Fecundação e Meiose

Meiose - assegura a redução do número de cromossomas para metade – redução cromossómica – passando de 2n (diplóidia) para n (haplóidia).
Células haplóides (n) – possuem núcleos com um cromossoma de cada par de homólogos.
Envolve duas divisões sucessivas – divisão I e divisão II – em que são produzidos quatro núcleos haplóides a partir de um diplóide.

Fecundação – fusão de duas células sexuais (gâmetas) resultando o ovo ou zigoto, portador da soma dos cromossomas transportados pelos gâmetas – duplicação cromossómica.
Células diplóides (2n) – possuem núcleos com pares de cromossomas homólogos, tendo cada par forma e estrutura idênticas e genes com informação para as mesmas características.
O número de cromossomas de cada espécie permanece constante ao longo das gerações devido à meiose.

Reprodução Sexuada

Os descendentes possuem caracteres comuns entre si e também com os progenitores, de acordo com a espécie a que pertencem, mas apresentam também diferenças significativas em consequência, nomeadamente, dos fenómenos de fecundação e meiose que ocorrem.

Clonagem de animais por transferência de núcleos

O núcleo de uma célula do animal que se pretende clonar é transferido para um óvulo de outro animal da mesma espécie, ao qual se retirou o núcleo.

Em 1997, pesquisadores escoceses liderados por Ian Wilmut criaram a ovelha Dolly, o primeiro clone de um mamífero originado de células de um animal adulto.

Produção de plantas por cultura in vitro

A produção de plantas por cultura in vitro é uma prática actualmente muito utilizada. A partir de um fragmento seleccionado produzem-se milhões de plantas geneticamente idênticas. O rendimento é muito elevado. O produto final é robusto e livre de doenças. Processos de reprodução das plantas feitos pelo Homem:
• Enxertia
• Estaca
• Mergulhia


Vantagens:
• É utilizado um só indivíduo, seleccionado pelos seus caracteres.
• Os caracteres pretendidos prevalecem em todos os novos indivíduos.
• As plantas obtidas são robustas e saudáveis.

Desvantagens
• Requer uma técnica especializada.
• Equipamentos sofisticados.
• Pessoal qualificado.
• Aumenta a probabilidade de uma vasta plantação ser totalmente dizimada por parasitas, uma vez que os indivíduos são geneticamente iguais.

Clonagem

Os processos de reprodução assexuada estão associados à divisão celular por mitose uma vez que um único progenitor dá origem a um conjunto de indivíduos que lhe são geneticamente idênticos – clones. Os clones são um grupo de células geneticamente idênticas e descendentes e uma só célula inicial. Também se aplica a uma linhagem de indivíduos geneticamente idênticos. A clonagem é o processo através do qual se obtém um clone.

Reprodução Assexuada

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Reprodução

A reprodução é a capacidade de constituir descendência portadora de genes dos progenitores, assegurando a renovação contínua da espécie e a transmissão da informação genética de geração em geração.
Os processos de reprodução são muito variados, podendo agrupar-se em dois tipos fundamentais:

Reprodução assexuada:
• Sem intervenção de células sexuais e sem fecundação
• Descendência a partir de um único progenitor
• Os descendentes são geneticamente idênticos entre si e ao progenitor


Reprodução sexuada:
• Ocorre a fecundação, com fusão de gâmetas, geralmente provenientes de dois progenitores diferentes, e formação de um ovo
• Os descendentes são únicos, geneticamente diferentes entre si e dos progenitores

Estabilidade genética

O DNA, ao longo do ciclo celular, sofre uma duplicação, passando de 2Q a 4Q, e uma redução, passando de 4Q a 2Q. No período G1, imediatamente a seguir à mitose, a célula possui 2Q de DNA, já que cada cromossoma é constituído por um cromatídio, logo, uma só cadeia de DNA. O DNA vai ser reposto na totalidade, o que acontece durante o período S, em que ocorre a replicação semi-conservativa do DNA. Na anáfase ocorre uma distribuição igual dos cromossomas pelas células filhas. Assim, as células filhas recebem um numero de cromossomas idêntico ao da célula mãe, logo, a mesma informação genética, caso não ocorra nenhum erro, mantendo-se assim a estabilidade genérica durante gerações.

Regulação do ciclo celular

O ciclo celular pode parar em determinados pontos e só avança se determinadas condições se verificarem.
Existem três momentos em que os mecanismos de regulação actuam:

Na fase G1
Os Mecanismos de regulação fazem como que uma “avaliação interna” do estado da célula, caso seja negativa a célula fica em estado denominado G0, até serem estimuladas para passarem para a fase G1.
Se na fase G1 a molécula de DNA não se apresentar de forma adequada ira ocorrer a Morte Celular por Apoptose.

Na fase G2
Os mecanismo de controlo avaliam se a replicação conservativa do DNA ocorreu correctamente, caso haja algum dano na molécula de DNA, o ciclo é interrompido.

Na Mitose
Na Mitose existem mecanismo de regulação que analisam se a repartição dos cromossomas, decorridos na anáfase, ocorreu de maneira equitativa. Caso contrario o ciclo é interrompido.

A apoptose é um processo em que se verifica o “suicídio da célula”, visto esta não estar em condições para se dividir, tornando-se inútil e portanto ocorre a morte da mesma.
A célula quando entra em Apoptose verifica-se o colapso do núcleo, fragmentação do material genético e a posteriormente a célula acabará por se fragmentar.

Comparação da fase mitótica em células animais e vegetais

A mitose processa-se de igual modo para ambas as células.

As diferenças estão ao nível da citocinese.

Fases do Ciclo Celular

Interfase – período compreendido entre o fim de uma divisão celular e o início da seguinte.

Fase G1 – período entre o fim da mitose e o início da síntese de DNA. Caracteriza-se por uma intensa actividade biossintética.

Fase S – auto-replicação do DNA. A estas novas moléculas associam-se as respectivas proteínas e, a partir desse momento, cada cromossoma passa a ser constituído por dois cromatídios ligados pelo centrómero. Nas células animais, dá-se ainda a duplicação do centríolos.

Fase G2 – decorre entre o final da síntese do DNA e o início da mitose. Dá-se a síntese de biomoléculas necessárias à divisão celular.

Fases da Mitose
Prófase:
- etapa mais longa da mitose - há enrolamento dos cromossomas; ficam mais curtos e grossos
- os dois pares de centríolos afastam-se para pólos opostos, formando entre eles o fuso acromático
- no final da etapa, os nucléolos desaparecem e o invólucro nuclear desagrega-se

Metáfase:
- os cromossomas apresentam a sua máxima condensação
- os pares de centríolos atingem os pólos da célula
- os centrómeros, ligados ao fuso acromático, dispõem-se no plano equatorial da célula e formam a placa equatorial - os centrómeros estão virados para o centro do plano equatorial e os braços para fora

Anáfase:
- o centrómero rompe-se
- os cromossomas iniciam a ascenção polar ao longo das fibrilas dos microtúbulos
- no final da etapa, cada pólo da célula constitui um conjunto de cromossomas exactamente igual

Telófase:
- inicia-se a organização dos núcleos-filho
- forma-se o invólucro nuclear
- inicia-se o processo de descondensação dos cromossomas
- a mitose termina

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Constituição de um cromossoma

Cromossomas – moléculas de DNA associadas a proteínas. Podem apresentar-se sob a forma distendida ou condensada.

Introdução ao Ciclo Celular

Alteração do Código Genético (Mutações)

Mutações – alterações permanentes no genoma dos indivíduos. Podem ser genéticas (afectam nucleótidos de um gene) ou cromossómicas (porções maiores de genoma).

Mutações Génicas:
- Substituição de um nucleótido
- Inserção de um ou mais nucleótidos
- Delecção de um ou mais nucleótido

Mutações Cromossómicas:
- Estruturais
- Numéricas


As mutações podem ocorrer:
- Gâmetas (mutações germinais): podem ser transmitidas à geração seguinte
- Outras células (mutações somáticas): não são transmitidas à descendência (excepto em reprodução assexuada)
Efeito das Mutações:
- Neutro, se não afecta o indivíduo
- Prejudicial, se provoca danos graves no indivíduo
- Benéfico, se tem valor evolutivo

Consequências das Mutações:

- Anemia falciforme – é resultado da mutação no DNA da sequência CTT por CAT.






- Albinismo – ausência de melanina

Etapas da Tradução

Iniciação – a subunidade pequena do ribossoma liga-se ao mRNA na região de AUG, o codão de iniciação. O tRNA, que transporta o aminoácido metionina, liga-se ao codão de iniciação. A subunidade grande ribossomal liga-se à pequena subunidade. O ribossoma está então funcional.

Alongamento – o anticodão de um novo tRNA, que transporta um segundo aminoácido, liga-se ao segundo codão por complementaridade. Seguidamente, estabelece-se uma primeira ligação peptídica entre o aminoácido que ele transporta e a metionina. O ribossoma avança três bases e o processo repete-se ao longo do mRNA. Continua a tradução dos sucessivos codões e da ligação dos aminoácidos para a construção da proteína.

Finalização – quando o ribossoma chega a um codão de finalização (UAA) e por complementaridade o reconhece, termina a síntese. Os codões de finalização constituem verdadeiras pontuações da mensagem. A cadeia polipeptídica destaca-se. Os componentes do complexo de tradução separam-se. As subunidades ribossomais podem ser utilizadas para formar um novo complexo e iniciação com uma molécula da mRNA.

Tradução do mRNA

Processamento do pré-mRNA

Intrões – sequências de nucleótidos que não codificam informação.

Exões – sequências de nucleótidos que codificam informação.

No processamento do pré-mRNA, por acção de enzimas, são retirados os intrões, havendo, posteriormente, a união dos exões.

Estas transformações dão origem ao mRNA.



tRNA

A estrutura típica de um tRNA apresenta dois locais característicos.

- Extremidade 3’, que termina em todos os tRNA com a sequência CCA, através da qual este se liga ao aminoácido.

- Conjunto de três nucleótidos – anticodão – diferente em cada tRNA e que determina o aminoácido a que este se pode ligar. é o local de ligação ao mRNA.