Divisão ou Ciclo Celular:

A célula é a unidade básica de qualquer ser vivo.

Segundo um dos aspectos da Teoria Celular: “A célula é a unidade de reprodução, desenvolvimento e hereditariedade de todos os seres vivos”.

A vida de uma célula começa quando ela surge a partir da célula-mãe e acaba quando ela própria se divide para originar duas células-filhas. Para que tal ocorra, a célula tem que ser sujeita à Divisão Celular ou Ciclo Celular.

O Ciclo Celular é o processo através do qual uma célula-mãe duplica o seu material genético e o reparte igualmente pelas suas células-filhas, originando uma hereditariedade, através da divisão celular, uma vez que o material genético é fielmente passado de geração em geração.

Ciclo Celular

A um longo segmento de ADN associado a histonas, atribui-se a designação de “cromossoma”, sendo que este pode ser constituido por 1 ou 2 cromatídios (caso seja constituido por 2 cromatidios, estes encontram-se ligados por um centrómero).

Cada célula humana possui 46 cromossomas no núcleo (sendo que este valor varia de espécie para espécie), uma vez que esta informação é geneticamente passada a cada célula-filha pela respectiva célula-mãe.

O ciclo celular compreende duas grandes fases:

- Interfase (fases G1 + S + G2);

- Fase Mitótica (Mitose + Citocinese)

Interfase:

A Interfase corresponde ao período que decorre desde a formação até à divisão celular e é o período mais longo do ciclo celular.

Durante esta fase, ocorrem 3 etapas:

• Etapa G1:

- corresponde ao intervalo de tempo após a mitose e durante o qual ocorre a síntese de DNA, a formação de organelos celulares e o aumento notável das dimensões da célula;

• Etapa S:

- É a etapa que se segue após a etapa G1. Durante esta etapa, o DNA é replicado, formam-se os cromossomas e os centríolos são duplicados;

• Etapa G2:

- É a etapa que precede a fase mitótica e durante a qual ocorre a síntese de biomoléculas, ficando a célula pronta para a fase seguinte.

Fase Mitótica:

A fase mitótica é a fase que ocorre após a interfase e que se divide em 2 etapas (Mitose + Citocinese).

Mitose:

A mitose diz respeito ao processo de divisão nuclear, sendo consideradas 4 subetapas:

• Profase:

- No interior do núcleo, os filamentos de cromatina enrolam-se, tornando-se cada vez mais curtos e espessos, sendo possível observar-se que cada cromossoma é composto por 2 cromatídios.

- Os 2 pares de centríolos começam a afastar-se em sentidos opostos, formando-se entre eles o fuso acromático ou mitótico, constituido por um sistema de microtúbulos proteicos agregados.

- Quando os centríolos atingem os pólos, a membrana nuclear fragmenta-se e o núcleo desaparece.

Profase

• Metafase:

- Os cromossomas atingem o seu máximo encurtamento devido a uma forte condensação dos cromatídios. Os pares de centríolos estão agora nos pólos da célula. O fuso acromático completa o seu desenvolvimento, notando-se que alguns dos seus microtúbulos se ligam aos cromossomas, enquanto outros vão de pólo a pólo.

- Os cromossomas dispõem-se com os centrómeros no plano equatorial (plano equídistante entre os dois pólos), voltados para o centro desse plano e os braços para fora. Os cromossomas, assim imobilizados, originam a placa equatorial, ficando prontos para serem divididos.

Metafase

                                                                         

• Anafase:

- No início da anafase dá-se a clivagem de cada um dos centrómeros, separando-se os 2 cromatídios que passam a constituir 2 cromossomas independentes. Os microtúbulos ligados a estes, encurtam-se, fazendo com que cada cromossoma se comece a afastar, migrando para pólos opostos. A anafase é caracterizada por esta ascensão polar dos cromossomas. No final desta subestapa, os 2 pólos da célula têm conjuntos completos e equivalentes de cromossomas e, por conseguinte, de DNA.

Anafase

                                                                      

• Telofase:

- Na telofase a membrana nuclear reorganiza-se à volta dos cromossomas de cada célula-filha. O núcleo reaparece em cada uma das células filhas, dissolve-se o fuso acromático, e os cromossomas, devido à sua descondensação, alongam-se, tornando-se menos visíveis. A célula fica constituída por 2 núcleos, terminando assim a mitose.

Telofase

  

4 fases da mitose

http://www.youtube.com/watch?v=0_pkZauClV8&feature=related 

Citocinese:

Todo o processo mitótico ocorre de igual modo em células animais e vegetais. Este facto apenas nao se verifica na citocinese, sendo que em:

• Células eucarióticas animais: forma-se na zona do plano equatorial um anel contráctil de filamentos proteicos. Estes contraem-se e puxam a membrana para dentro, dando origem a um sulco de clivagem que vai estrangulando o citoplasma, até se separarem as duas células-filhas.

Citocinese em célula animal

• Células eucarióticas vegetais: uma vez que possuem parede celular, contrariamente às células animais, nao é possível que ocorra citocinese por estrangulamento. O complexo de Golgi liberta vesículas que contêm material da parede celular. Essas vesículas fundem-se no plano equatorial formando a placa celular cada vez mais forte e resistente.



Citocinese em célula vegetal



http://www.youtube.com/watch?v=8jF4RleKF3g

Como é assegurada a estabilidade genética?

Ao longo do período S, ao dar-se a replicação do ADN, cada cromossoma passa a ser constituído por dois cromatídios geneticamente iguais. Durante a mitose, no estádio de anafase, cada um dos cromatídios irmãos migra para os pólos da célula, recebendo cada célula-filha um conjunto de cromossomas iguais aos cromossomas da célula-mãe, assegurando-se assim, se não houver erros, a estabilidade do programa genético.

Regulação do Ciclo Celular:

Ao longo de todos o ciclo celular, existem “estações” de controlo nas fases G1, G2 e durante a mitose, que realizam um “avaliação interna” às células. Caso a célula nao se encontre num estado favorável à divisão, esta permanece num estado denomiado G0 (período em que a célula pára de se dividir e entra em fase de repouso – esta fase ocorre entre o período G1 e S).

Quando as células que se encontram nesta fase são devidamente estimuladas, podem prosseguir o seu ciclo celular. Se ainda assim, a célula nao estiver nas melhores condições ou apresentar qualquer anomalia, desencadeia-se um processo de apoptose ou morte celular, através da qual enzimas começam a actuar e a destruir a célula em fragmentos cada vez menores.

Estes mecanismos de controle desempenham um papel primordial no controle de erros durante a divisão para evitar o aparecimento de neoplasias malignas.

Noticícia:
http://www.netxplica.com/junior.html 

Blog actualizado por:

José Diogo Aurélio

Margarida Marques da Costa

Tipos de mutações e outros aspectos

Tipos de mutações

Génicas

As mutações génicas são as que alteram a informação de um gene através da adição, substituição ou perda de bases, alterando ou não uma sequência de aminoácidos codificada pelo gene, ou impedindo que essa sequência seja produzida. As mutações génicas são a de substituição (troca de um nucleotídeo por outro), a adição (introdução de um nucleotídeo suplementa) e a deleção (perda de um nucleotídeo).

Substituição: Ocorre a troca de um ou mais pares de bases. Chama-se transição a substituição de uma purina por outra ou de uma pirimidina por outra e transversão a substituição de uma purina por uma pirimidina ou vice-versa.

Adição: Acontece quando uma ou mais bases são adicionadas ao DNA, modificando a ordem de leitura da molécula durante a replicação ou a transcrição.

Deleção: Acontece quando uma ou mais bases são retiradas do DNA, modificando a ordem da leitura, durante a replicação ou a transcrição. Quando o número de bases envolvidas não é múltiplo de três, a mutação altera a leitura da tradução a partir do ponto de mutação resultando numa uma proteína com sequência de aminoácidos diferentes. Quando o número de bases envolvidas é múltiplo de três, a mutação resulta numa proteína com a adição ou falta de aminoácidos.

Cromossómicas

As mutações cromossómicas podem ser estruturais ou numéricas. As estruturais derivam de duplicação, deleção, translocação e inversão. Como as mutações cromossómicas alteram trechos inteiros de cromossomas, elas podem ser detectadas por técnicas histológicas como o bandeamento.

Duplicação: quando ocorre a presença de um pedaço duplicado do cromossoma, acarretando uma dupla leitura de genes.

Deleção: quando ocorre a perda de um pedaço do cromossoma, com a consequente perda de genes.

Translocação: quando ocorre a troca de pedaços entre cromossomas não homólogos, provocando erros na leitura.

Inversão: Não altera a proteina em termos genéticos. Ainda assim, é menos provável ocorrer justamente numa trinca de éxon.

Vários aspectos
 

A mutação proporciona o aparecimento de novas formas de um gene e, consequentemente, é responsável pela variabilidade genética. Entretanto, o processo de melhoramento, via mutação, não é muito usado por ser caro, trabalhoso e de resultado incerto. Em caso de necessidade, é mais fácil fazer uso da variabilidade genotípica obtida pelos processos meióticos, do que tentar gerar variabilidade genética. As mutações podem se reverter, mas as mutações nos dois sentidos não ocorrem com a mesma taxa. A reversão requer uma mudança específica, mas a mudança original pode ocorrer em qualquer um dos nucleotídeos da estrutura do gene. Em mutações espontâneas tem sido verificado que u (taxa de mutação) é aproximadamente 10 vezes superior a v (taxa de retromutação). A mutação será hereditária quando atingir uma estrutura gamética ou qualquer órgão que venha contribuir para a formação da geração descendente. Uma mutação germinativa poderá ser transmitida de geração após geração, quando a espécie em consideração contar com algum processo que permita a multiplicação da mutação na área somática. Este facto é frequente quando a espécie contar com qualquer processo de propagação vegetativa. As mutações germinativas são consideradas as “verdadeiras mutações. As mutações que afectam apenas o indivíduo onde ocorrem chamam-se mutações somáticas. Têm como destino serem reparadas pelos mecanismos próprios do DNA, não têm efeito nem originam cancro, quando houver alterações na regulação ou na morfologia da célula. Afectam células somáticas e portanto não são passadas hereditariamente.

Exemplos de mutações: Trissomia 21 (é uma representação em triplicado de um cromossomo), sindroma do grito de gato (é uma perturbação do desenvolvimento que tem por causa uma deficiência), anemia falciforme (é uma das muitas mutações descritas da hemoglobina), fenilcetonúria, idiotice fenilpirúvica, depranocitose, trissomia XYY, trissomia XXY, monossomia X, hiperploidia, cancro/tumor (grupo de células do corpo se divide de forma descontrolada, invadindo os tecidos) e fibrose cística (ataca os mais novos, danifica os órgãos digestivos e os pulmões levando à morte prematura).

Mutações génicas

Com o passar dos tempos, o interesse pela origem do ser e consequentemente fenómenos a que a “ele” se associam, fizeram com que suscitasse o interesse de muitos cientistas, que através de muita pesquisa, descobriram o ADN, um dos aspectos que explicam muitas das características do ser Humano. 

Uma transformação dos genes determina o aparecimento de novos caracteres. É esse fenómeno que resulta da alteração do ADN obtida sem interacção com outra molécula de ADN e que é responsável pela modificação hereditária das características do ser vivo onde ocorreu que se chama mutação. Ela actua do mesmo modo, em planos morfológicos, fisiológicos, bioquímicos, bem como psíquicos. As mutações, conhecidas há muito tempo como monstruosidades hereditárias, foram estudadas primeiro pelo botânico holandês de Vries e sobretudo pelo geneticista americano Thomas Morgan. Existem inúmeras mutações que por sua vez, se subdividem em mutações genéticas (mutações pontuais), mutações cromossómicas estruturais (mutações estruturais) e mutações cromossómicas numéricas. A maior parte das mutações são invisíveis. Os genes mutados recessivos não se manifestam quando em presença dos alelos dominantes. Só se manifestam na sua ausência, em geral quando dois gâmetas portadores de um gene recessivo se reúnem pela fecundação. Alguns genes mutados apenas determinam pequenas modificações na composição química do organismo, provocando alterações diminutas e bastante difíceis de observar. Uma mesma mutação pode reaparecer periodicamente. Se for nociva, o gene mutado perder-se-á mais cedo ou mais tarde, visto que o organismo pode ser pouco viável ou ocorrer morte prematura. O facto de se falar em genes normais e genes mutados não significa que os primeiros não provenham igualmente de mutações. A sua persistência deve-se ao facto de serem factores que determinam as características mais favoráveis, sendo possivelmente o produto de uma longa acção de selecção natural que conduziu à sua relativa estabilidade. As mutações ocorrem correntemente em núcleos intercinéticos, isto é, numa fase em que não estão em divisão mitótica. As mutações são sempre alterações bruscas e imprevistas do material hereditário.

Durante o processo de divisão celular e diferenciação celulares, ocorrem, por vezes, erros que conduzem à produção de células anormais, ou seja, a maior quantidade de erros ocorre aquando da divisão celular, devido à necessidade de duplicar cada cromossoma, de modo a que cada célula filha tenha uma cópia. Exemplos de processos onde ocorrem esses erros são na Replicação, na Transcrição e na Tradução.

Síntese de proteínas

Mecanismo de Síntese de Proteínas

Numa visão global da síntese de proteínas, podemos referir que na passagem da "linguagem" polinucleotídica do DNA para a "linguagem" polipeptídica das proteínas se consideram essencialmente duas etapas:

• Transcrição da mensagem genética

Nos sistemas vivos, a primeira etapa da transferência da informação genética corresponde á síntese de RNA mensageiro a partir de uma cadeia de DNA que lhe serve de molde. A informação do DNA é transcrita para RNAm, por complementaridade de bases.

Ao efectuar-se a transcrição, só uma das cadeias do DNA é utilizada como molde. O complexo RNA polimerase fixa-se sobre uma certa sequência de DNA, desliza ao longo dela, ocorrendo a sua abertura, e inicia-se a transcrição da informação. A síntese de RNA a partir de nucleótidos livres faz-se na direcção 5' - 3'.

Nas células eucarióticas a transcrição realiza-se no núcleo e inicialmente é formado o RNA precursor ou pré-RNAm que experimenta um conjunto de transformações que conduzem á formação do RNA funcional. Estas transformações tem o nome de Maturação ou Processamento, em que na sequência de pré-RNAm existem exões e intrões sendo os segundos retirados por acção de enzimas havendo, posteriormente, a união dos exões. O RNA mensageiro maturo migra do núcleo para o citoplasma (migração) fixand-se nos ribossomas.

http://www.youtube.com/watch?v=K4zZ1BTii0Q&feature=related – 

• Tradução da informação genética

Neste processo, a informação genética contida no RNAm é traduzida numa sequência de aminoácidos. Após o RNAm sair do núcleo vai-se ligar á subunidade menor do ribossoma. O RNAt que transporta o aminoácido metionina (met), liga-se ao codão de iniciação. A subunidade maior do ribossoma associa-se a subunidade menor - Iniciação.

O anticodão de um novo RNAt 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 RNAm. Continua a tradução dos sucessivos codões e da ligação dos aminoácidos (ligações peptídicas) para a construção da proteína - Alongamento.

Quando o ribossoma chega a um codão de finalização (UAA, UAG, UGA) e por complementaridade o reconhece, termina a síntese. A cadeia polipeptídica destaca-se, os ribossomas separam-se e recomeça o processo - Finalização.

http://www.youtube.com/watch?v=ZmkEPuYQE8k&feature=related

  Características mais importantes na síntese proteica: 

- Rapidez - Proteínas complexas produzidas em alguns minutos;

- Complexidade - Intervenção de vários agentes;

- Amplificação - Transcrição repetida da mesma zona do DNA e tradução repetida da mesmo RNAm.

Notícia (Link)

http://www.ethikasaude.com/conteudo/geral/nutrientes/efeito-da-insulina-sobre-sintese-de-proteina-no-musculo-esqueletico-humano-induzida-por-mudancas-no-fluxo-sanguineo-muscular-e-disponibilidade-de-aminoacidos/ 

Código Genético

A síntese de proteínas resume-se na transformação da linguagem codificada do DNA (sequência de nucleótidos)  para a linguagem de proteínas (sequência de aminoácidos). 

Assim sendo, tendo o "alfabeto" do DNA apenas "quatro letras", quatro nucleótidos como pode uma célula fabricar as suas proteínas (22 aminoácidos) a partir desse "alfabeto" tão simples? Quantos nucleótidos são precisos para descodificar os 22 aminoácidos?

A informação contida no DNA, sob a forma de uma sequência nucleotídica, é copiada para o RNA mensageiro, sendo descodificada ao nível dos ribossomas numa sequência de aminoácidos que determinam uma proteína.

Desta maneira, os biólogos moleculares estabeleceram um código de correspondência, código genético entre as sequências de DNA e aminoácidos. 

Para criarem este código genético realizaram as seguintes suposições:

- Na linguagem de quatro nucleótidos (C, G, A, U) é impossível codificar os 22 aminoácidos, pois só haveria 4 possibilidades de aminoácidos diferentes.

- Usando uma associação de dois nucleótidos, ou seja, se o conjunto de dois nucleótidos codificasse um aminoácido, só poderiam ser codificados 16 aminoácidos diferentes.

- Se o código consistir num sequência de três nucleótidos (codogene ou tripleto), passam a existir 64 possibilidades, o que é mais do que suficiente para codificar os aminoácidos conhecidos.

Visto que esta mensagem é copiada para o RNA mensageiro os três nucleótidos complementares terão o nome de codão. 

Características do Código Genético:

- O código genético é universal - cada codão tem a mesma função em todos os seres vivos;

- É redundante;

- Não é ambíguo;
- O terceiro nucleótido em cada codão não é tão específico como os dois primeiros;
- O tripleto AUG tem um dupla função - codifica o aminoácido metionina e é o codão de iniciação da síntese de proteínas;
- Os tripletos UAA, UAG e UGA são codões de finalização ou codões STOP.

Notícia (Site brasileiro)

http://www.news.med.br/p/decifrado+o+codigo+genetico+do+canc-1896.html

Composição e Estrutura do RNA

O Ácido ribonucleico (RNA) é um polímero de nucleótidos. Ao nível da constituição, cada nucleótido do RNA contém um grupo fosfato, uma pentose (ribose) e uma base azotada que pode ser a Adenina, Guanina, Citosina ou Uracilo. Esta última base azotada é uma base de anel simples que forma duas ligações de hidrogénio com a Adenina. 

Esta molécula é constituída por apenas uma cadeia polinucleotídica que se pode dobrar e ocorrer o emparelhamento de bases. A sua quantidade varia de célula para célula sendo pouco estável e existindo por curtos períodos.

Esta molécula apresenta três formas básicas: mensageiro, transferência e ribossómico.

Ribonuleótido

Tipos de RNA

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