COLÉGIO ESTADUAL HELENA KOLODY – E.M.P.
TERRA BOA - PARANÁ
Professora Leonilda Brandão da Silva
E-mail: [email protected]
http://professoraleonilda.wordpress.com/
− Todas as células possuem núcleo? − Que tipo de célula possui núcleo? − Qual a importância do núcleo da célula? − Como é chamada a membrana q envolve o núcleo? − Você sabe o que tem dentro do núcleo? − Como o núcleo se comunica c/ o restante da célula? − O que são cromossomos? E cromatina? − Qtos. cromos. temos em cada uma de nossas células? − Você sabe o que são clones? Podemos encontrá-los
na natureza ou a clonagem é algo criado pelo homem? − Como é chamado o par de cromossomos que iden-
tifica o sexo? Quais são eles? − Quem determina o sexo da criança, o pai ou a mãe?
Quase sempre há um núcleo por célula, mas também existe células plurinucleadas.
Mononucleada: (1 núcleo) maioria das células.
Binucleadas: (2 núcleos) protistas ciliados.
Multinucleadas: (vários) células musculares humanas.
Anucleadas: (sem núcleo) hemácias dos mamíferos. Possuem vida curta.
NÚMERO DE NÚCLEOS
Nos procariontes, não há um núcleo individualiza-do e o DNA aparece na forma de uma molécula cir-cular associada a proteínas.
Além do DNA principal, podem ser encontrados os plasmídeos, pequenas moléculas de DNA com ge-nes que conferem resistência a certos antibióticos.
COMPONENTES DO NÚCLEO 1
O núcleo é uma estrutura característica dos eucari-ontes.
Dentro dele está o material genético, responsável:
– pelo controle das atividades da célula.
– pelas características hereditárias dos organismos.
O núcleo é composto de um envelope nucle-ar ou carioteca, que envolve a cromatina, os nucléolos e o nu-cleoplasma.
NUCLEOPLASMA ou CARIOLINFA - NUCLÉOLO
A cromatina está mergulhada em um líquido, o nu-cleoplasma ou cariolinfa, constituído por água, sais minerais, proteínas.
Nucleoplasma
No nucleoplasma também há um ou mais nucléolos, nos quais o RNAr, que for-ma o ribossomo é sinteti-zado de acordo com a ins-trução do DNA. Esse RNA se junta a proteínas e for-ma as subnidades dos ri-bossomos, que são expor-tadas para o citoplasma.
Nos eucariontes, o material genético re-sulta da associação das moléculas de DNA com proteínas e forma o conjunto de filamen-tos separado do cito-plasma por uma mem-brana – a carioteca.
O termo cromatina vem do fato de esses filamentos adquirirem cor visível ao MO na presença de corante.
Proteínas
CARIOTECA ou ENVELOPE NUCLEAR
• A carioteca separa o material nuclear do citoplasma.
• Apresenta membrana dupla com poros, através dos quais ocorre a troca de material entre o núcleo e o citoplasma.
• A membrana externa comunica-se com o RER e apresenta ri-bossomos.
CROMATINA
É formada por um emaranhado de filamentos.
As regiões mais densas – heterocromatina – corres-pondem às partes dos filamentos dobradas de forma compacta.
Em outras regiões os filamentos aparecem mais esti-cados, menos condensado eucromatina - regiões me-nos coradas.
A eucromatina corresponde a uma região do DNA em que os genes estão ativos, orientando a síntese de RNA e de proteínas.
Por isso, ela está desenrolada, o que permite ao ma-terial genético apresentar grande superfície de contato com enzimas e com o material necessário à síntese de proteínas.
As regiões de heterocromatina, correspondem a ge-nes inativos ou desligados, uma vez que o DNA não tem uma boa superfície de contato.
Essas regiões podem, em certos momentos, desen-rolar-se fazendo com que seus genes entrem em ati-vidade; o inverso ocorre com as regiões de eucro-matina.
A CROMATINA SEXUAL – p. 136 Na maioria das ssp, incluindo a sp humana, existe um par
de cromossomos responsável pela diferença entre os dois sexos: os cromossomos sexuais ou heterocromossomos.
Em geral, nas fêmeas eles são idênticos e, nos machos, um cromossomo é igual ao das fêmeas e o outro é diferente.
O cromossomo que aparece em duplicata na fêmea chama-se cromossomo X, o que é exclusivo do macho, cromosso-mo Y.
Assim, a fêmea é XX e pro- duz óvulos c/ um cromos. X.
O macho é XY é produz espermatozoides X e Y.
Os outros cromossomos do organismo são chama- dos de autossomos.
Na mulher e em outras fêmeas de mamíferos, existe uma grande massa heterocromática, chamada cromatina sexual ou corpúsculo de Barr.
A explicação para isso é que a mulher possui dois cromos-somo X, mas apenas um permanece condensado, forman-do a cromatina sexual.
O homem possui apenas um cromossomo X que permane-ce “desenrolado”, por isso, ele não tem cromatina sexual (exceto em anomalias).
1. Em que tipo de célula é encontrado núcleo? (1)
2. Qual a importância do núcleo? (2)
3. Quais os componentes do núcleo? (2)
4. O que é carioteca e como ela é formada? (3)
5. O que é cariolinfa e como é constituída? (2)
6. Diferencie heterocromatina de eucromatina. (3)
7. Como é chamado o par de cromossomos que iden-tifica o sexo? Quais são eles? (2)
8. O que é cromatina sexual? Em que organismos são encontradas? (3)
9. Por que os machos não possuem cromatina sexu-al? ♣ ♣ ♣
CROMOSSOMOS – p. 137 2
• Quando observamos células eucariotas em processo de di-visão, encontramos corpúsculos compactos em forma de bastonete, os cromossomos.
• Cada um é formado por um filamento de cromatina dobrado várias vezes sobre si mesmo, constituído por uma longa ca-deia de DNA.
• Em certas regiões, essa molécula aparece enrolada em volta de proteínas histonas.
• Um conjunto de 8 histonas com o DNA em volta é chamado nucleossomo.
• Esse enrolamento permite que todo DNA de uma célula caiba no núcleo.
• Se esticar todo DNA de uma célula hu- mana tem cerca de 2m de comprimento.
Os cromossomos são formados de DNA e proteínas (histonas).
Proteínas Histonas
Dupla hélice DNA
Cromossomo
Nucleossomos
DNA DNA +
proteínas
Cromatina Cromossomo
• A condensação dos filamentos de cromatina em cro-mossomos tb facilita o movimento e a distribuição equitativa do material genético p/ as células-filhas durante a ÷ celular.
• Antes de uma célula se dividir, cada cromossomo se duplica e os filamentos são chamados de cromáti-des.
• As cromátides que pertencem ao mesmo cromosso-mos são chamadas cromátides-irmãs;
• Durante a divisão celular, as cromátides-irmãs se se-param, e cada uma vai para uma célula-filha.
• No fim da divisão, o cromossomo volta a ser simples, isto é, formado por um fio de cromatina enrolado.
Cromátides-
irmãs
• Além das cromátides, o cromossomo apresenta um estrangulamento chamado centrômero ou constri-ção primária.
REGIÕES DO CROMOSSOMO
• Metacêntrico: centrômero no meio.
• Submetracêntrico: um pouco afastado do meio.
• Acrocêntrico: bem próximo a um dos polos.
• Telocêntrico: centrômero exatamente em um dos po-los. Não ocorre na espécie humana.
• De acordo com a posição do centrômero, os cro-mossomos podem ser classificados em:
• No centrômero há DNA e o cinetócoro, disco ao qual se prendem os filamen-tos do fuso acromático durante a divi-são celular.
cinetócoro
• Alguns cromossomos possuem, além do centrômero, outras regiões mais estreitas – as constrições secundárias, locali-zadas próximo das extremidades.
• Essa extremidade forma uma pequena mas-sa de cromatina, chamada SATÉLITE, onde é sintetizado o RNAr.
• Os humanos têm pequenas massas de cro-matinas – os satélites que estão fixadas aos seus braços curtos por constrições secun-dárias.
• A extremidade do cromossomo é chamada telômero e se relaciona ao tempo de vida de uma célula.
• Os telômeros protegem o cromossomo contra danos e per-mitem que a duplicação do DNA ocorra corretamente.
• Cada vez que a célula se divide, os telômeros tornam-se mais curtos e, caso se percam totalmente, a célula perde a capacidade de divisão e morre. Por isso, supõe-se que a diminuição dos telômeros possa estar relacionada com o nº máximo de divisões que uma célula pode sofre e com sua longevidade.
Cariótipo: a coleção de cromossomos – p. 138 O conjunto de cromossomos forma um padrão que se re-
pete não só em todas as células do mesmo indivíduo, mas também nas células de todos os indivíduos da mesma sp.
Entre indivíduos de ssp diferentes, esse padrão é diferente.
Isso acontece porque cada sp tem sua coleção particular de cromossomos, que pode ser identificada pelo no, forma e tamanho característicos – CARIÓTIPO.
Para o estudo do cariótipo humano, os cromossomos são organizados de acordo com a posição do centrômero e nu-merados por ordem de tamanho, de 1 (o maior) a 22 (o me-nor).
Esses cromossomos são chamados AUTOSSOMOS.
Os cromossomos sexuais (X e Y) não são numerados, sen-do separados dos demais.
Na sp humana, há 44 autossomos e dois cromossomos sexuais. Essa iformação pode ser assim escrita:
Mulher: 46, XX
Homem: 46, XY
Outra maneira de escrever essa informação: 2A+XX ou 2A+XY.
CARIÓTIPO HUMANO
Podemos agrupar os cromossomos parecidos em 7 grupos, em ordem decrescente de tamanho: • grupo A – 1, 2 e 3 - grupo B – 4 e 5 • grupo C – 6 a 12 - grupo D – 13, 14 e 15 • grupo E – 16, 17 e 18 - grupo F – 19 e 20 • grupo G – 21 e 22
Outra característica que pode ser notada é que os cromos-somos aparecem aos pares, em que um dos cromossomos apresenta a mesma forma e o mesmo tamanho do outro, exceto os sexuais masculino (X e Y).
Cada par forma 1 par de HOMÓLOGOS.
Por que os cromossomos aparecem aos pares?
• A maioria dos organismos desenvolvem-se a partir da célula-ovo, formada pela união de um espermatozoide com um óvulo (ovócito II), que, na sp humana, possuem cada um, 23 cromossomos.
• Por isso, a célula-ovo possui 46; em cada par de homólogos, um foi herdado da mãe e outro do pai.
• Por meio de divisões celulares, a célula-ovo origina a maioria das células que formam o corpo dos seres vivos, chamadas células somáticas;
• Em cada célula somática há 23 pares de cromossomos ho-mólogos.
• Os gametas possuem apenas um cromossomo de cada tipo; não há pares de homólogos.
• Ver figura 12.9 - p. 139.
• Se chamarmos de n o no de tipos diferentes de cromosso-mos de uma célula, podemos dizer que as:
– células somáticas são diploides (duplo) – 2n
– células reprodutores são haploides (simples, único) - n.
• A informação genética total em uma célula ou organismo é chamada GENOMA.
Células
somáticas (2n)
Células
reprodutoras (n)
Mosca 8 4
Ser humano 46 23
Feijão 22 11
Pato 80 40
Leitura do texto: O número de cromossomo – p. 139
Com exame do cariótipo é possível identificar algumas doenças genéticas provocadas por anomalias nos cro-mossomos.
CLONAGEM – p. 140
• Clonar um ser vivo consiste em obter + cópias dele.
• Os seres obtidos desse modo são chamados clones.
• A clonagem pode ocorrer de forma natural ou artificial (feita pelo homem).
• Clone naturais são comuns em seres unicelulares (bactéri-as) e muitas plantas (reprodução assexuada).
• Estamos produzindo clones quando cortamos e cultivamos pedaços de plantas (cana), replantamos grama, mudas, etc. Algumas plantas, a bananeira, só se reproduzem assim.
• O próprio termo “clone” significa “broto, estaca”.
• Em 1996, nasceu o + famoso dos clone: Dolly, a 1ª ovelha clonada a partir de célula adulta.
• Antes já haviam sido produzidos clones de sapos e de ma-míferos a partir de células embrionárias.
3
• O que os pesquisadores fizeram foi unir uma célula da glândula mamária de uma ovelha de “cara branca”, com o óvulo do qual foi retirado o núcleo de uma ovelha de “cara preta”.
• A célula resultante foi implantada no útero de outra ovelha de “cara preta”.
• Nasceu, então, Dolly, ovelha de “cara branca” clone daquela que forneceu a célula da glândula mamária.
• Dolly teve um filhote: Bonnie.
A ovelha Dolly não era tão idêntica ao doador do núcleo, apesar de herdar da ovelha branca o DNA contido nos cromossomos do núcleo da célula mamária, ela também herdou da ovelha escura o DNA contido nas mitocôndrias.
Com o passar do tempo foi percebido que Dolly apresentava as extremidades dos cromossomos (telômeros) diminuída gerando envelhecimento celular precoce. Dolly sofria de artrite no quadril e joelho da pata traseira esquerda.
Sugere-se que isto ocorra pelo fato de que ela tenha sido criada a partir de uma célula adulta de 6 anos, e não de um embrião.
Dolly foi sacrificada aos 6 anos de idade, depois de uma vida mar cada por envelhecimento precoce e doenças. Em seus últimos di-as, Dolly estava com uma doença degenerativa e incurável nos pulmões. Os problemas de saúde de Dolly levantam dúvidas so-bre a possibilidade da prática de copiar a vida.
Clonagem da ovelha Dolly-1996
APLICAÇÕES DA CLONAGEM – p. 141
• Gerar rebanhos inteiros de um único animal que tenha uma característica de interesse econômico ou para pesquisa cien-tífica. A Embrapa já prouziu vários clones bovinos.
• Produzir animais resistentes a doenças, como febre aftosa, doença da vaca louca, etc.
• Clonar animais com risco de extinção;
• Produção de cópias de animais transgênicos que possam produzir proteínas importantes ao homem.
• Há a possibilidade de se realizarem transplantes de órgãos de animais geneticamente modificados, de modo que seus órgãos sejam compátíves com os humanos, o que diminuiria a falta de doadores de órgãos.
PROBLEMAS COM A CLONAGEM – p. 141
• Primeiro é necessário diferenciar:
–Clonagem reprodutiva: criação de cópias genéticas de um ser.
–Clonagem terapêutica: desenvolvimento de órgãos para transplante e tratamento.
• Na terapêutica, são utilizados células-tronco, ou seja, célu-las não especializadas, com capacidade de se dividir e -outros tecidos.
• Elas podem ser retiradas de embriões com poucos dias e com cerca de cem células, descartados por clínicas de ferti-lização, por exemplo.
• Nesse tipo de clonagem, ainda em fase de pesquisa, não são formados novos indivíduos.
• Tem como objetivo produzir tecidos e órgãos para trans-plantes. O que poderia resolver o problema de doação.
• A formação de órgãos a partir dessas células para transplantes poderia resolver o problema de doação. As células-troncos utilizadas devem ser compatíveis com o paciente.
• Isso pode ser feito selecionando, entre várias linhagens de células-tronco, as que são compatíveis outransferindo o núcleo de uma célula adulta do paciente para o óvulo sem núcleo. Então, do embrião com cerca de 5 dias seriam retiradas as células-tronco.
• Também está sendo realizado estudos para o tratamento de diabetes, câncer, mal de Parkinson, doença de Alzheimer, etc. O objetivo é transplantar células-tronco para se reproduzirem e regenerarem as áreas afetadas.
• Nem todos os países aceitam a clonagem de embriãp humanos para fins terapêuticos, e a maioria condena a clonagem com fins reprodutivos.
• Mesmo na terapêutica há problemas éticos, pois os embriões usados, são considerados por muitos, como seres humanos, como todos nós e não apenas um aglomerado de células.
VÍDEOS:
Como funciona a clonagem
Clonagem da ovelha Dolly-1997
SIMULADOR
CLONAGEM
http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/arquivos/File
/2010/simuladoreseanimacoes/2011/biologia/2clonag
em.swf
1.Como são formados os cromossomos dos eu-cariontes? (2)
2.Desenhe um cromossomo duplicado anotando onde fica: cromátides irmãs, centrômero, cine-tócoro, satélite.(5)
3. Desenhe os 4 tipos de cromossomos nome-ando-os.(5)
4. Quantos cromossomos possui uma célula so-mática da espécie humana? E um gameta? (1)
5. O que são cromossomos autossomos e quantos pares o ser humano possui? (2)
6.Como é chamado o par de cromossomos que identifica o sexo? Quais são eles? (1)
7.Qual a representação para o cariótipo mascu-lino? E para o feminino? (2)
8. Explique (2 linhas cada):
a) Cariótipo:
b) Cromossomos homólogos:
c) Células somáticas:
d) Células haploides (n):
e) Células diploides (2n):
f) Genoma:
g) Clonagem: ♣ ♣ ♣
1) Ao microscópio, no núcleo de uma célula corada artificialmente, é possível observar regiões mais escuras e regiões mais claras na cro-matina. Se ambas têm a mesma composição química, como essa diferença de coloração é interpretada?
R:
2) Um dos animais mais famosos de todos os tempos é a ovelha Dolly, que foi obtida em um processo conhecido como clonagem reprodutiva, no qual é realizada a fusão de duas células. Um estudante quis saber se essa ovelha tinha pai. Responda ao estudante, explicando, com suas próprias palavras como a ovelha Dolly foi obtida.
R:
4) Recentemente a clonagem de cavalos campeão
tem se destacado. Explique por que não há garan-
tias de que o clone de um cavalo campeão será
também um campeão.
R:
5) Para clonar um animal podemos usar o núcleo de
qualquer célula do corpo? Justifique sua resposta.
R:
6) (Fuvest-SP) Quando afirmamos que o metabolismo da cé-lula é controlado pelo núcleo celular, isso significa que:
a) todas as reações metabólicas são catalisadas por molécu-las e componentes nucleares.
b) o núcleo produz moléculas que, no citoplasma, promovem a síntese de enzimas catalisadoras das reações metabóli-cas
c) o núcleo produz e envia, para todas as partes da célula, moléculas que catalisam as reações metabólicas.
d) dentro do núcleo, moléculas sintetizam enzimas catalisa-doras das reações metabólicas.
e) o conteúdo do núcleo passa para o citoplasma e atua dire-tamente nas funções celulares, catalisando as reações me-tabólicas.
7) (FCC-SP) Observe o esquema abaixo:
I e II indicam:
a) cromátides-irmãs
b) cromátides homólogas
c) cromossomos homólogos
d) cromossomos não homólogos
e) cromossomos filhos
8) (Fuvest-SP) Em determinada espécie animal, o nú-
mero diploide de cromossomos é 22. Nos espermato-
zoides, nos óvulos e nas células epidérmicas dessa
espécie as quantidades de cromossomos encontra-
dos serão, respectivamente:
A ( ) 22, 22 e 44 cromossomos.
B ( ) 22, 22 e 22 cromossomos.
C ( ) 11, 11 e 22 cromossomos.
D ( ) 44, 44 e 22 cromossomos.
E ( ) 11, 22 e 22 cromossomos.
9) (UERJ) Em relação ao número de cromossomos, pode-se classificar as células em somáticas e reprodutoras. Das alternativas abaixo, aquela que caracteriza corretamente um ou outro tipo de célula é:
a) as somáticas são chamadas de diploides e possuem 23 cromossomos.
b) as reprodutoras são chamadas de haploides e possuem 23 cromossomos
c) as somáticas são chamadas de diploides e possuem 46 pares de cromossomos.
d) as reprodutoras são chamadas de haploides e possuem 23 pares de cromossomos.
10) (UFSM-RS) Associe as colunas:
COLUNA 1 1- genoma 2- gene 3- cromossomo 4- cariótipo
COLUNA 2 ( ) segmento de DNA que contém instrução para a formação de uma proteína. ( ) estrutura formada por uma única molécula de DNA, muito longa, associada a proteínas, visível durante a divisão celular. ( ) conjunto de genes de uma espécie. A sequencia correta é
a) 1 - 2 - 3. b) 2 - 3 - 1.
c) 2 - 4 - 1. d) 3 - 2 - 4. e) 3 - 4 -1.
11) Em julho de 2002, a Unesp tornou-se a 1ª instituição brasileira a produzir um clone animal a partir do núcleo de uma célula adulta. Pesquisadores da F. de Ciências Agrárias e Veterinárias, do campus de Jaboticabal, removeram o núcleo de uma célula obtida da cauda de uma vaca da raça Nelore (animal A) e injetaram-no no óvulo anucleado de uma vaca de abatedouro (animal B). Posteriormente, este óvulo foi implantado no útero de uma vaca mestiça holandesa (animal C). Do desenvolvimento deste óvulo resultou a bezerra Penta.
Nas células da bezerra Penta há:
a) DNA nuclear do animal A e DNA mitocondrial do animal C.
b) DNA nuclear do animal A e DNA mitocondrial do animal A.
c) DNA nuclear do animal A e DNA mitocondrial do animal B.
d) DNA nuclear do animal B e DNA mitocondrial do animal C.
e) DNA nuclear do animal C e DNA mitocondrial do animal A.
12) (PUC-SP) Na aula de Biologia, o professor fez a seguinte afirmação: "A produção de ribossomos depende, indiretamente, da atividade dos cromossomos”. Em seguida pediu a seus alunos que analisassem a afir-mação e a explicassem. Foram obtidas cinco explicações diferentes, que se encontram a seguir citadas. Assinale a única afirmação correta:
a)os cromossomos são constituídos essencialmente por RNA ri-bossômico e proteínas, material utilizado na produção de ribos-somos. b)os cromossomos são constituídos essencialmente por RNA mensageiro e proteínas, material utilizado na produção de ribos-somos. c)os cromossomos contêm DNA; este controla a síntese de ribo-nucleoproteínas que formarão o nucléolo e que, posteriormente, farão parte dos ribossomos d)os cromossomos são constituídos essencialmente por RNA transportador e proteínas, material utilizado na produção de ribossomos. e)os cromossomos, produzidos a partir do nucléolo, fornecem material para a organização dos ribossomos.
13) (ENEM) A sequência abaixo indica de maneira simplificada os pas-sos seguidos por um grupo de cientistas para a clonagem de um vaca
I.Retirou-se um óvulo da vaca Z. O núcleo foi desprezado, obtendo-se um óvulo anucleado.
II.Retirou-se uma célula da glândula mamária da vaca W. O núcleo foi isolado e conservado, desprezando o resto da célula.
III.O núcleo da célula da glândula mamária foi introduzido no óvulo anucleado. A célula reconstituída foi estimulada para entrar em divisão.
IV.Após algumas divisões, o embrião foi implantado no útero de uma terceira vaca Y, mãe de aluguel. O embrião se desenvolveu e deu origem ao clone.
Considerando-se que os animais Z, W e Y não têm parentesco, pode-se afirmar que o animal resultante da clonagem tem as características genéticas da vaca
(A) Z, apenas. (B) W, apenas. (C) Y, apenas.
(D) Z e da W, apenas. (E) Z, W e Y.
14) (Fuvest-SP) A égua, o jumento e a zebra pertencem a espécies bioló-gicas distintas que podem cruzar entre si e gerar híbridos es-téreis. Destes, o mais conhecido é a mula, que resulta do cru-zamento entre o jumento e a égua. Suponha que o seguinte experimento de clonagem foi plantado com sucesso : o nú-cleo de uma célula somática de um jumento foi transplantado para o óvulo anucleado da égua e o embrião foi implantado no útero de uma zebra, onde ocorreu a gestação. O animal (clone) produzido em tal experimento terá essencialmente, características genéticas:
a) égua
b) zebra
c) mula
d) jumento
e) das três espécies.
15.( UFRGS-RS) Muitas vezes, durante a realização de even-tos esportivos, é realizada a determinação do sexo genético. Esse exame é feito pela observação dos cromossomos de células epiteliais. Pode-se afirmar que nesse exame: a) mulheres normais deveriam apresentar uma estrutura
chamada corpúsculo de Barr, que corresponde a um dos cromossomos X.
b) homens normais deveriam apresentar uma estrutura cha-mada corpúsculo de Barr, que corresponde ao cromos-somo Y.
c) mulheres normais deveriam apresentar duas estruturas chamadas corpúsculos de Barr, que correspondem aos dois cromossomos X.
d) homens normais deveriam apresentar uma estrutura cha-mada corpúsculo de Barr, correspondente ao cromosso-mo X.
e) mulheres normais na fase adulta não deveriam apresen-tar corpúsculo de Barr.
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