SITUAÇÃOSITUAÇÃO--PROBLEMA:PROBLEMA:

Que processos são responsáveis pela unidade e variabilidade celular? Reprodução e variabilidade, que

relação?

Que processos são responsáveis pela unidade celular?

1. Reprodução assexuada

Qual a relação entre variabilidade e reprodução?

2. Reprodução sexuada

Quais as alterações a que um indivíduo está sujeito ao longo do seu ciclo de vida?

3. Ciclos de vida

Unidade 6

ReproduçãoReprodução

Capacidade de constituir descendência portadora de genes dosprogenitores, assegurando a renovaçãorenovação contínuacontínua dada espécieespécie e atransmissãotransmissão dada informaçãoinformação genéticagenética de geração em geração.

Reprodução

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 aoprogenitor.

Reprodução sexuada

ocorre a fecundação, com fusão de gâmetas, geralmenteprovenientes de dois progenitores diferentes, e formação de um ovo;

os descendentes são únicos, geneticamente diferentes entre si edos progenitores.

Reprodução assexuada - estratégias

Uma célula ou indivíduo divide-se em dois, semelhantes, composterior crescimento até atingir o tamanho do progenitor. Frequentenos seres unicelulares (ex. paramécia, amiba).

Bipartição ou cissiparidade

Na superfície da célula ou indivíduo forma-se uma dilatação – gomoou gema – que dá origem a um novo organismo após um processo decrescimento e separação. Ocorre em seres unicelulares (ex. leveduras)e em seres pluricelulares (ex. esponja, hidra).

Gemulação ou gemiparidade

Novos indivíduos são formados a partir da regeneração defragmentos de um indivíduo progenitor. Ocorre em animais poucodiferenciados (ex. planária, estrela-do-mar, anémonas) e em algas(espirogira).

Fragmentação

Partenogénese

Formação de um novo indivíduo a partir de um óvulo nãofecundado. Ocorre em abelhas, pulgões, e nalguns peixes, anfíbios erépteis.

Os zangões resultam do desenvolvimento de óvulos não fecundados.

O dragão-de-Komodo é um animal capaz de reprodução por partenogénese, descoberta

em 2007.

Em 2004, a revista britânica Nature publicou um artigo no qual umgrupo de cientistas japoneses e coreanos descrevem, pela primeiravez, a ocorrência de um mamífero partenogénico, uma fêmea deratinho (Mus musculus) a que deram o nome de “Kaguya” e quesobreviveu até à idade adulta, tendo produzido descendência fértil.

Partenogénese em mamíferos

Neste trabalho, utilizaram-se, inicialmente, centenas de óocitos, queforam modificados por transferência nuclear e maturados, de forma aobter zigotos diplóides partenogénicos, os quais foram implantadosem fêmeas, algumas das quais ficaram prenhas. De um total de 598óocitos utilizados no início do trabalho, resultaram apenas doisembriões vivos, um dos quais foi sacrificado para estudos genéticos.O restante, uma fêmea, recebeu o nome de “Kaguya”, sendo hojeconhecido como o primeiro mamífero partenogénico da História daCiência.

Esporulação

Formação de células reprodutoras especiais – os esporos – que,por germinação, originam novos seres vivos. Comum em fungos (ex.bolor-do-pão), algas e plantas (fetos e musgos).

Esporângios de um fungo (bolor do pão –Rhizopus sp.)

Divisão múltipla (pluripartição ou esquizogonia)

Os plasmódios dividem-se por esquizogonia no interior das hemácias.

Multiplicação vegetativaMultiplicação vegetativa

Certas estruturas vegetais pluricelulares originam, pordiferenciação, novas plantas. Os casos mais comuns ocorrem a partirde folhas, caules aéreos – estolhos (ex. morangueiro) – ousubterrâneos, - rizomas (ex. fetos), tubérculos (ex. batateira) e bolbos(ex. cebolas).

FolhasFolhas – Desenvolvimento nas margens da folha das plantas deplântulas que quando caem no solo e enraízam originam uma novaplanta (ex.: Briófilo).

Estruturas especializadas na multiplicação vegetativa

EstolhosEstolhos – Caules finos e longos de crescimento aéreo e horizontalque quando tocam no solo enraízam (ex.: morangueiro).

TubérculosTubérculos – Caules subterrâneos ricos em substâncias de reserva– amido (ex.: batateira).

Os tubérculos possuem gomosgomos com capacidade germinativa, os quais dão

origem a novas plantas.

RizomasRizomas – Caules subterrâneos de crescimento horizontal, podendoapresentar porções aéreas (ex.: lírio).

Os rizomas têm a capacidade de alongar-se, originando gemas, que se diferenciam

em novas plantas.

BolbosBolbos – Caules subterrâneos de crescimento vertical. Folhasexternas escamosas e carnudas (ex.: cebola).

Quando as condições se tornam favoráveis, formam-se gomos laterais, que se rodeiam de

novas folhas carnudas, e originam novas plantas.

Multiplicação vegetativa artificial

EstacariaEstacaria – consiste na introdução de fragmentos da planta no solo(estacas), a partir dos quais surgem raízes e gomos que dão origem auma nova planta.

MergulhiaMergulhia – consiste em dobrar um ramo da planta até enterrá-lo nosolo. A parte enterrada irá criar raízes adventícias, originando, assim,uma planta independente.

AlporquiaAlporquia – é uma variante da mergulhia e usa-se naimpossibilidade de dobrar o ramo da planta até ao solo.

AlporquiaAlporquia – utiliza-se um alporque, isto é, corta-se um pouco dacasca de um ramo e envolve-se esta parte num plástico contendoterra, de forma a promover o aparecimento de raízes.

EnxertiaEnxertia – consiste na junção das superfícies cortadas de duaspartes de plantas diferentes.

As partes das plantas mais utilizadas em enxertia são pedaços decaules ou gomos (gemas) e as plantas envolvidas são, normalmente,da mesma espécie ou de espécies semelhantes.

A parte da planta que recebe o enxerto chama-se cavalocavalo ou portaporta--enxertoenxerto e a parte da planta dadora chama-se garfogarfo ou enxertoenxerto.

Alguns tipos de enxertia

Na enxertiaenxertia porpor garfogarfo, o cavalo é cortado transversalmente.Seguidamente, efectua-se uma fenda perpendicular, na qual éintroduzido o garfo (constituído por um ou mais ramos da planta atransferir). A zona de união é, então, envolta em terra húmida ou fita, oque ajudará à cicatrização da união entre as duas plantas.

Na enxertiaenxertia porpor encostoencosto, juntam-se os ramos de duas plantas,previamente descascadas na zona de contacto, e amarram-se osmesmos, de forma a facilitar a união. Após a cicatrização, corta-se aparte do cavalo que se encontra acima da zona de união e a parte daplanta dadora do enxerto que se encontra abaixo da mesma zona. Anova planta obtida por este método é constituída pelo sistemaradicular e tronco da planta receptora do enxerto e pelo ramo ouramos da planta dadora do enxerto.

Na enxertiaenxertia porpor borbulhaborbulha, é efectuado um corte em forma de T nacasca do caule da planta receptora do enxerto. Desta forma, é possívellevantar a casca e introduzir no local da fenda o enxerto, constituídopor um pedaço de casca contendo um gomo da planta dadora.Seguidamente, a zona de união é atada, de forma a ajudar acicatrização.

Produção de plantas por cultura in vitro

Prática actualmente muito utilizada. A partir de um fragmentoseleccionado produzem-se milhões de plantas geneticamenteidênticas.

O rendimento é muito elevado.

O produto final é robusto e livre de doenças.

Como se obtêm plantas por micropropagação?

1) De folhas jovens cortam-se fragmentos pequenos que se passam primeiro por um líquido desinfectante seguido de lavagem

em água destilada.

2) Os fragmentos tratados são colocados em caixas de Petri contendo um meio de

cultura (elementos nutritivos e hormonas). Os recipientes, hermeticamente fechados e esterilizados, são colocados numa estufa de cultura em condições de temperatura,

humidade e luz controladas.

3) Nos bordos dos fragmentos ocorre proliferação celular, originando massas de células indiferenciadas (tecido caloso ou

calo), onde posteriormente se formam microrrebentos.

4) Desenvolvimento de plântulas.

5) Após o desenvolvimento das plântulas, estas são transferidas para vasos com solo

rico em nutrientes e colocadas numa estufa, antes de serem comercializadas.

Por que pode afirmar-se que a micropropagação é um processode reprodução assexuada?

Compare as condições em que se verifica a propagaçãotradicional utilizada pelo ser humano e a cultura in vitro.

Indique duas vantagens da micropropagação.

Exploração

Os processos de reprodução assexuada estão associados àdivisão celular por mitose uma vez que um único progenitor dáorigem a um conjunto de indivíduos que lhe são geneticamenteidênticos – clonesclones.

Reprodução assexuada

CloneClone – grupo de células geneticamente idênticas e descendentesde uma só célula inicial. Também se aplica a uma linhagem deindivíduos geneticamente idênticos.

ClonagemClonagem – processo através do qual se obtém um clone.

Clonagem em mamíferos

Em 1997, um grupo de investigadores escoceses, liderados por IanWilmut, anunciou ter clonado uma ovelha adulta. Para isso, este grupode investigadores transplantou uma célula das glândulas mamárias deuma ovelha para um óvulo de outra ovelha.

Após ter cultivado estas células num meio de cultura apropriado, estegrupo parou o ciclo celular em G0. Seguidamente, fundiu estas célulascom óvulos de ovelha, aos quais havia sido removido o núcleo. Ascélulas resultantes desenvolveram embriões que foram implantadosnuma outra ovelha. Só um, dos duzentos e setenta e sete embriõesproduzidos inicialmente, completou o seu desenvolvimento. Destaforma, tinha sido conseguido o primeiro clone de mamíferomanipulado pelo Homem.

Ian Wilmut (n. 1944) e a ovelha Dolly.

Que técnica tornou possível a obtenção da ovelha Dolly?

O núcleo de uma célula do animal que se pretende clonar étransferido para um óvulo de outro animal da mesma espécie, aoqual se retirou o núcleo.

Clonagem de animais por transferência de núcleos

Reprodução sexuada

ReproduçãoReprodução sexuadasexuada – os novos indivíduos são originados apartir de um ovo, célula que resulta da fusão de dois gâmetas(FECUNDAÇÃO) e apresentam diferenças mais ou menosacentuadas (variabilidade genética), quer entre si, que em relaçãoaos progenitores.

ReproduçãoReprodução sexuadasexuada – forma preponderante de reprodução nosanimais e nas plantas.

FecundaçãoFecundação – fusão (cariogamia) de duas células sexuais(gâmetasgâmetas) resultando o ovoovo ou zigotozigoto, portador da soma doscromossomas transportados pelos gâmetas – duplicaçãoduplicaçãocromossómicacromossómica.

Fecundação – duplicação cromossómica

O ovo ou zigoto possui dois conjuntos de cromossomas, um deorigem paterna e outro de origem materna.

Cromossomas homólogos

Cada cromossoma de um destes conjuntos possui umcromossoma correspondente (homólogo) – com forma e estruturaidêntica e genes correspondentes – no outro conjunto.

As células que, como o ovo, cujos núcleos possuem pares decromossomas homólogos, denominam-se células diplóides e a suaconstituição cromossómica representa-se, simbolicamente, por 2n.

Cromossomas homólogos

CélulasCélulas diplóidesdiplóides ((22n)n) – possuem núcleos com pares decromossomas homólogos, tendo cada par forma e estruturaidênticas e genes com informação para as mesmas características.

O número de cromossomas de cada espécie permanece constanteao longo das gerações devido à meiosemeiose.

Na fecundação ocorre uma duplicação cromossómica, mas onúmero de cromossomas mantém-se constante ao longo dasgerações graças à ocorrência de um processo de divisão nuclearresponsável pela produção de gâmetas com o númerocromossómico reduzido a metade (n), designado meiose.

Fecundação

A meiose implica a passagem da diploidia para a haploidia, porqueas células por este processo originadas, os gâmetas, são célulashaplóides (n), pois os seus núcleos possuem um só cromossoma decada par de homólogos.

Meiose