NÚCLEO CELULAR
O núcleo é a região da célula dos eucariotos onde se localiza o material genético que controla todas as características do organismo. Nos procariotos (bactérias), ele não está individualizado: o material genético representado pela molécula de DNA está livre no citoplasma.
Os núcleos de todas as células eucarióticas possuem estrutura semelhante. São envoltos por uma membrana dupla, a carioteca, e contém fios de cromatina e um ou mais corpos densos chamados nucléolos. Dentro do núcleo circula um fluído semelhante ao hialoplasma, denominado nucleoplasma ou cariolinfa. A carioteca, ou também conhecida membrana nuclear, tem parede dupla e cheia de poros, que permitem a troca de material entre o núcleo e o citoplasma.
O núcleo atua como central de comandos das atividades celulares. Todas as instruções para o funcionamento da célula estão inscritas, em código, nas moléculas de DNA que formam a cromatina. Quando uma célula se reproduz, as instruções são duplicadas e passadas para as células-filhas.
CROMATINA
A cromatina é um conjunto de fios denominados cromossomos. Um cromossomo é formado por um única molécula de DNA, muito longa, associada a molécula de proteína. Os filamentos apresentam regiões mais clara, onde a cromatina, menos condensada, é denominada eucromatina, e outras mais escuras, constituídas por uma cromatina mais condensada, a heterocromatina. Na eucromatina, os fios de cromatina estão desenrolados; na heterocromatina, enrolados.
NUCLÉOLOS
São corpos densos, geralmente arredondados, constituídos por fios de proteínas e por ribossomos em processo de formação e amadurecimento. Depois de amadurecer, os ribossomos saem do núcleo pelos poros da carioteca e, no citoplasma, participam da síntese de proteínas.
CROMOSSOMOS
Quando observamos células em processo de divisão, no lugar da cromatina aparecem corpúsculos compactos em forma de bastonetes, facilmente visíveis ao microscópio óptico. Esses corpúsculos receberam o nome de cromossomos. O cromossomo é formado por um filamento dobrado por várias vezes sobre si mesmo, devido a um intenso enrolamento de DNA (ácido desoxirribonucléico) e agrupamento das histonas (proteínas do núcleo). Essa forma compacta facilita o movimento do material genético durante a divisão celular.
Como o DNA pode estar duplicado, cada cromossomo pode aparecer sob a forma de dois filamentos compactos, chamados cromátides, que permanecem ligados por uma região, o centrômero.
CLASSIFICAÇÃO DOS CROMOSSOMOS
As partes de um cromossomo separadas pelo centrômero são chamadas braços cromossômicos. De acordo com o tamanho dos braços, determinado pela posição do centrômero, os cromossomos são classificados em quatro tipos:
Metacêntrico: possui braços aproximadamente do mesmo tamanho;
b) Submetacêntrico: possui um dos braços menor que o outro;
c) Acrocêntrico: possui um dos braços muito pequeno em relação ao outro;
d) Telocêntrico: possui apenas um braço, pois o centrômero se localiza na extremidade do filamento do cromossomo.
GENE
As moléculas de DNA cromossômico contêm instruções para a fabricação de todas as proteínas do organismo. Cada segmento de DNA que contém instrução para uma proteína é chamado gene.
GENOMA
Cada espécie apresenta características próprias, em última análise determinadas por seu conjunto de genes. O conjunto de genes típico da espécie é o genoma. Na espécie humana, por exemplo, o genoma está distribuído entre 23 tipos de cromossomo. Cada pessoa possui, em suas células, 23 pares de cromossomos, portanto, dois genomas completos em cada célula.
CROMOSSOMOS HOMÓLOGOS
Todos nós já fomos constituído por uma única célula, o zigoto, resultante da fusão de um óvulo com um espermatozóide. O núcleo do óvulo humano (parte materna), contém 23 cromossomos, e o núcleo do espermatozóide (parte paterna), outros 23, correspondentes aos do óvulo. O zigoto contém, portanto, 23 pares de cromossomos. Os membros de cada par, um proveniente da mãe e outro do pai, são chamados cromossomos homólogos. Os cromossomos de um mesmo par de homólogos são morfologicamente semelhantes, isto é, apresentam mesmo tamanho e forma. Quanto aos genes, os cromossomos, embora bastante semelhantes, não são exatamente iguais.
LÓCUS GÊNICO
O local do cromossomo ocupado por um gene denominado lócus gênico. Cromossomos homólogos apresentam, no mesmo lócus gênico, gene para a mesma proteína ou para proteínas muito parecida.
CÉLULAS DIPLÓIDES E HAPLÓIDES
Células que possuem pares de cromossomos homólogos, como as que formam o corpo de uma pessoa, chama-se diplóide e são representadas pela sigla 2n (onde n é o número de tipos cromossômicos). Células que têm apenas um lote de cromossomos, como óvulo e espermatozóides, denominam-se haplóides e são indicadas pela sigla n.
CARIÓTIPO HUMANO NORMAL
O conjunto de cromossomos presente nas células de um organismo constitui seu cariótipo. O cariótipo refere-se às características morfológicas dos cromossomos (número, tipos e formas).
CROMOSSOMOS SEXUAIS
Células de mulheres e homens têm cariótipos ligeiramente diferentes. Um dos 23 pares de cromossomos difere nos sexos, sendo por isso denominado par de cromossomos sexuais. Nas mulheres, os dois cromossomos desse par, chamados cromossomos X, são idênticos entre si. Nos homens, o par de cromossomos sexuais é formado por um cromossomo X, idêntico ao das mulheres, e por um cromossomo Y, exclusivo dos homens.
CROMOSSOMOS AUTOSSOMOS
Os 22 pares de cromossomos presentes em ambos os sexos são denominados autossomos. Assim, o cariótipo de uma mulher normal apresenta 22 pares de autossomos e dois cromossomos X (44A + XX), enquanto o de um homem normal apresenta 22 pares de autossomos, um cromossomo X e um cromossomo Y (44A + XY).
O NÚCLEO E O CONTROLE DAS ATIVIDADES CELULARES
Pesquisas realizadas entre as décadas de 1940 e 1950 mostraram que os genes são constituídos por Ácido desoxirribonucléico, conhecido como DNA. Hoje se sabe que os genes são trechos das longas moléculas de DNA que compõem os cromossomos. Calcula-se por exemplo, que as 23 moléculas de DNA que formam os 23 tipos de cromossomos humanos contêm mais de 100 mil genes.
OS ÁCIDOS NUCLÉICOS E O CÓDIGO GENÉTICO
Os ácidos nucléicos são moléculas formadas pelo encadeamento de um grande número de unidades chamadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo é por sua vez formado por três tipos de substâncias químicas: um composto cíclico contendo nitrogênio (base nitrogenada), um açúcar de cinco carbono (pentose) e um radical do ácido fosfórico (fosfato). Os nucleotídeos estão ligados, formando uma longa cadeia de açúcar e fosfato, da qual se projetam as bases nitrogenadas. Essa longa molécula é chamada de polinucleotídeo.
GRUPOS DE BASE NITROGENADA
Existem dois principais grupos de base nitrogenada:
as Purinas: Adenina (A) e Guanina (G), com dois anéis característicos;
as Pirimidinas: Timina (T); Uracila (U) e Citosina (C), com um anel.
BASE NITROGENADA
PURINAS
PIRIMÍDICAS
A
T – U
G
C
DNA: A MENSAGEM GENÉTICA
Na molécula de DNA são encontradas quatro bases nitrogenadas: A; G; C e T. Como no DNA a pentose é sempre a desoxirribose, a única diferença entre um nucleotídeo e outro está no tipo de base. Desse modo, duas moléculas de DNA diferem entre si pela seqüência de base ao longo de seu filamento. A seqüência de base forma a mensagem genética, isto é, a seqüência dessas "letras", informa à célula como produzir suas proteínas.
O MODELO DE DUPLA-HÉLICE DO DNA
A estrutura da molécula de DNA foi desvendada em 1952. Segundo o modelo proposto, uma molécula de DNA é constituída por duas cadeias paralelas de nucleotídeos unidos em seqüência. Essas cadeias dispõem-se no espaço helicoidalmente; Daí a denominação dupla-hélice.
COMPLEMENTALIDADE DAS CADEIAS DE DNA
As pontes de hidrogênio que unem as duas cadeias de uma molécula de DNA ocorrem somente entre pares de bases nitrogenadas específicos:
adenina (A) com timina (T) e vice-versa;
guanina (G) com citosina (C) e vice-versa, numa relação de quantidade de bases no DNA (A/T = 1 e C/G = 1).
A DUPLICAÇÃO DO DNA
No processo de duplicação do DNA, as pontes de hidrogênio eu unem as bases se rompem, e as duas cadeias começam a se separar. A duplicação do DNA é controlada por várias enzimas, que promovem o afastamento dos fios, unem os nucleotídeos novos e corrigem erros de duplicação.
Antes da duplicação, enzimas e proteínas específicas desenrolam as duas hélices e quebram as pontes de hidrogênio. Nucleotídeos livres no meio intracelular ligam-se às bases das duas cadeias de DNA, sempre respeitando a especificidade do emparelhamento: A com T; T com A; C com G e G com C. À medida que as bases vão-se encaixando sobre as cadeias do DNA que se abriu, elas são unidas pela ação da enzima polimerase do DNA, formando-se novas cadeias, complementares às que serviram de molde. A duplicação do DNA é um processo semiconcervativo, pois metade da molécula original conserva-se íntegra em cada uma das moléculas-filhas.
DO DNA À PROTEÍNA
Como o DNA comanda as características do organismo?. Esse mecanismo divide-se em duas etapas: a) transcrição e b) tradução. A primeira ocorre no núcleo, com a síntese de RNA, e a Segunda no citoplasma, na superfície dos ribossomos, com a síntese de proteína.
a) Transcrição: é a transferência da mensagem genética do DNA para o RNA. O RNA (ácido ribonucléico) é formado por apenas um filamento de nucleotídeos, no qual a pentose é sempre ribose e a timina não aparece, tomando seu lugar a base uracila (U). Há três tipos de RNA sintetizados por setores específicos do DNA: o mensageiro (RNAm); o transportador (RNAt) e o ribossomal (RNAr).
RNAm: leva mensagem do DNA do núcleo ao citoplasma;
RNAt: transporta aminoácidos;
RNAr: participa da constituição dos ribossomos, responsáveis pela interpretação do RNAm e formação final da proteína.
A formação do RNAm ocorre através do seguinte mecanismo: um setor do filamento de DNA (gene) se afasta de seu complemento, expondo suas bases, onde se encaixam os nucleotídeos de RNA. Esse encaixe obedece à obrigatoriedade de ligação entre as bases. Porém, onde houver uma adenina no DNA, vai encaixar-se a base uracila (U). Por exemplo, para uma seqüência TACGGACTA do DNA, haverá a seqüência AUGCCUGAU no RNA. Assim, a mensagem genética que estava no código de letras do DNA foi transcrita para o código do RNAm.
b) Tradução: a tradução da seqüência de bases do RNAm para proteína é feita nos ribossomos. Os RNAt, com os respectivos aminoácidos, vão-se encaixando nos códons (nome dado ao conjunto de três seqüência de bases nitrogenadas do RNAm). Os códons já são conhecido e podem ser consultados na figura abaixo:
Desse forma, a seqüência de códons do RNAm determina a seqüência de aminoácidos que formarão a proteína, seguindo a ordem dada pelo DNA. À medida que um grupo de ribossomos desliza pelo RNAm, auxiliados pelo RNAt, os aminoácidos vão-se unindo e formando uma molécula de proteína.
AS MUTAÇÕES
Ocasionalmente ocorrem alterações no material gênico. Tais alterações, chamadas mutações, podem ser causadas por radiações, substâncias químicas, fatores biológicos (vírus) ou erros no emparelhamento das bases não corrigidos pelas enzimas de duplicação do DNA. As mutações modificam a seqüência de bases nitrogenadas, modificando, portanto, as proteínas fabricadas e, consequentemente, as características do organismo. Embora a maioria das mutações seja prejudicial, pois altera ao acaso um sistema vivo, que é altamente organizado, algumas podem "melhorar" ligeiramente uma característica do organismo. Por isso, as mutações, juntamente com a seleção natural (conjunto de fatores ambientais que atuam sobre um determinado grupo de indivíduos de uma dada região, interagindo de forma a levá-los a uma sobrevivência adaptativa – manutenção da espécie – ou a extinção), são fatores importantes para a evolução das espécies.
PROJETO GENOMA
O projeto genoma humano, que vem sendo desenvolvido por cientistas de todo o mundo, tem por objetivo descobrir a localização e a seqüência de bases dos cerca de cem mil genes humanos. Desse modo, espera-se descobrir mais sobre o funcionamento do gene e identificar genes que causam doenças, entre outras aplicações.
A ENGENHARIA GENÉTICA
É uma nova tecnologia, que permite transplantar genes de uma espécie para outra, criando assim uma molécula de DNA que não existia na natureza. Através dessa técnica, pode-se, por exemplo, transferir o gene humano responsável pela produção de insulina para o DNA de bactérias. Cria-se, então, um novo DNA, chamado DNA recombinante. A transferência é feita com auxílio de enzimas especiais: as enzimas de restrição, que funcionam como "tesouras" que cortam o DNA em determinados pontos, e a DNA-ligase, que junta os pedaços de DNA.
A transferência de genes para animais e plantas, formam animais e plantas transgênicos. Por exemplo, ovelhas receberam o gene para o fator anti-hemofílico humano, passando a secretar esta substância no leite. Na agricultura, esta técnica visa uma produção de alimentos mais resistentes a pragas ou mais nutritivos.
Um ramo mais recente é a terapia gênica, que é a técnica pela qual procura-se corrigir genes humanos defeituosos, causadores de doenças, substituindo-os por genes normais.
2006-10-07 06:39:45
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answer #2
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answered by Anonymous
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