado para um dos braços do cromossomo); • Acrocêntrico (centrômero localizado mais próximo da extremidade); • Telocêntrico (o centrômero localiza- se muito próximo da extremidade, dando a ideia de que o cromossomo possui apenas um braço); Telômeros: regiões encontradas na extremidade dos cromossomos. Neles não há genes, sendo encontradas apenas pequenas repetições de nucleotídeos. A função dos telômeros é garantira proteção. Cada espécie possui um número específico de cromossomos. Animal Diploide Animal Diploide Formiga 2 Rato 40 Coala 16 Homem 46 Abelha 32 Elefante 56 Gato 38 Cão 78 Diz-se que as células somáticas são diploides porque possuem dois conjuntos cromossômicos, estando os cromossomos, portanto, aos pares. Os cromossomos semelhantes que formam cada um desses pares são chamados de homólogos. Nas células sexuais, não há homólogos, mas apenas um grupo de cromossomos. Essas células, portanto, são haploides. DNA Em 1953, James Watson e Francis Crick apresentaram, através de um artigo na revista Nature, o modelo de dupla hélice para estrutura do DNA. A descrição do modelo helicoidal por Watson e Crick baseou-se no estudo das bases nitrogenadas de Erwin Chargaff, que empregando a técnica de cromatografia conseguiu identificá-las e quantificá-las. O DNA (ácido desoxirribonucleico) é um tipo de ácido nucleico que possui destaque por armazenar a informação genética da grande maioria dos seres vivos. Essa molécula é formada por nucleotídeos e apresenta, geralmente, a forma de uma dupla-hélice. Nos organismos eucarióticos, o DNA é encontrado no núcleo da célula, nas mitocôndrias e nos cloroplastos. Nos procariontes, o DNA está localizado em uma região que não é delimitada por membrana, denominada de nucleoide. Composição: O DNA é composto por nucleotídeos, os quais são compostos por três partes: um carboidrato de cinco carbonos (pentose), uma base nitrogenada, um ou mais grupos fosfato. As bases nitrogenadas possuem um ou dois anéis, que apresentam átomos de nitrogênio, e estão classificadas em dois grupos: as pirimidinas e purinas. Citosina (C), timina (T) e uracila (U) são pirimidinas, enquanto a adenina (A) e a guanina (G) são purinas. https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/biologia/o-que-e-cromossomo.htm Das bases nitrogenadas citadas, apenas a uracila não é observada no DNA. Estrutura: O DNA é formado por duas cadeias de polinucleotídios (fita). Os nucleotídeos são unidos uns aos outros por ligações denominadas fosfodiéster (grupo fosfato ligando dois açúcares de dois nucleotídeos). Nessas ligações, um grupo fosfato conecta o carbono 3’ de um açúcar ao carbono 5’ do próximo açúcar. As duas cadeias de polinucleotídios do DNA formam uma dupla-hélice. As cadeias principais estão localizadas na porção externa da hélice, já no interior são observadas as bases nitrogenadas que estão unidas por ligações de hidrogênio. As cadeias principais apresentam as direções 5’ → 3’ opostas, ou seja, uma cadeia está no sentido 5' → 3’, e a outra, no sentido 3' → 5’. Em razão dessa característica, dizemos que as fitas são antiparalelas. A união entre as bases nitrogenadas é que faz com que as duas cadeias fiquem unidas. Vale destacar que o pareamento ocorre entre bases complementares, sendo observada sempre a união de uma base pirimidina com uma base purina. Funções: Transmissão de informações genéticas: as sequências de nucleotídeos pertencentes às fitas de DNA codificam informações. Essas informações são transferidas de uma célula mãe para as células filhas pelo processo de replicação do DNA. Codificação de proteínas: as informações que o DNA carrega são utilizadas para produção de proteínas, sendo o código genético responsável pela diferenciação dos aminoácidos que as compõem. Síntese de RNA: a transcrição do DNA produz RNA, que é utilizado para produzir proteínas através da tradução. Antes da divisão celular, o DNA é duplicado para que as células produzidas recebam a mesma quantidade de material genético. A quebra da molécula é feita pela enzima DNA- polimerase, dividindo as duas fitas e se refazendo em duas novas moléculas de DNA. Replicação e transcrição: A replicação é um processo pelo qual cópias idênticas à cópia de uma molécula de DNA são formadas. Para que esse processo ocorra, o DNA desenrola-se parcialmente e inicia-se a síntese de uma nova fita a partir da fita do DNA que será copiada. Esse processo é considerado semiconservativo, pois o novo DNA formado apresentará uma fita nova e uma fita do DNA original. Já o processo de transcrição é aquele no qual o DNA é usado para a formação de uma molécula de RNA. Nesse processo, o DNA abre-se em um ponto, e uma das fitas é usada como molde para a síntese de RNA. À medida que o RNA é transcrito, o DNA é fechado novamente. RNA Assim como o DNA, o RNA (ácido ribonucleico) é um ácido nucleico. Essa molécula é essencial na síntese de proteínas, já que ela funciona como uma intermediadora capaz de expressar as informações presentes no DNA. A molécula de RNA é formada a partir da molécula de DNA em um processo chamado de transcrição. O RNA é um polímero cujos elementos da fita de ribonucleotídeos estão ligados covalentemente. Trata-se do elemento que está entre o DNA e a produção de proteínas, ou seja, o DNA se reestrutura para formar o RNA, que por sua vez codifica a produção de proteínas. Composição: O RNA é formado por uma cadeia de nucleotídeos. Cada um desses nucleotídeos constitui-se de um grupo fosfato, um açúcar e uma base nitrogenada. No RNA, o açúcar é a ribose, e as bases nitrogenadas são a adenina, guanina, citosina e uracila. Os nucleotídeos presentes nessa estrutura estão ligados entre si por ligações fosfodiéster. O RNA e o DNA apresentam algumas diferenças básicas. O açúcar encontrado no DNA é a desoxirribose, e o do RNA é a ribose. As bases nitrogenadas também são diferentes, pois, no DNA, a timina está no lugar da uracila. Outra diferença importante é o fato de que o DNA é formado por uma dupla fita, e o RNA é uma fita única. Apesar de não formar dupla-hélice, o RNA pode formar estruturas tridimensionais complexas. Tipos de RNA: RNA mensageiro (RNAm): Esse tipo de RNA codifica as proteínas, uma vez que porta as informações do DNA. Simplificadamente, é o RNAm que é traduzido no processo de formação das proteínas, chamado, portanto, de tradução. RNA transportador (RNAt): O RNA transportador, ou RNA de transferência, é o responsável por transportar os aminoácidos que formarão a nova proteína. Esse RNA identifica a sequência de três nucleotídeos que codificam um aminoácido (códon) e garante que o aminoácido correspondente àquela informação seja adicionado à cadeia em formação. RNA ribossomal (RNAr): Esse RNA forma os ribossomos, que são os locais onde ocorrem a síntese de proteínas. É importante destacar que 80% do RNA presente na célula é desse tipo. Funções: RNA ribossômico (RNAr): formação dos ribossomos, que atuam na ligação dos aminoácidos em proteínas. RNA mensageiro (RNAm): transmissão da mensagem genética para os ribossomos, indicando quais os aminoácidos e qual a sequência que devem compor as proteínas. RNA transportador (RNAt): direcionamento dos aminoácidos no interior das células para o local de síntese de proteínas. DNA Vs RNA DNA e RNA são polímeros cujas funções são armazenar, transportar e utilizar as informações genéticas. DNA: Tipo de açúcar: Desoxirribose (C5H10O4); Bases nitrogenadas: Adenina, guanina, citosina e timina; Função: Armazenamento de material genético; Estrutura: Dois filamentos de nucleotídeos em espiral; Síntese: Autorreplicação; Enzima sintética: DNA-polimerase; Localização: Núcleo celular; RNA: Tipo de açúcar: Ribose (C5H10O5); Bases nitrogenadas: Adenina, guanina, citosina e uracila; Função: Síntese de proteínas; Estrutura: Um filamento de nucleotídeo; Síntese: Transcrição; Enzima sintética: RNA-polimerase; Localização: Núcleo celular e citoplasma; Gene O gene é um segmento de uma molécula de DNA que contém um código para a produção dos aminoácidos da cadeia polipeptídica e as sequências reguladoras para a expressão, embora no genoma humano existam grandes sequências não codificantes. As sequências codificantes são chamadas de éxons. Elassão intercaladas por regiões não codificantes, chamadas de íntrons, que são inicialmente transcritas em RNA no núcleo, mas não estão presentes no mRNA final no citoplasma, não sendo representada no produto proteico final. Em muitos genes, o tamanho cumulativo dos exons é muito menor que o de íntrons. https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2011/01/Gene.png Todos os eucariotos possuem íntrons, mas em bactérias eles são raros ou inexistentes. A vantagem clara da presença deles permite o processamento alternativo, gerando vários produtos proteicos a partir de um único gene. O éxons tendem a ser curtos (cerca de 150 nucleotídeos), enquanto os íntrons podem possuir várias centenas de nucleotídeos. Essa desproporção aumenta a probabilidade de recombinação, com maior frequência nos íntrons que nos éxons em eucariotos superiores. O processo alternativo permite o teste de novas combinações de exons, sem o descarte do produto gênico original. Além das sequências realmente codificantes, um gene também inclui as sequências nucleotídicas adjacentes necessárias para a expressão correta do gene, como uma molécula normal de RNA mensageiro, sua quantidade correta, no local correto e no momento correto do ciclo celular. Splicing ou editoração Splicing é o processo de maturação de um pré-mRNA (RNA precursor), nesse processo as regiões não codificantes (íntrons) são retiradas do pré-mRNA, que passa a conter somente as regiões codificantes (exons). O splicing pode ocorrer durante e/ou após a transcrição do pré-mRNA. Quando este está completamente processado, o mRNA é exportado para o citoplasma para ser traduzido. Ou seja, o Splicing consiste na retirada dos íntrons de um RNA precursor, de forma a produzir um mRNA maduro funcional. Esse processo está diretamente relacionado a diversidade proteica dos organismos. O splicing requer uma extrema precisão das moléculas envolvidas no processo, já que o acréscimo ou a remoção de um único nucleotídeo em um éxon pode alterar a fase de leitura e produzir uma proteína bastante diferente da original, caracterizando uma mutação, decorrente, portanto, de erros no splicing. Duplicação ou Replicação A replicação do DNA é o processo de duplicação da molécula de DNA. Nele ocorre a separação das duas cadeias de nucleotídeos e a formação de cadeias complementares. A replicação ocorre antes da divisão celular, durante a interfase. O processo de replicação inicia-se com a separação das duas fitas que formam a molécula de DNA. Em seguida, ocorre a ligação dos nucleotídeos livres no núcleo a um nucleotídeo correspondente em uma das fitas. Tem-se agora duas moléculas de DNA, constituídas por uma fita antiga, pertencente à molécula original, e uma fita nova. Esse processo é considerado, assim, semiconservativo. A replicação do DNA ou duplicação do DNA é um processo de grande importância para a transmissão do material genético, pois, quando ocorre a divisão celular, esse material será dividido de forma igual entre as células-filhas. A replicação originará duas moléculas de DNA constituídas por uma fita que pertencia à molécula original e uma fita recentemente sintetizada. O processo de replicação é mediado por ação de algumas enzimas, como a helicase, responsável por desenrolar a hélice de DNA e separar as cadeias de nucleotídeos. Processos: O processo de replicação inicia-se com a separação das duas fitas que formam a molécula de DNA, por meio da ação de enzimas, como a helicase. Isso ocorre em pontos em que existem sequências específicas de nucleotídeos, esses pontos são denominados origens de replicação. As enzimas que atuam nesse processo identificam-nos e ligam-se ao DNA, formando as chamadas “bolhas” de replicação. Em células procarióticas, cujo DNA é circular, esse processo inicia-se em um único ponto. Em células eucarióticas, como na espécie humana, ele se inicia em diversos pontos. As diversas bolhas formadas fundem-se posteriormente, fazendo com que a replicação ocorra de forma mais rápida. O processo de replicação ocorre nos dois sentidos da fita de DNA. Na replicação, uma cadeia de DNA separa- se, nucleotídeos livres ligam-se nas fitas simples e, assim, duas novas moléculas surgem. As helicases movem-se sobre as fitas de DNA, separando as cadeias. As regiões onde as cadeias separam-se apresentam a forma de Y e são chamadas de forquilha de replicação. Para evitar que as cadeias se liguem novamente, as chamadas proteínas ligantes ao DNA de cadeia simples (SSB) ligam-se às cadeias simples, no entanto, elas o fazem de forma a deixar as bases livres para a associação dos nucleotídeos. À medida que essas associações ocorrem e a nova cadeia, denominada cadeia complementar, é sintetizada, essas proteínas desprendem-se do DNA. A cadeia que vai ser formada inicia-se com uma porção de RNA. Essa cadeia inicial de RNA, sintetizada por meio da ação da enzima primase, é denominada de oligonucleotídeo iniciador (primer, em inglês). O oligonucleotídeo iniciador é formado com base em um nucleotídeo de RNA, sendo que, em seguida, os demais vão sendo adicionados tendo a fita de DNA como molde. O oligonucleotídeo iniciador completo é então pareado com a fita molde, e a nova cadeia de DNA é iniciada. O oligonucleotídeo iniciador, quando está completo, apresenta entre cinco e 10 nucleotídeos. O início da formação da nova cadeia de DNA ocorrerá da extremidade 3' do oligonucleotídeo iniciador. Enzimas, denominadas de DNA-polimerases, iniciam a ligação dos nucleotídeos livres no núcleo ao oligonucleotídeo iniciador e, em seguida, adicionam os nucleotídeos complementares aos da fita-molde. Devido à estrutura do DNA, os nucleotídeos só poderão ser adicionados na extremidade 3' do oligonucleotídeo iniciador ou da fita de DNA que está sendo sintetizada. Assim, a nova fita poderá ser aumentada apenas no sentido do lado do carbono da pentose ligado ao fosfato (carbono 5') em direção ao carbono 3' da pentose (5'→3'). À medida que a forquilha vai sendo aberta, a adição de nucleotídeos em uma das fitas dá-se de forma contínua, essa fita é denominada de fitar líder ou fita contínua. No entanto, para que a outra fita seja alongada nesse sentido, a adição de nucleotídeos ocorrerá em sentido oposto ao da progressão da forquilha por meio de fragmentos, denominados fragmentos de Okazaki (em células eucarióticas, eles possuem entre 100 e 200 nucleotídeos). Essa fita é denominada de fita retardada ou fita descontínua, e, diferentemente da fita líder, que necessita apenas de um oligonucleotídeo iniciador, cada fragmento dela deverá ser iniciado separadamente. Ao fim, a enzima DNA ligase liga os fragmentos, formando uma fita única de DNA. Tem-se agora duas moléculas de DNA, exatamente iguais em relação à sequência de nucleotídeos, sendo que essas moléculas são constituídas por uma fita antiga, pertencente à molécula original, e uma fita nova. O processo realizado com duas fitas-molde busca evitar erros de replicação. Quando isso ocorre, diversos mecanismos podem atuar buscando reparar o erro. Por exemplo, quando uma base liga-se de forma errônea à cadeia, enzimas identificam o erro e substituem a base. No entanto, dependendo do tipo de erro, o ciclo celular pode ser paralisado temporariamente ou permanentemente ou até mesmo a morte programada da célula, por apoptose, pode ser induzida. Transcrição Transcrição é o nome que se dá à formação de RNA a partir de uma fita de DNA, havendo a cópia das informações contidas no DNA para o RNA. Esse processo é de extrema importância, pois as informações transcritas para a molécula de RNA são traduzidas na formação de proteínas. Essa fita de RNA formada sob o controle da enzima RNA- polimerase se destacará da fita molde de DNA e se deslocará para o citoplasma. A transcrição ocorre de maneira diferenciada em organismos procariontes e eucariontes.Como em organismos procariontes o DNA não está localizado separadamente das estruturas responsáveis pela síntese de proteínas (processo conhecido por tradução), esse processo inicia-se ainda enquanto ocorre a transcrição. Já em organismos eucariontes, onde o DNA encontra-se no núcleo da célula – que é delimitado pela membrana nuclear (carioteca) –, a tradução inicia-se apenas ao fim do processo de transcrição. A transcrição pode ser dividida em três fases: início, elongação ou alongamento e término. Início: O processo de transcrição inicia-se com o reconhecimento da sequência específica do DNA a ser transcrita. Logo após, a RNA polimerase (enzima) reconhece no DNA as chamadas regiões promotoras. As ligações de hidrogênio que unem as duas cadeias de DNA se rompem e as duas fitas se separam. Apenas uma das duas fitas servirá como molde para a síntese de RNA. Elongação ou Alongamento: Nessa fase, que se inicia após a formação da primeira ligação fosfodiéster, é sintetizada uma nova molécula de RNA, a qual está temporariamente pareada com a fita de DNA que está servindo de molde. A sequência de nucleotídeos a ser incorporada à nova molécula é determinada pela complementariedade com a molécula de DNA-molde. Cada ribonucleotídeo liga-se covalentemente à nova cadeia de RNA por meio de reações catalisadas por enzimas. A RNA-polimerase catalisa a formação de ligação fosfodiéster entre os nucleotídeos, permitindo a criação da nova cadeia. À medida que a nova cadeia é formada, o DNA rearranja-se, diferentemente do processo de duplicação de DNA, em que se percebe que a molécula em formação permanece ligada ao seu molde. A transcrição ocorre até que a RNA polimerase encontre na fita molde de DNA um sinal de término. Término: Assim que a fita de RNA está pronta, ela se destaca da fita molde de DNA e se desloca em direção ao citoplasma, onde, em seguida, ocorre outro processo, denominado de tradução (síntese de proteínas). As duas fitas de DNA, então, ligam-se novamente. O afastamento e o encaixe das duas fitas de DNA ocorrem sob ação de uma enzima denominada de RNA-polimerase, que se desloca sob a molécula de DNA durante o processo de transcrição. Morte celular A morte celular é um mecanismo natural que ocorre tanto para remoção de células desnecessárias ou potencialmente prejudicadas, quanto em resposta a um grave dano ou lesões irreversíveis. Assim, a morte da célula pode ser fisiológica ou patológica. A primeira ocorre em processos como a remodelação de órgãos e a segunda ocorre sob estímulo estressor externo ou interno. Os tipos de morte celular também podem ser agrupados em morte celular acidental, quando há um dano instantâneo a integridade física celular e a sua desagregação; e em morte celular regulada, quando os estímulos que desencadeiam a morte seguem uma cascata de reações bioquímicas e moleculares e modificam estruturalmente a célula até o completo desaparecimento. Causas: Os eventos de morte celular podem ser desencadeados por lesões celulares irreversíveis, graves traumas físicos como altas pressões, temperaturas ou forças osmóticas, variações extremas de pH, entre outros fatores de ordem química, física e mecânica. Apesar desses agentes estressores, algumas substâncias também podem desencadear a morte celular, como medicamentos, ou moléculas que estimulam sua cascata bioquímica e, ainda, pode haver a morte sem que haja perturbação externa, apenas como uma programação fisiológica interna para desenvolvimento ou renovação tecidual. O fato é que a morte celular regulada é empregada pelo organismo para restaurar ou manter a homeostase, pois, pode eliminar células que venham a prejudicar todo o tecido, seja por excesso, por perda da função ou por modificação genética. Tipos: Apoptose: esse é um tipo de morte celular silencioso, pois não gera nenhum impacto inflamatório sobre as outras células adjacentes. Ela está relacionada principalmente a fatores fisiológicos e não somente patológicos. As características morfológicas que se apresentam durante a apoptose são: encolhimento citoplasmático, condensação de cromatina, fragmentação do núcleo e fragmentação da membrana plasmática, formando pequenas vesículas aparentemente intactas (chamadas de corpos apoptóticos) que são absorvidas pelas células vizinhas fagocitárias e degradadas pelas enzimas dos lisossomos. Necrose: esse tipo de morte celular é sempre associado a eventos patológicos, como ação de toxinas, traumas e infecções, por exemplo. Ela é caracterizada morfologicamente pelo aumento da célula, degeneração do núcleo, fragmentação do núcleo e ruptura da membrana. As estruturas celulares são digeridas por enzimas hidrolíticas da própria célula e o extravasamento do conteúdo celular causa inflamação nas células próximas. Morte autofágica: a autofagia pode ocorrer em uma célula sem que ela leve a morte celular. Ela ocorre quando a célula digere estruturas intracelulares e as recicla ou obtém nutrientes por meio delas. No entanto, os eventos de autofagia podem desencadear a morte celular após um limiar. Logo, esse tipo de morte é caracterizada por extensa formação de vacúolos citoplasmáticos, os quais são fagocitados e também degradados por lisossomos. Autólise: esse é o processo pelo qual as células são destruídas após a morte do indivíduo. Ciclo celular Ciclo celular corresponde aos processos que ocorrem na célula após seu surgimento até o seu processo de divisão celular, o qual dará origem a duas células. Durante esse período, a célula passa por diversos processos, como crescimento celular, multiplicação de seu material genético e divisão celular. O tempo de duração do ciclo celular varia entre os diferentes tipos de célula e é dividido em duas fases: interfase e mitose. Controle do ciclo celular: O ciclo celular apresenta mecanismos de controle que regulam seus processos, como a síntese de proteínas e a divisão celular. Esses mecanismos são de extrema importância, pois a proliferação descontrolada das células, por exemplo, pode resultar na formação de tumores. Os mecanismos de controle do ciclo celular atuam como um sistema de liga/desliga, de forma que o próximo evento se inicia com o término do evento anterior do ciclo celular. Na maioria das células eucarióticas, esses mecanismos atuam nos chamados pontos de verificação, ou pontos de transição reguladora. Existem três pontos principais: • Primeiro ponto de verificação ou ponto de restrição: é ao final da fase G1 e impede a continuação do ciclo quando as condições não são adequadas. • Ponto de verificação G2/M: desencadeia os eventos mitóticos que levam ao alinhamento dos cromossomos na placa metafásica. • Terceiro ponto de verificação: é a transição entre metáfase e anáfase, na qual ocorre a estimulação para a separação das cromátides-irmãs, levando, assim, à conclusão da mitose e à realização da citocinese. O início do evento seguinte do ciclo só é ativado se não são detectados problemas intra ou extracelulares. Interfase: Nessa fase, a célula encontra-se em intensa atividade metabólica, sendo observado também o seu crescimento. A interfase é a fase mais longa do ciclo celular e divide-se em quatro etapas: G0, G1, S e G2. É importante destacar que durante todas as etapas da interfase estarão ocorrendo a síntese de proteínas e a produção das estruturas celulares. Algumas células não passam pelo processo de divisão celular, diz- se, então, que essas células permanecem em uma etapa G1 prolongada ou etapa G0. : é a fase do ciclo celular onde a célula permanece indefinidamente na interfase. Geralmente, células altamente especializadas como as células nervosas, encontram-se em G0. Dependendo do tipo de célula, pode acontecer uma estimulação e o retorno do ciclo celular. Este tipo de fase acontece entre a citocinese anterior e a fase G1. : nessaetapa, conhecida como “primeiro intervalo”, ocorre a síntese de proteínas e RNA. O tempo de duração dela é o mais variável entre os diferentes tipos celulares. : nessa etapa, conhecida como “síntese”, ocorre a divisão do material genético. Essa é a fase mais longa da interfase. : nessa etapa, conhecida como “segundo intervalo”, ocorre a síntese de proteínas, como a tubulina, que formará os microtúbulos do fuso mitótico, e RNA. No entanto, isso acontece em menor quantidade do que na etapa G1. O período de duração dessa etapa é proporcional ao da G1. Mitose Após o período de crescimento celular e preparação para a divisão celular, que ocorre durante a interfase, a célula, enfim, divide-se em uma fase denominada mitose. Na mitose ocorre a formação de duas células-filhas idênticas à célula parental. A mitose divide- se em cinco etapas: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase “PROMETO a ANA TELEFONAR”. A mitose é um tipo de divisão celular responsável por gerar duas células-filhas idênticas à parental. • Prófase: nessa etapa os cromossomos já se apresentam duplicados como cromátides- irmãs, unidas pelos centrômeros e ao longo de seus braços; ocorre a condensação da cromatina e ela torna-se mais visível ao microscópio óptico; inicia-se a formação do fuso mitótico (composto por microtúbulos e centrossomos); e, ao final dela, os nucléolos desaparecem. • Prometáfase: nessa etapa, os cromossomos tornam-se mais condensados; os centrossomos deslocam-se para os polos das células; ocorre a fragmentação do envelope nuclear; e cada cromatina apresentará um cinetocoro (estrutura proteica presente no centrômero). • Metáfase: nessa etapa, os cromossomos posicionam-se no plano equatorial da célula (placa metafásica) com as cromátides-irmãs ainda unidas pelos centrômeros; é nela que os cromossomos atingem seu grau máximo de condensação. • Anáfase: nessa etapa, as cromátides-imãs separam-se; os cromossomos-filhos liberados deslocam-se para extremidades opostas da célula; a célula alonga-se; as duas extremidades da célula passam a apresentar conjuntos duplicados e equivalentes de cromossomos. • Telófase: nessa etapa, ocorre a formação dos núcleos celulares e seus envoltórios; os nucléolos reaparecem; os microtúbulos do fuso desaparecem; e os cromossomos tornam-se menos condensados. Ao final dela, a mitose está completa. Com as duas últimas fases da mitose ocorre a citocinese, que se encerra após a telófase, completando a divisão. Na citocinese ocorre a divisão do citoplasma. Em células animais, esse processo é caracterizado pela formação do sulco de clivagem, dividindo a célula em duas. Já em células vegetais, não há formação do sulco de clivagem e a citocinese caracteriza- se pelo aparecimento de uma camada, denominada lamela média, junto à qual as membranas celulares são formadas. A lamela média mantém unidas, na região equatorial da célula, as paredes primárias de células adjacentes. Meiose A meiose é a divisão celular que ocorre na formação dos gametas, reduzindo o número de cromossomos de uma espécie pela metade. Assim, uma célula-mãe diploide origina 4 células-filhas haploides. O processo ocorre por meio de duas etapas de divisões celulares sucessivas, dando origem a quatro células: • Meiose I: Etapa reducional, pois o número de cromossomos é reduzido pela metade. • Meiose II: Etapa equacional, o número de cromossomos das células que se dividem mantém-se o mesmo nas células que se formam. A meiose ocorre quando a célula entra em fase de reprodução, sendo o processo essencial para a formação de gametas, esporos e nas divisões do zigoto. Meiose I: Na interfase os cromossomos são finos e cumpridos. Ocorre a duplicação do DNA e dos cromossomos, formando assim as cromátides. Após a duplicação inicia-se a divisão celular. Prófase I: é uma fase bastante complexa, sendo dividida em cinco subfases consecutivas: • Leptóteno: cada cromossomo é formado por duas cromátides. Pode- se notar a presença de pequenas condensações, os cromômeros. • Zigóteno: inicia-se o emparelhamento dos cromossomos homólogos, denominado de sinapse, que se completa no paquíteno. • Paquíteno: cada par de cromossomos homólogos possui quatro cromátides, constituindo uma bivalente ou tétrade, formada por cromátides-irmãs: as que se originam de um mesmo cromossomo e as cromátides homólogas: as que se originam de cromossomos homólogos. Essas podem sofrer uma ruptura na mesma altura, e os dois pedaços podem trocar de lugar, realizando uma permutação ou crossing over. Como os cromossomos são portadores de genes, ocorre uma recombinação gênica. • Diplóteno: os cromossomos homólogos começam a se afastar, mas permanecem ligados pelas regiões onde ocorreu a permutação. Tais regiões constituem os quiasmas. • Diacinese: continua ocorrendo condensação e separação dos cromossomos homólogos. Com isso, os quiasmas vão escorregando para as pontas das cromátides, processo denominado terminação dos quiasmas. À medida que as fases evoluem, o nucléolo e a carioteca desaparecem. Metáfase I: a membrana celular desaparece. Os pares de cromossomos homólogos se organizam no plano equatorial da célula. Os centrômeros do cromossomo homólogos se ligam a fibras que emergem de centríolos opostos. Assim cada componente do par será puxado em direções opostas. Anáfase I: não ocorre divisão dos centrômeros. Cada componente do par de homólogos migra em direção a um dos polos da célula. Telófase I: os cromossomos desespiralizam- se, a carioteca e o nucléolo reorganizam-se e ocorre a citocinese, divisão do citoplasma. Desse modo, surgem duas novas células haploides. Meiose II: A meiose II é extremamente semelhante à mitose. A formação de células haploides a partir de outras haploides só é possível porque ocorre durante a meiose II, a separação das cromátides que formam as díades. Cada cromátide de uma díade dirige- se para um polo diferente e já pode ser chamada de cromossomo-irmão. As fases da meiose II são as seguintes: Prófase II: ocorre a condensação dos cromossomos e a duplicação dos centríolos. O nucléolo e a carioteca voltam a desaparecer. Metáfase II: os centríolos estão prontos para serem duplicados e os cromossomos organizam-se na região equatorial. Anáfase II: as cromátides-irmãs separam-se se migram para cada um dos polos da célula, puxadas pelas fibras do fuso. Telófase II: as fibras do fuso desaparecem e os cromossomos já encontram-se nos polos da célula. A carioteca surge novamente e o nucléolo se reorganiza. Por fim, ocorre a citocinese e o surgimento de 4 células-filhas haploides. Mitose Vs Meiose A mitose origina duas células-filhas idênticas à célula-mãe. Enquanto isso, na meiose são geradas 4 células-filhas com material genético diferente ao da célula-mãe. Além disso, as células-filhas ainda apresentam metade do número de cromossomos da célula-mãe. A meiose reduz pela metade o número de cromossomos nas células-filhas. Na mitose o número de cromossomos é mantido entre a célula-mãe e as células-filhas. A mitose ocorre na maior parte das células somáticas do corpo. Já a meiose ocorre somente nas células germinativas e esporos.
Compartilhar