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Secretaria Educação do Espírito Santo (SEDU-ES)
Professor B – Ensino Fundamental e Médio - Biologia/Ciências
1. CITOLOGIA. 1.1. Componentes minerais e orgânicos (água, sais minerais, carboidratos, lipídios,
proteínas e vitaminas, enzimas, ácidos nucléicos). 1.2. Membrana celular e parede celular. 1.3.
Citoplasma. 1.4. Núcleo. .......................................................................................................................... 1
2. GAMETAS E GAMETOGÊNESE. 2.1. Morfologia dos gametas humanos. 2.2. Espermatogênese.
2.3. Ovulogênese. .................................................................................................................................. 28
3. EMBRIOLOGIA. ............................................................................................................................. 31
4. GENÉTICA. 4.1. Conceitos básicos. 4.2. Leis de Mendel (mono e poliibridismo). 4.3. Noções de
probabilidades. 4.4. Genealogia. 4.5. Grupos sanguíneos: sistema ABO; fator RH. Interação gênica e
pleiotropia. 4.6. Herança ligada ao sexo. 4.7. Determinação de paternidade através da análise de DNA.
4.8. Atuação da engenharia genética: na cura de doenças, no combate a pragas na lavoura e na criação
de espécies transgênicas. 4.9. Mutações cromossômicas e gênicas. 4.10. Principais síndromes humanas:
Down, Turner e Klinefelter ...................................................................................................................... 39
5. EVOLUÇÃO. 5.1. Criacionismo ou fixismo. 5.2 Evolucionismo ...................................................... 84
6. CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS: 6.1. Sistemas de classificação. 6.2. Regras de
nomenclatura. 6.3. As categorias taxonômicas. 6.4. Classificação dos grandes grupos de organismos:
Vírus, Monera; Protista; Fungi; Plantae; Animália ................................................................................. 102
7. ANATOMIA E FISIOLOGIA COMPARADA DOS SERES VIVOS (ZOOLOGIA). 7.1. Reprodução
humana. 7.2. Aspectos anatomo-fisiológicos dos sistemas reprodutores masculino e feminino. 7.3. Ciclo
menstrual e controle hormonal no processo. 7.4. Ciclos biológicos das principais espécies de
invertebrados causadores de doenças ................................................................................................. 147
8. Anatomia e fisiologia comparada dos seres vivos ........................................................................ 168
9. ANATOMIA E FISIOLOGIA COMPARADA DE VEGETAIS. 9.1. Estrutura geral de talófitas, briófitas
e traqueófitas ....................................................................................................................................... 197
10. ECOLOGIA: conceitos básicos .................................................................................................. 197
11. Metodologia do ensino da Biologia ............................................................................................. 208
Questões ......................................................................................................................................... 210
1160671 E-book gerado especialmente para RODRIGO DA COSTA RIBEIRO
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Bons estudos!
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Histórico
O descobrimento da célula ocorreu após a invenção do microscópio por Hans Zacarias Jensen (1590).
Robert Hook, 1665, apresentou a sociedade de Londres resultados de suas pesquisas sobre a estrutura
da cortiça observada ao microscópio.
A organização estrutural dos seres vivos
a) Quando ao número de célula
Dizemos que todos os seres vivos são formados por células , sendo conhecidos desde formas
unicelulares até formas pluricelulares .
O organismo unicelular tem a célula como sendo o próprio organismo, isto é, a única célula é
responsável por todas as atividades vitais, como alimentação, trocas gasosas, reprodução, etc. O
organismo pluricelula r, que é formado por muitas células (milhares, milhões, até trilhões de células),
apresenta o corpo com tecidos, órgãos e sistemas, especializados em diferentes funções vitais. As células
dos pluricelulares, diferem quanto às especializações e de acordo com os tecidos a que elas pertencem.
Podemos então considerar, para o organismo unicelular ou pluricelular, que a célula é a unidade
estrutural e funcional dos seres vivos.
1. CITOLOGIA.
1.1. Componentes minerais e orgânicos (água, sais minerais,
carboidratos, lipídios, proteínas e vitaminas, enzimas, ácidos
nucléicos). 1.2. Membrana celular e parede celular. 1.3.
Citoplasma. 1.4. Núcleo.
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b) Quanto à estrutura celular
Em relação a estrutura celular os organismos podem ser classificados em eucariontes e
procariontes .
As células procariontes ou procariotas apresentam inúmeras características que as diferem das células
eucariontes. Entretanto, sua maior diferença é que as células dos organismos procariontes (bactérias e
cianofíceas) não possuem carioteca . Esta estrutura consiste em uma membrana que separa o material
genético do citoplasma. Conforme pode ser observado na figura abaixo, a células eucariontes ou
eucariotas possuem a carioteca, individualizando o material nuclear da célula, isto é, tornando o núcleo
um compartimento isolado do restante das organelas dispersas no citoplasma.
Composição química da célula
1Na composição química da célula aparecem componentes inorgânicos e orgânicos. Dentre os
compostos inorgânicos da célula, temos a água e os sais minerais. Os constituintes orgânicos da célula
são representados por açucares, lipídeos, proteínas, ácidos nucleicos e nucleotídeos.
1. Compostos inorgânicos:
-2Água:
A água é constituinte celular mais abundante. O teor hídrico da célula varia de acordo o tipo de célula
e a idade do organismo. Por exemplo, o cérebro tem quase 4x mais água do que os ossos, e os tecidos
embrionários têm muito mais água que as células adultas, pois a taxa de água decresce conforme
aumenta a idade do organismo.
A quantidade de água também pode variar conforme a espécie: os seres humanos possuem
aproximadamente 63% de água em sua composição, e as águas-vivas, 98%.
Funções da água nas células:
Entre as principais funções exercidas pela água, destacamos:
1. Solvente de íons minerais e outras substâncias
2. Constitui a fase dispersante do colóide protoplasmático, em que as proteínas representam a fase
dispersa.
3. Regulação térmica, visto que absorvendo grandes quantidades de calor permite que pouco varie a
temperatura da célula.
4. Atividade metabólica, dado que na ausência de água as enzimas permanecem inativas.
Sais minerais
1 Morandini. C. Editora sol.
2 Amabis, José Mariano. Biologia. Volume 1. Editora Moderna.
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Os sais minerais aparecem sob duas formas: iônica e molecular. Os principais íons são: Na+, K+, Ca++,
Mg++, Cl-, CO3--, No3- e P04--. O potássio eo magnésio são elementos predominantemente intracelulares,
enquanto o sódio e o cloro aparecem nos líquidos extracelulares. O cálcio existe no plasma sanguíneo,
sendo fundamental para a coagulação sanguínea, existindo também nos ossos sob a forma de fosfato. O
magnésio aparece na molécula de clorofila enquanto o ferro existe na hemoglobina e citocromos,
pigmentos respiratórios. A hemocianina, pigmento respiratório dos aracnídeos contém cobre. O íon que
predomina na célula é o fosfato, que aparece tanto livre como formando fosfatos inorgânicos, fosfolipídios,
fosfoproteínas e nucleotídeos.
Funções dos sais minerais nas células
1. Regulação osmótica- A pressão osmótica varia diretamente com a concentração de sais minerais
existentes no meio.
2. Sistema tampão: Os graus de acidez ou alcalinidade de uma solução são definidos através de
valores que são medidos por uma escala de pH, conforme demonstrado na figura abaixo:
Na maioria das células o pH varia entre 6 e 8. A manutenção de um pH constante é de vital importância
porque ele influencia a atividade enzimática.
Os organismos resistem a variações do pH por meio de soluções tampões. No tampão ocorre uma
combinação de um doador de H+ e de um receptor de H+, na forma de ácido ou base fracos. No estômago,
por exemplo, o bicarbonato de sódio (NaHCO3) é o melhor tampão contra o ácido clorídrico. Assim, o
NaHCO3 dissocia-se em Na+ e HCO3- que se combina com H+ produzindo o ácido carbônico (H2CO3),
que é instável. E, com isso, os íons H+ não tornam o pH ácido.
32. Compostos orgânicos
Açucares
Os carboidratos também podem ser chamados de glicídios, glucídios, hidratos de carbono ou
açúcares. São formados fundamentalmente por moléculas de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O),
por isso recém a denominação de hidratos de carbono. Há três classes gerais dos açucares:
monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos.
-Monossacarídeos
Os monossacarídeos são os carboidratos mais simples. Apresentam de 3 a 7 carbonos em sua
estrutura, havendo uma proporção entre esses átomos e os átomos de hidrogênio, obedecendo uma
fórmula geral, onde há um carbono para cada dois hidrogênios e um oxigênio: Cn(H2O)n. Se um
monossacrídeo tiver 4 átomos de carbono, ele terá 8 átomos de hidrogênio e 4 átomos de oxigênio.
Os monossacarídeos recebem o sufixo –ose, precedida pelo número de carbonos que contém em sua
fórmula, então:
Nº carbonos Fórmula Nome
3 C3H6O3 Triose
4 C4H8O4 Tetrose
5 C5H10O5 Pentose
3 Amabis, José Mariano. Biologia. Volume 1. Editora Moderna.
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6 C6H12O6 Hexose
7 C7H14O7 heptose
Os monossacarídeos que apresentam extrema importância biológica são:
Pentose Função
Ribose Participa da produção do ácido ribonucléico (RNA) atuando como matéria-prima.
Desoxirribose Participa da produção do ácido desoxirribonucléico (DNA) atuando como matéria-prima.
Hexose Função
Glicose
É a principal fonte de energia para os seres vivos, mais
usada na obtenção de energia. É fabricada pelos vegetais
na fotossíntese e utilizada por todos os outros seres vivos
na alimentação.
Frutose Possui função energética
Galactose Possui função energética. Participa da composição de dissacarídeos da lactose, junto com a glicose.
-Dissacarídeos
Os dissacarídeos são o resultado da ligação entre dois monossacarídeos. Na reação de formação de
um dissacarídeo há formação de uma molécula de água, portanto se trata de uma síntese por
desidratação para cada ligação. Um dos monossacarídeos perde um hidrogênio (H) e o outro perde a
hidroxila (OH). Essa duas moléculas se unem, formando uma molécula de água (H2O). A ligação que
ocorre entre as extremidades dos monossacarídeos é chamada de ligação glicosídica.
Esse mesmo tipo de ligação ocorre na formação das moléculas de DNA e RNA, através da ligação
entre uma pentose e uma base nitrogenada.
Os principais dissacarídeos de importância biológica são:
Dissacarídeo Monossacarídeos constituintes Função
Sacarose Glicose +frutose
Apresenta função energética. Está
presente nos vegetais, principalmente na
cana-de-açúcar.
Lactose Glicose + galactose Apresenta função energética e é o açúcar presente no leite.
Maltose Glicose + glicose Apresenta função energética e é encontrado em vegetais.
-Polissacarídeos
Os polissacarídeos são moléculas (polímeros) formadas através da união de vários monossacarídeos.
São constituídos por cadeias longas, geralmente insolúveis. Constituem uma forma de armazenamento
e quando hidrolisados produzem monossacarídeos. Os principais polissacarídeos são:
Principais Polissacarídeos estruturais:
Polissacarídeo Função
Celulose
Participa da composição da parede celular dos
vegetais. É o carboidrato mais abundante na
natureza.
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Quitina
Está presente na parede celular de fungos e no
exoesqueleto dos atropodes. Possuem grupos
amina(NH2) em sua cadeia.
Principais Polissacarídeos energéticos:
Polissacarídeo Função
Amido Apresenta função de reserva. É encontrado em raízes, caules e folhas.
Glicogênio
É o carboidrato de reserva dos animais e dos
fungos. É armazenado nos músculos e no fígado dos
animais.
Função dos carboidratos:
1) Principal fonte de energia do corpo. Deve ser suprido regularmente e em intervalos frequentes, para
satisfazer as necessidades energéticas do organismo. Num homem adulto, 300g de carboidrato são
armazenados no fígado e músculos na forma de glicogênio e 10g estão em forma de açúcar circulante.
Está quantidade total de glicose é suficiente apenas para meio dia de atividade moderada, por isso os
carboidratos devem ser ingeridos a intervalos regulares e de maneira moderada. Cada 1 grama de
carboidratos fornece 4 Kcal, independente da fonte (monossacarídeos, dissacarídeos, ou
polissacarídeos).
2) Regulam o metabolismo proteico, poupando proteínas. Uma quantidade suficiente de carboidratos
impede que as proteínas sejam utilizadas para a produção de energia, mantendo-se em sua função de
construção de tecidos.
3) A quantidade de carboidratos da dieta determina como as gorduras serão utilizadas para suprir uma
fonte de energia imediata. Se não houver glicose disponível para a utilização das células (jejum ou dietas
restritivas), os lipídios serão oxidados, formando uma quantidade excessiva de cetonas que poderão
causar uma acidose metabólica, podendo levar ao coma e a morte.
4) Necessários para o funcionamento normal do sistema nervoso central. O cérebro não armazena
glicose e dessa maneira necessita de um suprimento de glicose sanguínea. A ausência pode causar
danos irreversíveis para o cérebro.
5) A celulose e outros carboidratos indigeríveis auxiliam na eliminação do bolo fecal. Estimulam os
movimentos peristálticos do trato gastrointestinal e absorvem água para dar massa ao conteúdo intestinal.
6) Apresentam função estrutural nas membranas plasmáticas da células.
Lipídeos
Também conhecidos por lípides ou gorduras, são substâncias amplamente distribuídas nos seres
vivos. Caracterizam-se por serem insolúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos, como éter,
benzemos e clorofórmio. Podem ser divididos em: simples complexos e esteróides.
-Lipídeos simples
Os lipídeos simples são constituídos apenas C, H e O. São os triglicérides (óleos e gorduras) e as
ceras.
1. Triglicérides. São constituídos por três moléculas de ácidos graxos unidas a uma molécula de
glicerol. As gorduras são conhecidas com denominações vulgares: banha, manteiga e margarina. Os
óleos podem ser de origem animal, como o óleo de fígado de bacalhau, ou de origem vegetal, como o
óleo de oliva e o de rícino.
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2. Ceras ou Cérides.São constituídos por ácidos graxos com álcool que não é o glicerol. São exemplos
a cera de abelha e de carnaúba.
-Lipídeos complexos
Os lipídeos complexos são aqueles que contêm outros elementos além de C, H e O, encontrados nos
lipídeos simples. Esses elementos podem ser enxofre, fósforo e nitrogênio. Os principais são os
fosfolipídios e a esfingomielina.
1. Fosfolipídeos. Associados a proteínas, integram as membranas das células.
2. Esfingomielina. Forma a bainha de mielina, substância que atua como um isolante elétrico quando
envolve o axônio do neurônio.
-Esteroides
São formados por ácidos graxos e colesterol. Funcionam como componentes estruturais das
membradas celulares e como hormônios Assim, são esteróis os hormônio sexuais como a testosterona,
progesterona e estradiol.
Funções dos lipídeos
1. Reserva. Como alimento armazenado, os lipídeos foram o tecido adiposo nos animais e as sementes
oleaginosas dos vegetais.
2. Estrutural. Quando se associam a proteínas, entram na estruturação das células
3. Energética: Uma vez oxidados, servem como substrato respiratórios e libertam energia.
4. Homeotermia: Situados na camada profunda da pele, normalmente no tecido adiposo, atuam na
manutenção da temperatura constante de aves e mamíferos.
Proteínas
As proteínas são macromoléculas contendo C, H, O, N e, frequentemente, S e P, sendo os principais
compostos orgânicos das células. Estruturalmente, as proteínas são cadeias de aminoácidos.
Aminoácidos
Os aminoácidos são moléculas orgânicas que apresentam um carbono saturado, denominado de
carbono alfa, que realiza uma ligação com um átomo de hidrogênio, com um grupamento amino, com um
grupamento ácido e com um radical orgânico qualquer, sendo esta última ligação a que distingue um
aminoácido de outro. Com relação à sua denominação, estão presentes as funções amina e ácido
carboxílico, obrigatoriamente, em toda molécula de aminoácido. A estrutura elementar de um aminoácido
é representada na figura abaixo:
Aminoácidos se ligam através de ligações peptídicas (a partir do grupo carboxílico do primeiro e do
grupo amina do segundo, com liberação de uma molécula de água).
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Os vegetais podem sintetizar vinte tipos de aminoácidos. O mesmo não acontece com os animais, que
não produzem nenhum deles, obtendo-os por meio da ingestão de vegetais. Para cada espécie chamados
de naturais os aminoácidos que ela pode sintetizar e de essenciais aqueles que devem ser ingeridos.
4Proteínas ou polipeptídios
As proteínas são macromoléculas formadas por uma sucessão de aminoácidos. A maioria dos seres
vivos, incluindo o homem, utiliza somente cerca de vinte tipos diferentes de aminoácidos, para a
construção de suas proteínas. Com eles, cada ser vivo é capaz de produzir centenas de proteínas
diferentes e de tamanho variável.
As proteínas apresentam uma extensa lista de funções no organismo e são encontradas em todas as
estruturas da célula, substâncias intersticiais, anticorpos, entre outros. Entre as funções que podem ser
atribuídas às proteínas, destacam-se seu papel no transporte de oxigênio (hemoglobina), na proteção do
corpo contra organismos patogênicos (anticorpos), como catalizadora de reações químicas (enzimas),
receptora de membrana, atuação na contração muscular (actina e miosina), além de serem fundamentais
para o crescimento e formação dos hormônios.
Diante de tamanha importância, é fundamental que as proteínas sejam obtidas por meio de uma boa
alimentação. Entre os alimentos que se destacam pela grande quantidade desse nutriente, podemos citar
as carnes, leite, ovos, cereais integrais, feijão, legumes e vegetais folhosos.
As proteínas podem ser classificadas em dois grandes grupos: as globulares e as fibrosas. As
proteínas globulares formam estruturas com formato esferoide. Nesse grupo, são encontradas
importantes proteínas, tais como as enzimas e anticorpos. Já as proteínas fibrosas organizam-se em
forma de fibras ou lâminas, e as cadeias de aminoácidos ficam dispostas paralelamente. Diferentemente
das globulares, estas são pouco solúveis em água.
Além dessa classificação, podemos considerar as proteínas como simples , conjugadas e derivadas .
As proteínas simples apresentam apenas aminoácidos. Nas proteínas conjugadas , além de
aminoácidos, existe um radical de origem não peptídica, que é denominado de grupo prostético. As
proteínas derivadas, por sua vez, não são encontradas na natureza e são conseguidas graças a
processos de degradação de proteínas simples ou conjugadas.
A hemoglobina é uma proteína em estrutura quaternária
Utilizando-se como base seus níveis de organização, as proteínas também podem ser classificadas
em primárias, secundárias, terciárias e quartenárias. Na estrutura primária, observa-se que a cadeia
polipeptídica é linear e não apresenta, portanto, ramificações. Na estrutura secundária, por sua vez,
observa-se que a proteína não está esticada, e sim torcida e dobrada, o que muitas vezes lembra a
estrutura do DNA. Já na estrutura terciária, observa-se uma organização tridimensional globosa exclusiva
das proteínas globulares. Por fim, temos as proteínas quartenárias, que formam grandes enovelados.
Uma proteína só pode ser classificada como quartenária se apresentar duas ou mais cadeias
polipeptídicas.
Uma característica importante das proteínas é sua capacidade de desnaturação. Ao serem
submetidas, por exemplo, ao calor excessivo, agitação, radiação e pH extremo, observarmos que as
estruturas secundárias e terciárias desses compostos orgânicos alteram-se de maneira irreversível, o que
causa a perda de suas propriedades. É por isso que, ao cozinhar alguns alimentos, perdemos muito do
seu poder nutricional.
4 http://www.mundoeducacao.com/
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Os ácidos nucleicos
Os ácidos nucleicos são macromoléculas encontradas em todas as células vivas, que constituem os
genes, responsáveis pelo armazenamento, transmissão e tradução das informações genéticas. Tais
moléculas recebem esse nome devido ao seu caráter ácido e também por terem sido descobertos no
núcleo celular, em meados do século XIX.
Existem dois tipos de ácidos nucleicos: o ácido desoxirribonucleico , mais conhecido pela sigla DNA
e o ácido ribonucleico, conhecido como RNA.
Ácido desoxirribonucleico (DNA)
Localizado essencialmente no interior do núcleo da célula, o DNA representa o gene, estrutura
responsável pela determinação das características hereditárias dos organismos
O DNA é um polímero, isto é, uma macromolécula formada pelo encadeamento de unidades, os
monômeros.
Na macromolécula do DNA os monômeros são chamados de nucleotídeos. Portanto, o DNA é im
polinucleotídeo, ou seja, uma enorme molécula formada pelo encadeamento de unidades chamadas de
nucleotídeos.
Por outro lado, cada nucleotídeo resulta da combinação de três moléculas: fosfato, açúcar e uma base
nitrogenada.
O açúcar encontrado é uma pentose (possui cinco carbonos) e recebe o nome de desoxirribose. As
bases nitrogenadas do DNA podem ser classificadas em púricas e pirimídicas. As bases púricas são
representadas pela adenina (A) e guanina (G) e as pirimídicas pela citosina (C) e timina (T).
O DNA é formado por duas cadeias composta por muitos nucleotídeos (cadeias polinucleotídicas), as
quais são caracterizadas por serem helicoidais, complementares e antiparalelas, comumente
denominada de estrutura em dupla hélice. Como pode ser visto na figura abaixo, a parte externa de cada
hélice é formada por uma sucessão de moléculas intercaladas de açúcar e fosfato, enquanto a parte
interna das hélices é formada pela união de bases nitrogenadas, formando um par de bases, no qual
sempre há uma base púrica ligada a uma base pirimídica por ligaçõesde hidrogênio. Podemos ver que
as duas cadeias são complementares porque cada adenina liga-se a uma timina, enquanto que cada
citosina liga-se com guanina.
O DNA se duplica por um processo semiconservativo, mediado pela ação da enzima DNA polimerase,
a qual é responsável pela quebra das pontes de hidrogênio e separação das cadeias. Nesse entremeio,
cada cadeia liga-se a uma sequência complementar a partir do encadeamento de novos nucleotídeos. O
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resultado é a formação de duas novas cadeias completas, cada uma com metade da molécula de DNA
original. Por conta disso o processo é chamado semiconservativo.
Ácido ribonucleico (RNA)
O RNA é um policnucleotídeos, cuja composição química é bastante similar à do DNA. Os nucleotídeos
do RNA diferem do DNA em dois aspectos: pentose e base pirimídica. No RNA a pentose é a ribose,
sendo que a base pirimídica timina (T) é substituída por uracila (U).
O RNA é constituído por uma única cadeia de nucleotídeos, não existindo as relações de igualdade
entre purinas e pirimidinas.
Existem três tipos de RNA, desempenhando funções específicas no processo da síntese proteica. São
eles: RNAr (ribossômico) , RNAm (mensageiro) e RNAt (transportador) .
O RNA ribossômico (RNAr), associado a proteínas, entra na constituição do ribossomo, o organoide
celular em que ocorre a síntese proteicas.
O RNA mensageiro (RNAm) codifica sequência de aminoácidos das proteínas sintetizadas nos
ribossomos. O RNAm é livre e apresenta um tamanho variável, dependendo da proteína por ele
codificada; representa apenas 5% do RNA celular, mas é de vital importância na síntese proteica.
Unidade fundamental da vida
A teoria celular afirma que todos seres vivos são constituídos por células e produtos resultantes das
atividades celulares. Portanto, a célula representa a unidade estrutural e funcional dos seres vivos, da
mesma forma que o átomo é a unidade fundamental dos compostos químicos. Salvo raras exceções a
célula realiza um ciclo no qual se alteram duas grandes fases: interfase e mitose. A interfase representa
à fase de multiplicação. Durante a interfase, em função de sua estrutura, a célula é classificada em função
de sua estrutura, a célula é classifica em eucariótica e procariótica.
Na célula eucariótica existem três componentes básicos: membrana, citoplasma e núcleo.
Na célula procariota não existe um núcleo, sendo o mesmo substituído por um equivalente nuclear
chamado nucleoide. Os vírus escapam a essa classificação por não apresentam estrutura celular.
A membrana plasmática
Todas as células procariotas e eucariotas apresentam na superfície um envoltório, a membrana
citoplasmática, também chamada de membrana plasmática ou plasmalema. Os vírus, não sendo de
natureza celular, não possuem membrana plasmática; apresentam somente um envelope de natureza
proteica, que envolve um filamento de ácido nucleico, seja ele DNA e RNA.
Além de conter o citoplasma, essa membrana regula a entrada e saída de substância, permitindo que
a célula mantenha uma composição química definida, diferente do meio extracelular.
Constituição da membrana plasmática
A membrana plasmática, por ser constituída de uma associação de moléculas de fosfolipidios com
proteínas, é chamada de lipoproteica. Da mesma maneira, todas as outras membranas biológicas, tais
como as do reticulo, da mitocôndria e do sistema de golgi são lipoproteicas.
O modelo atualmente aceito da estrutura da membrana plasmática foi proposto por Singer e Nicholson.
De acordo com este modelo a membrana plasmática apresenta duas camadas de fosfolipídeos onde
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estão “embutidas” proteínas. Sendo a camada de lipídios fluida, ela tem uma consistência semelhante à
do óleo. Dessa forma, lipídios e proteínas estariam constantemente mudando de lugar de forma dinâmica.
Por outro lado, o encaixe de proteínas entre os lipídios lembra um mosaico. Esses dois fatos justificam a
expressão mosaico fluido, que se usa para designar este modelo.
As proteínas da membrana plasmática exercem grandes variedades de funções: atuam
preferencialmente nos mecanismos de transporte, organizando verdadeiros túneis que permitem a
passagem de substâncias para dentro e para fora da célula, funcionam como receptores de membrana,
encarregadas de receber sinais de substâncias que levam alguma mensagem para a célula, favorecem
a adesão de células adjacentes em um tecido, servem como ponto de ancoragem para o citoesqueleto.
Transportes entre célula e ambiente
A membrana celular exerce um papel importante no que se diz respeito à seletividade de substâncias
- característica esta chamada permeabilidade seletiva. Neste processo, elas podem ser:
- Impedidas de atravessar o espaço intracelular ou intercelular;
- Transportadas, mas com gasto de energia (transporte ativo);
- Transportadas, sem gasto de energia (transporte passivo).
No transporte passivo, temos a difusão simples, difusão facilitada e osmose. Neste contexto
abordaremos apenas as duas primeiras, que ocorrem a fim de igualar a concentração intra e extracelular.
5Transporte Passivo
Ocorre sempre a favor do gradiente, no sentido de igualar as concentrações nos dois lados (interno e
externo) da membrana. Não envolve nenhum gasto de energia.
A-Difusão simples
Consiste na passagem de partículas de soluto do local de maior para o local de menor concentração,
tendendo a estabelecer um equilíbrio. É um processo geralmente lento, exceto quando o gradiente de
concentração é muito elevado ou quando as distâncias a serem percorridas pelas partículas forem muito
pequenas.
A passagem de substâncias relativamente grandes através da membrana se dá por intermédio de
poros que ela possui, e que põe diretamente em contato o hialoplasma e o meio extracelular.
A velocidade com a qual determinadas moléculas se difundem pelas membranas das células depende
de alguns fatores, anteriormente citados: tamanho das moléculas, carga elétrica, polaridade, etc.
5 www.sobiologia.com.br
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B-Difusão facilitada
Certas substâncias entram na célula a favor do gradiente de concentração e sem gasto energético,
mas com uma velocidade maior do que a permitida pela difusão simples. Isto ocorre, por exemplo, com a
glicose, com alguns aminoácidos e certas vitaminas. A velocidade da difusão facilitada não é proporcional
à concentração da substância. Aumentando-se a concentração, atinge-se um ponto de saturação, a partir
do qual a entrada obedece à difusão simples. Isto sugere a existência de uma molécula transportadora
chamada permease na membrana. Quando todas as permeases estão sendo utilizadas, a velocidade não
pode aumentar. Como alguns solutos diferentes podem competir pela mesma permease, a presença de
um dificulta a passagem do outro.
C - Osmose
A osmose é a difusão da água através de uma membrana semipermeável (M.S.P.). É um fenômeno
físico-químico que ocorre quando duas soluções aquosas de concentrações diferentes entram em contato
através de uma membrana semipermeável. Existem muitos tipos dessas membranas, exemplos: Papel
celofane, bexiga animal, paredes de células, porcelana, cenoura sem o miolo (oca).
No movimento osmótico a água passa obedecendo ao gradiente de pressão de difusão, sendo um
mecanismo de transporte passivo. Observe as figuras abaixo:
Transporte Ativo
Soluções de mesma pressão osmótica são chamadas de isotônicas . Em soluções de diferentes
pressões osmóticas, a solução de menor pressão é chamada de hipotônica e a de maior pressão é
chamada de hipertônica . Caso se aplica uma pressão sobre a solução maior que a pressão osmótica
ocorre o processo denominadode osmose inversa, e é a partir desse processo que se obtém o sal.
Quando solução e solvente puro (água) estão separados por uma membrana semipermeável, a
água passa rapidamente de onde tem maior pressão de difusão (água pura) para onde tem menor
pressão de difusão (solução)
Quando duas soluções de concentrações diferentes estão separadas por uma membrana
semipermeável, a água passa mais rapidamente de onde tem maior pressão de difusão (a solução
diluída) para onde tem menor pressão de difusão (solução concentrada)
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Transporte ativo
Neste processo, as substâncias são transportadas com gasto de energia, podendo ocorrer do local de
menor para o de maior concentração (contra o gradiente de concentração). Esse gradiente pode ser
químico ou elétrico, como no transporte de íons. O transporte ativo age como uma “porta giratória”. A
molécula a ser transportada liga-se à molécula transportadora (proteína da membrana) como uma enzima
se liga ao substrato. A molécula transportadora gira e libera a molécula carregada no outro lado da
membrana. Gira, novamente, voltando à posição inicial. A bomba de sódio e potássio liga-se em um íon
Na+ na face interna da membrana e o libera na face externa. Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face
externa. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP.
Transportes de Massa
As células são capazes de englobar grandes quantidades de materiais "em bloco". Geralmente, esses
mecanismos são empregados na obtenção de macromoléculas, como proteínas, polissacarídeos, ácidos
nucléicos, etc. Essa entrada de materiais em grandes porções é chamada endocitose. Esses processos
de transporte de massa sempre são acompanhados por alterações morfológicas da célula e de grande
gasto de energia.
A endocitose pode ocorrer por dois mecanismos fundamentais:
A-Fagocitose
É o processo pelo qual a célula engloba partículas sólidas, pela emissão de pseudópodos.
Nos protozoários, a fagocitose é uma etapa importante da alimentação, pois é a forma pela qual esses
organismos unicelulares conseguem obter alimentos em grandes quantidades de uma só vez. Nos
metazoários, animais formados por numerosas células, a fagocitose desempanha papéis mais
específicos, como a defesa contra microorganismos e a remodelagem de alguns tecidos, como os ossos.
B-Pinocitose
Processo pelo qual a célula engloba gotículas de líquido ou partículas de diâmetro inferior a 1
micrômetro.
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Depois de englobadas por fagocitose ou por pinocitose, as substâncias permanecem no interior de
vesículas, fagossomos ou pinossomos. Nelas, são acrescidas das enzimas presentes nos lisossomos,
formando o vacúolo digestivo. Voltaremos ao assunto quando estudarmos a digestão celular.
Diferenciação da membrana plasmática
No desempenho de funções específicas, surgem diferenciações da membrana plasmática de algumas
células passamos a apresentar algumas dessas diferenciações.
a) Microvilosidades: são expansões semelhantes a dedos de luvas, que aumentam a superfície de
absorção das células que as possuem. São encontradas nas células que revestem o intestino e nas
células dos túbulos renais.
b) Interdigitações: são conjuntos de saliências e reentrâncias das membranas de células vizinhas, que
se encaixam e facilitam as trocas de substâncias entre elas. São observadas nas células dos túbulos
renais.
c) Desmossomos: são placas arredondadas formadas pelas membranas de células vizinhas. O espaço
entre as membranas é ocupado por um material mais elétron-denso que o glicocálix.
Na sua face interna, inserem-se filamentos do citoesqueleto que mergulham no hialoplasma. É o local
de "ancoragem" dos componentes do citoesqueleto, e de forte adesão entre células vizinhas.
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Os níveis de organização das Células Eucariotas
Nesse grupo encontram-se:
- Células Vegetais (com cloroplastos e com parede celular ; normalmente, apenas, um grande vacúolo
central)
- Células Animais (sem cloroplastos e sem parede celular; vários pequenos vacúolos)
Parede celular
A parede celular consiste em uma camada rígida que está localizada na parte externa da membrana
plasmática nas células de bactérias, fungos, algas e plantas. A parede celular protege o conteúdo da
célula, dá rigidez à estrutura celular, funciona como um mediador em todas as relações da célula com o
meio ambiente e atua como um compartimento celular. Além disso, no caso de fungos e plantas, define
a estrutura e dá suporte para os tecidos e muitos mais partes da célula.
Parede celular é construída de materiais diferentes, dependendo da classe do organismo. Em plantas,
a parede celular consiste principalmente de um hidrato de carbono chamado celulose, um polissacarídeo,
polímero e também pode atuar como um armazenamento de hidratos de carbono para a célula. Em
bactérias, a parede celular é composta por peptidoglicanos. Entre archaea têm paredes celulares com
diferentes composições químicas, incluindo camada S de glicoproteínas, pseudopeptidoglicano ou
polissacarídeos. Fungos têm paredes celulares de quitina e algas geralmente construímos paredes de
glicoproteínas e polissacarídeos. No entanto, algumas espécies de algas podem ter uma parede celular
composta de dióxido de silício. Muitas vezes ocorrem outras moléculas acessórias incorporadas na
parede celular.
A parede celular dos vegetais é uma complexa organela que, para além de dar suporte para o tecido
de planta, tem a capacidade de condicionar o desenvolvimento de células ou estrutura. Como as paredes
celulares das plantas superiores, parede celular de algas é composto de carboidratos, como celulose e
glicoproteínas.a presença de alguns polissacarídeos nas paredes de algas, é usado como um caractere
de diagnóstico na taxonomia de algas. Paredes de pilha bacterianas são feitas de peptidoglicano (também
chamado de mureína), constituída por incomum atravessada pela cadeia de polissacarídeo de peptídeos
contendo d-amino ácidos. Paredes de pilha bacterianas são diferentes das paredes de plantas e fungos,
que são feitos de celulose e quitina, respectivamente. Também são diferentes das paredes de Archaea,
que não contenham Peptidoglycan. Parede celular é essencial para a sobrevivência de muitas bactérias
e a antibiótica penicilina pode matar bactérias inibindo uma etapa na síntese do peptidoglicano.7No de
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todas as espécies de fungos têm parede celular, mas no caso eles tê-los, são compostas de glicosamina
e quitina, o mesmo carburador dando dureza para o exoesqueleto dos insetos. Eles têm a mesma
finalidade, como as paredes celulares das plantas, dar rigidez às células para manter sua forma e
impedindo a lise osmótica. Ele também limita a entrada de moléculas que podem ser tóxicos para o fungo,
como produzido por plantas ou fungicidas sintéticas a composição, as características e a forma da parede
celular dos fungos varia durante o seu ciclo de vida e também varia de acordo com as condições de
crescimento.
A parede celular pode ser classificada em parede primária e parede secundária . Vale destacar, no
entanto, que nem todas as células apresentam parede secundária, sendo essa característica encontrada
principalmente em células do xilema e esclerênquima que estão envolvidas, respectivamente, com o
transporte de água e sustentação da planta.
A parede primária é encontrada em todas as células vegetais, sendo depositadas durante o processo
de divisão celular, mais precisamente na telófase. É bastante fina, porém resistente o suficiente para
evitar uma possível ruptura. As paredes primárias são formadas principalmente por celulose,
hemicelulose e pectinase apresentam cerca de 70% de água em sua composição e além dessas
substâncias, são encontradas glicoproteínas e algumas enzimas. A parede celular primária de uma célula
une-se à célula vizinha através de uma camada formada principalmente por substâncias pécticas
conhecidas como lamela média. Essa camada é dificilmente visualizada em microscópios tradicionais.
A parede secundária, por sua vez, é aquela depositada posteriormente ao crescimento e está
localizada entre a membrana plasmática e a parede celular primária. Normalmente ela é formada por três
camadas distintas: S1, S2 e S3, sendo essa última a camada mais interna. De uma maneira geral, as
células com parede secundária apresentam-se mortas na maturidade.A parede secundária é formada
principalmente por celulose e hemicelulose e cerca de apenas 20% de água. Além desses compostos,
frequentemente é encontrada lignina, que garante uma resistência ainda maior que a apresentada pela
parede primária. As substâncias pécticas não estão presentes nessas paredes.
Componentes Morfológicos das Células
Já citamos anteriormente as diferenças entre a célula procariota e eucariota. Neste bloco, estudaremos
o citoplasma dos eucariontes.
Os componentes fundamentais do citoplasma de uma célula eucariota são:
1. Hialoplasma e citoesqueleto
O hialoplasma ou citosol corresponde ao fluido citoplasmático onde estão mergulhadas as orgânulos
citoplasmáticos. Ele é constituído por proteínas, sais minerais, açúcares e íons dissolvidos em água,
localizando-se entre a membrana plasmática e o núcleo.
O hialoplasma ́ ´e considerado um colóide, ora no estado de sol (fluido), ora no estado de gel (viscoso).
Nas regiões mais periféricas da célula, o hialoplasma costuma ter a consistência de gel, e é
denominado ectoplasma. Já a parte mais interna do citoplasma é um sol, bastante fluido, e é chamada
de endoplasma.
Citoesqueleto
Quando se diz que o hialoplasma é um fluido viscoso, fica-se com a impressão de que a célula animal
tem uma consistência amolecida e que se deforma a todo o momento. Não é assim. Um verdadeiro
“esqueleto” formado por vários tipos de fibras de proteínas cruza a célula em diversas direções, dando-
lhe consistência e firmeza. Essa “armação” é importante se lembrarmos que a célula animal é desprovida
de uma membrana rígida, como acontece com a membrana celulósica dos vegetais. Entre as fibras
proteicas componentes desse “citoesqueleto” podem ser citados os microfilamentos de actina , os
microtúbulos e os filamentos intermediários .
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Os microfilamentos são os mais abundantes, constituídos da proteína contráctil actina e encontrados
em todas as células eucarióticas. São extremamente finos e flexíveis, chegando a ter 3 a 6nm
(nanômetros) de diâmetro, cruzando a célula em diferentes direções, embora concentram-se em maior
número na periferia, logo abaixo da membrana plasmática. Muitos movimentos executados por células
animais e vegetais são possíveis graças aos microfilamentos de actina.
Os microtúbulos, por sua vez, são filamentos mais grossos, de cerca de 20 a 25 nm de diâmetro, que
funcionam como verdadeiros andaimes de todas as células eucarióticas. São, como o nome diz,
tubulares, rígidos e constituídos por moléculas de proteínas conhecidas como tubulinas, dispostas
helicoidalmente, formando um cilindro. Um exemplo, desse tipo de filamento é o que organiza o chamado
fuso de divisão celular. Nesse caso, inúmeros microtúbulos se originam e irradiam a partir de uma região
da célula conhecida como centrossomo (ou centro celular) e desempenham papel extremamente
importante na movimentação dos cromossomos durante a divisão de uma célula.
Outro papel atribuído aos microtúbulos é o de servir como verdadeiras “esteiras” rolantes que permitem
o deslocamento de substâncias, de vesículas e de organoides como as mitocôndrias e cloroplastos pelo
interior da célula. Isso é possível a partir da associação de proteínas motoras com os microtúbulos. Essas
proteínas motoras ligam-se de um lado, aos microtúbulos e, do outro, à substância ou organoide que será
transportado, promovendo o seu deslocamento. Por exemplo, ao longo do axônio (prolongamento) de um
neurônio, as proteínas motoras conduzem, ao longo da “esteira” formada pelos microtúbulos, diversas
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substâncias para as terminações do axônio e que terão importante participação no funcionamento da
célula nervosa.
Filamentos Intermediários
Os filamentos intermediários são assim chamados por terem um diâmetro intermediário – cerca de
10nm – em relação aos outros dois tipos de filamentos proteicos.
Nas células que revestem a camada mais externa da pele existe grande quantidade de um tipo de
filamento intermediário chamado queratina. Um dos papéis desse filamento é impedir que as células
desse tecido se separem ou rompam ao serem submetidas, por exemplo, a um estiramento. Além de
estarem espalhadas pelo interior das células, armando-as, moléculas de queratina promovem uma
“amarração” entre elas em determinados pontos, o que garante a estabilidade do tecido no caso da ação
de algum agente externo que tente separá-las. Esse papel é parecido ao das barras de ferro que são
utilizadas na construção de uma coluna de concreto. Outras células possuem apreciável quantidade de
outros filamentos intermediários. É o caso das componentes dos tecidos conjuntivos e dos
neurofilamentos encontrados no interior das células nervosas.
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Movimentos do hialoplasma
1.1 Ciclose
Células vivas observadas ao microscópio óptico mostram a existência de um movimento orientado da
parte sol do hialoplasma (endoplasma), que arrasta orgânulos nele mergulhados. Este nome recebe o
nome de ciclose e é facilmente observado em células vegetais, em que os cloroplastos- verdes, grandes,
bem visíveis- são arrastados pelas correntes do citoplasma. Este fenômeno existe, aparentemente, em
todas as células de eucariontes vivas, sejam elas animais ou vegetais.
1.2 Movimento ameboide
Certas células, como as bactérias e os glóbulos brancos, podem modificar sua forma, surgindo assim
os pseudópodes (=falsos pés). Os pseudópodes estão relacionados com a locomoção ou com a
habilidade de fagocitar alimentos. A formação de psudópodes depende de um movimento especial do
hialoplasma celular, chamado movimento ameboide.
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2. O retículo endoplasmático
Consiste em uma complexa rede de membranas duplas lipoproteicas que está espalhada por todo o
hialoplasma. Essas membranas duplas formam sacos achatados (também chamados de cisternas);
vacúolos que armazenam substâncias de reservas; vesículas (bolsinhas), que podem se desprender do
restante das membranas; e túbulos, que fazem a comunicação de sacos membranosos.
Pode-se distinguir dois tipos de retículo: rugoso (ou granular) e liso (ou agranular).
Retículo endoplasmático rugoso (RER) e liso (REL)
O retículo endoplasmático rugoso (RER), também chamado de ergastoplasma, é formado por sacos
achatados, cujas membranas têm aspecto verrugoso devido à presença de grânulos – os ribossomos –
aderidos à sua superfície externa (voltada para o citosol). Já o retículo endoplasmático liso (REL) é
formado por estruturas membranosas tubulares, sem ribossomos aderidos, e, portanto, de superfície lisa.
Os papéis do retículo endoplasmático
O retículo endoplasmático, devido à grande superfície de suas membranas, desempenha alguns
papéis básicos no interior da célula:
-Transporta substâncias, uma vez que apresenta uma verdadeira rede de comunicação entre as
diversas regiões da célula.
-Armazena materiais, principalmente no interiordos vacúolos, grandes espaços envolvidos por
membrana plasmática.
-Facilita muitas reações químicas do citoplasma, devido à associação de suas membranas com várias
enzimas.
-Sintetiza lipídios, como triglicerídeos, fosfolipídios e esteroides. Em células secretoras de hormônios
sexuais, que são na realidade esteroides, o retículo apresenta –se bem desenvolvido.
O retículo rugoso (ergastoplasma), desempenha todas as funções do reticulo liso. Além disso, devido
a presença de ribossomos, está intimamente relacionado a síntese proteica.
3. Os ribossomos
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Os ribossomos são organelas celulares presentes em todo o citoplasma de células eucariontes quanto
procariontes. Elas tem como função sintetizar proteínas que serão utilizadas em processos internos da
célula.
Eles podem estar agrupados em fila, com a ajuda de uma fita de RNA (formando os polirribossomos),
espalhados no citoplasma (ou hialoplasma), ou grudados na parede do retículo endoplasmático, dando
origem ao retículo endoplasmático rugoso.
4. O complexo de Golgi
O complexo de Golgi está presente em quase todas as células eucarióticas (núcleo organizado), e é
constituído por dobras de membranas e vesículas. Sua função primordial é o processamento de proteínas
ribossomáticas e a sua distribuição por entre essas vesículas. Funciona, portanto, como uma espécie de
sistema central de distribuição na célula, atuando como centro de armazenamento, transformação,
empacotamento e secreção de substâncias.
O complexo Golgi é responsável também pela formação dos lisossomos, da lamela média dos
vegetais, do acrossomo do espermatozoide, do glicocalix e está ligado à síntese de polissacarídeos.
Acredita-se, ainda, que a organela seja responsável por alguns processos pós-traducionais, tais como
adicionar sinalizadores às proteínas, que as direcionam para os locais da célula onde atuarão.
A maior parte das vesículas transportadoras que saem do retículo endoplasmático, e em particular do
retículo endoplasmático rugoso, são transportadas até o complexo de Golgi, onde são modificadas,
ordenadas e enviadas na direção dos seus destinos finais. A organela está presente na maior parte das
células eucarióticas, mas tende a ser mais proeminente nas células de órgãos responsáveis pela
secreção de certas substâncias, tais como o pâncreas, a hipófise e a tireoide.
5. Os lisossomos
Os lisossomos são pequenas vesículas, formadas pelo complexo de golgi, repletas de enzimas
digestivas de todos os tipos. Assim, estão diretamente relacionados com a digestão intracelular de
materiais diversos.
As enzimas presentes nos lisossomos, assim como qualquer outra proteínas, são produzidas nos
ribossomos. Em seguida, são transferidas para o complexo de golgi, que finalmente as “empacota” em
vesículas que são liberadas no hialoplasma celular. Essas vesículas são os lisossomos propriamente
ditos, também chamados de lisossomos primários . Quando a célula engloba alguma partícula externa,
como de alimento, por exemplo, forma-se um vacúolo alimentar , ou fagossomo . Um lisossomo se funde
então ao vacúolo alimentar. Diante disso, as enzimas digestivas presente no lisossomo ficam em contato
com a partícula a ser digerida, formando o vacúolo digestivo ou lisossomo secundário. As moléculas de
nutrientes provenientes da digestão podem sair do vacúolo digestivo através de sua membrana e difundir-
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se para o hialoplasma. No agora chamado vacúolo residual funde-se a membrana plasmática e despeja
seu conteúdo para o meio externo, num processo chamado defecação celular ou clasmocitose .
Os lisossomos podem também digerir o material proveniente da própria célula. Orgânulos fora de uso,
por exemplo, são digeridos, e as moléculas que o compões são reaproveitadas pela célula. Neste caso,
o lisossomo primário engloba o orgânulo, constituindo um vacúolo digestivo especial chamado de
vacúolo autofágico , (auto= a si mesmo, fago= comer).
6- Os peroxissomos
Os peroxissomos são organelas membranosas que contêm alguns tipos de enzimas digestivas. Sua
semelhança com os lisossomos fez com que fossem confundidos com eles até bem pouco tempo.
Entretanto, hoje se sabe que os peroxissomos diferem dos lisossomos principalmente quanto ao tipo de
enzimas que possuem.
Os peroxissomos, além de conterem enzimas que degradam gorduras e aminoácidos, têm também
grandes quantidades da enzima catalase. A catalase converte o peróxido de hidrogênio, popularmente
conhecido como água oxigenada (H2O2), e água e gás oxigênio. A água oxigenada se forma normalmente
durante a degradação de gorduras e de aminoácidos, mas, em grande quantidade, pode causar lesões à
célula.
7. As mitocôndrias
As mitocôndrias estão diretamente relacionadas com a respiração celular aeróbica. No seu interior
ocorre a oxidação de substâncias derivadas da glicose, com a consequente liberação de energia sob a
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forma de moléculas de ATP. Para as mitocôndrias funcionarem, se faz necessária a presença de oxigênio.
Os resíduos produzidos nesta reação são o CO2 e a H2O.
As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas lipoprotéicas semelhantes às demais
membranas celulares. Enquanto a membrana externa é lisa, a membrana interna possui inúmeras
pregas – as cristas mitocondriais – que se projetam para o interior da organela. A cavidade interna das
mitocôndrias é preenchida por um fluido denominado matriz mitocondrial , onde estão presentes
diversas enzimas, além de DNA e RNA e pequenos ribossomos e substâncias necessárias à fabricação
de determinadas proteínas.
8. Os cloroplastos
Os cloroplastos são os organoides responsáveis pelo processo de fotossíntese. Assim, enquanto as
mitocôndrias consomem matéria orgânica, oxidando-a, os cloroplastos produzem-na. Veja o esquema
abaixo que representa esse processo:
Com relação a estrutura os cloroplastos têm certa semelhança com as mitocôndrias: também possuem
duas membrana lipoproteicas envolventes. Além disso, existem sacos membranosos chamados lamelas,
e estruturas semelhantes a moedas, chamadas tilacóides . Uma pilha de tilacóides chama-se granum (o
termo grana representa o plural de granum). Lamelas e grana são ricas em clorofila, e estão mergulhadas
numa material denominado estroma . Veja o esquema abaixo:
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9. Os centríolos
Os centríolos são organelas que não estão envolvidas por membrana e que participam do progresso
de divisão celular em células animais . Nas células de fungos complexos, plantas superiores
(gimnospermas e angiospermas) e nematóides não existem centríolos. Eles estão presentes na maioria
das células de animais, algas e vegetais inferiores como as briófitas (musgos) e pteridófitas
(samambaias).
Estruturalmente, são constituídos por um total de nove trios de microtúbulos protéicos, que se
organizam em cilindro.
São autoduplicáveis no período que precede a divisão celular, migrando, logo a seguir, para os pólos
opostos da célula.
Uma das providências que a fábrica celular precisa tomar é a construção de novas fábricas, isto é, a
sua multiplicação. Isso envolve uma elaboração prévia de uma série de “andaimes” proteicos, o chamado
fuso de divisão, formado por inúmeros filamentos de microtúbulos. Embora esses microtúbulos não sejam
originados dos centríolos e sim de uma região da célula conhecido como centrossomo, é comum a
participação deles no processo de divisão de uma célula animal. Já em células de vegetais superiores,
como não existem centríolos, sua multiplicação se processa sem eles.
10. Cílios e flagelos
Os cílios e flagelos são estruturas móveis, encontradas externamente emcélulas de diversos seres
vivos. Os cílios são curtos e podem ser relacionados à locomoção e a remoção de impurezas. Nas células
que revestem a traquéia humana, por exemplo, os batimentos ciliares empurram impurezas provenientes
do ar inspirado, trabalho facilitado pela mistura com o muco que, produzido pelas células da traquéia,
lubrifica e protege a traquéia. Em alguns protozoários, por exemplo, o paramécio, os cílios são utilizados
para a locomoção.
Os flagelos são longos e também se relacionam a locomoção de certas células, como a de alguns
protozoários (por exemplo, o tripanosssomo causador da doença de Chagas) e a do espermatozóide.
Em alguns organismos pluricelulares, por exemplo, nas esponjas, o batimento flagelar cria correntes
de água que percorrem canais e cavidades internas, trazendo, por exemplo, partículas de alimento.
Estruturalmente, cílios e flagelos são idênticos. Ambos são cilíndricos, exteriores as células e cobertos
por membrana plasmática. Internamente, cada cílio ou flagelo é constituído por um conjunto de nove
pares de microtúbulos periféricos de tubulina, circundando um par de microtúbulos centrais. É a chamada
estrutura 9 + 2.
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10. Os vacúolos
Os vacúolos são cavidades existentes no interior do citoplasma, que surgiram a partir do
desenvolvimento de vesículas do retículo endoplasmático. Essas cavidades contêm água e substâncias
dissolvidas. Em certos casos, podem se originar a partir da membrana plasmática (fagocitose e
pinocitose). Podemos considerar os seguintes tipos de vacúolos:
10.1 Vacúolo alimentar ou fagossomo
São comuns em organismos em que a digestão é intracelular. A célula engloba uma partícula através
da fagocitose, que é introduzida no interior do citoplasma.
10.2 Vacúolos digestivos
Quando o vacúolo alimentar se funde com o lisossomo, o vacúolo resultante, onde ocorre a digestão
de substâncias ingeridas pela célula, é chamado de vacúolo digestivo.
10.3 Vacúolos contráteis
Os vacúolos pulsáteis ou contráteis são organelas citoplasmáticas existentes na célula de alguns
protozoários como o Paramecium, que realizam a osmorregulação, ou seja, o controle do volume celular,
e deixam o meio externo com concentração idêntica ao meio interno do ser vivo, permitindo a expulsão
do excesso de água com excretas tóxicas ao organismo.
10. 4 Vacúolos de células vegetais
Os vacúolos das células vegetais são regiões expandidas do retículo endoplasmático. Em células
vegetais jovens observam-se algumas dessas regiões, formando pequenos vacúolos isolados um do
outro. Mas, à medida que a célula atinge a fase adulta, esses pequenos vacúolos se fundem, formando-
se um único, grande e central, com ramificações que lembram sua origem reticular. A expansão do
vacúolo leva o restante do citoplasma a ficar comprimido e restrito à porção periférica da célula. Além
disso, a função do vacúolo é regular as trocas de água que ocorrem na osmose.
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11. Plastos
Os plastos são orgânulos citoplasmáticos encontrados nas células de plantas e de algas . Sua forma
e tamanho variam conforme o tipo de organismo. Em algumas algas, cada célula possui um ou poucos
plastos, de grande tamanho e formas características. Já em outras algas e nas plantas em geral, os
plastos são menores e estão presentes em grande número por célula.
Os plastos podem ser separados em duas categorias:
-Cromoplastos que apresentam pigmentos em seu interior. O cromoplasto mais frequente nas plantas
é o cloroplasto, cujo principal componente é a clorofila, de cor verde. Há também plastos vermelhos, os
eritroplastos (do grego eritros, vermelho), que se desenvolvem, por exemplo, em frutos maduros de
tomate.
-Leucoplastos : São aqueles que não possuem nenhum pigmento, seu sistema de membranas interno
não é muito elaborado e funcionam armazenando substâncias. Seu nome muda de acordo com a
substância que é encontrada em seu interior:
- Amiloplastos: Acumulam amido;
- Proteínoplastos: Acumulam proteínas;
- Elaioplastos ou oleoplastos: Acumulam substâncias lipofílicas.
Os componentes do núcleo
O núcleo das células que não estão em processo de divisão apresenta um limite bem definido, devido
à presença da carioteca ou membrana nuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico. A maior parte
do volume nuclear é ocupada por uma massa filamentosa denominada cromatina. Existem ainda um ou
mais corpos densos (nucléolos) e um líquido viscoso (cariolinfa ou nucleoplasma).
Nucleoplasma ou suco nuclear
O nucleoplasma é o material gelatinoso que preenche o espaço interno do núcleo. Embora muitos
citologistas anteriores a ele já tivessem observados núcleos, não haviam compreendido a enorme
importância dessas estruturas para a vida das células. O grande mérito de Brown foi justamente
reconhecer o núcleo como componente fundamental das células. O nome que ele escolheu expressa
essa convicção: a palavra “núcleo” vem do grego nux, que significa semente. Brown imaginou que o
núcleo fosse a semente da célula, por analogia aos frutos.
A carioteca
A carioteca (do grego karyon, núcleo e theke, invólucro, caixa) é um envoltório formado por duas
membranas lipoprotéicas cuja organização molecular é semelhante as demais membranas celulares.
Entre essas duas membranas existe um estreito espaço, chamado cavidade perinuclear. A face externa
da carioteca, em algumas partes, se comunica com o retículo endoplasmático e, muitas vezes, apresenta
ribossomos aderidos à sua superfície. Neste caso, o espaço entre as duas membranas nucleares é uma
continuação do espaço interno do retículo endoplasmático.
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Poros da carioteca
A carioteca é perfurada por milhares de poros, através das quais determinadas substâncias entram e
saem do núcleo. Os poros nucleares são mais do que simples aberturas. Em cada poro existe uma
complexa estrutura proteica que funciona como uma válvula, abrindo-se para dar passagem a
determinadas moléculas e fechando-se em seguida. Dessa forma, a carioteca pode controlar a entrada e
a saída de substâncias.
A face interna da carioteca encontra-se a lâmina nuclear, uma rede de proteínas que lhe dá
sustentação. A lâmina nuclear participa da fragmentação e da reconstituição da carioteca, fenômenos
que ocorrem durante a divisão celular.
Os nucléolos
Na fase que a célula eucariótica não se encontra em divisão é possível visualizas vários nucléolos,
associados a algumas regiões específicas da cromatina. Cada nucléolo é um corpúsculo esférico, não
membranoso, de aspecto esponjoso quando visto ao microscópio eletrônico, rico em RNA ribossômico (a
sigla RNA provém do inglês RiboNucleic Acid). Este RNA é um ácido nucléico produzido a partir o DNA
das regiões específicas da cromatina e se constituirá um dos principais componentes dos ribossomos
presentes no citoplasma. É importante perceber que ao ocorrer a espiralação cromossômica os nucléolos
vão desaparecendo lentamente. Isso acontece durante os eventos que caracterizam a divisão celular. O
reaparecimento dos nucléolos ocorre com a desespiralação dos cromossomos, no final da divisão do
núcleo.
A cromatina
A cromatina é um conjunto de fios muito longos e finos, emaranhados desordenadamente no interior
do núcleo. Ela contém a substância, associada com proteínas, na qual se encontra a informação genética:
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o DNA (ácido desoxirribonucleico). O DNA é responsável pelo controle da atividade celular e o comando
da reprodução da célula.
Na intérfase, a cromatina se organiza em dois estados diferentes. A maior parte é formada por
filamentos desespiralados e pouco condensados, constituindo a eucromatina. O restante do material é
formado por regiões espiraladas, muito condensadas e evidentes, formando a heterocromatina . Essa
desigualdade estrutura, com dias regiões distintas da cromatina, está associada a diferenças funcionais
do material genético.
6Os cromossomos
Os filamentos de cromatina na intérfase são muitos longos, emaranhados e misturados, a divisão
celular, os fios enrolam-se, tornando-se mais curtos e grossos, o que facilita a separação do material
genético. Desse modo, eles se individualizam em bastonetes denominados cromossomos.
Durante a intérfase, o material genético que forma a cromatina duplica-se. Cada fio de cromatina forma
um novo, igual a ele. Assim, no início do processo de divisão, cada cromossomo está formado por dois
filamentos idênticos, as cromátides-irmãs . Elas estão ligadas entre si por um estrangulamento- o
centrômero , ou constituição primária. A presença do centrômero é obrigatória e fundamental para o
cromossomo, e sua função será estuda na divisão celular.
As partes de um cromossomo separadas pelo centrômero são chamadas braços cromossômicos. A
relação de tamanho entre os braços cromossômicos, determinada pela posição do centrômero, permite
classificar os cromossomos em quatro tipos:
-Metacêntrico : possuem o centrômero no meio, formando dois braços de mesmo tamanho;
-Submetacêntricos : possuem o centrômero um pouco deslocado da região mediana, formando dois
braços de tamanhos desiguais;
-Acrocêntricos : possuem o centrômero bem próximo a uma das extremidades, formando um braço
grande e outro muito pequeno;
-Telocêntricos : possuem o centrômero em um das extremidades, tendo apenas um braço.
6 6 Uzunian, A.; Castro, N. H. C..; Sasson, S. 2012. Biologia 1p.113
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O número de cromossomos é fixo nos indivíduos de determinada espécie, mas não e exclusivo dela.
Espécies diferentes apresentam o mesmo número de cromossomos; por exemplo, a seringueira, a
mandioca, a barata e o caramujo têm 36 cromossomos nas células.
Geralmente, os cromossomos das células somáticas (não relacionados com a reprodução) são
encontrados aos pares. Esses cromossomos que formam pares são denominados homólogos e têm a
mesma forma, o mesmo tamanho e a mesma sequência de genes. Os genes que ocupam a mesma
posição (loco, ou locus) em cromossomos homólogos são chamados de genes alelos .
Células que apresentam todos os seus cromossomos distribuídos em pares homólogos são células
diploides ou 2n. As células somáticas (dos órgãos do corpo) na maioria dos organismos são diploides,
inclusive as humanas.
Quando uma célula não possui pares de cromossomos homólogos, mas só um representante de cada
par, ela é haploide ou n. Os gametas (células reprodutoras) são exemplos de células haploides.
A maioria das espécies possui um número diploide de cromossomos nas células somáticas. O número
2n no homem é 46, no cachorro 78, e na mosca 12. Na reprodução sexuada ocorre a união de dois
gametas, que devem ser haploides, para manter o número 2n da espécie. Assim, a fecundação (união
entre os gametas) restabelece o número 2n de cromossomos ao formar o zigoto, que é a primeira célula
de um organismo.
O conjunto haploide de cromossomos de uma espécie constitui a bagagem cromossômica de um
gameta, sendo a contribuição genética de cada genitor para o filho. Assim, o conjunto haploide humano
é 23, e o do cachorro 39.
Resumindo...
Cromatina e cromossomos são dois diferentes aspectos do mesmo material
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Constituição química e arquitetura dos cromossomos
Descobrir a natureza química dos cromossomos foi uma árdua tarefa que mobilizou centenas de
cientistas e muitos anos de trabalho. O primeiro constituinte cromossômico a ser identificado foi o ácido
desoxirribonucleico, o DNA. Em 1924, o pesquisador alemão Robert J. Feugen desenvolveu uma técnica
especial de coloração que permitiu demonstrar que o DNA é um dos principais componentes dos
cromossomos. Alguns anos mais tarde, descobriu-se que a cromatina também é rica em proteínas
denominadas histonas.
-Gametogênese
Gametogênese é o processo pelo qual os gametas são produzidos nos organismos dotados de
reprodução sexuada. Nos animais, a gametogênese acontece nas gônadas, órgãos que também
produzem os hormônios sexuais, que determinam as características que diferenciam os machos das
fêmeas. O evento fundamental da gametogênese é a meiose, que reduz à metade a quantidade de
cromossomos das células, originando células haploides. Na fecundação, a fusão de dois gametas
haploides reconstitui o número diploide característico de cada espécie.
Em alguns raros casos, não acontece meiose durante a formação dos gametas. Um exemplo bastante
conhecido é o das abelhas: se um óvulo não for fecundado por nenhum espermatozoide, irá se
desenvolver por mitoses consecutivas, originando um embrião em que todas as células são haploides.
Esse embrião haploide formará um indivíduo do sexo masculino. O desenvolvimento de um gameta sem
que haja fecundação chama-se partenogênese. Se o óvulo for fecundado, o embrião 2n irá originar uma
fêmea. Em linhas gerais, a gametogênese masculina (ou espermatogênese) e a gametogênese feminina
(ovogênese ou ovulogênese) seguem as mesmas etapas.
A Espermatogênese
Processo que ocorre nos testículos, as gônadas masculinas e corresponde a uma sequência de
eventos, através dos quais a célula primitiva masculina, a espermatogônia torna-se um espermatozóide
maduro, pronto para a fertilização. No período fetal, o homem já possui células germinativas (gametas,
células reprodutivas), porém ainda imaturas. Estas células são as espermatogônias, e são células
diplóides, com 46 cromossomos. Estas permanecem inativas até a puberdade, quando passam por
sucessivas divisões mitóticas e aumentam de tamanho, tornando-se espermatócitos primários. Cada
espermatócito primário passa pela primeira divisão meiótica, dando origem a dois espermatócitos
secundários. Em seguida, estes sofrem a segunda divisão meiótica, originando quatro espermátides,
células haplóides, com 23 cromossomos cada. Gradualmente, as espermátides vão se tornando
espermatozóides, e ficam armazenados no epidídimo, nos testículos até o momento da fecundação.
2. GAMETAS E GAMETOGÊNESE.
2.1. Morfologia dos gametas humanos. 2.2. Espermatogênese.
2.3. Ovulogênese
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Ovogênese
Chamamos de ovogênese o processo de formação dos óvulos (gametas femininos). Este processo
representa uma sequência de eventos, através dos quais, as ovogônias, células germinativas primitivas
femininas tornam-se um óvulo maduro.
A Ovogênese é dividida em três etapas:
1. Fase de multiplicação ou de proliferação : É uma fase de mitoses consecutivas, quando as células
germinativas aumentam em quantidade e originam ovogônias. Nos fetos femininos humanos, a fase
proliferativa termina por volta do final do primeiro trimestre da gestação. Portanto, quando uma menina
nasce, já possui em seus ovários cerca de 400 000 folículos de Graff. É uma quantidade limitada, ao
contrário dos homens, que produzem espermatogônias durante quase toda a vida.
2. Fase de crescimento : Logo que são formadas, as ovogônias iniciam a primeira divisão da meiose,
interrompida na prófase I. Passam, então, por um notável crescimento, com aumento do citoplasma e
grande acumulação de substâncias nutritivas. Esse depósito citoplasmático de nutrientes chama-se vitelo,
e é responsável pela nutrição do embrião durante seu desenvolvimento. Terminada a fase de
crescimento, as ovogônias transformam-se em ovócitos primários (ovócitos de primeira ordem ou ovócitos
I). Nas mulheres, essa fase perdura atéa puberdade, quando a menina inicia a sua maturidade sexual.
3. Fase de maturação: Dos 400 000 ovócitos primários, apenas 350 ou 400 completarão sua
transformação em gametas maduros, um a cada ciclo menstrual. A fase de maturação inicia-se quando
a menina alcança a maturidade sexual, por volta de 11 a 15 anos de idade.
Quando o ovócito primário completa a primeira divisão da meiose, interrompida na prófase I, origina
duas células. Uma delas não recebe citoplasma e desintegra-se a seguir, na maioria das vezes sem iniciar
a segunda divisão da meiose. É o primeiro corpúsculo (ou glóbulo) polar. A outra célula, grande e rica em
vitelo, é o ovócito secundário (ovócito de segunda ordem ou ovócito II). Ao sofrer, a segunda divisão da
meiose, origina o segundo corpúsculo polar, que também morre em pouco tempo, e o óvulo, gameta
feminino, célula volumosa e cheia de vitelo. Na gametogênese feminina, a divisão meiótica é desigual
porque não reparte igualmente o citoplasma entre as células-filhas. Isso permite que o óvulo formado seja
bastante rico em substâncias nutritivas. Na maioria das fêmeas de mamíferos, a segunda divisão da
meiose só acontece caso o gameta seja fecundado. Curiosamente, o verdadeiro gameta dessas fêmeas
é o ovócito II, pois é ele que se funde com o espermatozoide.
7Fecundação
Para que surja um novo indivíduo, os gametas fundem-se aos pares, um masculino e outro feminino,
que possuem papéis diferentes na formação do descendente. Essa fusão é a fecundação ou fertilização.
7 http://www.sobiologia.com.br/
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Ambos trazem a mesma quantidade haploide de cromossomos, mas apenas os gametas femininos
possuem nutrientes, que alimentam o embrião durante o seu desenvolvimento. Por sua vez, apenas os
gametas masculinos são móveis, responsáveis pelo encontro que pode acontecer no meio externo
(fecundação externa) ou dentro do corpo da fêmea (fecundação interna). Excetuando-se muitos dos
artrópodes, os répteis, as aves e os mamíferos, todos os outros animais possuem fecundação externa,
que só acontece em meio aquático.
Quando a fecundação é externa, tanto os machos quanto as fêmeas produzem gametas em grande
quantidade, para compensar a perda que esse ambiente ocasiona. Muitos gametas são levados pelas
águas ou servem de alimentos para outros animais. Nos animais dotados de fecundação interna, as
fêmeas produzem apenas um ou alguns gametas por vez, e eles encontram-se protegidos dentro do
sistema reprodutor.
Além da membrana plasmática, o óvulo possui outro revestimento mais externo, a membrana vitelínica.
Quando um espermatozoide faz contato com a membrana vitelínica, a membrana do acrossomo funde-
se à membrana do espermatozoide (reação acrossômica), liberando as enzimas presentes no acrossomo.
As enzimas do acrossomo dissolvem a membrana vitelínica e abrem caminho para a penetração do
espermatozoide. Com a fusão da membrana do espermatozoide com a membrana do óvulo, o núcleo do
espermatozoide penetra no óvulo. Nesse instante, a membrana do óvulo sofre alterações químicas e
elétricas, transformando-se na membrana de fertilização, que impede a penetração de outros
espermatozoides. No interior do óvulo, o núcleo do espermatozoide, agora chamado pró-núcleo
masculino, funde-se com o núcleo do óvulo, o pró-núcleo feminino. Cada pró-núcleo traz um lote haploide
de cromossomos, e a fusão resulta em um lote diploide, o zigoto. Nessa célula, metade dos cromossomos
tem origem paterna e metade, origem materna.
Desenvolvimento Embrionário
O zigoto é portador do material genético fornecido pelo espermatozoide e pelo óvulo. Um vez formado
o zigoto irá se dividir muitas vezes por mitose até originar um novo indivíduo. Assim, todas as células que
formam o corpo de um indivíduo possuem o mesmo patrimônio genético que existia no zigoto. Apesar
disso, ao longo do desenvolvimento embrionário as células passam por um processo de diferenciação
celular em que alguns genes são “ativados” e outros são “desativados”, sendo que somente os “ativados”
coordenam as funções das células. Surgem dessa maneira tipos celulares com formatos e funções
distintos, que se organizam em tecidos. Conjuntos de tecidos reunidos formam os órgãos. Os grupos de
órgãos formam os sistemas que, por sua vez, formam o organismo.
A Embriologia estuda e descreve as diversas modificações morfológicas que ocorrem no
desenvolvimento do embrião. Para efeito didático, podemos considerar os seguintes tópicos:
-Classificação dos ovos
-Segmentação
-Gastrulação
-Organogênse
3. Embriologia
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Tipos de óvulos
Pode-se definir ovo como sendo o zigoto resultante da fecundação do óvulo. Este zigoto é formado
devido à união de dois gametas, ou seja, é produzido pela fertilização entre duas células haplóides, um
óvulo de uma fêmea e um espermatozóide de um macho, que se juntam para formar uma única célula
diplóide. O ovo formado contendo o embrião, pode se desenvolver internamente como também
externamente, dependendo da espécie.
Os ovos da maioria dos animais possuem formato elipsóide ou ovóide e são delimitados por uma
membrana interna denominada vitelo, que é muito nutritiva e composta principalmente por fibras de
proteína. A quantidade e a distribuição do vitelo variam em cada espécie. Portanto, podemos classificar
os ovos em:
Óvulos oligolécitos, isolécitos ou alécitos
São aqueles possuem uma quantidade reduzida de vitelo, distribuídos uniformemente pelo citoplasma.
São próprios das espécies nas quais o embrião não obtém o alimento do ovo, mas, sim, do corpo materno
ou do meio ambiente. Aparecem nos espongiários, celenterados, equinodermas, protocordados e
mamíferos.
Óvulos heterolécitos, mediolécitos ou mesolécitos
Apresentam nítida polaridade, distinguindo-se o polo animal, com pequena quantidade de vitelo, e o
polo vegetativo, com abundante vitelo, permitindo a nutrição do embrião durante algum tempo. Aparecem
em platelmintes, moluscos, anelídeos e anfíbios.
Óvulos telolécitos completos ou megalécito
Com grande quantidade de vitelo ocupando quase todo o ovo, ficando o citoplasma e o núcleo
reduzidos a uma pequena área, a cicatrícula, ou disco germinativo, situada no pólo animal. Esse tipo de
ovos são encontrados nos cefalópodes, aves, peixes e répteis.
Óvulos Centrolécito
Nestes o vitelo concentra-se no centro do ovo e separa duas zonas do citoplasma: uma central,
contendo o núcleo, e outra periférica, circundando o vitelo. São ovos típicos de artrópodes.
Segmentação
As divisões que ocorrem durante a segmentação denominam-se clivagens, e as células que se formam
são chamadas blastômeros. No Reino Animal, a diferença na quantidade e na distribuição do vitelo no
ovo determina diferenças na segmentação, menor a velocidade de divisão. Em função disso, podemos
considerar dois tipos básicos de segmentação:
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-Holoblástica ou total que ocorre no zigoto todo; Esse tipo de segmentação acontece nos alécitos,
isolécitos e heterolécitos. Subdividida em três tipos, a segmentação holoblástica é dividida de acordo com
o tamanho das células que se formam a partir da terceira clivagem.
-Meroblástica ou parcial, que ocorre só em parte do ovo: Com a distribuição diferente do vitelo,
existem, consequentemente, dois tipos básicos de segmentação meroblástica que serão explicadas nos
tópicos abaixo.
-Segmentação Holoblástica: A segmentação holoblástica ocorre nos alécitos, nos isolécitos (ou
oligolécitos) e nos heterolécitos, e pode ser subdividida em três tipos, com base no tamanho das células
que se formam a partir da terceira clivagem (quando muda o plano de divisão celular):
-holoblástica igual, na qual se formam, com a terceira clivagem, oito blastômeros iguais; ocorre nos
ovos alécitos e em alguns oligolécitos;
-Holoblástica Desigual , na qual se formam, com a terceira clivagem, blastômeros de tamanhos
diferentes (quatro menores: micrômeros; e quatro maiores: macrômeros); Ocorre em todos os ovos
heterolécitos e em alguns oligolécitos;
-Holoblásticas Subigual , um tipo de segmentação desigual em que os blastômeros não diferem muito
entre si quanto ao tamanho, ocorre em alguns ovos isolécitos.
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Embriologia do anfioxo
O anfioxo é um pequeno animal de 5 a 8cm de comprimento, transparente e pisciforme. Na
extremidade anterior, há o rostro, abaixo do qual se encontra a abertura bucal, roedora de cirros. Há três
aberturas no animal: boca, antrióporo e ânus deslocado para a esquerda.
Por transparência, observam-se os músculos em forma de V, nos flancos do corpo. Também as
gônadas se distinguem muito bem por transparência; estão localizadas na região ventral do corpo.
Fases da Segmentação
A segmentação, também chamada de clivagem, é uma etapa do desenvolvimento embrionário
caracterizada por uma grande quantidade de divisões celulares.
Embora existam diferentes tipos de segmentação, eles normalmente se realizam segundo duas fases:
- Mórula: O zigoto sofre uma divisão celular (mitose), a qual dá origem a duas células chamadas
blastômeros, que também se dividem formando quatro blastômeros, que novamente se dividem formando
oito blastômeros, e assim sucessivamente. Desse modo, após consecutivas divisões, forma-se a mórula
que possui forma esférica e compacta. A mórula é o nome dado ao embrião nesta fase do
desenvolvimento, ou seja, após as consecutivas mitoses.
-Blástula : A blástula é uma fase embrionária, que ocorre após a mórula, caracterizada por uma
cavidade cheia de líquido que surgi no embrião na sua região mais interna. Tem forma globosa e é
formada por uma única camada de células chamada blastoderma, e por uma camada mais interna
chamada blastocele.
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A cavidade central que se observa na blástula recebe o nome de blastocele (cele = cavidade) e é cheia
de líquido sintetizado pelas células que formam os seus limites. Nos ovos isolécitos e nos heterolécitos a
blastocele é bem desenvolvida. Na blástula originada da segmentação de ovos telolécitos, não se observa
a verdadeira blastocele (cele = cavidade) e é cheia de líquido sintetizado pelas células que formam os
seus limites. Nos ovos isolécitos e nos heterolécitos a blastocele é bem desenvolvida.
Na blástula originada da segmentação de ovos telolécitos, não se observa a verdadeira blastocele,
pois a cavidade formada não é inteiramente delimitada pelos blastômeros. Essa cavidade é delimitada
em parte pelos blastômeros e em parte pelo vitelo. Nesse caso, a cavidade formada recebe o nome de
cavidade subgerminal, que também é preenchida por líquido sintetizado pelas células. A blástula que se
forma a partir da segmentação dos ovos telolécitos recebe o nome de discoblástula.
Gastrulação
É o nome do processo pelo qual ocorre uma invaginação nos tecidos do embrião, formando os folhetos
embrionários. Em humanos, a gastrulação dá origem a um disco embrionário com três lâminas, ou três
folhetos germinativos: endoderma, mesoderma e ectoderma, sendo caracterizados como triblásticos.
Os animais que possuem três folhetos germinativos são chamados triblásticos , como é o caso dos
cordados. Existem entretanto, animais que possuem apenas dois folhetos germinativos: o ectoderma e o
endoderma. Esses animais são chamados diblásticos ou diploblásticos, como e o caso dos cnidários. O
esquema acima descreve de forma simplificada a gastrulação em anfioxo. Neste caso, a camada interna
que reveste diretamente o arquêntero é chamada mesentoderma e dará origem, logo a seguir ao
mesoderma e ao endoderma. (Há quem considere o mesentoderma como endoderma e o mesoderma
formado a partir do endoderma.)
Células Embrionárias - estágio de gástrula - folhetos germinativos antes disso, todas as células
embrionárias são equivalentes
Nota:
Embrião - compreende o período da terceira à oitava semana
Feto - compreende o período da nona semana ao nascimento
Formação do tubo neural
Inicialmente, as células ectoblásticas dorsais do embrião tornam-se mais alongadas e passam a
constituir a placa neural. A seguir, a placa neural invagina-se e forma o sulco ou goteira neural. O sulco
se aprofunda, seus bordos se unem, transformando-se no canal neural, sobre o qual se refaz o ectoblasto.
O tubo neural possui, no início, duas aberturas: o neuróporo, anterior, em comunicação com o meio
externo, e o canal neurentérico, que se comunica com o arquênteron. Posteriormente, ocorre o
fechamento das duas aberturas. Orientando-se dorsal e longitudinalmente entre e ectoblasto e o
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endoblasto, o canal neural transformar-se-á no sistema nervoso central. A formação do canal é a mesma
para os diversos vertebrados,
Formação do mesoblasto e da notocorda
No teto do arquênteron, a mesoderma forma três imaginações: uma central, que formará a notocorda,
e duas laterais, que originarão o celoma. As duas vesículas laterais constituem os somitos. Em cada um
dos somitos, a parede formada de mesoblasto ou mesoderma, enquanto a cavidade central representa o
celoma.
Enquanto isso, a invaginação longitudinal mediana transforma-se na notocorda ou corda dorsal, um
eixo de sustentação que caracteriza todo embrião de animal cordado. Cortado transversalmente, o
embrião apresenta, neta fase, as seguintes estruturas:
-Três folhetos germinativos: ectoderma, endoderma e mesoderma
-Tubo neural
-Notocorda
-Intestino primitivo
Organogênese
O período de organogênese ocorre da quarta à oitava semana do desenvolvimento embrionário. Ao
final da oitava semana, o funcionamento da maioria dos principais sistemas de órgãos é mínimo, com
exceção do sistema cardiovascular. No término desse período, o embrião terá aspecto humano.
1) Dobramentos do embrião
Os dobramentos levarão à transformação de um disco trilaminar plano em um embrião praticamente
cilíndrico.
O dobramento ocorre nos planos mediano e horizontal e é decorrente do rápido crescimento do
embrião, particularmente do encéfalo e da medula espinhal.
A velocidade de crescimento lateral do embrião não acompanha a velocidade de crescimento
longitudinal, ocasionando o seu dobramento.
Os dobramentos das extremidades cefálica e caudal e o dobramento lateral ocorrem simultaneamente.
Dobramentos do embrião no plano mediano
O dobramento ventral nas extremidades cefálica e caudal do embrião produz as pregas cefálica e
caudal.
1) Prega cefálica
No início, o encéfalo em desenvolvimento cresce para dentro da cavidade amniótica. Posteriormente,
o prosencéfalo projeta-se cefalicamente, e ultrapassa a membrana bucofaríngea (ou orofaríngea),
recobrindo o coração em desenvolvimento. Concomitantemente, o septo transverso, Coração Primitivo,
celoma pericárdico e membrana bucofaríngea se deslocam para a superfície ventral do embrião.
Durante o dobramento longitudinal, a parte dorsal do endoderma do saco vitelínico é incorporada ao
embrião com o intestino anterior (primórdio do segmento inicial do sistema digestório).
A prega cefálica também influencia a disposição do celoma embrionário já que após o dobramento, o
celoma pericárdico fica em posição caudal em relação ao coração e cefálica, ao Septo Transverso.
Nesse estágio, o celoma intra-embrionário se comunica com o celoma extra-embrionário.
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2) Prega caudal
Resultado crescimento da parte distal do tubo neural. A medida que o embrião cresce, a região caudal
projeta-se sobre a membrana cloacal.
Durante esse dobramento, parte do Endoderma é incorporado como intestino posterior, cuja porção
terminal dilata-se para formar a cloaca.
Após o dobramento, o pedículo de fixação (ou pedículo de conexão) , primórdio do cordão umbilical,
fica preso à superfície ventral do embrião, enquanto a Alantóide é parcialmente incorporada.
Dobramento Lateral no Plano Horizontal
1) Pregas laterais
Resulta do crescimento rápido da medula espinhal e dos somitos, formando as pregas laterais direita
e esquerda, cujo crescimento desloca o disco embrionário ventralmente, formando um embrião
praticamente cilíndrico.
Conforme as paredes abdominais se formam, parte do endoderma é incorporada como intestino médio,
que antes do dobramento tinha conexão com o Saco Vitelino.
Após o dobramento, essa conexão fica reduzida a um canal vitelino ou ducto vitelino. Quando as
pregas do embrião fundem-se ao longo da linha média ventral, forma-se o celoma intra-embrionário. Os
dobramentos do embrião são responsáveis pela arquitetura anatômica das membranas serosas no
indivíduo: o interior da parede do corpo será coberto por mesoderma somático; e as vísceras, pelo
mesoderma esplâncnico.
O embrião formado será “um tubo dentro de um tubo” no qual o tubo ectodérmico externo forma a pele,
e o tudo endodérmico interno formam o intestino. Preenchendo o espaço entre esses dois tubos está a
mesoderme.
2) Derivados dos folhetos germinativos
Os Três Folhetos Germinativos (ectoderma , mesoderma e endoderma ) que dão origem a todos os
órgãos e tecidos são formados durante a Gastrulação, como foi descrito anteriormente.
Alguns derivados dos folhetos germinativos são
Ectoderma: sistema nervoso central e periférico; epitélios sensoriais do olho, da orelha e do nariz;
epiderme e anexos (unhas e pelos); glândulas mamárias; hipófise; glândulas subcutâneas; esmalte dos
dentes; gânglios espinhais, autônomos e cranianos ( V, VII, IX, X ); bainha dos nervos do sistema nervoso
periférico; meninges do encéfalo e da medula espinhal.
Mesoderma : tecido conjuntivo; cartilagem; ossos; músculos estriados e lisos; coração; vasos
sanguíneos e linfáticos; rins; ovários, testículos; ductos genitais; membranas pericárdica, pleural e
peritonial; baço e córtex das adrenais.
Endoderma : revestimento epitelial dos tratos respiratório e gastrointestinal; tonsilas; tireóide e
paratireóides; timo, fígado e pâncreas; revestimento epitelial da bexiga e maior parte da uretra;
revestimento epitelial da cavidade do tímpano, antro timpânico e da tuba auditiva
Anexos Embrionários: adaptação ao Meio Terrestre
Anexos embrionários são estruturas que derivam dos folhetos germinativos do embrião mas que não
fazem parte do corpo desse embrião. Os anexos embrionários são: vesícula vitelina (saco vitelínico),
âmnio (ou bolsa amniótica), cório e alantoide.
Vesícula Vitelina
Por estar ligada ao tubo digestivo do embrião, é formada pelos mesmos folhetos que o revestem, isto
é, pela endoderme internamente e pela mesoderme visceral externamente. Estes folhedos expandem-se
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sobre a gema, formando uma espécie de saco preso a barriga. Portanto, a gema passa a ser o conteúdo
da vesícula vitelínica.
Na mesoderme surgem vasos responsáveis pela absorção do material nutritivo e as células da
endoderme, em contato direto com o vitelo, secretam enzimas que digerem os grânulos de vitelo,
transformando-os em substâncias assimiláveis. Entre os vertebrados, apenas os anfíbios podem
dispensar esse órgão extra-embrionário, porque seus ovos têm segmentação total, na qual toda a reserva
de vitelo fica distribuída e depositada nas células embrionárias (blastômeros), sendo disponível através
da atividade de enzimas intercelulares.
Âmnio e Serosa (Cório)
O âmnio é uma membrana que envolve completamente o embrião, delimitando uma cavidade
denominada cavidade amniótica. Essa cavidade contém o líquido amniótico, cujas funções são proteger
o embrião contra choques mecânicos e dessecação. Ao final do desenvolvimento de répteis e aves, todo
o líquido da cavidade amniótica foi absorvido pelo animal.
O cório ou serosa é uma membrana que envolve o embrião e todos os demais anexos embrionários.
É o anexo embrionário mais externo ao corpo do embrião. Nos ovos de répteis e nos de aves, por
exemplo, essa membrana fica sob a casca. Nesses animais, o cório, juntamente com o alantoide, participa
dos processos de trocas gasosas entre o embrião e o meio externo.
Alantoide
É um apêndice, também em forma de saco ou vesícula, ligado ao intestino posterior, formado atrás do
saco vitelínico pelos mesmos folhedos deste-mesoderme e endoderme.
O alantoide cresce no espaço do celoma extra-embrionário, de modo a envolver todo o âmnio e a
vesícula vitelínica, colando-se a serosa.
A principal função do alantoide é atuar como um depósito de produtos de excreção, ou seja, de
resíduos metabólicos nitrogenados removidos do sangue principalmente sob forma de cristas insolúveis
de ácido úrico, resolvendo assim problemas de espaço e toxidez dentro do ovo. Ao fim da incubação,
quando o ovo eclode, o alantoide e seu conteúdo de excreção pastosa, aparecem comprimidos por dentro
da casca abandonada.
O conjunto alantoide mais serosa constitui o alantocório; externamente vascularizado. Como ele está
justaposto à membrana da casca, permite trocas gasosas e absorção dos sais de cálcio da casca, permite
trocas gasosas e absorção dos sais de cálcio da casca, importantes para a formação do esqueleto do
embrião. Além disso, enfraquecendo a casca, permite-se uma eclosão mais fácil.
Dentre os anexos, o âmnio e o alantoide são considerados importantes adaptações ao
desenvolvimento em ambiente terrestre. Sua presença permite classificar os vertebrados em amniotas ou
alantoidianos (répteis, aves e mamíferos) e amniotas ou analantoidianos (peixes e anfíbios).
Anexos embrionários de mamíferos
No embrião dos mamíferos aparecem os seguintes anexos embrionários: âmnio, córion, alantoide,
saco vitelínico e placenta. O anexo mais importante é a placenta, constituída por duas partes: materna e
fetal.
A parte materna e representada pelo endométrio, a parede interna do útero que será expulsa
juntamente com o feto, no momento do parto. A parte fetal é formada pelo córion, que forma uma série
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de expansões, as vilosidades coriônicas, que se insinuam na parede uterina. A placenta é um órgão
ricamente vascularizado, isto é, provido de muitos vasos sanguíneos, alguns da mãe, no endométrio, e
outros do feto, nas vilosidades coriônicas, que se insinuam na parede uterina. A placenta é um órgãos
ricamente vascularizado. Isto é, provido de muitos vasos sanguíneos, alguns da mãe, no endométrio, e
outros do feto, nas vilosidades coriônicas. Entre a placenta e o embrião forma-se o cordão umbilical; pelo
seu interior circulam duas artérias e uma veia. As artérias conduzem o sangue venoso do feto para a
placenta, enquanto a veia transporta o sangue arterial em sentido oposto.
As funções da placenta
A placenta assegura a nutrição do embrião, além de efetuar as trocas respiratórias e a excreção. Pela
estrutura da placenta observa-se que o sangue da mãe não se mistura com o do feto; apenas os vasos
de ambos situam-se muito próximos e trocam substâncias entre si. Assim, a mãe envia ao feto: oxigênio,
água, alimento, hormônios e anticorpos. Do feto para a mãe, passam, principalmente, gás carbônico e
excretas. A placenta tem ainda função endócrina, produzindo a progesterona e a gonadotrofina coriônica,
hormônios relacionados a gestação.
A observação de que muitas características dos organismos podemser herdadas pelos descendentes
é muito antiga. O processo de domesticação de plantas e animais pelo homem foi feito através da seleção
de organismos, e seu cruzamento, para conseguir alcançar variedades úteis a este. As raças de
cachorros, atos, gado e os diferentes tipos de vegetais cultivados pelo homem foram obtidos pelo
processo de seleção contínua e pelo cruzamento entre os indivíduos previamente selecionados.
Os resultados práticos obtidos nos cruzamentos serviram de explicações para possíveis
esclarecimentos, porém sem base científica, já que incluíam ideias errôneas e preconceituosas.
Um exemplo prático deste tipo de ideias pode ser exemplificado pela descoberta do espermatozoide
no século XVIII, que levou ao falso conceito de que o gameta masculino apresentava dentre dele um
minúsculo homem, o qual usaria o útero materno apenas para completar seu crescimento. Outra ideia
aceita na época afirmava que a gestação era afetada por tudo que a mãe sentia ou ouvia nesse período.
Assim, o nascimento de uma criança que apresentava muito pelos no rosto ocorria porque a mãe, durante
4. GENÉTICA.
4.1. Conceitos básicos. 4.2. Leis de Mendel (mono e
poliibridismo). 4.3. Noções de probabilidades. 4.4.
Genealogia. 4.5. Grupos sanguíneos: sistema ABO; fator RH.
Interação gênica e pleiotropia. 4.6. Herança ligada ao sexo.
4.7. Determinação de paternidade através da análise de DNA.
4.8. Atuação da engenharia genética: na cura de doenças, no
combate a pragas na lavoura e na criação de espécies
transgênicas. 4.9. Mutações cromossômicas e gênicas. 4.10.
Principais síndromes humanas: Down, Turner e Klinefelter
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a gestação, tinha observado ou convivido, por um período de tempo significativo, o rosto de um homem
muito barbudo.
Para explicar os fenômenos hereditários, afirmava-se também que as características eram transmitidas
por meio de partículas existentes no sangue e carregadas pelos gametas. Diante desse “conceito”,
surgiram as afirmações como “animal puro-sangue”, utilizadas nos dias atuais, mas que não apresentam
correção biológica.
Embora inúmeros cientistas tentaram explicar através de hipóteses e experimentos os processos
hereditários, a descoberta desses processos foram explicadas apenas no século XIX, através das teorias
lançadas por Gregor Mendel . Mendel, conhecido como o “pai da genética”, era um monge agostiniano
que passou maior parte de sua vida em um mosteiro situado na cidade de Brno, na Morávia.
Os Experimentos de Mendel
A ervilha é uma planta herbácea leguminosa que pertence ao mesmo grupo do feijão e da soja. Na
reprodução, surgem vagens contendo sementes, as ervilhas. Sua escolha como material de experiência
não foi casual: uma planta fácil de cultivar, de ciclo reprodutivo curto e que produz muitas sementes.
Desde os tempos de Mendel existiam muitas variedades disponíveis, dotadas de características de fácil
comparação. Por exemplo, a variedade que flores púrpuras podia ser comparada com a que produzia
flores brancas; a que produzia sementes lisas poderia ser comparada cm a que produzia sementes
rugosas, e assim por diante. Outra vantagem dessas plantas é que estame e pistilo, os componentes
envolvidos na reprodução sexuada do vegetal, ficam encerrados no interior da mesma flor, protegidas
pelas pétalas. Isso favorece a autopolinização e, por extensão, a autofecundação, formando
descendentes com as mesmas características das plantas genitoras.
Ervilhas de Mendel
A partir da autopolinização, Mendel produziu e separou diversas linhagens puras de ervilhas para as
características que ele pretendia estudar. Por exemplo, para cor de flor, plantas de flores de cor de
púrpura sempre produziam como descendentes plantas de flores púrpuras, o mesmo ocorrendo com o
cruzamento de plantas cujas flores eram brancas. Mendel estudou sete características nas plantas de
ervilhas: cor da flor, posição da flor no caule, cor da semente, aspecto externo da semente, forma da
vagem, cor da vagem e altura da planta.
Os Cruzamentos
Depois de obter linhagens puras, Mendel efetuou um cruzamento diferente. Cortou os estames de uma
flor proveniente de semente verde e depois depositou, nos estigmas dessa flor, pólen de uma planta
proveniente de semente amarela. Efetuou, então, artificialmente, uma polinização cruzada. Pólen de uma
planta que produzia apenas semente amarela foi depositado no estigma de outra planta que só produzia
semente verde, ou seja, cruzou duas plantas puras entre si. Essas duas plantas foram consideradas como
a geração parental (P), isto é, a dos genitores.
Após repetir o mesmo procedimento diversas vezes, Mendel verificou que todas as sementes
originadas desses cruzamentos eram amarelas – a cor verde havia aparentemente “desaparecido” nos
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. 41
descendentes híbridos (resultantes do cruzamento das plantas), que Mendel chamou de F1 (primeira
geração filial). Concluiu, então, que a cor amarela “dominava” a cor verde. Chamou o caráter cor
amarela da semente de dominante e o verde de recessivo.
A seguir, Mendel fez germinar as sementes obtidas em F1 até surgirem as plantas e as flores. Deixou
que se auto fertilizassem e aí houve a surpresa: a cor verde das sementes reapareceu na F2 (segunda
geração filial), só eu em proporção menor que as de cor amarela: surgiram 6.022 sementes amarelas
para 2.001 verdes, o que conduzia a proporção 3:1. Concluiu que na verdade, a cor verde das sementes
não havia “desaparecido” nas sementes da geração F1. O que ocorreu é que ela não tinha se manifestado,
uma vez que, sendo uma caráter recessivo, era apenas “dominado” (nas palavras de Mendel) pela cor
amarela. Mendel concluiu que a cor das sementes era determinada por dois fatores, cada um
determinando o surgimento de uma cor, amarela ou verde.
Exemplos dos cruzamentos de Mendel
Leis de Mendel
1ª Lei de Mendel: Lei da Segregação dos Fatores
A comprovação da hipótese de dominância e recessividade nos vários experimentos efetuados por
Mendel levou, mais tarde à formulação da sua 1º lei:
“Cada característica é determinada por dois fatores que se separam na formação dos gametas, onde
ocorrem em dose simples”,
Isto é, para cada gameta masculino ou feminino encaminha-se apenas um fator. Mendel não tinha
ideia da constituição desses fatores, nem onde se localizavam. Em 1902, enquanto estudava a formação
dos gametas em gafanhotos, o pesquisador norte americano Walter S. Sutton notou surpreendente
semelhança entre o comportamento dos cromossomos homólogos, que se separavam durante a meiose,
e os fatores imaginados por Mendel. Sutton lançou a hipótese de que os pares de fatores hereditários
estavam localizados em pares de cromossomos homólogos, de tal maneira que a separação dos
homólogos levava à segregação dos fatores.
Hoje sabemos que os fatores a que Mendel se referiu são os genes (do grego genos, originar, provir),
e que realmente estão localizados nos cromossomos, como Sutton havia proposto. As diferentes formas
sob as quais um gene pode se apresentar são denominadas alelos. A cor amarela e a cor verde da
semente de ervilha, por exemplo, são determinadas por dois alelos, isto é, duas diferentes formas do
gene para cor da semente.
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Exemplos de lócus gênicos
Segunda Lei de Mendel
Além de estudar isoladamente diversas características fenotípicas da ervilha, Mendel estudou também
a transmissão combinada de duas ou mais características. Em um de seus experimentos, por exemplo,
foram considerados simultaneamente a cor da semente, que pode ser amarela ou verde, e a textura da
casca da semente, que pode ser lisa ou rugosa. Plantas originadas de sementes amarelas e lisas, ambos
traços dominantes, foram cruzadas com plantas originadas desementes verdes e rugosas, traços
recessivos. Todas as sementes produzidas na geração F1 eram amarelas e lisas. A geração F2, obtida
pela autofecundação das plantas originadas das sementes de F1, era composta por quatro tipos de
sementes:
9/16 amarelo-lisas
3/16 amarelo-rugosas
3/16 verde-lisas
1/16 verde-rugosas
Em proporções essas frações representam 9 amarelo-lisas: 3 amarelo-rugosas: 3 verde-lisas: 1
verde-rugosa. Com base nesse e em outros experimentos, Mendel aventou a hipótese de que, na
formação dos gametas, os alelos para a cor da semente (Vv) segregam-se independentemente dos alelos
que condicionam a forma da semente (Rr). De acordo com isso, um gameta portador do alelo V pode
conter tanto o alelo R como o alelo r, com igual chance, e o mesmo ocorre com os gametas portadores
do alelo v. Uma planta duplo-heterozigota VvRr formaria, de acordo com a hipótese da segregação
independente, quatro tipos de gameta em igual proporção: 1 VR: 1Vr: 1 vR: 1 vr.
Mendel concluiu que a segregação independente dos fatores para duas ou mais características era
um princípio geral, constituindo uma segunda lei da herança. Assim, ele denominou esse princípio
segunda lei da herança ou lei da segregação independente, posteriormente chamada segunda lei de
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Mendel: Os fatores para duas ou mais características segregam-se no híbrido, distribuindo-se
independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso.
A proporção 9:3:3:1
Ao estudar a herança simultânea de diversos pares de características. Mendel sempre observou, em
F2, a proporção fenotípica 9:3:3:1, consequência da segregação independente ocorrida no duplo-
heterozigoto, que origina quatro tipos de gameta.
Segregação independente de 3 pares de alelos
Ao estudar 3 pares de características simultaneamente, Mendel verificou que a distribuição dos tipos
de indivíduos em F2 seguia a proporção de 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1. Isso indica que os genes para as 3
características consideradas segregam-se independentemente nos indivíduos F1, originando 8 tipos de
gametas. Em um dos seus experimentos, Mendel considerou simultaneamente a cor (amarela ou verde),
a textura da casca (lisa ou rugosa) e a cor da casca da semente (cinza ou branca).O cruzamento entre
uma planta originada de semente homozigota dominante para as três características (amarelo-liso-cinza)
e uma planta originada de semente com traços recessivos (verde-rugosa-branca) produz apenas ervilhas
com fenótipo dominante, amarelas, lisas e cinza. Esses indivíduos são heterozigotos para os três pares
de genes (VvRrBb). A segregação independente desses três pares de alelos, nas plantas da geração F1,
leva à formação de 8 tipos de gametas.
Segregação independente
A descoberta de que os genes estão situados nos cromossomos gerou um impasse no entendimento
da 2º Lei de Mendel. Como vimos, segundo essa lei, dois ou mais genes não-alelos segregam-se
independentemente, desde que estejam localizados em cromossomos diferentes. Surge, no entanto, um
problema. Mendel afirmava que os genes relacionados a duas ou mais características sempre
apresentavam segregação independente. Se essa premissa fosse verdadeira, então haveria um
cromossomo para cada gene. Se considerarmos que existe uma infinidade de genes, haveria, então, uma
quantidade assombrosa de cromossomos, dentro de uma célula, o que não é verdade. Logo, como
existem relativamente poucos cromossomos no núcleo das células e inúmeros genes, é intuitivo concluir
que, em cada cromossomo, existe uma infinidade de genes, responsáveis pelas inúmeras características
típicas de cada espécie. Dizemos que esses genes presentes em um mesmo cromossomo estão ligados
ou em linkage e caminham juntos para a formação dos gametas.
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Nota: Assim a 2ª lei de Mendel nem sempre é obedecida, bastando para isso que os genes estejam
localizados no mesmo cromossomo, ou seja, estejam em linkage.
Linkage
T. H. Morgan e seus colaboradores trabalharam com a mosca da fruta, Drosophila melanogaster, e
realizaram cruzamentos em que estudaram dois ou mais pares de genes, verificando que, realmente,
nem sempre a 2ª Lei de Mendel era obedecida. Concluíram que esses genes não estavam em
cromossomos diferente, mas, sim, encontravam-se no mesmo cromossomo (em linkage).
Em um dos seus experimentos, Morgan cruzou moscas selvagens de corpo cinza e asas longas com
mutantes de corpo preto e asas curtas (chamadas de asas vestigiais). Todos os descendentes de F1
apresentavam corpo cinza e asas longas, atestando que o gene que condiciona corpo cinza (P) domina
o que determina corpo preto (p), assim como o gene para asas longas (V) é dominante sobre o (v) que
condiciona surgimento de asas vestigiais. Morgan cruzou descendentes de F1 com duplo-recessivos (ou
seja, realizou cruzamentos testes). Para Morgan, os resultados dos cruzamentos-teste revelariam se os
genes estavam localizados em cromossomos diferentes (segregação-independente) ou em um mesmo
cromossomo (linkage). Surpreendentemente, porém, nenhum dos resultados esperados foi obtido. A
separação e a contagem dos descendentes de F2 revelou o seguinte resultado:
- 41,5% de moscas com o corpo cinza e asas longas;
- 41,5% de moscas com o corpo preto e asas vestigiais;
- 8,5% de moscas com o corpo preto e asas longas;
- 8,5% de moscas com o corpo cinza e asas vestigiais.
Ao analisar esse resultado, Morgan convenceu-se de que os genes P e V localizavam-se no mesmo
cromossomo. Se estivessem localizados em cromossomos diferentes, a proporção esperada seria outra
(1: 1: 1: 1). No entanto, restava a dúvida: como explicar a ocorrência dos fenótipos corpo cinza/asas
vestigiais e corpo preto/asas longas?
A resposta não foi difícil de ser obtida. Por essa época já estava razoavelmente esclarecido o processo
da meiose. Em 1909, o citologista F. A. Janssens (1863-1964) descreveu o fenômeno cromossômico
conhecido como permutação ou crossing over, que ocorre durante a prófase I da meiose e consiste na
troca de fragmentos entre cromossomos homólogos. Em 1911, Morgan usou essa observação para
concluir que os fenótipos corpo cinza/asas vestigiais e corpo preto/asas longas eram recombinantes e
devido a ocorrência de crossing-over.
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Permutação ou crossing over
Conceitos Básicos da Genética
Gene: é unidade primária da herança, isto é, um “pedaço” de DNA que contém a informação que levará
a síntese de proteínas. Estes possuem diferentes números de pares de nucleotídeos e correspondem a
diferentes segmentos do DNA, situados em locus (posição específica) distintos do cromossomo. Genes
são representados por letra do alfabeto romano ou por abreviações das designações recebidas por
caracteres.
Genes alelos: São responsáveis por determinarem as características biológicas dos seres, são
segmentos de DNA (ácido desoxirribonucleico) que encontram-se no mesmo lócus nos cromossomos
homólogos sendo, sobretudo, constituídos de pares adquiridos dos progenitores, o qual um deles é
proveniente da mãe (óvulo) e outro do pai (espermatozoide).
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Gene dominante: Gene que manifesta o mesmo fenótipo, tanto em homozigose (AA) quanto em
heterozigose (Aa)
Gene recessivo: Gene que só manifesta o caráter em homozigose (dois alelos iguais-aa), quando
estiver presente em dose dupla (aa).
Homozigoto: Os indivíduos homozigotos são chamados de “puros”, visto que são caracterizados por
pares de genes alelos idênticos, ou seja, os alelos análogos produzirão apenas um tipo de gameta
representado pelas letras iguais (AA, aa, BB, bb, VV, vv), sendo que as maiúsculas são chamadas de
dominantes,enquanto que as minúsculas são as possuidoras do caráter recessivo.
Heterozigoto : Os indivíduos heterozigotos correspondem aos indivíduos que possuem pares de alelos
distintos que determinam tal característica. Na medida que nos heterozigotos, os pares de alelos são
diferentes, eles são representados pela união das letras maiúsculas e minúsculas, por exemplo, Aa, Bb,
Vv.
Conceitos de Fenótipo e Genótipo
Dois conceitos importantes para o desenvolvimento da genética, no começo do século XX, foram os
de fenótipo e genótipo, criados pelo pesquisador dinamarquês Wilhelm L. Johannsen (1857-1912).
Fenótipo
O conceito de fenótipo (do grego pheno, evidente, brilhante, e typos, característico) está relacionado
com as característica externas, morfológicas, fisiológicas e comportamentais dos indivíduos, ou seja, o
fenótipo determina a aparência do indivíduo (em sua maioria, aspectos visíveis), resultante da interação
do meio e de seu conjunto de genes (genótipo). Exemplos de fenótipo são o formato dos olhos, a
tonalidade da pele, cor e textura do cabelo, dentre outros.
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Cruzamentos e Heredogramas
No caso da espécie humana, em que não se pode realizar experiências com cruzamentos dirigidos, a
determinação do padrão de herança das características depende de um levantamento do histórico das
famílias em que certas características aparecem. Isso permite ao geneticista saber se uma dada
característica é ou não hereditária e de que modo ela é herdada. Esse levantamento é feito na forma de
uma representação gráfica denominada heredograma (do latim heredium, herança), também conhecida
como genealogia ou árvore genealógica.
Construir um heredograma consiste em representar, usando símbolos, as relações de parentesco entre
os indivíduos de uma família. Cada indivíduo é representado por um símbolo que indica as suas
características particulares e sua relação de parentesco com os demais. Indivíduos do sexo masculino
são representados por um quadrado, e os do sexo feminino, por um círculo. O casamento, no sentido
biológico de procriação, é indicado por um traço horizontal que une os dois membros do casal. Os filhos
de um casamento são representados por traços verticais unidos ao traço horizontal do casal. Os principais
símbolos são os seguintes:
Fonte : Saraiva
A montagem de um heredograma obedece a algumas regras:
1ª) Em cada casal, o homem deve ser colocado à esquerda, e a mulher à direita, sempre que for
possível.
2ª) Os filhos devem ser colocados em ordem de nascimento, da esquerda para a direita.
3ª) Cada geração que se sucede é indicada por algarismos romanos (I, II, III, etc.). Dentro de cada
geração, os indivíduos são indicados por algarismos arábicos, da esquerda para a direita. Outra
possibilidade é se indicar todos os indivíduos de um heredograma por algarismos arábicos, começando-
se pelo primeiro da esquerda, da primeira geração
Interpretação dos Heredogramas
A análise dos heredogramas pode permitir se determinar o padrão de herança de uma certa
característica (se é autossômica, se é dominante ou recessiva, etc.). Permite, ainda, descobrir o genótipo
das pessoas envolvidas, se não de todas, pelo menos de parte delas. Quando um dos membros de uma
genealogia manifesta um fenótipo dominante, e não conseguimos determinar se ele é homozigoto
dominante ou heterozigoto, habitualmente o seu genótipo é indicado como A_, B_ou C_, por exemplo.
A primeira informação que se procura obter, na análise de um heredograma, é se o caráter em questão
é condicionado por um gene dominante ou recessivo. Para isso, devemos procurar, no heredograma,
casais que são fenotipicamente iguais e tiveram um ou mais filhos diferentes deles. Se a característica
permaneceu oculta no casal, e se manifestou no filho, só pode ser determinada por um gene recessivo.
Pais fenotipicamente iguais, com um filho diferente deles, indicam que o caráter presente no filho é
recessivo!
Uma vez que se descobriu qual é o gene dominante e qual é o recessivo, vamos agora localizar os
homozigotos recessivos, porque todos eles manifestam o caráter recessivo. Depois disso, podemos
começar a descobrir os genótipos das outras pessoas. Devemos nos lembrar de duas coisas:
1ª) Em um par de genes alelos, um veio do pai e o outro veio da mãe. Se um indivíduo é homozigoto
recessivo, ele deve ter recebido um gene recessivo de cada ancestral.
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2ª) Se um indivíduo é homozigoto recessivo, ele envia o gene recessivo para todos os seus filhos.
Dessa forma, como em um “quebra-cabeças”, os outros genótipos vão sendo descobertos. Todos os
genótipos devem ser indicados, mesmo que na sua forma parcial (A_, por exemplo).
.
Em uma árvore desse tipo, as mulheres são representadas por círculos e os homens por quadrados.
Os casamentos são indicados por linhas horizontais ligando um círculo a um quadrado. Os algarismos
romanos I, II, III à esquerda da genealogia representam as gerações. Estão representadas três gerações.
Na primeira há uma mulher e um homem casados, na segunda, quatro pessoas, sendo três do sexo
feminino e uma do masculino. Os indivíduos presos a uma linha horizontal por traços verticais constituem
uma irmandade. Na segunda geração observa-se o casamento de uma mulher com um homem de uma
irmandade de três pessoas.
Heranças Genéticas
Herança genética ou biológica é processo pelo qual um organismo ou célula adquire ou torna-se
predisposto a adquirir características semelhantes à do organismo ou célula que o gerou, através de
informações codificadas (código genético) que são transmitidas à descendência. A combinação entre os
códigos genéticos dos progenitores (em espécies sexuadas) e erros (mutações) na transmissão desses
códigos são responsáveis pela variação biológica que, sob a ação da seleção natural, permite a evolução
das espécies. A ciência que estuda a herança genética é a genética. Organismos vivos são compostos
de células, que possuem material genético. Esse material se encontra reunido em estruturas celulares
chamadas cromossomos. Em organismos unicelulares como as bactérias, a célula-filha herda o seu
genoma da célula-mãe. Em organismos diploides, como os seres humanos, os cromossomos ocorrem
aos pares. Cada par destes cromossomos é constituído tanto de informação genética de origem materna
quanto de origem paterna, normalmente em partes iguais.
No processo de fecundação, quando o espermatozoide paterno se une ao óvulo materno, metade das
informações genéticas de cada progenitor se unem para formar o genoma da célula embrionária
resultante. Assim, esta contém informações genéticas maternas e paternas. A formação do embrião se
dá por subdivisões celulares sucessivas a partir dessa primeira célula. Na divisão celular, as informações
genéticas são replicadas. Assim, cada nova célula do indivíduo possui a mesma informação genética
presente na primeira célula zigótica.
Processo de fecundação
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Modos de Heranças
Herança e Sexo
Quando os genes estão nos cromossomos sexuais, a sua expressão depende do sexo do indivíduo
considerado. Se a manifestação de uma certa característica é influenciada pelo sexo do indivíduo,
dizemos se tratar de um caso de herança relacionada com o sexo.
A Herança ligada ao sexo é determinada por genes localizados na região heteróloga do cromossomo
X. Como as mulheres possuem dois cromossomos X, elas têm duas dessas regiões. Já os homens, como
possuem apenas um cromossomo X (pois são XY), têm apenas um de cada gene. Um gene recessivo
presente no cromossomo X de um homem irá se manifestar, uma vez que não há um alelo dominante
que impeça a sua expressão.
Em condições normais, qualquer célula diploide humana contém 23 pares de cromossomoshomólogos, isto é, 2n = 46. Desses cromossomos, 44 são autossomos e 2 são os cromossomos sexuais
também conhecidos como heterossomos.
Autossomos e Heterossomos
Os cromossomos autossômicos são aqueles relacionados às características comuns aos dois
sexos, enquanto os sexuais são os responsáveis pelas características próprias de cada sexo. A formação
de órgãos somáticos, tais como fígado, baço, o estômago e outros, deve-se a genes localizados nos
autossomos, visto que esses órgãos existem nos dois sexos. O conjunto haploide de autossomos de uma
célula é representado pela letra A. Por outro lado, a formação dos órgãos reprodutores, testículos e
ovários, característicos de cada sexo, é condicionada por genes localizados nos cromossomos sexuais
(heterossomos ) e são representados, de modo geral, por X e Y. O cromossomo Y é exclusivo do sexo
masculino. O cromossomo X existe na mulher em dose dupla, enquanto no homem ele se encontra em
dose simples.
Os Cromossomos Sexuais
O cromossomo Y é mais curto e possui menos genes que o cromossomo X, além de conter uma porção
encurtada, em que existem genes exclusivos do sexo masculino. Observe na figura abaixo que uma parte
do cromossomo X não possui alelos em Y, isto é, entre os dois cromossomos há uma região não-
homóloga.
Determinação Genética do Sexo
Em algumas espécies animais, incluindo a humana, a constituição genética dos indivíduos do sexo
masculino é representada por 2AXY e a dos gametas por eles produzidos, AX e AY; na fêmea, cuja
constituição genética é indicada por 2AXX, produzem-se apenas gametas AX. No homem a constituição
genética é representada por 44XY e a dos gametas por ele produzidos, 22X e 22Y; na mulher 44XX e os
gametas, 22X. Indivíduos que forma só um tipo de gameta, quanto aos cromossomos sexuais, são
denominados homogaméticos. Os que produzem dois tipo são chamados de heterogaméticos. Na
espécie humana, o sexo feminino é homogamético, enquanto o sexo masculino é heterogamético.
Exemplificando:
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. 50
O sistema X0
Esse sistema ocorre em espécies onde não existe o cromossomo Y. Os machos são, portanto, X0 (lê-
se xis-zero) e as fêmeas são XX. Esse tipo de herança ocorre em alguns insetos, como os gafanhotos.
Os machos desse sistema possuem um número ímpar de cromossomos em seu cariótipo e as fêmeas
possuem um número par.
O sistema ZW
No sistema ZW os cromossomos sexuais são invertido, isto é, o macho apresenta dois cromossomos
sexuais iguais, ZZ, enquanto a fêmea apresenta dois diferentes, um Z e outro W. Este sistema aparece
em lepidópteros (borboletas, mariposas), peixes e aves.
O sistema ZO
Ocorre em galinhas domésticas e répteis. Os machos são homogaméticos, com dois cromossomos
sexuais iguais (ZZ) e as fêmeas são heterogaméticas, apresentando apenas um cromossomo sexual Z.
Determinação do sexo em plantas
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O dimorfismo sexual em plantas superiores é uma característica de menor importância quando
comparada com os animais. De fato, a grande maioria das plantas são hermafroditas e portanto,
apresentam os dois sexos em uma mesma flor. Existe entretanto, outros tipos de expressões sexuais tais
como: (a) plantas monóicas – possuem órgãos masculinos e femininos em flores separadas porém, na
mesma planta, (b) plantas dióicas – possuem órgãos masculinos e femininos em plantas diferentes.
8Herança Ligada ao Sexo
Habitualmente, classificam-se os casos de herança relacionada com o sexo de acordo com a posição
ocupada pelos genes, nos cromossomos sexuais. Para tanto, vamos dividi-los em regiões: A porção
homóloga do cromossomo X possui genes que têm correspondência com os genes da porção homóloga
do cromossomo Y. Portanto, há genes alelos entre X e Y, nessas regiões. Os genes da porção heteróloga
do cromossomo X não encontram correspondência com os genes da porção heteróloga do cromossomo
Y. Logo, não há genes alelos nessas regiões, quando um cromossomo X se emparelha com um
cromossomo Y.
Herança ligada ao sexo é aquela determinada por genes localizados na região heteróloga do
cromossomo X. Como as mulheres possuem dois cromossomos X, elas têm duas dessas regiões. Já os
homens, como possuem apenas um cromossomo X (pois são XY), têm apenas um de cada gene.
Nota: Um gene recessivo presente no cromossomo X de um homem irá se manifestar, uma vez que
não há um alelo dominante que impeça a sua expressão.
Na espécie humana os principais exemplos de herança ligada ao sexo são:
Daltonismo
O daltonismo é caracterizado pela confusão na percepção das cores (como o vermelho e verde, ou
verde e marrom), é determinado por um gene recessivo “d”, sendo que o alelo dominante “D” condiciona
a visão normal das cores. Essa anomalia afeta os homens mais frequentemente do que as mulheres. É
fácil entender o porquê. Basta um único gene “d” para que um homem seja daltônico; seu genótipo será
XdY. Para uma mulher ser daltônica, são necessários dois genes “d”, devendo ela ser XdXd. O genótipo
de homens normais é XDY; mulheres não daltônicas podem ser homozigotas (XDXD) ou heterozigotas
(XDXd) ditas também como portadoras.
Genótipo e fenótipo do Daltonismo
Caro candidato, convido você a fazer a seguir o teste para o daltonismo. Para tal, an ote em seu
caderno, quais os números exibidos dentro de cada círculo.
http://www.sobiologia.com.br/
Genótipo Fenótipo
XDXD mulher normal
XDXd mulher normal portadora
XdXd mulher daltônica
XD Y homem normal
Xd Y homem daltônico
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Teste para o daltonismo
Hemofilia
A hemofilia é um distúrbio hereditário que se caracteriza pelo retardo no tempo de coagulação
sanguínea em função da deficiência na produção do fator VIII, uma proteína codificada pelo gene
dominante (H) e não codificada pelo seu alelo recessivo (h), localizados no cromossomo X.
A hemofilia atinge cerca de 300.000 pessoas. É condicionada por um gene recessivo, representado
por h, localizado no cromossomo X. É pouco frequente o nascimento de mulheres hemofílicas, já que a
mulher, para apresentar a doença, deve ser descendente de um hímen doente (XhY) e de uma mulher
portadora (XHXh) ou hemofílica (XhXh). Como esse tipo de cruzamento é extremamente raro, acredita-se
que praticamente inexistiriam mulheres hemofílicas. No entanto, já foram relatados casos de hemofílicas,
contrariando assim a noção popular de que essas mulheres morreriam por hemorragia após a primeira
menstruação (a interrupção do fluxo menstrual deve-se à contração dos vasos sanguíneos do endométrio,
e não a coagulação do sangue).
Segue abaixo um quadro resumo contendo os possíveis genótipos e respectivos fenótipos (normal e
hemofílico), segundo o gênero do indivíduo e o exemplo de um possível cruzamento:
Sexo Genótipo → Fenótipo
Masculino
XHY → homem normal
XhY → homem hemofílico
Feminino
XHXH → mulher normal
XHXh → mulher normal
portadora
XhXh → mulher hemofílica
Herança holândrica, ligada ao cromossomo Y ou herança restrita ao sexo
É a herança relacionada aos genes localizados no cromossomo Y, no segmento sem homologia. O
cromossomo Y é o principal determinante da masculinidade na espécie humana e outros mamíferos. Nele
deve estar contido os genes de efeito masculinizante. Afora esta possível ação masculinizante, pouco se
conhece sobre os genes do Y, com algumas exceções no homem.
Como o cromossomo Y é restrito aos machos, apenas este sexo apresentam tais características,
sendo repassado de pais para filhos.
Tradicionalmente, a hipertricose, ou seja, presença de pelos no pavilhão auditivo dos homens, era
citada como um exemplo de herançarestrita ao sexo. No entanto, a evidência que a hipertricose deve-se
a uma herança ligada ao Y está sendo considerada inconclusiva, pois, em algumas famílias estudadas,
os pais com hipertricose tiveram filhos homens com e sem pelos nas bordas das orelhas. Na herança
restrita ao sexo verdadeira:
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Nota: Todo homem afetado é filho de um homem também afetado; todos os seus filhos serão afetados,
e as filhas serão normais.
Herança autossômica influenciada pelo sexo
Nessa categoria, incluem-se as características determinadas por genes localizados nos cromossomos
autossomos cuja expressão é, de alguma forma, influenciada pelo sexo do portador. Nesse grupo, há
diversas modalidades de herança, das quais ressaltaremos a mais conhecida, a dominância influenciada
pelo sexo, herança em que, dentro do par de genes autossômicos, um deles é dominante nos homens e
recessivo nas mulheres, e o inverso ocorre com o seu alelo. Na espécie humana, temos o caso da calvície
Outras formas de herança autossômica influenciada pelo sexo são a penetrância influenciada pelo
sexo e a expressividade influenciada pelo sexo. Na espécie humana, a ocorrência de malformações de
vias urinárias apresenta uma penetrância muito maior entre os homens do que entre as mulheres. Elas,
portanto, ainda que possuam o genótipo causador da anormalidade, podem não vir a manifestá-la. A
expressividade também pode ser influenciada pelo sexo. Um exemplo bem conhecido é o do lábio
leporino, falha de fechamento dos lábios. Entre os meninos, a doença assume intensidade maior que nas
meninas, nas quais os defeitos geralmente são mais discretos.
9Genética de Populações
A ocorrência das mutações gênicas soma novos alelos ao conjunto gênico de todas as populações.
Graças à ocorrência das permutações, esses novos alelos se misturam aos pré-existentes, determinando
a enorme variabilidade verificada dentro dos grupos de seres vivos. Sobre essa mistura de características,
atua a seleção natural. Os organismos dotados das características mais adaptativas tendem a sobreviver
e gerar descendentes em maior número do que aqueles desprovidos dessas características. Como
dissemos no capítulo anterior, a seleção natural estabelece uma “taxa diferencial de reprodução”.
Pela atuação desses fatores (mutações e seleção natural, principalmente), o equipamento genético
das populações tende a se alterar, com o passar do tempo. Portanto, as populações não são imutáveis.
Em 1950, o biólogo Theodosius Dobzhansky postulou um conceito genético para as populações. Segundo
ele, uma população é um conjunto de indivíduos que se reproduzem sexuadamente, compartilhando um
conjunto de informações genéticas e mantendo um patrimônio gênico comum. Em cima do conceito
genético de população, muitos postulados foram lançados, todos partindo de uma “população ideal”. Essa
população ideal foi chamada de população mendeliana, e apresenta as seguintes características:
- deve ser uma população muito grande.
- todos os cruzamentos podem ocorrer com igual probabilidade, casualmente, permitindo uma
perfeita distribuição dos seus genes entre todos os seus indivíduos. Uma população assim é conhecida
como população panmítica (do grego pan, total, e miscere, mistura).
- não deve estar sofrendo a ação da seleção natural, podendo manter com igual chance qualquer
gene do seu conjunto, sem que nenhum tenha a tendência de ser eliminado.
- não há a ocorrência de mutações, que acrescenta novos genes ao patrimônio gênico da espécie.
- não há fluxo migratório entrando ou saindo dessa população, pois eles acrescentam ou removem
genes do grupo original.
Uma população humana pode até ser grande, mas as outras condições não são obedecidas. Os
cruzamentos não são casuais, e estão na dependência de fatores afetivos, sociais, étnicos, religiosos,
etc. Todas as populações humanas sofrem a ação da seleção natural e, nelas, ocorrem mutações. Os
9 http://www.biomania.com.br/
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fluxos migratórios são intensos. Entretanto, vamos considerar que os postulados da genética populacional
sejam válidos e aplicáveis desde que as populações sejam grandes.
Mutações
As mutações podem ser cromossômicas ou gênicas. As mutações cromossômicas podem ser
alterações no número ou na forma dos cromossomos. As mutações gênicas originam-se de alterações
na sequência de bases nitrogenadas de determinado gene durante a duplicação da molécula de DNA.
Essa alteração pode ocorrer por perda, adição ou substituição de nucleotídeos, o que pode originar um
gene capaz de codificar uma proteína diferente da que deveria ter sido codificada.
As mutações gênicas são consideradas as fontes primárias da variabilidade, pois aumentam o número
de alelos disponíveis em um lócus, incrementando um conjunto gênico da população. Embora ocorram
espontaneamente, podem ser provocados por agentes mutagênicos, como radiações e certas
substâncias químicas (a droga ilegal LSD, por exemplo). As mutações não ocorrem para adaptar o
indivíduo ao ambiente. Elas ocorrem ao acaso e, por seleção natural, são mantidas quando adaptativas
(seleção positiva) ou eliminadas em caso contrário (seleção negativa). Podem ocorrer em células
somáticas ou em células germinativas; neste último caso as mutações são de fundamental importância
para a evolução, pois são transmitidas aos descendentes.
As Populações e a Frequência Gênica
A base do estudo da genética de populações é o conceito de "pool gênico", conjunto total de genes
presentes em todos os indivíduos de uma população. Tomemos como exemplo um certo locus gênico
que pode ser ocupado alternativamente pelos alelos A e a. Em uma população de 100 000 pessoas,
encontramos 49 000 homozigotos AA,42000 heterozigotos Aa e 9000 homozigotos aa. Vamos chamar de
pool gênico ao total de genes da população.
49 000 homozigotos AA______________ 98000 genes A
42000heterozigotos Aa_______________42000 genes A e 42 000 genes a
9 000 homozigotos aa ________________ 18000 genes a
TOTAL______________________________140000 genes A e 60000 genes a
Nessa população, há um total de 200 000 genes para esse locus. Desses, 140 000 são o alelo
dominante A e 60 000 são o alelo recessivo a. Portanto, as frequências gênicas correspondem a:
Frequência do alelo dominante
A = f(A) = 140 000/200 000 = 0,70 (ou 70%)
Frequência do alelo recessivo
a = f(a) = 60 000/200 000 = 0,30 (ou 30%)
Como não há outra forma alternativa de ocupação desse locus, a soma das frequências gênicas é
igual a 1,0 (ou 100%)
f(A) + f(a) = 1,0 (ou 100%)
Habitualmente, a frequência do alelo dominante, no caso a frequência do gene A, é expressa por p, e
a frequência do alelo recessivo, por q. Portanto:
f(A) + f(a) = p + q = 1,0 (ou 100%)
No início do século XX, o alemão Weimberg e o britânico Hardy lançaram um postulado segundo o
qual, caso uma população mendeliana não esteja sofrendo influência de nenhum fator evolutivo
(mutações, seleção natural, migrações, etc.), as frequências gênicas de todos os seus alelos deveria
permanecer constante, ao longo das gerações. Esse postulado é conhecido como princípio de Hardy-
Weimberg, ou princípio do equilíbrio gênico.
Fatores que alteram o equilíbrio gênico
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Os principais fatores que afetam o equilíbrio gênico são a mutação, a migração, a seleção e a deriva
gênica.
Mutação e frequências gênicas
A mutação, processo pelo qual um alelo se transforma em outro, pode alterar a frequência gênica de
uma população. Se a taxa de mutação de um gene A para seu alelo a for maior do que a taxa de mutação
inversa (aa A), ocorrerá aumento na frequência do alelo a e a diminuição na frequência de A.
Migração e frequênciasgênicas
As diferentes populações de uma mesma espécie nem sempre são isoladas. Indivíduos podem migrar,
incorporando-se a uma população (imigração) ou saindo dela (emigração). As migrações podem alterar
a constituição gênica de uma população. Por exemplo, se uma população constituída apenas por pessoas
de olhos azuis migrar para uma região onde a maioria das pessoas tenham olhos castanhos, haverá
aumento da frequência do alelo que condiciona olhos azuis e diminuição correspondente na frequência
do alelo que condiciona olhos castanhos
Seleção e frequências gênicas
Dependendo de sua constituição gênica, um indivíduo pode apresentar maior ou menor chance de
sobreviver e se reproduzir. Um exemplo disso é o melanismo industrial. Mariposas portadoras de genótipo
para a cor escura são mais intensamente caçadas pelos pássaros do que as mariposas claras, em áreas
não-poluídas. Por isso, a frequência do gene que condiciona cor escura permanece baixa. Nas áreas
poluídas ocorre o contrário: as mariposas mais intensamente caçadas pelos pássaros são as de cor clara.
Com isso, aumenta a frequência de mariposas escuras e a frequência do alelo que condiciona esta
característica.
Deriva gênica
A deriva genética corresponde a uma drástica alteração casual de ordem natural, que atinge as
frequências genéticas numa população pequena, de geração em geração. Pode surgir quando um
pequeno número de indivíduos pioneiros, com algumas características genéticas específicas, coloniza
novos ambientes, formando uma nova população diferente da original. Também, por deriva genética, um
gene pode ser eliminado de uma população.
Representação esquemática da deriva genética
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Princípio do fundador
Um caso extremo de deriva gênica é o chamado princípio do fundador. O princípio do fundador ocorre
quando uma nova população é iniciada por alguns poucos membros da população original. Essa
população de tamanho pequeno significa que essa colônia pode ter:
-Variação genética reduzida da população original.
-Uma amostra não aleatória dos genes na população original.
Exemplo do princípio fundador no homem
Um exemplo do princípio do fundador na espécie humana foi verificado em comunidades religiosas,
originárias da Alemanha, que se estabeleceram nos Estados Unidos. Devido a seus costumes e religião,
os membros dessas comunidades, chamadas Dunker, mantiveram-se isolados da população norte-
americana. A análise da frequência de alguns genes nos membros da comunidade Dunker mostrou
diferenças significativas tanto em relação à população norte-americana quanto em relação à população
alemã. As diferenças de frequência gênica na população Dunker não posem ser atribuídas a fatores
seletivos ambientais, pois esses também teriam agido sobre a população norte-americana.
A explicação mais plausível é que os Dunker norte-americanos, oriundos da Alemanha, não eram
amostra representativa da população alemã, no tocante às frequências dos genes analisados. Nos
Estados Unidos, como eles se mantiveram isolados, suas frequências gênicas se mantiveram
diferenciadas da população norte americana.
Probabilidade
A partir do momento em que se torna possível o conhecimento de todos os valores de uma variável
aleatória, incluindo suas respectivas probabilidades, construímos uma distribuição de probabilidades. Ela
associa uma probabilidade a cada resultado numérico de um experimento. Para tanto, apresenta a
probabilidade de cada valor de uma variável aleatória. Existem duas fórmulas que se aplicam como regras
na distribuição de probabilidades. Uma delas é de que a soma de todos os valores em uma distribuição
de probabilidades deve ser igual a 1:
∑P(x) = 1, onde x toma todos os valores possíveis
E que a probabilidade de ocorrência de um evento deve ser maior do que zero e menor do que 1:
0 ≤ P(x) ≤ 1 para todo x.
Teoria das Probabilidades
Dados lançados à História da Teoria das Probabilidades se dá por volta do século XVII, quando os
comerciantes mesopotâmicos e fenícios criaram o pagamento de seguros e anuidades pelas mercadorias,
devido ao prejuízo no roubo e no naufrágio de suas cargas. Gregos, romanos e italianos seguiram a
mesma estratégia. Os cálculos utilizados para determinar os valores a serem pagos, eram baseados na
probabilidade de ocorrência de acidentes, como os citados roubos e naufrágios.
Experimento Aleatório
Um experimento pode ser identificado pela letra (E), e é bastante utilizado na descrição de algum
processo que gerou resultado. Para exemplificar esse conceito, basta imaginar uma carta do baralho e
observar o seu naipe. Esse ato gerou um resultado, por exemplo. O mesmo acontece se jogarmos uma
moeda ou um dado homogêneo e observar o número da face superior. Todos esses experimentos têm
algo em comum: são aleatórios.
O que são experimentos aleatórios?
Como os resultados obtidos nos três exemplos acima citados são incertos, os designamos como
aleatórios, mesmo que haja um prévio conhecimento de todos os resultados possíveis. Os experimentos
aleatórios têm como principal característica o fato de ocorrer repetição, com condições inalteradas, não
conduzindo ao mesmo resultado, necessariamente. Ou seja, para o reconhecimento de um experimento
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aleatório, é fundamental que exista a possibilidade dele ser repetido indefinidamente, sob as mesmas
condições; que não se conheça, no primeiro momento, os seus resultados, mas que suas possibilidades
possam descritas
Quando houver uma grande quantidade de vezes que um experimento for repetido, surgirá a seguinte
fração que indica estabilidade: f = r/n (a lei dos Grandes Números). A formulação de um modelo
matemático que possa fazer previsões dos futuros resultados pode se realizada através dessa
regularidade.
Representação:
n – número de repetições
r – número de sucessos de um resultado particular
f – frequência relativa
Dentro de um experimento aleatório, existe um conjunto de todos os resultados possíveis. A esse
conjunto dá-se o nome de Espaço Amostral, simbolizado por (S). No caso do dado, baralho e moeda,
designados como experimento 1 (E1), 2 (E2) e 3 (E3), podemos obter os seguintes resultados:
S1={1,2,3,4,5,6}
S2={copas, paus, espada, ouro}
S3={cara, coroa}
Elemento, membro ou ponto amostral são denominações dadas para os resultados individuais de S. É
possível listar os elementos de um espaço amostral, caso ele seja finito. Quando se obtém os resultados
de um experimento (E), eles podem ser descritos dentro de mais de um espaço amostral.
Evento
Dentro do espaço amostral (E), temos um subconjunto que recebe o nome de evento. Por exemplo,
ao jogarmos um dado, obtemos o experimento E=jogar um dado. Logo, o seu espaço amostral é:
S={1,2,3,4,5,6}. O evento ocorre, quanto estamos interessados em um subgrupo, por exemplo, ocorrer
um número par. Logo, o nosso evento A={2,4,6}
Tipos de Eventos
Os eventos podem ser classificados em:
Evento nulo ou impossível
B={x| x é par e divisor de 7}
Nesse caso, não existem números pares que sejam divisores de 7, pois os únicos são 1 e 7. Logo,
esse evento B é nulo ou = Ø
Evento certo
Seja o evento E=jogar um dado, temos as seguintes possibilidades de resultados no espaço amostral:
S={1,2,3,4,5,6} e se propõe a encontrar um número natural de 1 a 6, o evento é certo, pois A={x| x é um
número natural de 1 a 6}.
(A') Complemento do Evento A
Mantendo-se o experimento de se jogar um dado (E), obtemos o seguinte espaço amostral
S={1,2,3,4,5,6}. Se o evento A=o número é par, então obtemos A={2,4,6}. Logo, seu evento complementar
será A'={1,3,5}, ou seja, o conjunto de elementos de S que não se encontram em A.
Eventos e operações
Para se gerar novos eventos, é possível considerarmos a realização de operações. Essesnovos
eventos serão também subconjuntos do mesmo espaço amostral (S).
E=jogar um dado
Eventos: A, B, C {(A) – o número é par, (B) – o número é maior que 3, (C) – o número é ímpar}, logo
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S={1,2,3,4,5,6}
A={2,4,6}
B={4,5,6}
C{1,3,5}
O evento que contém todos os elementos que são comuns entre outros dois eventos, é chamado de
interseção. A Interseção entre esses grupos se configura da seguinte forma:
A ∩ B = {4,6}
B ∩ C = {5}
A ∩ C = Ø
Neste caso, os eventos A e C são mutuamente exclusivos. O evento que contém elementos que sejam
pertencentes aos dois outros eventos, é chamado de união. A União entre esses grupos se configura da
seguinte forma:
A U B = {2,4,5,6}
AUC = {1,2,3,4,5,6}
Neste caso, A=C'
Probabilidade de um evento
Quando expressamos um resultado que não é certo, mas que com base em acontecimentos passados
ou compreendendo o fenômeno estruturalmente é possível gerar certo grau de confiança em uma
afirmação, criamos a probabilidade de um evento
Técnicas de Contagem dos Pontos do Espaço Amostral
A contagem dos possíveis resultados dentro de um espaço amostral pode ser, por vezes, muito
trabalhosa. Para facilitar a contagem, a análise combinatória foi desenvolvida com as técnicas de
contagem indireta, que acontece da seguinte maneira. No princípio fundamental da contagem, se um
acontecimento é composto por duas etapas sucessivas e se a relação entre as duas for de independência,
onde a etapa 1 pode ocorrer de n modos e a 2 de m modos, para obtermos o número de possibilidades
de ocorrência do acontecimento, basta multiplicarmos n por m
Probabilidade Condicional
Utilizando mais uma vez o exemplo do experimento E: lançamento do dado e seu espaço amostral
S={1,2,3,4,5,6}, onde temos o evento A: sair o nº 3 ao verificar o resultado, obtemos a seguinte
probabilidade: P(A) = 1/6
Agora, se pegarmos o evento B={sair um número ímpar} = {1,3,5}, a probabilidade de P(A) será de 1/3.
Dá-se o nome de probabilidade condicional quando o mesmo reavaliar a probabilidade de ocorrência de
um evento, dado que outro ocorre. Por exemplo, a probabilidade P(A/B) é uma “atualização” de P(A),
contanto que o evento B tenha ocorrido.
Independência Estatística
Define-se independência estatística quando dois eventos (A e B) são independentes, ou seja, se
P(A∩B) = P(A) . P(B). A herança dos tipos sanguíneos do sistema ABO constitui um exemplo de alelos
múltiplos na espécie humana.
A descoberta dos grupos sanguíneos
Por volta de 1900, o médico austríaco Karl Landsteiner (1868 – 1943) verificou que, quando amostras
de sangue de determinadas pessoas eram misturadas, as hemácias se juntavam, formando aglomerados
semelhantes a coágulos, levando a acidentes fatais. Landsteiner concluiu que determinadas pessoas têm
sangues incompatíveis, e, de fato, as pesquisas posteriores revelaram a existência de diversos tipos
sanguíneos, nos diferentes indivíduos da população. Quando, em uma transfusão, uma pessoa recebe
um tipo de sangue incompatível com o seu, as hemácias transferidas vão se aglutinando assim que
penetram na circulação, formando aglomerados compactos que podem obstruir os capilares, prejudicando
a circulação do sangue.
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-Os grupos sanguíneos
Em 1900, Landsteiner conclui que os indivíduos, nas espécie humana, dividem-se em quatro grupos
de diferentes composições sanguíneas, sendo estes o grupo A, B, AB e O, classificados como sistema
ABO.
Aglutinogênios e Aglutininas
No sistema ABO, como visto anteriormente, existem quatro tipos de sangues: A, B, AB e O. Esses
tipos são caracterizados pela presença ou não de certas substâncias na membrana das hemácias, os
aglutinogênios , e pela presença ou ausência de outras substâncias, as aglutininas , no plasma
sanguíneo. Existem dois tipos de aglutinogênio, A e B, e dois tipos de aglutinina, anti-A e anti-B. Pessoas
do grupo A possuem aglutinogênio A, nas hemácias e aglutinina anti-B no plasma; as do grupo B têm
aglutinogênio B nas hemácias e aglutinina anti-A no plasma; pessoas do grupo AB têm aglutinogênios A
e B nas hemácias e nenhuma aglutinina no plasma; e pessoas do gripo O não tem aglutinogênios na
hemácias, mas possuem as duas aglutininas, anti-A e anti-B, no plasma.
Determinação da genética dos grupos sanguíneos
A produção desses aglutinogênios, e o grupo ao qual uma pessoa pertence, são determinados por
uma série de 3 alelos múltiplos: Ia, Ib e i.
IA - determina a produção do aglutinogênio A
IB - determina a produção do aglutinogênio B
i - determina a ausência de aglutinogênios
Genótipos Fenótipos
IA IA, IA i Grupo A
IB IB, IB i Grupo B
IA IB Grupo AB
i i Grupo O
Entre eles, há a seguinte relação de dominância:
Ia = Ib > i entre os genes Ia e Ib não há dominância, mas ambos dominam o gene i.
Tipos possíveis de Transfusão
Quando glóbulos contendo aglutinogênio a (sangue A) entram em contato com o plasma contendo
aglutinina anti-a (sangue B) ocorre a aglutinação das hemácias, formando grupos que poderão ocluir os
capilares do receptor, caso essa reação ocorra num organismo.
Por outro lado, se um indivíduo de sangue A receber uma transfusão de sangue B, estarão sendo
introduzidas no seu organismo hemácias com aglutinogênio b, que serão aglutinadas pelas próprias
aglutininas anti-b.
O sangue dos indivíduos do grupo O (doador universal), por não possuir nenhum aglutinogênio nas
hemácias, pode ser cedido a pessoa de qualquer um dos outros grupos. É verdade que esse sangue
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possui as duas aglutininas, anti-a e anti-b, mas quando injetado no sistema circulatório de uma outra
pessoa, o plasma do doador fica muito diluído, e a possibilidade de que consiga aglutinar as hemácias do
receptor e muito pequena.
Os indivíduos do grupo AB (receptor universal), por outro lado, não possuem aglutinina nenhuma e
podem receber sangue dos indivíduos A, B, AB e O.
O fator Rh
O fator Rh foi descoberto em 1940 por Landsteiner e Wiener, quando trabalhavam com o sangue do
macaco Rheus. Este, quando injetado em cobaia, provoca produção gradativa de antircorpos. Conclui-se
que existe um antígeno nas hemácias do macaco Rheus, que será chamado de fator Rh. Ao anticorpo
produzido pela cobaia, chamaremos de anti-Rh.
-A genética do fator Rh
Três pares de genes estão envolvidos na herança do fator Rh, tratando-se portanto, de casos de alelos
múltiplos. Para simplificar, no entanto, considera-se o envolvimento de apenas um desses pares na
produção do fator Rh, motivo pelo qual passa a ser considerado um caso de herança mendeliana simples.
O gene R, dominante, determina a presença do fator Rh, enquanto o gene r, recessivo, condiciona a
ausência do referido fator.
Genótipos Fenótipos
RR Rh+ (positivo)
Rr Rh+ (positivo)
rr Rh- (negativo)
Doença Hemolítica do Recém-Nascido (D.H.R.N) ou Eritroblastose Fetal
No final da gestação, particularmente durante o parto, pode acontecer a passagem de pequenas
quantidades de sangue fetal para a circulação materna. Ao entrar em contato com glóbulos vermelhos
que contém o fator Rh, o sistema de defesa da mulher Rh negativo irá produzir anticorpos anti-Rh, e a
mulher torna-se sensibilizada.
Em uma próxima gestação, se ela novamente gerar uma criança Rh positivo, deve ocorrer a passagem
desses anticorpos anti-Rh para a circulação fetal, que passam a atacar as células vermelhas do feto,
destruindo-as. Essa destruição chama-se hemólise.
Em consequência da hemólise maciça, a criança apresenta anemia intensa. A liberação de
hemoglobina, contida no interior dos glóbulos vermelhos, faz com que o fígado produza grandes
quantidades de bilirrubina. O acúmulo dessa substância deixa a criança com coloraçãoamarela, o que
se chama icterícia. A bilirrubina pode impregnar o sistema nervoso central, provocando sérias lesões
neurológicas (kernicterus). Em um mecanismo de compensação, a medula óssea, local de produção de
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glóbulos vermelhos, começa a lançar na circulação fetal células imaturas, que ainda possuem núcleo ou
restos nucleares. Essas células são os eritroblastos. Por isso, a doença também é conhecida por
eritroblastose fetal.
Habitualmente, o primeiro feto Rh positivo não apresenta a doença hemolítica, pois a sensibilização
acontece durante o trabalho de parto e não há tempo para que os anticorpos maternos atravessem a
placenta. O mais comum é que o primeiro filho Rh positivo torne a mãe sensibilizada, e que os demais
filhos Rh positivos apresentem a doença. Entretanto, mesmo o primeiro filho pode desenvolver a
eritroblastose fetal caso a mãe tenha sido sensibilizada previamente por uma transfusão de sangue Rh
positivo.
O sistema MN
Sistema proposto em 1927, por Landsteiner e Levine, observando a capacidade de aglutinação de
hemácias humanas em teste realizado em coelhos, sendo a partir de então possível a caracterização de
dois tipos de aglutinogênios presentes conjuntamente ou isolados na membrana dos eritrócitos: o
antígeno M e o antígeno N. Portanto, trata-se de uma herança codominante (sem ação dominante ou
recessiva) do grupo sanguíneo, formado pelos alelos LM e LN.
Nesse sistema, existem três tipos de genótipos para seus correspondentes fenótipos: dois
homozigóticos, sendo o primeiro deles LMLM do grupo M, o segundo LNLN do grupo N e o terceiro
heterozigótico LMLN do grupo MN.
10Genes Letais
As mutações que ocorrem nos seres vivos são totalmente aleatórias e, às vezes, surgem variedades
genéticas que podem levar a morte do portador antes do nascimento ou, caso ele sobreviva, antes de
atingir a maturidade sexual. Esses genes que conduzem à morte do portador, são conhecidos como alelos
letais. Por exemplo, em uma espécie de planta existe o gene C, dominante, responsável pela coloração
verde das folhas. O alelo recessivo c, condiciona a ausência de coloração nas folhas, portanto o
homozigoto recessivo cc morre ainda na fase jovem da planta, pois esta precisa do pigmento verde para
produzir energia através da fotossíntese. O heterozigoto é uma planta saudável, mas não tão eficiente na
captação de energia solar, pela coloração verde clara em suas folhas. Assim, se cruzarmos duas plantas
heterozigotas, de folhas verdes claras, resultará na proporção 2:1 fenótipos entre os descendentes, ao
invés da proporção de 3:1 que seria esperada se fosse um caso clássico de monoibridismo (cruzamento
entre dois indivíduos heterozigotos para um único gene). No caso das plantas o homozigoto recessivo
morre logo após germinar, o que conduz a proporção 2:1.
P
Planta com folhas verde claras
C c
C
CC
Verde escuro
Cc
Verde clara
10 http://www.sobiologia.com.br/
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Planta com folhas verde
claras
c
Cc
Verde clara
cc
Inviável
F1 = Fenótipo: 2/3 Verde clara
1/3 Verde escura
Genótipo: 2/3 Cc
1/3 CC
Esse curioso caso de genes letais foi descoberto em 1904 pelo geneticista francês Cuénot, que
estranhava o fato de a proporção de 3:1 não ser obedecida. Logo, concluiu se tratar de uma caso de gene
recessivo que atuava como letal quando em dose dupla. No homem, alguns genes letais provocam a
morte do feto. É o caso dos genes para acondroplasia, por exemplo. Trata-se de uma anomalia provocada
por gene dominante que, em dose dupla, acarreta a morte do feto, mas em dose simples ocasiona um
tipo de nanismo, entre outras alterações.
Há genes letais no homem, que se manifestam depois do nascimento, alguns na infância e outros na
idade adulta. Na infância, por exemplo, temos os causadores da fibrose cística e da distrofia muscular de
Duchenne (anomalia que acarreta a degeneração da bainha de mielina nos nervos). Dentre os que se
expressam tardiamente na vida do portador, estão os causadores da doença de Huntington, em que há
a deterioração do tecido nervoso, com perde de células principalmente em uma parte do cérebro,
acarretando perda de memória, movimentos involuntários e desequilíbrio emocional.
Doenças Genéticas
A maioria das síndromes genéticas são causadas por aneoploidias. Alterações no número de
cromossomos encontrados em cada célula (geralmente é aumento ou diminuição de 1 cromossomo de
cada par). As aneuploidias podem atingir qualquer um desses 23 pares. Dependendo do par envolvido,
teremos o desenvolvimento de uma certa doença, quanto maior o cromossomo atingido, maiores serão
as alterações.
Causas das Aneuploidias: Vírus, raio x, substâncias químicas (drogas como LSD, maconha, nicotina,
cafeína, ciclamatos idade materna, calor, radiações, predisposição genética a não-separação dos
cromossomos na divisão celular meiótica.
Fórmula Genética:
- inicialmente coloca-se o número total de cromossomos do indivíduo;
- separa-se por vírgula;
- segue o sexo do indivíduo atingido;
- mais o par cromossômico em que ocorre a alteração.
Exemplo: 47, XX + 21 (lê-se: indivíduo do sexo feminino com Síndrome de Down, com 47
cromossomos, devido à trissomia do 21.
Essas doenças são consequências de alterações cromossômicas do tipo numéricas (quando há mais
ou menos cromossomos que o normal) ou do tipo estrutural. Os humanos possuem 46 cromossomos
organizados em 23 pares. Porém, alguns erros de natureza gênica podem gerar indivíduos com um
cromossomo a mais, onde deveria conter um par. Partindo desse pressuposto, o indivíduo possui 47
cromossomos e é portador de algum tipo de trissomia. Esse fenômeno é atribuído à idade avançada em
que ocorre a gravidez: quanto mais tarde, maior a probabilidade de acontecer a trissomia. A trissomia
pode acontecer no cromossomo 21,18, 13 e nos cromossomos sexuais.
Vejamos alguns exemplos de doenças genética:
Síndrome de Down: Trata-se de um distúrbio genético, resultado da trissomia do cromossomo
21.Esse tipo específico de trissomia causa retardo mental e algumas características físicas próprias. As
chances de ter um bebê com Síndrome de Down é maior quanto mais tarde a mulher engravidar. Essa
trissomia é a mais comum entre as que existem e cerca de 95% dos casos de distúrbio genético causado
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por trissomia são de Síndrome de Down. O diagnóstico é feito com base nas características físicas em
comum que todas as crianças com a síndrome apresentam. Apesar das características que eles
desenvolvem em comum, é importante lembrar que os portadores também herdam características físicas
de seus pais, que definem a cor da pele, do cabelo, dos olhos, enfim, tudo que o caracteriza, assim como
em qualquer criança.
Síndrome de Edward: Erro genético que consiste na trissomia do cromossomo 18. Estima-se que
mais de 90% dos casos dessa síndrome resultem em abortos espontâneos e o maior número de casos
ocorre com mulheres. O sistema nervoso central é atingido. As crianças que nascem com essa anomalia
gênica têm diferentes graus de retardo mental e podem ter hidrocefalias. Desenvolvem características
típicas e tem baixa expectativa de vida.
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Síndrome de Klinenfelter: A síndrome de Klinenfelter é uma doença causada por uma variação
cromossômica em que há um cromossomo sexual a mais. Acontece nos homens; portanto, o cariótipo é
XXY. Esse cromossomo extra provoca algumas características físicas particulares. Eles possuem
expectativa de vida normal, mas têm maior probabilidade de sofrer com AVC (acidente vascular cerebral).
Geralmente,não é diagnosticada após o nascimento, mas quanto mais cedo for detectado o problema,
mais eficaz é o tratamento.
Síndrome XYY : Durante a fecundação, o indivíduo recebe dois cromossomos sexuais Y por causa de
uma aneuploidia do espermatozoide. Isso faz com que o portador tenha características comportamentais
que os diferem, embora não apresentem má-formação. A doença tem incidência maior nos presidiose
hospícios, pois foi comprovado que os homens com a síndrome se mostram mais agressivos.
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Síndrome de Patau: A síndrome de Patau é uma anomalia cromossômica causada pela trissomia
do cromossoma 13. Foi descoberta em 1960 por Klaus Patau observando bebês com mal formações
múltiplas. Tem como principal causa a não disjunção dos cromossomas durante a anáfase 1 da mitose,
gerando gametas com 24 cromatídeos. Neste caso, o gameta possui um par de cromossomas 13, que
juntando com o cromossoma 13 do gameta do parceiro forma um ovo com trissomia. Cerca de 20% dos
casos resultam de uma translocação não balanceada. Ocorre na maioria das vezes com mulheres com
idade avançada 35 anos acima
Síndrome de Turner: é uma monossomia do X e apenas 1% dos que a possuem sobrevive. A
proporção estatística é de 1 para 8000 nascimentos, sendo que apenas a metade das meninas que
sobrevivem apresentam cariótipo com 45X (como no cariótipo abaixo), a outra metade tem muitas
anormalidades cromossômicas no cromossomo sexual.
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Cariótipo de uma pessoa com Síndrome de Turner
Com tamanha alteração não é de se espantar que a maioria nem chegue a nascer, e das que nascem
apenas uma pequena parcela sobrevive. E dentre as que sobrevivem, aproximadamente 90% precisam
fazer uma substituição hormonal para auxiliar no desenvolvimento dos caracteres sexuais secundários
(pelos pubianos, por exemplo) já que o organismo não consegue fazê-lo sozinho. Por esses dados é
possível confirmar o que as pesquisas já dizem: a causa mais frequente dos abortos espontâneos por
síndromes é a Síndrome de Turner, dados mais específicos taxam em 18% este índice.
A síndrome de Turner ocorre graças à um erro durante a gametogênese, causando a monossomia
do X e quase sempre está presente no gameta paterno. Suas características fenotípicas mais comuns
são: estatura menor que o padrão para a idade, pescoço robusto (ou alado), ausência da maturação
sexual, tórax largo com mamilos muito separados, inchaço nas mãos e pés. Nas figuras abaixo e ao lado
podemos perceber perfeitamente este padrão fenotípico.
Graças às características observadas acima, erroneamente no passado as mulheres acometidas por
esta síndrome eram incluídas no grupo dos deficientes mentais, pela semelhança de alguns caracteres.
Mas isto é um equívoco, pois estudos e relatos de caso já comprovaram que ou a inteligência não é
afetada ou comumente as mulheres portadoras desta síndrome evoluem sua inteligência um pouco mais
que a média das outras mulheres, ditas “normais” (ou não-sindromizadas)
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Os anticorpos são glicoproteínas plasmáticas circulantes, do tipo das gamaglobulinas, denominadas
também de imunoglobulinas (Ig). Cada uma interage especificamente com determinado antígeno
(epítopo) responsável por estimular sua formação. São secretados pelos plasmócitos resultantes da
proliferação e diferenciação do linfócito B.O anticorpo possui uma função importante de se combinar
especificamente com o epítopo que ele reconhece, provocando o aparecimento de sinais químicos
indicando aos outros componentes do sistema imunitário, que há um invasor no organismo. Alguns
anticorpos possuem a capacidade de aglutinar células e precipitar antígenos solúveis. Esta aglutinação
facilita a fagocitose do micro-organismo e a precipitação de moléculas estranhas que são agressivas,
podem torná-las inócuas. Existem cinco classes de imunoglobulinas com função de anticorpos, são elas:
IgA, IgD, IgE, IgG e IgM.
Estas se diferenciam pelas suas propriedades biológicas, localizações funcionais e capacidade de lidar
com os diversos antígenos. As imunoglobulinas são moléculas de estrutura tridimensional, sendo que
cada uma possui duas cadeias pesadas, unidas a uma cadeia leve cada, através de duas pontes de
enxofre e mais duas cadeias pesadas unidas entre si. A mais abundante na circulação sanguínea é a
IgG, constituindo cerca de 75% das imunoglobulinas presentes no plasma. Serve como modelo para as
outras classes. Formada por duas cadeias leves idênticas e duas cadeias pesadas, também idênticas,
ligadas por pontes de dissulfeto e forças não covalentes. A IgA está presente em pequena quantidade na
circulação sanguínea.
Encontra-se sob a forma de SIgA, sendo o principal anticorpo encontrado na lágrima, no leite, na saliva,
nas secreções nasal e bronquial, na secreção presente no lúmen do intestino delgado, na secreção da
próstata e também no líquido que umedece a vagina. É muito resistente às enzimas proteolíticas, deste
modo, sendo adaptada para atuar nas secreções sem sofrer inativação pelas enzimas presentes nestas.
A IgM constitui 10% dos anticorpos do plasma sanguíneo, existindo na maior parte das vezes, sob a forma
de pentâmero (combinação de cinco moléculas). Este imunoglobulina é a predominante no início das
respostas imunitárias. Juntamente com a IgD é a mais encontrada na superfície de linfócitos B, exercendo
a função de receptoras, combinando com antígenos específicos.
O resultado desta combinação é a proliferação destes linfócitos e sua posterior diferenciação em
plasmócitos. A IgM livre no sangue, a circulante, pode ativar o complemento, resultando na lise de
bactérias. A IgE, geralmente está na forma de monômero, possui grande afinidade para receptores
localizados na membrana de mastócitos e basófilos. Após estas moléculas de imunoglobulinas serem
secretadas pelos plasmócitos, elas irão se prender àqueles receptores, praticamente desaparecendo no
plasma. A reação alérgica é mediada pela atividade desta imunoglobulina e dos alérgenos que estimulam
sua produção. Quando este é encontrado novamente pelo IgE, o complexo antígeno-IgE formada na
superfície dos mastócitos e basófilos, determina a produção e a liberação de várias substâncias
biologicamente ativas (heparina, histamina, leucotrienos e ECF-A)
A IgD sua função principal ainda não foi esclarecida. Está presente no plasma sanguíneo em
concentrações muito baixas, representando apenas 0,2% do total de imunoglobulinas. Esta molécula,
juntamente com a IgM, está presente na superfície dos linfócitos B participando da diferenciação desta
célula.
Interação Antígeno/Anticorpo
A associação específica de antígenos e anticorpos é dependente de ligações de hidrogênio, interações
hidrofóbicas, forças eletrostáticas e forças de van der Waals. Estes são todos laços de natureza fraca e
não-covalente, ainda que algumas associações entre o antígeno e anticorpo possam ser bastante fortes.
Tal como os anticorpos, os antígenos podem ser polivalentes, através de múltiplas cópias do mesmo
epítopo, ou pela presença de múltiplos epítopos que são reconhecidos pelos vários anticorpos. Interações
envolvendo polivalência podem produzir complexos mais estáveis, porém também podem resultar em
dificuldades, reduzindo a possibilidade de ligação. Toda a ligação antígeno-anticorpo é reversível, e segue
o princípio base da termodinâmica de qualquer interação bimolecular reversível.
O tempo necessário para atingir o equilíbrio é dependente da taxa de difusão e da afinidade do
anticorpo para o antígeno, e pode variar amplamente. Constantes de afinidade podem ser afetadas pela
temperatura, pH e solvente. Podem ser determinadas por anticorpos monoclonais, mas não por
anticorpos policlonais, considerando as ligações múltiplas entre os anticorpospoliclonais e seus
antígenos. Medidas quantitativas de afinidade de anticorpos para antígenos podem ser feitas por diálise
de equilíbrio. Uma diálise de equilíbrio repetida com uma concentração constante de anticorpo e variando
a concentração de ligantes é usada para gerar gráficos de Scatchard , que fornece informações sobre
afinidade e possível reatividade cruzada.
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Interação antígenos e anticorpos
A afinidade descreve a intensidade da interação antígeno-anticorpo em sítios antigênicos individuais.
Dentro de cada local antigênico, a região variável do anticorpo "braço" interage através de forças não-
covalentes fracas com o antígeno em vários locais. Quanto mais interações, mais forte a afinidade. A
avidez talvez seja uma medida mais informativa da estabilidade global ou da força do complexo antígeno-
anticorpo. Ela é controlada por três fatores principais: afinidade entre anticorpo e epítopo, valência de
antígeno e anticorpo, e arranjo estrutural da interação. Estes fatores definem a especificidade do
anticorpo, isto é, a probabilidade de que o anticorpo seja precisamente específico para um epítopo. A
reatividade cruzada refere-se a um anticorpo ou à uma população de anticorpos que se ligam aos epítopos
de outros antígenos. Pode ser causada por baixa avidez, baixa especificidade do anticorpo, ou pela
semelhança de epítopos pertencentes a antígenos distintos.
A reatividade cruzada às vezes é desejável, quando se pretende a ligação do anticorpo a um grupo de
antígenos relacionados ou em casos que é necessária a marcação de espécies relacionadas, quando a
sequência do epítopo antigênico não é altamente conservada na evolução. Técnicas imunoquímicas
possibilitam extrema especificidade, ao nível molecular, de cada imunoglobulina com o seu antígeno,
mesmo na presença de níveis elevados de moléculas contaminantes. A polivalência da maioria dos
antígenos e anticorpos lhes permite agirem de modo a formar precipitados. Alguns exemplos de
aplicações experimentais que utilizam anticorpos são Western Blot, imuno-histoquímica e imuno-
citoquímica, Assay Enzyme-Linked Immunosorbent (ELISA), imunoprecipitação e citometria de fluxo.
Câncer é o nome dado a um conjunto de mais de 100 doenças que têm em comum o crescimento
desordenado (maligno) de células que invadem os tecidos e órgãos, podendo espalhar-se (metástase)
para outras regiões do corpo.
Dividindo-se rapidamente, estas células tendem a ser muito agressivas e incontroláveis, determinando
a formação de tumores (acúmulo de células cancerosas) ou neoplasias malignas. Por outro lado, um
tumor benigno significa simplesmente uma massa localizada de células que se multiplicam
vagarosamente e se assemelham ao seu tecido original, raramente constituindo um risco de vida.
Os diferentes tipos de câncer correspondem aos vários tipos de células do corpo. Por exemplo, existem
diversos tipos de câncer de pele porque a pele é formada de mais de um tipo de célula. Se o câncer tem
início em tecidos epiteliais como pele ou mucosas ele é denominado carcinoma. Se começa em tecidos
conjuntivos como osso, músculo ou cartilagem é chamado de sarcoma. Outras características que
diferenciam os diversos tipos de câncer entre si são a velocidade de multiplicação das células e a
capacidade de invadir tecidos e órgãos vizinhos ou distantes (metástases).
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As causas de câncer são variadas, podendo ser externas ou internas ao organismo, estando ambas
inter-relacionadas. As causas externas relacionam-se ao meio ambiente e aos hábitos ou costumes
próprios de um ambiente social e cultural. As causas internas são, na maioria das vezes, geneticamente
pré-determinadas, estão ligadas à capacidade do organismo de se defender das agressões externas.
Esses fatores causais podem interagir de várias formas, aumentando a probabilidade de transformações
malignas nas células normais. De todos os casos, 80% a 90% dos cânceres estão associados a fatores
ambientais. Alguns deles são bem conhecidos: o cigarro pode causar câncer de pulmão, a exposição
excessiva ao sol pode causar câncer de pele, e alguns vírus podem causar leucemia. Outros estão em
estudo, tais como alguns componentes dos alimentos que ingerimos, e muitos são ainda completamente
desconhecidos.
O envelhecimento traz mudanças nas células que aumentam a sua suscetibilidade à transformação
maligna. Isso, somado ao fato de as células das pessoas idosas terem sido expostas por mais tempo aos
diferentes fatores de risco para câncer, explica em parte o porquê de o câncer ser mais frequente nesses
indivíduos. Os fatores de risco ambientais de câncer são denominados cancerígenos ou carcinógenos.
Esses fatores atuam alterando a estrutura genética (DNA) das células. O surgimento do câncer depende
da intensidade e duração da exposição das células aos agentes causadores de câncer. Por exemplo, o
risco de uma pessoa desenvolver câncer de pulmão é diretamente proporcional ao número de cigarros
fumados por dia e ao número de anos que ela vem fumando.
Fatores de Risco de Natureza Ambiental
Os fatores de risco de câncer podem ser encontrados no meio ambiente ou podem ser herdados. A
maioria dos casos de câncer (80%) está relacionada ao meio ambiente, no qual encontramos um grande
número de fatores de risco. Entende-se por ambiente o meio em geral (água, terra e ar), o ambiente
ocupacional (indústrias químicas e afins) o ambiente de consumo (alimentos, medicamentos) o ambiente
social e cultural (estilo e hábitos de vida). As mudanças provocadas no meio ambiente pelo próprio
homem, os 'hábitos' e o 'estilo de vida' adotados pelas pessoas, podem determinar diferentes tipos de
câncer.
Heranças Genéticas
Herança genética é processo pelo qual um organismo ou célula adquire ou torna-se predisposto a
adquirir características semelhantes à do organismo ou célula que o gerou, através de informações
codificadas (código genético) que são transmitidas à descendência. A combinação entre os códigos
genéticos dos progenitores (em espécies sexuadas) e erros (mutações) na transmissão desses códigos
são responsáveis pela variação biológica que, sob a ação da seleção natural, permite a evolução das
espécies. A ciência que estuda a herança genética é a genética. Organismos vivos são compostos de
células, que possuem material genético. Esse material se encontra reunido em estruturas celulares
chamadas cromossomos.
Em organismos unicelulares como as bactérias, a célula-filha herda o seu genoma da célula-mãe. Em
organismos diploides, como os seres humanos, os cromossomos ocorrem aos pares. Cada par destes
cromossomos é constituído tanto de informação genética de origem materna quanto de origem paterna,
normalmente em partes iguais. No processo de fecundação, quando o espermatozoide paterno se une
ao óvulo materno, metade das informações genéticas de cada progenitor se unem para formar o genoma
da célula embrionária resultante. Assim, esta contém informações genéticas maternas e paternas. A
formação do embrião se dá por subdivisões celulares sucessivas a partir dessa primeira célula. Na divisão
celular, as informações genéticas são replicadas. Assim, cada nova célula do indivíduo possui a mesma
informação genética presente na primeira célula zigótica.
Clonagem
A Clonagem é um mecanismo comum de reprodução de espécies de plantas ou bactérias. Um clone
pode ser definido como uma população de moléculas, células ou organismos que se originaram de uma
única célula e que são idênticas à célula original. Em humanos, os clones naturais são os gêmeos
idênticos que se originam da divisão de um óvulo fertilizado. A grande revolução da Dolly, que abriu
caminho para possibilidade de clonagem humana, foi a demonstração, pela primeira vez, de que era
possível clonar um mamífero, isto é, produzir uma cópiageneticamente idêntica, a partir de uma célula
somática diferenciada. Para entendermos porque esta experiência foi surpreendente, precisamos
recordar um pouco de embriologia.
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Todos nós já fomos uma célula única, resultante da fusão de um óvulo e um espermatozoide. Esta
primeira célula já tem no seu núcleo o DNA com toda a informação genética para gerar um novo ser. O
DNA nas células fica extremamente condensado e organizado em cromossomos. Com exceção das
nossas células sexuais, o óvulo e o espermatozoide que têm 23 cromossomos, todas as outras células
do nosso corpo têm 46 cromossomos. Em cada célula, temos 22 pares que são iguais nos dois sexos,
chamados autossomo: XX no sexo feminino e XY no sexo masculino. Estas células, com 46
cromossomos, são chamadas células somáticas.
O núcleo da célula contém os 23 pares de cromossomos.
Voltemos agora à nossa primeira célula resultante da fusão do óvulo e do espermatozoide. Logo após
a fecundação, ela começa a se dividir: uma célula em duas, duas em quatro, quatro em oito e assim por
diante. Pelo menos até a fase de oito células, cada uma delas é capaz de se desenvolver em um ser
humano completo. São chamadas de totipotentes. Na fase de oito a dezesseis células, as células do
embrião se diferenciam em dois grupos: um grupo de células externas que vão originar a placenta e os
anexos embrionários, e uma massa de células internas que vai originar o embrião propriamente dito. Após
72 horas, este embrião, agora com cerca de cem células, é chamado de blastocisto.
É nesta fase que ocorre a implantação do embrião na cavidade uterina. As células internas do
blastocisto vão originar as centenas de tecidos que compõem o corpo humano. São chamadas de células
tronco embrionárias pluripotentes. A partir de um determinado momento, estas células somáticas - que
ainda são todas iguais - começam a diferenciar-se nos vários tecidos que vão compor o organismo:
sangue, fígado, músculos, cérebro, ossos etc. Os genes que controlam esta diferenciação e o processo
pelo qual isto ocorre ainda são um mistério.
O que sabemos é que uma vez diferenciadas, as células somáticas perdem a capacidade de originar
qualquer tecido. As células descendentes de uma célula diferenciada vão manter as mesmas
características daquela que as originou, isto é, células de fígado vão originar células de fígado, células
musculares vão originar células musculares e assim por diante. Apesar de o número de genes e de o
DNA ser igual em todas as células do nosso corpo, os genes nas células somáticas diferenciadas se
expressam de maneiras diferentes em cada tecido, isto é, a expressão gênica é específica para cada
tecido. Com exceção dos genes responsáveis pela manutenção do metabolismo celular (housekeeping
genes) que se mantêm ativos em todas as células do organismo, só irão funcionar em cada tecido ou
órgão os genes importantes para a manutenção deste. Os outros se mantêm "silenciados" ou inativos
Clonagem Reprodutiva
A grande notícia da Dolly foi justamente a descoberta de que uma célula somática de mamífero, já
diferenciada, como a célula da pele, a célula do coração, etc. poderia ser reprogramada ao estágio inicial
e voltar a ser totipotente (isto é poder dar origem a qualquer tipo celular novamente).
Isto foi conseguido através da transferência do núcleo de uma célula somática da glândula mamária
da ovelha que originou a Dolly para um óvulo anucleado (óvulo sem núcleo). Surpreendentemente, este
começou a comportar-se como um óvulo recém-fecundado por um espermatozoide. Isto provavelmente
ocorreu porque o óvulo, quando fecundado, tem mecanismos, para nós ainda desconhecidos, para
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reprogramar o DNA de modo a tornar todos os seus genes novamente ativos, o que ocorre no processo
normal de fertilização.
Ilustração de como foi a clonagem da Dolly
Para a obtenção de um clone, este óvulo anucleado, no qual foi transferido o núcleo da célula somática,
foi inserido para o útero de outra ovelha. No caso da clonagem humana reprodutiva , a proposta seria
retirar-se o núcleo de uma célula somática, que teoricamente poderia ser de qualquer tecido de uma
criança ou adulto, inserir este núcleo em um óvulo e implantá-lo em um útero (que funcionaria como uma
barriga de aluguel). Se este óvulo se desenvolver teremos um novo ser com as mesmas características
físicas da criança ou adulto de quem foi retirada a célula somática. Seria como um gêmeo idêntico nascido
posteriormente.
Ilustração de como seria a clonagem humana
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Já sabemos que não é um processo fácil. Dolly só nasceu depois de 276 tentativas que fracassaram.
Além disso, dentre as 277 células "da mãe de Dolly" que foram inseridas em um óvulo sem núcleo, 90%
não alcançaram nem o estágio de blastocisto. A tentativa posterior de clonar outros mamíferos tais como
camundongos, porcos, bezerros, um cavalo e um veado também tem mostrado uma eficiência muito baixa
e uma proporção muito grande de abortos e embriões malformados. Penta, a primeira bezerra brasileira
clonada a partir de uma célula somática morreu adulta, em 2002, com um pouco mais de um mês. Ainda
em 2002, foi anunciada a clonagem do copycat o primeiro gato de estimação clonado a partir de uma
célula somática adulta. Para isto foram utilizados 188 óvulos que geraram 87 embriões e apenas um
animal vivo. Na realidade, experiências recentes, com diferentes tipos de animais, têm mostrado que esta
reprogramação dos genes, para o estágio embrionário, o qual originou Dolly, é extremamente difícil.
O grupo liderado por Ian Wilmut, o cientista escocês que se tornou famoso por esta experiência, afirma
que praticamente todos os animais que foram clonados nos últimos anos a partir de células não
embrionárias estão com problemas. Entre os diferentes defeitos observados nos pouquíssimos animais
que nasceram vivos após inúmeras tentativas, observam-se: placentas anormais, gigantismo em ovelhas
e gado, defeitos cardíacos em porcos, problemas pulmonares em vacas, ovelhas e porcos, problemas
imunológicos, falha na produção de leucócitos, defeitos musculares em carneiros.
Os avanços recentes em clonagem reprodutiva permitem quatro conclusões importantes:
1- a maioria dos clones morre no início da gestação;
2- os animais clonados têm defeitos e anormalidades semelhantes, independentemente da célula
doadora ou da espécie;
3- essas anormalidades provavelmente ocorrem por falhas na reprogramação do genoma;
4- a eficiência da clonagem depende do estágio de diferenciação da célula doadora. De fato, a
clonagem reprodutiva a partir de células embrionárias tem mostrado uma eficiência de dez a vinte vezes
maior, provavelmente porque os genes que são fundamentais no início da embriogênese estão ainda
ativos no genoma da célula doadora.
É interessante que, dentre todos os mamíferos que já foram clonados, a eficiência é um pouco maior
em bezerros (cerca de 10% a 15%). Por outro lado, um fato intrigante é que ainda não se tem notícias de
macaco ou cachorro que tenha sido clonado. Talvez seja por isso que a cientista inglesa Ann McLaren
tenha afirmado que as falhas na reprogramação do núcleo somático possam se constituir em uma barreira
intransponível para a clonagem humana. Mesmo assim, pessoas como o médico italiano Antinori ou a
seita dos raelianos defendem a clonagem humana, um procedimento que tem sido proibido em todos os
países. De fato, um documento assinado em 2003 pelas academias de ciências de 63 países, inclusive o
Brasil, pedem o banimento da clonagem reprodutiva humana. O fato é que a simples possibilidade de
clonar humanos tem suscitado discussões éticas em todos os segmentos da sociedade, tais como: Por
que clonar? Quem deveria ser clonado? Quem iriadecidir? Quem será o pai ou a mãe do clone? O que
fazer com os clones que nascerem defeituosos?
Na realidade, o maior problema ético atual é o enorme risco biológico associado à clonagem
reprodutiva. No meu entender, seria a mesma coisa que discutir os prós e os contras em relação à
liberação de uma medicação nova, cujos efeitos são devastadores e ainda totalmente incontroláveis.
Apesar de todos estes argumentos contra a clonagem humana reprodutiva, experiências com animais
clonados têm nos ensinado muito acerca do funcionamento celular. Por outro lado, a tecnologia de
transferência de núcleo para fins terapêuticos, a chamada clonagem terapêutica, poderá ser
extremamente útil para obtenção de células-tronco.
Texto adaptado de Zatz, Mayana. "Clonagem e células-tronco".
Cienc. Cult., jun. 2004, vol. 56, nº 3, pp. 23-27, ISSN 0009-6725.
Clonagem terapêutica para obtenção das células-tronco
Se em vez de inserirmos em um útero o óvulo cujo núcleo foi substituído por um de uma célula somática
deixarmos que ele se divida no laboratório teremos a possibilidade de usar estas células - que na fase de
blastocisto são pluripotentes - para fabricar diferentes tecidos. Isto abrirá perspectivas fantásticas para
futuros tratamentos, porque hoje só se consegue cultivar em laboratório células com as mesmas
características do tecido do qual foram retiradas. É importante que as pessoas entendam que, na
clonagem para fins terapêuticos, serão gerados só tecidos, em laboratório, sem implantação no útero.
Não se trata de clonar um feto até alguns meses dentro do útero para depois lhe retirar os órgãos como
alguns acreditam. Também não há porque chamar esse óvulo de embrião após a transferência de núcleo
porque ele nunca terá esse destino.
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Uma pesquisa publicada na revista Science por um grupo de cientistas coreanos (Hwang e col., 2004)
confirma a possibilidade de obter-se células-tronco pluripotentes a partir da técnica de clonagem
terapêutica ou transferência de núcleos. O trabalho foi feito graças a participação de dezesseis mulheres
voluntárias que doaram, ao todo, 242 óvulos e células "cumulus" (células que ficam ao redor dos óvulos)
para contribuir com pesquisas visando à clonagem terapêutica. As células cumulus, que já são células
diferenciadas, foram transferidas para os óvulos dos quais haviam sido retirados os próprios núcleos.
Dentre esses, 25% conseguiram se dividir e chegar ao estágio de blastocisto, portanto, capazes de
produzir linhagens de células-tronco pluripotentes.
A clonagem terapêutica teria a vantagem de evitar rejeição se o doador fosse a p rópria pessoa.
Seria o caso, por exemplo, de reconstituir a medula em alguém que se tornou paraplégico após
um acidente ou para substituir o tecido cardíaco em uma pessoa que sofreu um infarto. Entretanto,
esta técnica tem suas limitações. O doador não poderia ser a própria pessoa quando se tratasse de
alguém afetado por doença genética, pois a mutação patogênica causadora da doença estaria presente
em todas as células. No caso de usar-se linhagens de células-tronco embrionárias de outra pessoa, ter-
se-ia também o problema da compatibilidade entre o doador e o receptor. Seria o caso, por exemplo, de
alguém afetado por distrofia muscular progressiva, pois haveria necessidade de se substituir seu tecido
muscular. Ele não poderia utilizar-se de suas próprias células-tronco, mas de um doador compatível que
poderia, eventualmente, ser um parente próximo.
Além disso, não sabemos se, no caso de células obtidas de uma pessoa idosa afetada pelo mal de
Alzheimer, por exemplo, se as células clonadas teriam a mesma idade do doador ou se seriam células
jovens. Outra questão em aberto diz respeito à reprogramação dos genes que poderiam inviabilizar o
processo dependendo do tecido ou do órgão a ser substituído. Em resumo, por mais que sejamos
favoráveis à clonagem terapêutica, trata-se de uma tecnologia que necessita de muita pe squisa
antes de ser aplicada no tratamento clínico. Por este motivo, a grande esperança, a curto prazo, para
terapia celular, vem da utilização de células-tronco de outras fontes.
Texto adaptado de Zatz, Mayana. "Clonagem e células-tronco".
Cienc. Cult., jun. 2004, vol.56, nº 3, pp. 23-27, ISSN 0009-6725.
Terapia celular com outras fontes de células-tronco
Indivíduos Adultos
Existem células-tronco em vários tecidos (como medula óssea, sangue, fígado) de crianças e adultos.
Entretanto, a quantidade é pequena e não sabemos ainda em que tecidos são capazes de se diferenciar.
Pesquisas recentes mostraram que células-tronco retiradas da medula de indivíduos com problemas
cardíacos foram capazes de reconstituir o músculo do seu coração, o que abre perspectivas fantásticas
de tratamento para pessoas com problemas cardíacos. Mas a maior limitação da técnica, do
autotransplante é que ela não serviria para portadores de doenças genéticas. É importante lembrar que
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as doenças genéticas afetam 3-4% das crianças que nascem. Ou seja, mais de cinco milhões de
brasileiros para uma população atual de 170 milhões de pessoas. É verdade que nem todas as doenças
genéticas poderiam ser tratadas com células-tronco, mas se pensarmos somente nas doenças
neuromusculares degenerativas, que afetam uma em cada mil pessoas, estamos falando de quase
duzentas mil pessoas.
Cordão Umbilical e Placenta
Pesquisas recentes vêm mostrando que o sangue do cordão umbilical e da placenta são ricos em
células-tronco. Entretanto, também não sabemos ainda qual é o potencial de diferenciação dessas células
em diferentes tecidos. Se as pesquisas com células-tronco de cordão umbilical proporcionarem os
resultados esperados, isto é, se forem realmente capazes de regenerar tecidos ou órgãos, esta será
certamente uma notícia fantástica, porque não envolveria questões éticas. Teríamos que resolver então
o problema de compatibilidade entre as células-tronco do cordão doador e do receptor. Para isto será
necessário criar, com a maior urgência, bancos de cordão públicos, à semelhança dos bancos de sangue.
Isto porque sabe-se que, quanto maior o número de amostras de cordão em um banco, maior a chance
de se encontrar um compatível. Experiências recentes já demonstraram que o sangue do cordão umbilical
é o melhor material para substituir a medula em casos de leucemia. Por isso, a criação de bancos de
cordão é uma prioridade que já se justifica somente para o tratamento de doenças sanguíneas, mesmo
antes de confirmarmos o resultado de outras pesquisas.
Células Embrionárias
Se as células-tronco de cordão tiverem a potencialidade desejada, a alternativa será o uso de células-
tronco embrionárias obtidas de embriões não utilizados que são descartados em clínicas de fertilização.
Os opositores ao uso de células embrionárias para fins terapêuticos argumentam que isto poderia gerar
um comércio de óvulos ou que haveria destruição de "embriões humanos" e não é ético destruir uma vida
para salvar outra.
Texto adaptado de Zatz, Mayana. "Clonagem e células-tronco".
Cienc. Cult., jun. 2004, vol. 56, nº 3, pp. 23-27, ISSN 0009-6725.
Vitória para a Ciência: Aprovada a utilização de células-tronco embrionárias em pesqui sas
O STF (Supremo Tribunal Federal) aprovou dia 29/05/2008 as pesquisas com células-tronco
embrionárias no país. O Supremo rejeitou uma ação direta de inconstitucionalidade contra o artigo 5º
artigo da Lei de Biossegurança que permite a utilização, em pesquisas, dessas células fertilizadas in
vitro e não utilizadas. Segundo a norma, podem ser utilizados apenas os embriões que estejam
congelados há três anos ou mais, mediante autorização do casal. O artigo também veta a comercialização
do material biológico.
A multiplicação dos fragmentos de DNA
Ocorrendo a fragmentação das moléculas de DNA, como uso das enzimas de restrição, e o seu
reconhecimento pela técnica de eletroforese em gel, o próximo passo é multiplicar (clonar) o fragmento
obtido e submetê-los à tecnologia do DNA recombinante. A técnica de multiplicação da fita de DNA é
chamada de PCR (reação em cadeia da polimerase). Na década de 1980, passou-se a utilizar a técnica
do PCR para fazer milhares de cópias de um único pedaço de DNA. Essa técnica é usada em tubos de
ensaio contendo o DNA e mais alguns compostos necessários, como primers (DNAs iniciadores) e
a enzima DNA polimerase (enzima que faz a replicação do DNA).
Os primers são fitas de DNA, com mais ou menos 20 bases (A, T, C, G) complementares, isto é se
ligam por complementaridade ao início da sequência de DNA que se quer multiplicar. Quando uma
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molécula de DNA vai ser multiplicada deve-se separar a dupla fita, formando assim duas fitas diferentes
mas complementares entre si. Cada fita servirá de molde para a duplicação, por isso, precisamos de dois
tipos de primers diferentes (veja a figura)
Técnica de PCR,
Obtém-se uma amostra mínima de DNA de uma célula humana.
- A amostra de DNA, a enzima que faz a replicação (DNA polimerase), os nucleotídeos de DNA e os
primers complementares a sequência de DNA são colocados em um tubo de ensaio.
- Coloca-se o tubo de ensaio em uma máquina de PCR (máquina que aumenta e diminui a temperatura
de acordo com um programa). Os passos seguintes, de aquecimento e resfriamento, acontecem dentro
da máquina controlados pelo programa.
Aquece-se o tubo a 94ºC para desnaturar (separar a dupla fita) o DNA.
- Cada fita simples do DNA que foi desnaturado serve de molde para a síntese de novas cadeias
complementares. Para isso resfria-se a 54ºC onde os primers se anelam ao início das duas fitas simples,
servindo de iniciadores para a enzima polimerase.
- Aquece-se novamente o tubo a 72ºC (temperatura ideal de funcionamento da DNA polimerase) para
a duplicação da fita. A DNA polimerase inicia, após o final do primer, a colocar os nucleotídeos livres na
fita de DNA ligando-os por complementaridade, formando assim uma nova fita dupla.
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Separando fragmentos de DNA: eletroforese em gel
Como vimos no item anterior, os fragmentos de DNA formados com a ação das enzimas de restrição
possuem tamanhos diferentes. A técnica de separação dos fragmentos de DNA mais utilizada é a
eletroforese através de géis de agarose. A agarose é um polissacarídeo (como ágar e pectina) que
dissolve em água fervente e então gelifica quando esfria como a gelatina. Para realizar uma eletroforese,
um gel de agarose é preparado, o DNA é introduzido em pequenos poços de gel, e então uma corrente
elétrica é aplicada através do gel. Como o DNA é negativamente carregado, ele é atraído pelo eletrodo
positivo. Entretanto, para chegar ao eletrodo positivo, o DNA deve migrar através do gel de agarose.
Os fragmentos de DNA menores podem migrar através de um gel de agarose mais rapidamente que
os fragmentos de DNA maiores. A velocidade de migração de fragmentos de DNA lineares através da
agarose é inversamente proporcional a log10 de seus pesos moleculares. É possível calcular o
tamanho exato de um dado fragmento com base na sua razão de migração. Após a eletroforese em
gel, os fragmentos de DNA normalmente são corados com brometo de etídeo, que possui afinidade pelo
DNA e fluorece (torna-se visível) vivamente em contato com a luz ultravioleta. Dessa forma pode-se
localizar as bandas que correspondem ao DNA. Os fragmentos de DNA podem, então, ser isolados e
purificados a partir dos géis de agarose.
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A tecnologia do DNA recombinante
Cada fragmento de DNA, que foi clivado e separado do resto do material genético, contém um ou mais
genes. Lembre-se que cada gene origina uma proteína, portanto ao estudarmos o gene estamos
estudando a proteína que ele codifica.
Mas o que devemos fazer para estudar o gene?
Devemos introduzi-lo no material genético (no DNA) de um hospedeiro para que ocorra a transcrição
do gene, em mRNA, e a tradução em proteína. O hospedeiro é um organismo que se multiplica (se
reproduz) rapidamente, como por exemplo, as bactérias. Quando as bactérias se reproduzem por
bipartição elas transmitem ao seus “filhos” o seu material genético, portanto se neste material conter o
fragmento de DNA de estudo, em pouco tempo teremos milhões de bactérias com o gene.
O plasmídio é o material genético circular não ligado ao cromossomo que fica espalhado pelo
hialoplasma das bactérias. Ele sofre o mesmo processo do DNA cromossomal de transcrição e tradução,
além de, se multiplicar a cada divisão celular, passando uma cópia para cada célula “filha”.
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O plasmídio é retirado das células bacterianas para que se possa inserir o gene de estudo, para depois
recolocá-lo na bactéria.
Para entendermos melhor vamos conhecer esse processo passo a passo (acompanhe na
figura):
- Os pesquisadores querem estudar um gene humano que produz uma proteína que não se sabe a
função.
- Os pesquisadores “recortam” (utilizando enzimas de restrição), do DNA humano, o gene de interesse.
- Esse fragmento de DNA contendo o gene é multiplicado por PCR para obtermos várias cópias do
mesmo fragmento (ou da mesma informação).
- A mesma enzima que clivou o gene do DNA humano é utilizada para clivar o plasmídio bacteriano.
Lembre-se que o fragmento de DNA, ao ser clivado, gera pontas adesivas que são complementares ao
plasmídio se este for clivado com a mesma enzima.
- A seguir o plasmídio clivado é misturado com os fragmentos de DNA (contendo o gene) e uma enzima
chamada ligase “cola” os fragmentos ao plasmídio, produzindo o chamado DNA recombinante. Isso feito,
o DNA recombinante é introduzido em uma bactéria hospedeira.
- A bactéria hospedeira é colocada em um meio nutritivo seletivo, apenas aquelas que possuem o DNA
recombinante crescem, formando colônias. Após muitas gerações de bactérias, o produto da expressão
dos genes, as proteínas humanas, são purificadas das bactérias (são separadas das proteínas das
bactérias).
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Esse método produz uma grande quantidade de proteínas humanas possibilitando ass im, seu estudo.
Biotecnologia
Atualmente, os meios de comunicação têm divulgado inúmeras descobertas atribuídas ao uso de
tecnologias avançadas associadas à biotecnologia. Alimentos transgênicos, modificados geneticamente,
clonagem e tantas outras descobertas associadas ao tema predispõe a cada dia a necessidade de se
saber pelo menos do que se trata essa tal biotecnologia. A Biotecnologia apresenta várias definições de
acordo com o olhar a ela lançado, mas de uma forma bem simples, é um conjunto multidisciplinar de
conhecimentos que visa o desenvolvimento de métodos, técnicas e meios associados a seres vivos,
macro e microscópicos, que originem produtos úteis e contribuam para a resolução de problemas.
Não devemos pensar, entretanto, que a biotecnologia é uma prática que exija o uso de computadores
e sequenciadores de DNA, muito pelo contrário, a humanidade utiliza seres vivos para vários processos
desde a Antiguidade. Podemos com isso traçar uma breve linha do tempo:
Antiguidade - Utilização de microrganismos para a preparação de alimentos e bebidas.
Século XII - A destilação do álcool.
Século XVII - Cultivo de fungos na França.
Século XVIII - Jenner cria as premissas para as vacinas através da inoculação de um vírus em uma
criança.
1981 - Obtenção da primeira planta geneticamente modificada.
1997 - Nasce Dolly, a primeira ovelha clonada.2003 - Iniciado o processo de clonagem de espécies de animais ameaçados de extinção.
Desta forma, temos que a inovação e o desenvolvimento de novos produtos é uma constante e está
presente em nosso dia a dia sem que percebamos. Assim, a biotecnologia busca, através de sua ação,
formas que possam contribuir para amenizar ou até mesmo resolver problemas causados pela ação
destruidora humana. Assim, há o desenvolvimento em relação à questão ambiental de microrganismos
modificados para tratamento de águas contaminadas por esgoto, outros poluentes e, até mesmo,
petróleo. Em relação à agricultura, temos o desenvolvimento de plantas transgênicas que podem ser mais
nutritivas, que necessitem de menos agrotóxicos e que sejam mais resistentes às pragas, reduzindo o
uso de inseticidas.
Quanto à pecuária, temos a formação de embriões, o desenvolvimento de animais transgênicos e o
aprimoramento de vacinas e medicamentos de uso veterinário. Em relação à saúde humana, a aplicação
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da biotecnologia é utilizada no desenvolvimento de novas vacinas, hormônios, medicamentos e
antibióticos. A biotecnologia é um assunto que atrai a atenção de simpatizantes e opositores em todo o
mundo, sendo que muitas vezes o enfrentamento entre grupos divergentes é inevitável. Devemos sempre
ter a consciência de que não é o instrumento em si que é negativo ou prejudicial e sim o uso ou destino
que damos a ele. A Biotecnologia está presente em várias áreas como agricultura, agroenergia, saúde,
indústria e em outras áreas.
Agricultura
A agricultura e a biotecnologia se aliaram para tornar o cultivo de plantas mais eficiente. Pragas,
doenças e problemas climáticos, por exemplo, sempre foram obstáculos à produção de alimentos. Porém,
a engenharia genética permitiu a criação de tecnologias que reduzem as perdas e aumentam a
produtividade das lavouras. Esta associação já permitiu o desenvolvimento de espécies vegetais
resistentes a insetos e tolerantes a herbicidas. As variedades geneticamente modificadas (GM) ou
transgênicas proporcionam melhoria das práticas de cultivo e incremento na quantidade e na qualidade
dos produtos agrícolas, reforçando a renda dos produtores e favorecendo o crescimento econômico.
No caso das plantas transgênicas tolerantes a herbicidas ou resistentes a insetos, a vantagem é a
facilitação do manejo de plantas e insetos invasores, o que resulta na redução da quantidade de
aplicações de defensivos químicos. Já existem vegetais que apresentam estas duas características
reunidas e que representam uma alternativa eficiente para os agricultores. Além das vantagens
agronômicas, essas variedades favorecem a preservação da biodiversidade e diminuem a necessidade
de ampliação da área plantada, com diminuição nas perdas no campo. Cientistas de todo o mundo
trabalham também no desenvolvimento de plantas com características complexas modificadas, cuja
expressão envolve vários genes, a exemplo da tolerância ao estresse hídrico (seca). O futuro também
aponta para a criação de vegetais transgênicos, que contenham propriedades nutricionais melhoradas ou
que produzam medicamentos.
Alimentação
Estima-se que quase 100% dos de todos os alimentos processados contenham pelo menos um
ingrediente derivado de soja ou milho, duas das culturas para quais foram desenvolvidas mais variedades
transgênicas. Segundo o relatório do Serviço Internacional para a Aquisição de Aplicações em
Agrobiotecnologia (ISAAA), em 2013 foram plantados 175,3 milhões de hectares com OGMs. No Brasil,
que ocupa o segundo lugar em área plantada com sementes provenientes da biotecnologia, com 40,3
milhões de hectares, a taxa de adoção da soja e milho GM é de 92% e 90% respectivamente. Há mais
de 25 anos, bactérias, leveduras e fungos GM atuam diretamente nos processos de fermentação,
preservação e formação de sabor e aromas de muitas bebidas e alimentos do dia-a-dia, a exemplo de
queijos, carnes embutidas, picles, pães, massas, cerveja, vinho, sucos e adoçantes.
À medida que os cientistas fazem novas descobertas, outras características e variedades estão sendo
incluídas na lista de alimentos transgênicos. O Brasil, por exemplo, se destaca no cenário internacional
por ter aprovado a primeira variedade GM de feijão do mundo, desenvolvida inteiramente em uma
instituição pública de pesquisa, a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Esse feijão
é resistente ao vírus do mosaico dourado, causador de uma doença que prejudica seriamente a
produtividade das plantações dessa leguminosa. Ao redor do mundo, há pesquisas com arroz, banana,
beterraba, cana-de-açúcar, laranja, mamão, mandioca e muitas outras plantas. O objetivo é expressar
nessas espécies as mais diferentes características a exemplo de outras resistências a insetos, fungos e
vírus, tolerância a outros princípios ativos e à seca, além de melhorias em suas composições nutricionais.
Transgênicos
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Todo alimento geneticamente modificado só é liberado para consumo depois de passar por uma série
de testes que avaliam sua segurança para o meio ambiente e para a saúde humana e animal.
Diversas organizações internacionais de renome apoiam a biotecnologia e os produtos derivados do uso
dessa técnica. Entre elas estão a Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura
(FAO/ONU), a Organização Mundial da Saúde (OMS), a Academia de Ciências do Vaticano, a Agência
de Biotecnologia da Austrália e a Agência de Controle de Alimentos do Canadá. Cientistas de instituições
de pesquisa nacionais e internacionais já divulgaram relatórios técnicos apoiando a adoção de plantas
transgênicas na agricultura como uma forma de contribuir para o aumento sustentável da produção de
alimentos. Esses pareceres científicos separam o que é mito ideológico do que é verdade científica.
Agroenergia
A capacidade das reservas mundiais de petróleo em atender ao atual ritmo de crescimento e consumo
dos países desenvolvidos e em desenvolvimento é reduzida. Estima-se que em até 50 anos essas
reservas terão sido completamente exploradas. Esta é uma das razões que justificam a pesquisa na área
da produção de combustíveis originários de fontes renováveis de energia. Outra, não menos significativa,
é a preocupação mundial com a produção e o consumo sustentável de energia, em consonância com a
preservação da biodiversidade do planeta Cientistas de todo o mundo estão buscando na biotecnologia
as alternativas para produzir óleos vegetais que substituam os combustíveis fósseis nos usos industriais,
na farmacologia e etc.
Nessa busca, o primeiro desafio com o qual os pesquisadores se deparam é entender por que
determinadas plantas produzem óleos que não são encontrados em outras espécies vegetais. Decifrar
este mistério, escondido no código genético, permitirá que os genes que expressam essa capacidade
sejam inseridos, por meio da engenharia genética, em outras plantas. Uma vez entendidos os pormenores
do mecanismo, estará aberto o caminho não apenas para a produção de óleos em plantas de fácil cultivo
– como a soja – mas também para o uso da mesma técnica focada no aumento da produção, por meio
de microrganismos transgênicos, por exemplo. Logo, há um grande potencial para os óleos vegetais, que
são quimicamente semelhantes ao petróleo cru, tornarem-se matéria-prima para tintas, revestimentos,
plásticos, fármacos ou combustíveis.
Biocombustíveis
Os biocombustíveis representam cerca de 1% da matriz mundial de transportes. Os maiores
produtores são Estados Unidos, China e Alemanha. Os biocombustíveis que fazem parte da matriz
energética brasileira são originários da transformação do açúcar por microrganismos.
Etanol
O etanol pode ser obtido a partir de diversas matérias-primas, sendo a cana-de-açúcar a mais eficiente.
Do total de energia contidanos açúcares na planta, aproximadamente um terço está no caldo e o restante
encontra-se dividido em partes quase iguais entre o bagaço e a palha. Este combustível também pode
ser conseguido por meio de plantas como o milho, o trigo, o sorgo e a mandioca, mas, para tanto, é
preciso que o amido resultante do processamento de tais matérias-primas seja “cozido” para que se
transforme em açúcares aproveitáveis por leveduras. Isso faz com que o processo seja mais longo, caro
e menos produtivo que o da cana.
Embora a soja, o girassol e a canola também sejam usados para essa finalidade, o rendimento é
menor. Vale destacar que apenas 2 por cento da área agrícola do Brasil são destinados à cultura da cana-
de-açúcar para a produção de etanol, ou seja, não há conflito com a área agricultável para a produção de
alimentos. A biotecnologia pode contribuir com o desenvolvimento de plantas de maior teor de biomassa
em detrimento do açúcar, o que aumenta a produtividade de etanol por área colhida. Desta maneira, a
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modificação genética pode aumentar a eficiência da produção de etanol por meio da criação de
variedades de cana-de-açúcar transgênicas e também de leveduras geneticamente modificadas.
Outros combustíveis
Plantas como soja, milho, algodão e cana-de-açúcar podem ser usadas para a produção de etanol e
outros combustíveis. O butanol, por exemplo, é um álcool produzido com base na fermentação
desencadeada pela bactéria Clostridium acetobutylicum. O butanol apresenta vantagens e desvantagens
em relação ao etanol. Embora contenha mais energia por unidade de volume, sua octanagem
(capacidade do combustível em resistir a altas temperaturas sem sofrer detonação) é menor do que a do
etanol, o que reduz seu desempenho em motores à gasolina. O etanol, apesar de ser um bom substituto
para a gasolina, tem limitações no que se refere ao uso em veículos pesados. A alternativa entre os
biocombustíveis, para este caso, é o biodiesel, produzido com base em óleo e gorduras, em um processo
denominado transesterificação. O biodiesel não tem as mesmas características do combustível derivado
de petróleo. Contudo, já existe um método que produz um diesel renovável com características muito
similares ao de origem fóssil feito por meio da fermentação de açúcares, a exemplo do etanol.
Saúde
Os avanços científicos na área da biotecnologia estão ocorrendo não apenas na agropecuária, mas
também na medicina. Alguns desses progressos já estão incorporados ao cotidiano da maioria dos
brasileiros sem que ninguém se dê conta. Uma das primeiras aplicações comerciais da biotecnologia na
saúde é também uma das mais úteis: a produção da insulina humana por microrganismos transgênicos
para o uso de diabéticos. Até a década de 80, esse hormônio era extraído de bois e porcos, e,
frequentemente, causava alergias. De lá pra cá, pessoas do mundo inteiro se beneficiam dessa
tecnologia, que tornou a insulina mais segura e aumentou a eficiência dos tratamentos. O hormônio do
crescimento e a vitamina C também são outros bons exemplos das inúmeras aplicações da transgenia
na saúde.
Vacinas
Até 2011, a CTNBio havia aprovado 14 vacinas que usam a técnica do DNA recombinante para uso
animal. Outras estão sendo pesquisadas em diversos laboratórios do Brasil, a exemplo da imunização de
rebanho bovino contra a tuberculose, desenvolvidas na Universidade Federal de Minas Gerais
(UFMG).Para proteger os seres humanos, já foi criada pelo Instituto Butantã, de São Paulo, a vacina
recombinante contra a hepatite B, feita da proteína da superfície do vírus que, assim, imuniza e impede
a replicação do microrganismo e a consequente infecção.
Também por meio de intervenção no genoma viral, já existem vacinas contra influenza (vírus da gripe)
e estão sendo desenvolvidas uma vacina tetravalente contra a dengue e uma recombinante que protege
contra a coqueluche e a tuberculose ainda na maternidade. Outro estudo que gera grande expectativa é
o conduzido por uma equipe da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto,
que estuda uma vacina gênica para combater câncer e tuberculose. Os cientistas esperam que esse
produto funcione como medicamento, revertendo o quadro de saúde negativo, mesmo quando a doença
já estiver instalada no organismo.
Terapia Gênica
Nos Estados Unidos, há mais de mil ensaios clínicos com diferentes perspectivas de uso da terapia
gênica, dos quais, aproximadamente, 70% são para tratamento do câncer. Existe também a possibilidade
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de tratar outros males, a exemplo de fibrose cística, hemofilia, anemia falciforme, mal de Alzheimer, mal
de Parkinson e até mesmo doenças infecciosas, como a aids. Os testes buscam assegurar a eficácia e a
biossegurança desses processos para que, no futuro, eles possam ser usados como rotina médica. É
conhecida a capacidade que os vírus têm para infectar as células humanas. A terapia gênica tira bom
proveito disso ao alterar a composição genética de tais agentes, retirando seus genes causadores de
doenças e inserindo neles genes de interesse terapêutico. Dessa forma, o vírus atua como vetor,
transportando o material genético de que o paciente precisa para suas células somáticas.
Há maneiras não virais de oferecer à célula sequências genômicas, a exemplo de partículas lipídicas
(gordura) que encapsulam os genes, mas estas costumam ser menos eficientes. As pesquisas também
procuram garantir que os vetores virais não sejam replicativos para que, uma vez dentro do organismo
humano, não readquiram a habilidade de se multiplicar e causar infecção. A intenção da terapia gênica é
ser específica, atuando principalmente nas áreas afetadas pelas doenças. Trata-se de um tratamento
mais pontual que a quimioterapia, que afeta todas as células do organismo, inclusive as saudáveis.
Entretanto, os cientistas ainda lidam com o desafio de garantir a estabilidade da expressão dos genes
inseridos e que a modificação não afete outras partes do corpo. Os ensaios clínicos buscam verificar
esses e outros aspectos de biossegurança da terapia.
Células-tronco
Células-tronco são células com capacidade de autorrenovação e de produzir células especializadas.
Quanto à sua origem e potencialidade, as células-tronco podem ser classificadas em embrionárias, que
são obtidas a partir das primeiras divisões celulares após a fecundação e que darão origem a todos os
tipos de células; e adultas ou somáticas, encontradas no tecido já formado, que originarão células
especializadas de apenas alguns tecidos. A terapia com esse tipo de célula tem como principal objetivo
promover a reparação e regeneração de órgãos. No Brasil, as pesquisas com células-tronco estão
organizadas em núcleos, como a Rede Nacional de Terapia Celular (RNTC), formada por oito Centros de
Tecnologia Celular distribuídos em cinco Estados brasileiros e por 52 laboratórios com competência
tecnológica na área da medicina regenerativa.
O Laboratório de Genética e Cardiologia Molecular do Instituto do Coração de São Paulo (INCOR),
conduz uma pesquisa na qual convergem técnicas de terapia celular e terapia gênica. A ideia é usar uma
célula-tronco específica, que já tenha potencial terapêutico, e aumentar essa capacidade por meio da
inserção de genes nessa célula. Experiências tiveram êxito na redução do risco de angina e enfarte em
animais por meio do uso de células-tronco geneticamente modificadas para expressar uma proteína
estimuladora da vascularização.
Diagnóstico
Hoje já se sabe que a biotecnologia pode ser uma forte aliada da saúde humana e que os kits de
diagnósticos à base de plantas custam cerca de um décimo do valor dos convencionais. Um exemplo
dessa aliança é a pesquisa feita em parceria por diversas universidades e instituições de pesquisa
brasileiras - a exemplo da Universidadede Brasília (UNB), Fiocruz e Embrapa Recursos Genéticos e
Biotecnologia, que pretende utilizar plantas transgênicas de alface para diagnosticar o vírus da dengue.
O processo de transformação genética conduzido pelos cientistas brasileiros consiste na introdução de
uma parte do gene do vírus da dengue no DNA de alfaces.
Os vegetais transgênicos, então, passam por um processo que garante que apenas as células que
receberem o gene do vírus sobrevivam e, posteriormente, são regenerados. O kit terá um reagente
(partícula viral defeituosa) produzido com a planta transgênica de alface na qual foi injetado o gene do
vírus da dengue. Esse reagente, misturado ao sangue coletado do paciente, conforme a reação que
ocorrer, indicará se o este indivíduo tem anticorpos do vírus da dengue. A ideia é produzir um kit de
diagnóstico mais econômico e eficiente para agilizar a detecção da doença.
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Indústria
Os microrganismos têm sido melhorados geneticamente não apenas para a produção de alimentos e
remédios, como também para favorecer as indústrias de papel, têxtil, química, petrolífera, ambiental e de
mineração. No nosso dia-a-dia, convivemos com inúmeros produtos industriais fabricados por meio da
aplicação de microrganismos transgênicos, como roupas e produtos de limpeza. No sabão em pó, por
exemplo, enzimas – produzidas por bactérias geneticamente modificadas – são usadas para degradar a
gordura dos tecidos e resistir às condições do processo de lavagem. Há alguns anos, era comum colocar
a calça jeans nova com pedras e ácido em máquinas para obter um efeito “desbotado” e aumentar a
maciez do tecido, num processo conhecido como stonewashing. Graças à biotecnologia, foram
desenvolvidos microrganismos transgênicos capazes de dar ao jeans as mesmas características,
eliminando-se, assim, um processo altamente poluidor do meio ambiente.
Uma ideia bastante antiga, do tempo de Aristóteles, é a de que os seres vivos podem surgir por
geração espontânea (abiogênese) . Apesar de conhecer a importância da reprodução, admitia-se que
certos organismos vivos pudesse surgir espontaneamente da matéria bruta. Observações do cotidiano
mostravam, por exemplo, que larvas de moscas apareciam no meio do lixo e poças de lama podiam exibir
pequenos animais. A conclusão a que se chegava era a de que o lixo e a lama haviam gerado diretamente
os organismos.
Entretanto, reconhecia-se que nem toda matéria bruta podia gerar vida. Assim, de um pedaço de ferro
ou pedra não surgia vida; mais de um pedaço de carne, uma porção de lama ou uma poça d´agua eram
capazes de gerar vida. Explicava-se esta capacidade de gerar ou não vida entre os distintos materiais
brutos alegando-se a necessidade de um “princípio ativo” que não esteja presente em qualquer matéria
bruta. O princípio ativo não era considerado algo concreto, mas uma capacidade ou potencialidade de
gerar vida.
Aos ideias a respeito da geração espontânea perduraram por muito tempo, apesar da sua forma
original ter evoluído aos poucos; ainda nos meados do século passado, havia numerosos partidários
dessa teoria, definitivamente destruída pelos trabalhos de Pasteur.
Vamos descrever a partir de agora, alguns marcos na evolução das ideias sobre geração espontânea.
Redi, Needhan e Spallanzani
Em meados do século XVII, Francesco Redi realizou uma experiência que representou a primeira
tentativa experimental com finalidade de derrubar geração espontânea. Redi coloca pedaços de carne
em dois grupos de frascos; um dos grupos permanece aberto, enquanto o outro é recoberto por um
pedaço de gaze. Sobre a carne dos frascos abertos, após alguns dias, surgem larvas de moscas; nos
frascos cobertos não aparecem larvas. Redi concluiu que a carne não gera as larvas; moscas adultas
devem ter sido atraídas pelo cheiro de material em decomposição e desovaram sobre a carne. As larvas
nasceram, portanto, dos ovos postos pelas moscas. Essa ideia é ainda reforçada pela observação dos
frascos cobertos: sobre a gaze, do lado externo do frasco, algumas larvas apareceram. À ideia de que os
seres vivos se originam sempre de seres vivos chamamos biogênese .
5. EVOLUÇÃO.
5.1. Criacionismo ou fixismo. 5.2 Evolucionismo
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Apesar da repercussão das experiências de Redi, a ideia de geração espontânea ainda não havia sido
derrubada. Ironicamente, foram o uso crescente do microscópio e a descoberta dos micro-organismos os
fatores que reforçaram a teoria da abiogênese: tais seres pequeninos, argumentava-se, eram tão simples,
que não era concebível terem a capacidade de reprodução; como conclusão óbvia, só podiam ser
formados por geração espontânea.
Em 1745, um estudioso chamado John Needham realizou experimento cujos resultados pareciam
comprovar as ideias da abiogênese. Nestes, vários caldos nutritivos, como sucos de frutas e extrato de
galinha, foram colocados em tubos de ensaio, aquecidos durante um certo tempo e em seguida lacrados.
A intenção de Needham, ao aquecer o caldo foi a de provocar a morte de organismos possivelmente
existentes nestes; o fechamento dos frascos destinava-se a impedir a contaminação por micróbios
externos. Apesar disso, os tubos de ensaio, passados alguns dias, estavam turvos e cheios de micro-
organismos, o que parecia demonstrar a verdade da geração espontânea.
Cerca de 25 anos depois, o italiano Lazaro Spallanzani repetiu as experiências de Needham. A
diferença no seu procedimento foi a de ferver os líquidos durante uma hora, não se limitando a aquecê-
los; em seguida os tubos foram fechados hermeticamente. Líquidos assim tratados mantiveram-se
estéreis, isto é, sem vida, indefinidamente. Desta forma, Spallanzani demonstrava que os resultados de
Needham não comprovavam a geração espontânea: pelo fato de aquecer por pouco tempo, Needham
não havia destruído todos os micróbios existentes, dando-lhes a oportunidade de proliferar novamente.
Needham, porém, responde às críticas de Spallanzani com argumentos aparentemente muito fortes:
“…Spallanzani… selou hermeticamente dezenove frascos que continham diversas substâncias
vegetais e ferveu-os, fechados, por uma hora. Mas, pelo método de tratamento pelo qual ele torturou suas
dezenove infusões vegetais, fica claro que enfraqueceu muito ou até destruiu a força vegetativa das
substâncias em infusão…”
O aquecimento excessivo, segundo Needham, havia destruído o princípio ativo; sem princípio ativo,
nada de geração espontânea! É interessante notar que o próprio Spallanzani não soube refutar esses
argumentos, ficando as ideias da abiogênese consolidadas.
As experiências de Pasteur
Por volta de 1860, O cientista francês Louis Pasteur conseguiu derrubar definitivamente as ideias
sobre geração espontânea da vida. Seus experimentos foram bem semelhantes aos de Spallanzani,
porém com alguns aperfeiçoamentos. Vejamos como Pasteur descreve suas experiências.
“Coloquei em frascos de vidro os seguintes líquidos, todos facilmente alteráveis, em contato com o ar
comum: suspensão de lêvedo de cerveja em água, suspensão de lêvedo de cerveja em água e açúcar,
urina, suco de beterraba, água de pimenta. Aqueci e puxei o gargalo do frasco de maneira a dar-lhe
curvatura; deixei o líquido ferver durante vários minutos até que os vapores saíssem livremente pela
estreita abertura superior do gargalo, sem tomar nenhuma outra precaução. Em seguida, deixei o frasco
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esfriar. É uma coisa notável, capaz de assombrar qualquer pessoa acostumada com a delicadeza das
experiências relacionadas à assim chamada geração espontânea, o fato de o líquido em tal frasco
permanecer imutável indefinidamente… Parecia que o ar comum, entrando com força durante os
primeiros momentos (do resfriamento), deveria penetrarno frasco num estado de completa impureza. Isto
é verdade, mas ele encontra um líquido numa temperatura ainda próxima do ponto de ebulição.
A entrada do ar ocorre, então, mais vagarosamente e, quando o líquido se resfriou suficientemente, a
ponto de não mais ser capaz de tirar a vitalidade dos germes, a entrada do ar será suficientemente lenta,
de maneira a deixar nas curvas úmidas do pescoço toda a poeira (e germes) capaz de agir nas infusões…
Depois de um ou vários meses no incubador, o pescoço do frasco foi removido por golpe dado de tal
modo que nada, a não ser as ferramentas, o tocasse, e depois de 24, 36 ou 48 horas, bolores se tornavam
visíveis, exatamente como no frasco aberto ou como se o frasco tivesse sido inoculado com poeira do
ar.”
Com esta experiência engenhosa, Pasteur também demonstrava que o líquido não havia perdido pela
fervura suas propriedades de abrigar vida, como argumentaram alguns de seus opositores. Além disso,
não se podia alegar a ausência do ar, uma vez que este entrava e saía livremente (apenas estava sendo
filtrado).
A Evolução das Substâncias Químicas
Três teorias sobre a origem da vida
Há três posições “filosóficas” em relação à origem da vida. A primeira relaciona-se aos mitos da
“criação”, ideia criacionista , que afirmam que a vida foi criada por uma força suprema ou ser superior;
essa hipótese, evidentemente, foge ao campo de ação do raciocínio científico, não podendo ser testada
e nem refutada pelos métodos usados pela ciência.
A criação de Adão. Cena representa episódio do Livro do Gênesis, onde Deus origina o homem. (Foto:
Michelangelo/Reprodução)
Uma segunda posição, a panspermia , se refere à possibilidade de a vida ter se originado fora do
planeta Terra e ter sido “semeada” por pedaços de rochas, como meteoritos, que teriam trazido “esporos”
ou outras formas de vida alienígena. Esses teriam evoluído nas condições favoráveis da Terra, até originar
a diversidade de seres vivos que conhecemos.
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Representação da teoria da panspermia
Um dado interessante: chegam todos os anos, à superfície da Terra, ao redor de mil toneladas de
meteoritos. Em algumas dessas rochas, foram encontradas substâncias orgânicas, como aminoácidos e
bases nitrogenadas. Ficou bastante claro, a partir da década de 70, que a matéria orgânica é muito mais
frequente no universo do que se acreditava antigamente. Um eminente astrônomo inglês, sir Fred Hoyle,
defende a ideia de que material biológico, como vírus, poderia ter chegado do espaço; Hoyle chega a
aceitar que isso aconteceria ainda hoje e que de alguma forma esse material “genético” novo poderia ser
incorporado aos organismos existentes, modificando assim sua evolução!
De qualquer forma, essas ideias não são seriamente consideradas pela maioria dos cientistas; para
começo de conversa, o aquecimento de qualquer corpo que entrasse na atmosfera terrestre seria de tal
ordem, que destruiria qualquer forma de vida semelhante às que conhecemos hoje. Por outro lado, aceitar
que a vida apareceu “fora” da Terra somente “empurraria” o problema para diante, já que não esclareceria
como a vida teria surgido fora daqui.
A terceira posição, a mais em voga hoje, aceita que a vida pode ter surgido espontaneamente sobre o
planeta Terra, através da evolução química de substâncias não vivas. Não é fácil ou seguro verificar
eventos que ocorreram há bilhões de anos, quando nosso planeta era muito diferente do que é hoje; no
entanto, os cientistas conseguiram reproduzir algumas das condições originais em laboratório e
descobriram muitas evidências geológicas, químicas e biológicas que reforçam essa hipótese. Essa
terceira posição foi defendida pela primeira vez pelo cientista russo Oparin, em 1936, como veremos nos
itens a seguir.
Algumas pistas sobre o problema
Nos últimos 120 anos, várias ideias sobre a origem da Terra, sua idade, as condições primitivas da
atmosfera foram surgindo. Em particular, verificou-se que os mesmos elementos que predominam nos
organismos vivos (carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio) também existem fora deles; nos organismos
vivos estes elementos estão combinados de maneira a formar moléculas complexas, como proteínas,
polissacarídeos, lipídios e ácidos nucleicos. A diferença básica, então, entre matéria viva e matéria bruta
estaria sobretudo ao nível da organização desses elementos. O químico Wöhler, em 1828, já havia
fornecido a seguinte pista: substâncias “orgânicas” ou complexas, como a ureia, podem ser formadas em
condições de laboratório a partir de substâncias simples, “inorgânicas”. Se as condições adequadas
surgiram da Terra, no passado, então a vida poderia ter aparecido do inorgânico.
Uma simples análise das características que os seres vivos exibem hoje mostra, independentemente
de sua forma ou tamanho, a presença dos mesmos “tijolos” básicos em todos eles: açúcares simples, os
20 tipos de aminoácidos, os 4 nucleotídeos de DNA e os 4 de RNA, e os lipídios. Ora, depois da pista
dada por Wöhler, a que nos referimos, os químicos descobriram que esses compostos podem ser feitos
em laboratório, se houver uma fonte de carbono, de nitrogênio, e uma certa quantidade de energia
disponível. Assim sendo, se as condições adequadas tivessem estado presentes, no passado da Terra,
essas substâncias poderiam ter se formado sem grandes dificuldades.
Várias dessas ideias foram organizadas e apresentadas de forma clara e coerente pelo bioquímico
russo Aleksandr I. Oparin, em 1936, no seu livro “A origem da vida.
As ideias de Oparin
11Aleksandr Oparin (1894-1980) foi um bioquímico russo que retomou e aprofundou os estudos sobre
a origem da vida, por volta de 1920, segundo a Teoria da evolução química, juntamente com o biólogo
11 Amabis, José Mariano. Biologia. Volume 1. Editora Moderna
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inglês John Burdon S. Haldane (1892-1964). Essa teoria foi proposta inicialmente por Thomas Huxley
(1825-1895).
Nessa teoria, a vida teve origem a partir da evolução de compostos químicos inorgânicos, que se
combinaram formando diversos tipos de moléculas orgânicas simples, como aminoácidos, carboidratos,
bases nitrogenadas, etc., que por sua vez se combinaram formando moléculas mais complexas como
lipídios, ácidos nucléicos, proteínas, que se agruparam formando estruturas complexas, dando origem
aos seres vivos.
Segundo Oparin, a Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos e no início sua temperatura era muito
elevada. O resfriamento e a solidificação da crosta ocorreram mais tarde, por volta de 2,5 bilhões de anos.
As temperaturas do planeta iam diminuindo gradativamente, e com isso, a água que evaporava se
condensava na atmosfera e caía novamente, sob a forma de chuva, que evaporavam novamente, pois
as temperaturas ainda eram muito elevadas. Nessa época aconteceram tempestades torrenciais todos
os dias, durante milhões de anos.
Alguns cientistas acreditam que cerca de 1018 toneladas de matéria foram agregadas ao planeta Terra
através de colisões com asteróides. Essas colisões provocavam um aumento na temperatura.
A atmosfera primitiva era composta por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, que se
ligaram formando os compostos amônia (NH3), metano (CH4), hidrogênio (H2) e vapor de água (H2O).
Nessa época ainda não havia gás oxigênio (O2), nem nitrogênio (N2).
Com o ciclo de chuvas e tempestades havia muitas descargas elétricas. Essas descargas atuavam
sobre as moléculas, promovendo ligações químicas e formando moléculas mais complexas, como os
aminoácidos.
Com o resfriamento da Terra, começou a formação de áreas alagadas e exposição das rochas. Essas
imensas áreas alagadas deram origem aos oceanos. A água da chuva arrastava os compostos para as
rochas. O calor das rochas promoveuligações químicas entre as moléculas presentes, originando
proteinóides, cadeias de aminoácidos, etc.
Essa moléculas, conforme a temperatura da terra ia diminuindo, iam se tornando mais complexas e
fazendo cada vez mais ligações, transformando a água dos oceanos em grandes sopas orgânicas. As
proteínas formadas foram se aglomerando, até formar os coacervados.
Em algum momento dessa evolução, os coacervados evoluíram e adquiriram a capacidade de se
alimentar e reproduzir, dando origem a um ser vivo primitivo muito simples.
A comprovação experimental
O bioquímico Miller tentou reproduzir em laboratório algumas das condições previstas por Oparin.
Construiu um aparelho, que era um sistema fechado, no qual fez circular durante 7 dias uma mistura de
gases: metano, hidrogênio, amônia e vapor de água estavam presentes. Um reservatório de água
aquecido à temperatura de ebulição permitia a formação de mais vapor de água, que circulava arrastando
os outros gases.
Num certo lugar do aparelho, a mistura era submetida a descargas elétricas constantes, simulando os
“raios” das tempestades que se acredita terem existido na época. Um pouco adiante, a mistura era
esfriada e, ocorrendo condensação, tornava-se novamente líquida. Ao fim da semana, a água do
reservatório, analisada pelo método da cromatografia, mostrou a presença de muitas moléculas
orgânicas, entre as quais alguns aminoácidos.
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Miller, com esta experiência, não provava que aminoácidos realmente se formaram na atmosfera
primitiva; apenas demonstrava que, caso as condições de Oparin tivessem se verificado, a síntese de
aminoácidos teria sido perfeitamente possível.
Fox, em 1957, realiza a seguinte experiência: aquece uma mistura seca de aminoácidos e verifica que
entre muitos deles acontecem ligações peptídicas, formando-se moléculas semelhantes a proteínas
(lembre-se de que na ligação peptídica ocorre perda de água ou desidratação). Os resultados de Fox
reforçam a seguinte ideia: se, de fato, aminoácidos caíram sobre as rochas quentes, trazidos pela água
da chuva, eles poderiam ter sofrido combinações formando moléculas maiores, os proteinoides, que
acabariam sendo carregadas aos mares em formação. Percebe-se que Fox tenta testar parte das ideias
de Oparin, e seu ponto de partida foi, sem dúvida, a experiência de Miller.
A química dos coloides explica e prevê a reunião de grandes moléculas em certas condições, formando
os agregados que chamamos coacervados.
É evidente, porém, que a última etapa da hipótese de Oparin nunca poderá ser testada em laboratório;
em outros termos, para conseguirmos que um entre trilhões de coacervados se transformasse, por acaso,
em um ser vivo muito simples, teríamos de dispor de um laboratório tão grande quanto os mares
primitivos, que contivesse, portanto, um número infinitamente grande de coacervados; além disso,
teríamos de dispor de um tempo infinitamente grande, que possibilitasse inúmeras colisões e reações
químicas que foram necessárias para se obter pelo menos um sucesso.
Será que, devido à impossibilidade de teste experimental, devemos repelir “a priori” esta fase?
Podemos pelo menos pensar nela em termos estatísticos. Vamos dar a palavra a um célebre biólogo,
George Wald, que examinou minuciosamente o assunto.
12Ideias recentes sobre a origem da vida
Acredita-se hoje que, provavelmente, a composição da atmosfera primitiva foi diferente do que
acreditava Oparin; ela teria contido CO, CO2, H2, N2 e vapor de água (não haveria, portanto, metano
nem amônia; as fontes de carbono seriam o CO e o CO2, enquanto a de nitrogênio seria o N2). Vapor de
água e de gás carbônico teriam sido produzidos pela intensa atividade vulcânica. Mesmo assim, isso não
invalida experimentos do tipo “Miller”. Na realidade, foram feitas desde então muitas variantes dessa
experiência, modificando-se os gases utilizados e colocando-se algumas substâncias minerais; os
cientistas chegaram a obter mais de 100 tipos de “tijolos” orgânicos simples, incluindo nucleotídeos e
ATP.
O poder da argila
Algumas teorias recentes dão conta de que os longos polímeros, como proteinoides e fitas de ácidos
nucleicos, podem ter se formado, como alternativa às rochas quentes da crosta, em “moldes” de argila.
De fato, para ocorrer polimerização, deve haver uma alta concentração das unidades constituintes; na
argila, essa concentração pode ter sido alta. Além disso, a argila pode ter agido como “catalisadora” e
promovido o aparecimento de ligações simples, como as peptídicas, com perda de água. Alguns biólogos
acreditam ainda que a argila foi o meio em que se formaram moléculas RNA, a partir de nucleotídeos
simples. A energia para essa polimerização poderia ter sido proveniente do calor da crosta; ou do calor
do sol, ou ainda da radiação ultravioleta.
Coacervados ou microesferas?
Há mais de um modelo, além da ideia de coacervados, para explicar como moléculas grandes, tipo
proteinoides, teriam se agregado na água, formando estruturas maiores. O pesquisador Fox, colocando
proteinoides em água, obteve a formação de pequeninas esferas.
Bilhões de microesferas podem ser obtidas a partir da mistura de um grama de aminoácidos aquecidos,
algumas delas formando cadeias, de forma muito semelhante a algumas bactérias atuais. Cada
microesfera tem uma camada externa de moléculas de água e proteínas e um meio interno aquoso, que
mostra algum movimento, semelhante à ciclose. Essas microesferas podem absorver e concentrar outras
moléculas existentes na solução ao seu redor. Podem também se fundir entre si, formando estruturas
maiores; em algumas condições, aparecem na superfície “brotos” minúsculos que podem se destacar e
crescer.
12 Armênio Uzunian, Dan Edésio Pinseta, Sezar Sasson
fonte: Biologia; introdução à Biologia pp. 97-105. (Livro 1). São Paulo: Gráfica e 1991.
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Como apareceu o gene?
Uma coisa que é importante entender: na hipótese original de Oparin, não há referência aos ácidos
nucleicos; não se sabia na época que eles constituem os genes. Muita gente então acreditava que os
genes fossem de natureza proteica; afinal, havia sido demonstrada a enorme importância das proteínas
como enzimas, material construtor e anticorpos. Dá para entender, por isso, a ênfase que Oparin dá ao
aparecimento da proteína. No entanto a hipótese original foi readaptada quando ficou patente a identidade
entre genes e ácidos nucleicos.
Acredita-se hoje que a primeira molécula informacional tenha sido o RNA, e não o DNA. Foi feita a
interessantíssima descoberta de que certos “pedaços” de RNA têm uma atividade catalítica: eles
permitem a produção, a partir de um molde de RNA e de nucleotídeos, de outras fitas de RNA idênticas
ao molde! A esses pedaços de RNA com atividade “enzimática”, os biólogos chamam de ribozimas. Isso
permite explicar o eventual surgimento e duplicação dos ácidos nucleicos, mesmo na ausência das
sofisticadas polimerases que atuam hoje.
O DNA deve ter sido um estágio mais avançado na confecção de um material genético estável;
evidentemente, os primeiros DNA teriam sido feitos a partir de um molde de RNA original. Isso lembra
bastante, você vai concordar, o modo de atuação do retrovírus, como o da AIDS!
De qualquer forma, esses “genes nus”, isto é, envolvidos por nada, mas livres na argila ou na água,
podem ter num período posterior “fixado residência” numa estrutura maior, como um coacervado ou uma
microesfera…
Um dos problemas ainda mais perturbadores nessa história toda, relaciona-se ao surgimento do
CÓDIGO GENÉTICO. Em outras palavras, o aparecimento de proteínas ou de moléculas de ácidos
nucleicos com a capacidade de duplicação, nas condições postuladas, pode ser imaginado sem muita
dificuldade, mas permanece extremamentemisterioso o método pelo qual as moléculas de ácidos
nucleicos teriam tomado conta do controle da produção de proteínas específicas, que tivessem um valor
biológico e de sobrevivência. Quem sabe o tempo se encarregará de nos fornecer novas evidências…
Os primeiros organismos: autótrofos ou heterótrofo s?
Para entender claramente esta discussão, é útil recordar as equações de três processos biológicos
básicos, fermentação, respiração e fotossíntese, que reproduzimos a seguir.
Existem duas hipóteses sobre a origem da vida: a hipótese autotrófica , que propõe que o primeiro
ser vivo foi capaz de sintetizar seu próprio alimento orgânico, possivelmente por fotossíntese, e a
hipótese heterotrófica , que prevê que os primeiros organismos se nutriam de material orgânico já pronto,
que retiravam de seu meio. A maioria dos biólogos atuais acha a hipótese autotrófica pouco aceitável
devido a um fato simples: para a realização da fotossíntese, uma célula deve dispor de um equipamento
bioquímico mais sofisticado do que o equipamento de um heterótrofo. Como admitir que o primeiro ser
vivo, produzido através de reações químicas casuais, já possuísse esse grau de sofisticação? É claro que
o primeiro ser vivo poderia ter surgido complexo; porém é muito menos provável que isso tenha
acontecido.
Por outro lado, se o primeiro organismo era heterótrofo, o que ele comeria? Hoje os heterótrofos
dependem, para sua nutrição, direta ou indiretamente, dos autótrofos autossintetizantes. No entanto não
se esqueça de que, de acordo com a hipótese de Oparin, o primeiro organismo surgiu num mar repleto
de coacervados orgânicos, que não haviam chegado ao nível de complexidade adequada. Esses
coacervados representam então uma fonte abundante de alimento para nosso primeiro organismo, que
passaria a comer seus “irmãos” menos bem sucedidos.
Admitamos um primeiro organismo heterótrofo, para o qual alimento não era problema. Pode-se obter
energia do alimento através de dois processos: a respiração que depende de O2 molecular, inexistente
na época, e a fermentação, processo mais simples, cuja realização dispensa a presença de oxigênio.
Estabeleçamos, a título de hipótese mais provável, que o primeiro organismo deva ter sido um
heterótrofo fermentador . A abundância inicial de alimento permite que os primeiros organismos se
reproduzam com rapidez; não se esqueça também de que todos os mecanismos da evolução biológica,
como a mutação e seleção natural, estão atuando, adaptando os organismos e permitindo o aparecimento
de características divergentes.
Surge a fotossíntese
A velocidade de consumo do alimento, no entanto, cresce continuamente, já que o número de
organismos aumenta; a reposição desse alimento orgânico através das reações químicas que
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descrevemos é obviamente muito mais lenta que o seu consumo. Perceba que, se não surgissem por
evolução os autótrofos, a vida poderia ter chegado num beco sem saída por falta de alimento.
Em algum momento anterior ao esgotamento total do alimento nos mares, devem ter aparecido os
primeiros organismos capazes de realizar fotossíntese; possivelmente usaram como matéria prima o CO2
residual dos processos de fermentação. Sua capacidade de produzir alimento fechava o ciclo
produtor/consumidor e permitia o prosseguimento da vida.
Surge a respiração
Um resíduo do processo fotossintético é o oxigênio molecular; por evolução devem ter surgido mais
tarde os organismos capazes de respirar aerobicamente, que utilizaram o O2 acumulado durante milhões
de anos pelos primeiros autótrofos.
A respiração, não se esqueça, permite extrair do alimento maior quantidade de energia do que a
fermentação. Seguramente o modo de vida “respirador” representa, na maioria dos casos, uma grande
vantagem sobre o método “fermentador”; não devemos estranhar que a maioria dos organismos atuais
respire, apesar de ter conservado a capacidade de fermentar.
Lembre-se, ainda, de que a presença de oxigênio molecular na atmosfera acaba permitindo o
aparecimento na atmosfera da camada de ozônio, que permite a filtração de grande parte da radiação
ultravioleta emitida pelo sol. Essa radiação é fortemente mutagênica; porém os organismos aquáticos
estariam parcialmente protegidos, já que a água funciona como um filtro para ela. De qualquer maneira,
o aparecimento do ozônio prepara o terreno para uma futura conquista do ambiente seco, caso alguns
organismo um dia se aventurem a fazer experiência.
Aparece a membrana celular
É muito provável que os primeiros organismos tenham sido mais complexos do que os vírus atuais,
porém mais simples do que as células mais simples que se conhecem.
Um citologista chamado Robertson acredita que, por evolução, os organismos iniciais devam ter
“experimentado” vários tipos de membranas. A vantagem de uma membrana envolvente é clara: ela
fornece proteção contra choques mecânicos e, portanto, maior estabilidade à estrutura; porém ela
representa uma barreira entre o organismo e o alimento a seu redor, o que é uma desvantagem.
Assim, a membrana ideal deveria ser resistente, com um certo grau de elasticidade, sem deixar de ser
suficientemente permeável. Num certo estágio da evolução dos seres vivos, apareceu a membrana
lipoproteica, que reúne todos esses atributos e certamente foi um sucesso total, já que todos os seres
vivos atuais de estrutura celular a possuem.
Nesse estágio, pode-se falar em organismos procariontes, muito semelhantes às mais simples
bactérias atuais.
Procariontes originam eucariontes
Uma membrana traz, entretanto, alguns problemas adicionais: ela se constitui, de certa forma, num
obstáculo para o crescimento da estrutura viva. Vamos explicar: à medida que a célula cresce, seu volume
aumenta, assim como a superfície de sua membrana; porém a superfície cresce MENOS
proporcionalmente, do que o volume. Desse modo, a célula MAIOR se alimenta PIOR. A única forma de
restabelecer a relação favorável entre superfície e volume é a divisão da célula, que, assim, nunca pode
passar de um certo tamanho.
Portanto o volume dos primeiros organismos é limitado, já que a partir de um certo tamanho tem de
acontecer divisão celular. Robertson propõe que, por evolução biológica, alguns organismos devem ter
adquirido a capacidade genética de dobrar sua membrana para fora (evaginação). Dessa forma, sem
mudanças apreciáveis de volume, aumentaria a superfície em contado como meio. Perceba que na
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proposta de Robertson fica implícita a ideia de que todos os orgânulos celulares membranosos tiveram a
mesma origem; membranas nucleares, do retículo, do Golgi e plasmática nada mais seriam do que
dobramentos de uma primitiva membrana.
Na célula atual, de fato, verificam-se dois fatos que apoiam fortemente as ideias de Robertson:
Há comunicação entre todas as membranas celulares, que se apresentam formando um sistema
membranoso único.
Todas as membranas celulares têm a mesma composição e são lipoproteicas.
Assim teriam aparecido, muito provavelmente, as primeiras células eucarióticas, que, em alguns casos,
levaram vantagem quando competiam com os procariontes. Apesar disso, os procariontes continuaram
existindo: são, como sabemos, as inúmeras espécies de bactérias e as cianofíceas atuais.
A origem de algumas organelas celulares
Uma teoria muito em voga atualmente a respeito da origem das organelas celulares é a endossimbiose.
Trata-se da seguinte ideia: alguns organismos procariontes teriam sido “engolidos” por células maiores
de eucariontes, ficando no interior da célula, mas com capacidade de reprodução independente e
realizando determinadas funções. Acredita-se que mitocôndrias e cloroplastos possam ter se originado
dessa forma. As mitocôndrias podem ter sido um dia bactérias independentes; os cloroplastos, talvezcianofíceas ou baterias fotossintetizantes.
Os argumentos a favor dessa ideia são muito fortes: cloroplastos e mitocôndrias possuem material
genético próprio, semelhante ao DNA de bactéria. Esse DNA tem capacidade de duplicação, de
transcrição; ribossomos existentes no interior desses orgânulos produzem também proteínas próprias.
Por fim, ambos os orgânulos têm a capacidade de se reproduzir no interior da célula “hospedeira”.
Uma “troca de favores” poderia ter se estabelecido entre a célula maior e a menor. No caso da
mitocôndria, que teria obtido proteção e alimento, sua presença teria permitido que a célula maior
aprendesse a RESPIRAR oxigênio, com todas as vantagens inerentes. A simbiose com um procarionte
fotossintetizante faria que os eucariontes hospedeiros tivessem síntese de alimento “em domicílio”,
obviamente um processo muito vantajoso.
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A evolução biológica
Atualmente os seres vivos estão adaptados ao meio em que vivem, isto é, entre os seres vivos e o
ambiente há um ajuste com papel fundamental para a sua sobrevivência. O flamingo rosa se alimenta de
cabeça para baixo, adaptando-se à procura de alimento no lodo em que vive; os cactos suportam o meio
desértico seco graças às adaptações nele existentes; os beija-flores, com seus longos bicos, estão
adaptados à coleta do néctar contido nas flores tubulosas que visitam. Esses e numerosos outros
exemplos são reveladores da perfeita sintonia que existe entre os seres e os seus ambientes de vida.
Antigamente, a ideia de que as espécies seriam fixas e imutáveis foi defendida pelos filósofos gregos
chamados de fixistas . Estes propunham que as espécies vivas já existiam desde a origem do planeta e
a extinção de muitas delas deveu-se a eventos especiais como, por exemplo, catástrofes, que teriam
exterminado grupos inteiros de seres vivos. O filósofo grego Aristóteles, grande estudioso da natureza,
não admitia a ocorrência de transformação das espécies, pois acreditava que os organismos eram
distribuídos segundo uma escala de complexidade, em que cada ser vivo tinha seu lugar definido.
Visão aristotélica de que as espécies eram fixas e imutáveis
Entretanto, partir do século XIX, uma série de pensadores passou a admitir a ideia da substituição
gradual de espécies por outras através de adaptações a ambientes em contínuo processo de mudança.
Essa corrente de pensamento, transformista , explicava a adaptação como um processo dinâmico, ao
contrário do que propunham os fixistas. Para o transformismo, a adaptação das espécies é alcançada a
medida que muda o meio. Nessa concepção, os serres mais adaptados ao ambiente em mudança
sobrevivem, já os menos adaptados são eliminados. Essa ideia deu origem ao evolucionismo .
Evolução biológica é a adaptação das espécies a meios continuamente em mudança. Entretanto,
essa mudança das espécies nem sempre implica aperfeiçoamento ou melhora, podendo acarretar, em
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alguns casos a uma simplificação. É o caso das tênias, vermes achatados parasitas: embora nelas não
exista tubo digestivo, estão perfeitamente adaptadas ao parasitismo no tubo digestivo do homem e de
muitos outros vertebrados.
Adaptação: a espécie em mudança
Dentre os exemplos que ilustram a adaptação das espécies às mudanças do meio, três se destacam
por seu caráter clássico:
a) a resistência de bactérias aos antibióticos;
b) a coloração protetora das mariposas da espécie Biston betularia.
a) A resistência de bactérias aos antibióticos
O problema da resistência bacteriana a antibióticos caracteriza um caso de adaptação de um grupo
de organismos frente a mudanças ambientais. À medida que antibióticos são inadequadamente utilizados
no combate a infecções causadas por bactérias, o que na realidade se está fazendo é uma seleção de
indivíduos resistentes a determinado antibiótico. Sendo favorecidos, os indivíduos resistentes, pouco
abundantes de início, proliferam, aumentando novamente a população de micro-organismos.
b) A coloração protetora das mariposas
Em meados do século passado, a população de certo tipo de mariposa nos arredores de Londres era
constituída predominantemente por indivíduos de asas claras, embora entre elas se encontrassem
algumas de asas escuras. A explicação para esse fato fica lógica se lembrarmos que nessa época os
troncos das árvores eram recobertos por certo tipo de vegetais, os líquenes, que conferiam-lhes uma cor
acinzentada. Na medida em que a industrialização provocou aumento de resíduos poluentes gasosos, os
troncos das árvores passaram a ficar escurecidos, como consequência da morte dos líquenes e do
excesso de fuligem. Nessa região, passou a haver predominância de mariposas de asas escuras, o que
denota outro caso de adaptação de um grupo de indivíduos frente a uma mudança ambiental. Procure
entender a semelhança existente entre esses dois exemplos de adaptação e o exemplo da resistência de
insetos a inseticidas.
As evidências da evolução
Durante a fase polêmica da discussão evolucionista, muitos argumentos foram utilizados. Uma das
evidências mais importantes da ocorrência de Evolução biológica é dada pelos fósseis, que podem ser
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conceituados como “restos ou vestígios de seres vivos de épocas remotas”. Por meio deles, verifica-se
que havia organismos completamente diferentes dos atuais, argumento poderoso para os defensores do
transformismo. Outras evidências evolutivas podem ser citadas: a semelhança embriológica e anatômica
existente entre os componentes de alguns grupos animais, notadamente os vertebrados; a existência de
estruturas vestigiais, como, por exemplo, o apêndice vermiforme humano, desprovido de função quando
comparado aos apêndices funcionais de outros vertebrados. Modernamente, dá-se muito valor à
semelhança bioquímica existente entre diferentes animais. É o caso de certas proteínas componentes do
sangue do homem e dos macacos.
Lamarck x Darwin
A partir do século XIX, surgiram algumas tentativas de explicação para a Evolução biológica. Jean
Baptiste Lamarck, francês, e Charles Darwin, inglês, foram os que mais coerentemente elaboraram
teorias sobre o mecanismo evolutivo. Foi Darwin, no entanto, o autor do monumental trabalho científico
que revolucionou a Biologia e que até hoje persiste como a Teoria da Seleção Natural das espécies.
A teoria de Darwin
A partir da ideia de adaptação de populações a seus ambientes, fica fácil entender as propostas de
Charles Darwin (1809-1882), inglês, autor da teoria da Seleção Natural. Imaginando-se dois ratos, um
cinzento e outro albino, é provável que em muitos tipos de ambientes o cinzento leve vantagem sobre o
albino. Se isto realmente acontecer, é sinal de que o ambiente em questão favorece a sobrevivência de
indivíduos cinzentos ao permitir que, por exemplo, eles fiquem camuflados entre as folhagens de uma
mata. Os albinos, sendo mais visíveis, são mais atacados por predadores. Com o tempo, a população de
ratos cinzentos, menos visada pelos atacantes, começa a aumentar, o que denota seu sucesso. É como
se o ambiente tivesse escolhido, dentre os ratos, aqueles que dispunham de mais recursos para enfrentar
os problemas oferecidos pelo meio. A esse processo de escolha, Darwin chamou Seleção Natural. Note
que a escolha pressupõe a existência de uma variabilidade entre organismos da mesma espécie. Darwin
reconhecia a existência dessa variabilidade. Sabia também que na natureza, a quantidade de indivíduos
de certa espécie que nascem é maior que aquela que o ambiente pode suportar. Além disso, era
conhecido o fato de que o número de indivíduos da população fica sempre em torno de uma certa
quantidade ótima, estável, devido, principalmente, a altas taxasde mortalidade.
É óbvio que a mortalidade seria maior entre indivíduos menos adaptados a seu meio, pelo processo
de escolha ou “seleção natural”. Perceba, então, que a ideia de Darwin parte do princípio importante de
que existe variabilidade entre os indivíduos de uma mesma espécie e que essa variabilidade pode permitir
que indivíduos se adaptem ao ambiente.
Assim, para Darwin, a adaptação é resultado de um processo de escolha dos que já possuem a
adaptação. Essa escolha, efetuada pelo meio, é a Seleção Natural e pressupõe a existência prévia de
uma diversidade específica. Então, muda o meio. Havendo o que escolher (variabilidade), a seleção
natural entra em ação e promove a adaptação da espécie ao meio. Quem não se adapta, desaparece.
O Darwinismo, a conhecida teoria da “Evolução Biológica por adaptação das espécies aos meios em
mudança através da Seleção Natural”, pode ser assim esquematizado:
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É claro que, em ambientes diferentes, variações distintas serão valorizadas. Isso explica por que duas
populações da mesma espécie podem se adaptar de maneiras bastante diversificadas em ambientes
diferentes.
Neodarwinismo
O trabalho de Darwin despertou muita atenção mas também suscitou críticas. A principal era relativa
à origem da variabilidade existente entre os organismos de uma espécie. Darwin não teve recursos para
entender por que os seres vivos apresentam diferenças individuais. Não chegou sequer a ter
conhecimento dos trabalhos que um monge chamado Mendel realizava, cruzando plantas de ervilha. O
problema só foi resolvido a partir do início do século XX, com o advento da ideia de gene. E só então ficou
fácil entender que mutações e recombinação gênica são as duas importantes fontes de variabilidade entre
as espécies. Assim, o darwinismo foi complementado, surgindo o que os evolucionistas modernos
conhecem como Neodarwinismo ou Teoria Sintética da Evolução e que se apoia nas ideias básicas de
Darwin.
Fica fácil entender, agora, o mecanismo da resistência bacteriana aos antibióticos usados para o seu
combate. Partindo do princípio da existência prévia de variabilidade, uma população bacteriana deve ser
formada por dois tipos de indivíduos: os sensíveis e os resistentes. O uso inadequado de um antibiótico
deve eliminar as bactérias sensíveis, favorecendo as resistentes, que são selecionadas. As bactérias
resistentes proliferam e promovem a adaptação da espécie ao ambiente modificado. Qualquer outro
problema de adaptação das espécies a ambientes em modificação pode ser explicado utilizando-se o
raciocínio neodarwinista.
A ideia de Lamarck
Um dos primeiros adeptos do transformismo foi o biólogo francês Lamarck, que, como você verá,
elaborou uma teoria da Evolução, embora totalmente desprovida de fundamento científico.
No mesmo ano em que nascia Darwin, Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) propunha uma ideia
elaborada e lógica. Segundo ele, uma grande mudança no ambiente provocaria numa espécie a
necessidade de se modificar, o que a levaria a mudanças de hábitos.
Se o vento e as águas podem esculpir uma rocha, modificando consideravelmente sua forma, será
que os seres vivos não poderiam ser também moldados pelo ambiente? Teria o ambiente o poder de
provocar modificações adaptativas nos seres vivos?
Lamarck acreditava que sim. Considerava, por exemplo, que mudanças das circunstâncias do
ambiente de um animal provocariam modificações suas necessidades, fazendo que ele passasse a adotar
novos hábitos de vida para satisfazê-las. Com isso o animal passaria a utilizar mais frequentemente certas
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partes do corpo, que cresceriam e se desenvolveriam, enquanto outras partes não seriam solicitadas,
ficando mais reduzidas, até se atrofiarem. Assim, o ambiente seria o responsável direto pelas
modificações nos seres vivos, que transmitiriam essas mudanças aos seus descendentes, produzindo um
aperfeiçoamento da espécie ao longo das gerações.
Com base nessa premissa, postulou duas leis. A primeira, chamada Lei do Uso e Desuso, afirmava
que, se para viver em determinado ambiente fosse necessário certo órgão, os seres vivos dessa espécie
tenderiam a valorizá-lo cada vez mais, utilizando-o com maior frequência, o que o levaria a hipertrofiar.
Ao contrário, o não uso de determinado órgão levaria à sua atrofia e desaparecimento completo ao longo
de algum tempo.
A segunda lei, Lamarck chamou de Lei da Herança dos Caracteres Adquiridos. Através dela postulou
que qualquer aquisição benéfica durante a vida dos seres vivos seria transmitida aos descendentes, que
passariam a tê-la, transmitindo-a, por sua vez, às gerações seguintes, até que ocorresse sua
estabilização.
A partir dessas suas leis, Lamarck formulou sua teoria da evolução, apoiado apenas em alguns
exemplos que observara na natureza. Por exemplo, as membranas existentes entre os dedos dos pés
das aves nadadoras, ele as explicava como decorrentes da necessidade que elas tinham de nadar.
Cornos e chifres teriam surgindo como consequência das cabeçadas que os animais davam em suas
brigas. A forma do corpo de uma planta de deserto seria explicada pela necessidade de economizar água.
Por que não podemos aceitar as teses de Lamarck?
Na verdade não podemos simplesmente achar erradas as ideias de Lamarck sem dizer exatamente o
porquê do erro. É preciso saber criticá-las com argumentos que evidenciam o erro nelas contido. Assim,
pode-se dizer que a lei do uso e desuso só será válida se a alteração que ela propõe estiver relacionada
a alterações em órgãos de natureza muscular e, ainda, alterações que não envolvam mudanças no
material genético do indivíduo. A cauda de um macaco sul-americano não cresceu porque o animal
manifestou o desejo de se prender aos galhos de uma árvore. Tal mudança deveria envolver antes uma
alteração nos genes encarregados da confecção da cauda.
Com relação à lei da transmissão das características adquiridas, é preciso deixar bem claro que
eventos que ocorrem durante a vida de um organismo, alterando alguma sua característica, não podem
ser transmissíveis à geração seguinte. O que uma geração transmite à outra são genes. E os genes
transmissíveis já existem em um indivíduo desde o momento em que ele foi um zigoto. E, fatos que
ocorram durante sua vida não influenciarão exatamente aqueles genes que ele deseja que sejam
alterados.
Lamarck e Darwin frente a frente: o tamanho do pescoço das girafas:
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A Especiação
Especiação é o nome dado ao processo de surgimento de novas espécies a partir de uma espécie
ancestral. De modo geral, para que isso ocorra é imprescindível que grupos da espécie original se
separem e deixem de se cruzar. Essa separação constitui o isolamento geográfico e pode ocorrer por
migração de grupos de organismos para locais diferentes e distantes, ou pelo surgimento súbito de
barreiras naturais intransponíveis, como rios, vales, montanhas, etc., que impeçam o encontro dos
componentes da espécie original. O isolamento geográfico, então, é a separação física de organismos da
mesma espécie por barreiras geográficas intransponíveis e que impedem o seu encontro e cruzamento.
A mudança de ambiente favorece a ação da seleção natural, o que pode levar a uma mudança inicial
de composição dos grupos. A ocorrência de mutações casuais do material genético ao longo do tempo
leva a um aumento da variabilidade e permite a continuidade da atuação da seleção natural. Se após
certo tempo de isolamento geográfico os descendentes dos grupos originais voltarem a se encontrar,
pode não haver mais a possibilidade de reprodução entre eles. Nesse caso, eles constituem novas
espécies. Isso pode ser evidenciado através da observação de diferenças no comportamento reprodutor,
da incompatibilidadena estrutura e tamanho dos órgãos reprodutores, da inexistência de descendentes
ou, ainda, da esterilidade dos descendentes, no caso de eles existirem. Acontecendo alguma dessas
possibilidades, as novas espécies assim formadas estarão em isolamento reprodutivo, confirmando,
desse modo, o sucesso do processo de especiação.
Podemos dividir a especiação em três tipos, que serão explicados a seguir:
1. Especiação alopátrica;
2. Especiação simpátrica;
3. Especiação parapátrica.
1. Especiação alopátrica
A especiação alopátrica ocorre quando duas espécies são separadas por um isolamento geográfico.
O isolamento pode ocorrer devido à grande distância ou uma barreira física, como um deserto, rio ou
montanha. A especiação bem-sucedida é vista na figura abaixo. Os tentilhões observados por Darwin é
um exemplo dessa especiação na qual ele observou que, nas ilhas Galápagos, eles se diferenciavam
pelo tipo de bico. Além disso, seria uma forma de adaptação à dieta alimentar de cada uma das 14
espécies.
Exemplo de especiação alopátrica (Foto: USP)
2. Especiação simpátrica
A especiação simpátrica diferencia-se da alopátrica pela ausência da separação geográfica. Nessa
especiação, duas populações de uma mesma espécie vivem na mesma área, mas não há cruzamento
entre as mesmas, resultando em diferenças que levarão à especiação, ou seja, a uma nova espécie. Isso
pode ocorrer pelo fato dos indivíduos explorarem outros nichos, como insetos herbívoros que
experimentam uma nova planta hospedeira.
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Moscas que vivem no mesmo local, mas se alimentam de frutos diferentes. (Foto: USP)
3. Especiação parapátrica
A especiação parapátrica ocorre em duas populações da mesma espécie que também não possuem
nenhuma barreira física, mas sim uma barreira ao fluxo gênico (migração de genes) entre as espécies. É
uma população contínua, mas que não se cruza aleatoriamente, caso tenha o intercruzamento, o
resultado são descendentes híbridos. Um exemplo dessa especiação é o caso das gramíneas
Anthoxanthum, que se diferenciou por certas espécies estarem fixadas em um substrato contaminado
com metais pesados.
Dessa forma, houve a seleção natural para esses indivíduos, que foram se adaptando para genótipos
tolerantes a esses metais pesados. Ao longo prazo, essas espécies foram adquirindo características
diferentes, como a mudança de floração impossibilitando o cruzamento, acabando com o fluxo gênico
entre esses grupos.
Espécie de gramínea à esquerda em um solo não contaminado e à direita, contaminada por metais pesados (Foto: USP)
Irradiação adaptativa
Há muitos indícios de que a evolução dos grandes grupos de seres vivos foi possível a partir de um
grupo ancestral cujos componentes, através do processo de especiação, possibilitaram o surgimento de
espécies relacionadas. Assim, a partir de uma espécie inicial, pequenos grupos iniciaram a conquista de
novos ambientes, sofrendo uma adaptação que lhes possibilitou a sobrevivência nesses meios. Desse
modo teriam surgido novas espécies que em muitas características apresentavam semelhanças com
espécies relacionadas e com a ancestral. Esse fenômeno evolutivo é conhecido como Irradiação
Adaptativa, e um dos melhores exemplos corresponde aos pássaros fringilídeos de Galápagos estudados
por Darwin. Originários do continente sul-americano, irradiaram-se para diversas ilhas do arquipélago,
cada grupo adaptando-se às condições peculiares de cada ilha e, consequentemente, originando as
diferentes espécies hoje lá existentes.
Para que a irradiação possa ocorrer, é necessário em primeiro lugar que os organismos já possuam
em seu equipamento genético as condições necessárias para a ocupação do novo meio. Este, por sua
vez, constitui-se num segundo fator importante, já que a seleção natural adaptará a composição do grupo
ao meio de vida.
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Convergência adaptativa
Processo que é resultante da adaptação de grupos de organismos de espécies diferentes a um mesmo
hábitat. Por estarem adaptados ao mesmo hábitat, possuem semelhanças em relação à organização de
corpo sem necessariamente possuírem grau de parentesco.
Estes organismos, por viverem num mesmo tipo de ambiente e estarem adaptados ao mesmo,
possuem estruturas que apresentam a mesma função que são chamadas órgãos análogos, como, por
exemplo as asas de um morcego e as patas de um leão.
São semelhantes pela função e não por terem uma mesma origem embrionária ou pelos organismos
possuírem ancestral comum.
Homologia e analogia
Agora que sabemos o que é irradiação adaptativa e convergência adaptativa, fica fácil entender o
significado dos termos homologia e analogia. Ambos utilizados para comparar órgãos ou estruturas
existentes nos seres vivos. Por homologia entende-se semelhança entre estruturas de diferentes
organismos, unicamente a uma mesma origem embriológica. As estruturas homológicas podem exercer
ou não a mesma função.
O braço do homem, a pata do cavalo, a asa do morcego e a nadadeira da baleia são estruturas
homológicas entre si, pois todas têm a mesma origem embriológica. Nesses casos, não há similaridade
funcional.
Ao analisar, entretanto, a asa do morcego e a asa da ave, verifica-se que ambas têm a mesma origem
embriológica e estão ainda associadas a mesma função.
A analogia refere-se à semelhança morfológica entre estruturas, em função de adaptação à execução
da mesma função.
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As asas dos insetos e das aves são estruturas diferentes quanto à origem embriológica, mas ambas
estão adaptadas à execução de uma mesma função: o voo. São estruturas análoga
13Evolução humana
De acordo com diversas pesquisas cientificas, o aparecimento dos primeiros ancestrais do homem
surgiu a cerca de 3,5 – 4 milhões de anos atrás. Os primeiros hominídeos pertenciam ao gênero
Australopithecus e se diferenciavam dos demais primatas por conta de sua postura ereta, locomoção
bípede e uma arcada mais próxima da atual espécie humana. Apesar de ser considerado o primeiro
ancestral humano, não existe um estudo conclusivo sobre a escala evolutiva.
Segundo alguns estudos, os sucessores do Australopithecus foram os Homo habilis (2,4 milhões de
anos) e o Homo erectus, o qual haveria surgido há aproximadamente 1,8 milhões de anos atrás. O seu
maxilar apresentaria uma consistência maior e seus dentes seriam mais largos. Além disso, tinha uma
caixa craniana de maior porte e uma postura mais ereta. Segundo consta, este teria habitado regiões
diversas da África e da Ásia como o Java, China, Etiópia e Tanzânia.
A partir do processo evolutivo sofrido por esse último espécime, haveria surgido o chamado Homo
sapiens, uma espécie da qual descenderia o Homo neanderthalensis. Este integrante do processo
evolutivo humano teria vivido entre 230 e 30 mil anos atrás. De acordo com os estudos a seu respeito, o
neanderthalensis produzia armas e utensílios com maior sofisticação e realizavam rituais funerários
simples. Durante algum tempo, teria vivido juntamente como o Homo sapiens moderno.
Este último corresponde a nossa espécie e teria surgido no planeta há cerca de 150 mil anos atrás.
De acordo com os estudos sobre esse último estágio da escala evolutiva, o Homo sapiens moderno teve
a incrível capacidade de se espalhar em outras regiões do mundo em um relativo curto espaço de tempo.
Aproveitando das conquistas consolidadas por seus ancestrais, teve a capacidade de desenvolver a
linguagem, dominar o fogo e construir instrumentos diversos.
Com a interrupção desse processo, dava-se início a outros processos que empreenderiam a formação
de manifestações e organizações sociais mais completas. Depois disso, ocorreriam as transformações
que encerrariam o extenso Período Paleolítico,que termina em 8000 a.C. Logo em seguida, ocorreria o
desenvolvimento do Período Neolítico (8000 a.C. – 5000 a.C.) e a Idade dos Metais, que vai de 5000 a.C.
até o surgimento da escrita, que encerra a Pré-história.
13 http://www.mundoeducacao.com/
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Nível de organização do organismo humano
Por meio dessa abordagem a biologia pode ser encarada como constituída por diversos níveis, desde
os mais simples aos mais complexos. Tomando-se como exemplo um ser vivo complexo como o homem,
pode-se adotar o organismo humano como o nível de organização de referência. A análise do organismo
humano revela a existência de sistemas que permitem a sua sobrevivência.
O sistema é, então o segundo nível de organização. Por outro lado, um sistema é constituído por
órgãos . O sistema digestivo humano é formado por órgãos como a boca, faringe, esôfago, estômago,
intestino delgado, intestino grosso, reto e ânus.
O órgão é, assim, outro nível de organização. A análise cuidadosa do estômago, utilizando a
microscopia como ferramenta, revela que este é constituído por uma sucessão de camadas, casa uma
correspondendo a um tecido , que é considerado outro nível de organização.
A observação desses tecidos ao microscópio, por exemplo, o tecido de revestimento do estômago,
revela a existência de pequenas unidades semelhantes quanto a forma e a função, isto é, as células .
Cada célula, outro nível de organização possui em seu interior organelas . A análises bioquímicas de
cada organela mostra que estas são formadas por um rearranjo de moléculas que, por sua vez, são
formadas a partir da reunião de certos átomos comuns a todos os seres vivos.
Resumidamente , os átomos e moléculas reunidos levam a formação de uma organela. As organelas
diferentes coexistem no interior de uma célula . Células sementes quanto a forma e função constituem
um tecido. Tecidos reunidos entram na composição de um órgãos. Órgãos envolvidos em uma mesma
atividades fazem parte de um sistema. Sistemas diferentes acabam sendo componentes básicos de um
organismo .
6. CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS:
6.1. Sistemas de classificação. 6.2. Regras de nomenclatura.
6.3. As categorias taxonômicas. 6.4. Classificação dos
grandes grupos de organismos: Vírus, Monera; Protista;
Fungi; Plantae; Animália
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Nível de organização: do organismo á biosfera
A observação atenta dos ambientes em geral onde existes seres vivos mostra que os organismos não
vivem isoladamente. Os organismos tendem a viver agrupados (da mesma espécie ou não), interagindo
com o meio em que vivem.
Organismos da mesma espécie vivendo em determinada área geográfica delimitada constituem uma
população daquela espécie, naquele ambiente. É o caso da população de onças-pintadas do pantanal
mato-grossense e da população de eucaliptos de uma certa fazenda.
Populações diferentes, de diferentes espécies, convivendo em uma mesma área geográfica,
correspondem a uma nova classificação chamada de comunidade . Uma comunidade, então, em termos
biológicos, pode ser considerada como um conjunto das diferentes populações que coexistem em um
certo ambiente em um determinado período, isto é, a comunidade corresponde à reunião dos
componentes vivos (bióticos) do meio.
Por outro lado, a interação da comunidade com os componentes não vivos (abióticos) do meio (gases,
água, solo, luz, temperatura) conduz a outro nível de organização, o ecossistema. Os ecossistemas
correspondem a interação, em um certo ambiente naturalmente delimitado, de um componente biótico
(comunidade) com o meio abiótico (fatores físicos e químicos).
A reunião de todos os ecossistemas existentes na Terra, chega-se ao último nível de organização, a
Biosfera , que pode ser considerada como a soma de todos os lugares da Terra onde há uma comunidade
auto-suficiente operando em determinado ambiente.
Resumidamente, organismos de uma mesma espécie convivendo em um certo ambiente
naturalmente delimitado constituem uma população . A reunião das diferentes populações de um certo
meio leva à ideia de comunidade . A interação entre diferentes comunidades com o meio ambiente
consiste em um ecossistema. E a soma de todos os ecossistemas leva a formação da biosfera .
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Para ser considerado um ser vivo, esse tem que apresentar certas características:
- ser constituído de célula;
- buscar energia para sobreviver;
- responder a estímulos do meio;
- se reproduzir;
- evoluir.
Classificação dos seres vivos
De acordo com o número de células podem ser divididas em:
-Unicelulares – São seres vivos que tem, somente uma célula como bactérias. Eles são divididos em
dois grupos são eles procariontes (seres unicelulares, sem um sistema de endomembrana, nem
organelas; não tem carioteca envolvendo o material genético.), e eucariontes (que possuem uma
verdadeira membrana nuclear).
Seres procariontes unicelulares-bactérias Seres eucariontes unicelulares- protozoários
-Pluricelulares - Seres pluricelulares são seres que tem mais de uma célula, como nós seres
humanos, animais entre outros; Nós seres humanos temos chegamos a ter mais de 5 milhões de células
então somos seres pluricelulares, outro ser pluricelular são as plantas que fazem a fotossíntese.
De acordo com a organização estrutural, as células são divididas em:
Células Procariontes: As células procariontes ou procarioticas são diferentes das eucariontes. Sua
maior diferença é que as células procariontes não possuem carioteca. A carioteca é uma membrana que
separa o material genético do citoplasma.
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Células Eucariontes: As células eucariontes ou eucarioticas possuem a carioteca, individualizando o
material nuclear da célula.
Os níveis de organização das Células Eucariotas
Nesse grupo encontram-se:
Células Vegetais (com cloroplastos e com parede celular; normalmente, apenas, um grande vacúolo
central).
Células Animais (sem cloroplastos e sem parede celular; vários pequenos vacúolos).
-Célula Animal
A palavra célula foi usada pela 1° vez em 1665, pelo inglês Robert Hooke (16 35-1703). Com um
microscópio muito simples ele observou pedaços de cortiça, e ele percebeu que ela era formada por
compartimentos vazios que ele chamou de células. É uma célula que se pode encontrar nos animais e
que se distingue da célula vegetal pela ausência de parede celular e de plastos. Possui flagelo, o que não
é comum nas células vegetais. Célula Animal (sem cloroplastos e sem parede celular; vários pequenos
vacúolos).
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-Célula Vegetal
A célula vegetal é semelhante à célula animal mas contém algumas peculiaridades como a parede
celular e os cloroplastos. Está dividida em: Componentes protoplasmáticos que são um composto de
organelas celulares e outras estruturas que sejam ativas no metabolismo celular. Inclui o núcleo, retículo
endoplasmático, citoplasma, ribossomos, complexo de Golgi, mitocôndrias, lisossomos e plastos e
componentes não protoplasmáticos são os resíduos do metabolismo celular ou substâncias de
armazenamento. Inclui vacúolos, parede celular e substâncias ergástricas.
Quadro comparativo entre a célula vegetal e animal
14Seres Autótrofos e Heterótrofos
Na natureza há um fluxo constante de energia e matéria orgânica que é essencial para a manutenção
da vida. Todos os organismos vivos participam desses processos através das cadeias alimentares, quer
sejam autótrofos e produzam o próprio alimento,ou heterótrofos e consumam outros organismos.
-Seres Autótrofos: Seres autótrofos são conhecidos como produtores, isto é, são aqueles que
possuem a capacidade de produzir seu próprio alimento. De acordo com o processo utilizado para fabricar
o alimento, podem ser classificados em quimiossintetizantes e fotossintetizantes.
15-Autótrofos Quimiossintetizantes: são seres que utilizam matérias inorgânicas, gás carbônico e
água para produzirem matéria orgânica. Este processo ocorre através da oxidação das substâncias
inorgânicas. Portanto, estes seres não necessitam de luminosidade para produzirem seus alimentos.
Exemplos: algumas espécies de bactérias e arqueobactérias.
Autótrofos Fotossintetizantes: são organismos que possuem a capacidade de realizar fotossíntese,
transformando energia luminosa em química. Exemplos: todas as plantas e algumas espécies de algas.
14 AMABIS, J.M; MARTHO, G.R. Fundamentos da Biologia Moderna. 3ª ed. São Paulo. Editora Moderna, v. único, 2003.
15 http://www.todabiologia.com/
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Seres Heterótrofos: também conhecidos como seres consumidores, são aqueles que não possuem
a capacidade de fabricar seu próprio alimento. Logo, necessitam se alimentar de outros seres
(consumidores ou produtores). Podem ser classificados em função do tipo de alimento que consomem.
Sendo assim existem os heterótrofos:
-Carnívoros : que se alimentam exclusivamente de carne. Exemplos: leão, tigre e onça pintada.
- Herbívoros : que se alimentam exclusivamente de vegetais. Exemplos: cavalo, boi, cabra e coelho.
- Onívoros : que se alimentam de carne de animais e também de vegetais. Exemplos: ser humano,
morcego, urso e suricato.
-Hematófagos : que se alimentam de sangue de outros animais. Geralmente são seres parasitas.
Exemplos: pernilongo, barbeiro, carrapato e piolho.
-Ictiófagos : se alimentam de peixes. Exemplos: águia pescadora, martin pescador e leão marinho.
-Coprófagos : que se alimentam de fezes de animais. Exemplos: algumas espécies de moscas e
escaravelho (besouro).
-Ornitófagos : que se alimentam de carne de aves. Exemplos: falcão peregrino.
-Insetívoros : que se alimentam de insetos. Exemplos: sapos, bem-te-vi e algumas espécies de peixes.
-Detritívoros : que se alimentam de detritos orgânicos de origem vegetal e animal. Exemplos: abutre,
hiena e urubu.
-Planctófagos : se alimentam de plânctons. Exemplos: flamingo-de-james e arraia.
Procariontes
O reino Monera compreende todos os organismos unicelulares menores do que 8 micrômetros ( 1µm
= 0,001 mm) e procariontes ( sem núcleo organizado), representados pelas bactérias, cianobactérias (
cianoficeas ou algas azuis) e também pelas arqueobactérias. As bactérias encontram-se distribuídas em
todos os ambientes da biosfera e são fundamentais para o equilíbrio biológico dos ecossistemas. As
cianobactérias vivem sobretudo na água doce e na água salgada, mas também podem ser encontradas
em solo úmido, sobre cascas de árvores e até mesmo em fontes ambientes extremos tais como fontes
termais, geleiras ou sob rochas nuas.
Estrutura celular das bactérias
As bactérias tem uma estrutura celular bem característica de células procarióticas : parede celular,
cápsula, membrana plasmática, citoplasma, nucleóde, plasmídeos, ribossomos, flagelos e fímbrias que
serão detalhados a seguir:
Parede celular - envoltório extracelular rígido responsável pela forma da bactéria constituída por um
complexo proteico - glicídico (proteína + carboidrato) com a função de proteger a célula contra agressões
físicas do ambiente.
Obs.: Não possui celulose como as das células vegetais.
Cápsula - camada de consistência mucosa ou viscosa formada por polissacarídeos que reveste a
parede celular em algumas bactérias. É encontrada principalmente nas bactérias patogênicas,
protegendo-as contra a fagocitose.
Membrana Plasmática - mesma estrutura e função das células eucariontes.
Obs.: Nas bactérias ocorrem invaginações na membrana plasmática que concentram as enzimas
respiratórias: os mesossomos.
Citoplasma - formado pelo Hialoplasma e pelos Ribossomos. Ausência de organelas membranosas.
Nucleóide - é a região onde se concentra o cromossomo bacteriano, constituído por uma molécula
circular de DNA. É o equivalente bacteriano dos núcleos de células eucariontes. Não possui carioteca ou
envoltório nuclear. Além do DNA presente no nucleóide, a célula bacteriana pode ainda conter moléculas
adicionais de DNA, chamadas Plasmídios ou Epissomas.
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Ribossosmos: organela responsável pela síntese proteica da bactéria
Flagelos - apêndices filiformes usados na locomoção.
Fímbrias - apêndices filamentares, de natureza proteica, mais finos e curtos que os flagelos. Nas
bactérias que sofrem conjugação, as fímbrias funcionam como pontes citoplasmáticas permitindo a
passagem do material genético
Tipos morfológicos de bactérias
Quanto à morfologia, as bactérias classificam-se basicamente em três categorias:
1. Cocos: São bactérias de forma arredondada, cujo tamanho, em geral, situa-se entre 0,2 e 5 µm de
diâmetro. Os cocos apresentam-se isolados ou formando colônias Segundo a quantidade de bactérias e
sua disposição, as colônias são classificadas em:
-Diplococos — colônia de dois cocos;
-Tétrade — colônia de quatro cocos;
-Sarcina — colônia cúbica de oito ou mais cocos;
-Estreptococos — colônia de cocos em fileira;
-Pneumococos — colônia de dois cocos em forma de chama de vela;
-Estafilococos — colônia de cocos dispostos em cacho;
-Gonococos — colônia de dois cocos reniformes (em forma de rim).
2- Bacilos: São bactérias em forma de bastonete, que medem, em regra, de 1 a 15 µm de
comprimento.
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3. Espirilos: São bactérias que têm a forma de um bastonete recurvado. Os espirilos propriamente
ditos formam filamentos helicoidais (fig. 4.6). Já os vibriões, como o Vibrio cholerae, causador da cólera,
são bactérias curtas, com uma espira incompleta, em forma de vírgula.
Importância das bactérias 16
Decomposição da matéria orgânica: :As bactérias decompositoras ou saprófitas, juntamente com a
maioria dos fungos, atuam na natureza decompondo organismos mortos, partes que se destacam de
seres vivos ou resíduos eliminados no ambiente, como folhas e frutos caídos, fezes, pele, etc. Desse
modo, os seres decompositores transformam a matéria orgânica morta em matéria inorgânica simples,
que pode ser reaproveitada por outros seres, especialmente as plantas. São, portanto, indispensáveis à
reciclagem da matéria na natureza, constituindo verdadeiras "usinas processadoras" de material orgânico
morto.
Fertilização do solo: A fertilidade do solo depende da atividade dos seres decompositores como as
das bactérias do gênero Rhizobium, que vivem associadas às raízes de leguminosas, um importante
grupo de plantas, como a soja, o feijão e a ervilha. Uma vez instaladas nas raízes, as bactérias fixam o
gás nitrogênio atmosférico (N2) e o transformam em sais nitrogenados, que são em parte assimilados
pelas plantas. Esse gênero de bactérias fornece às leguminosas os sais nitrogenados necessários ao seu
desenvolvimento. Parte da matéria orgânica produzida pelas leguminosas por meio da fotossíntese é
assimilada por essas bactérias, que são heterótrofas. Estabelece-se, assim, uma interação de benefícios
mútuos entre as bactérias Rhizobium e a planta; esse tipo de interação é denominado mutualismo. Depois
de colhidas as sementes, o agricultor pode enterrar as leguminosas para que funcionem como "adubos
verdes". De fato, à medida que se decompõem, as grandes moléculas orgânicas nitrogenadas existentes
na planta, como asproteínas, originam principalmente amônia, que é liberada para o ambiente. Então,
bactérias nitrificantes, como as dos gêneros Nitrosomonas e Nitrobacter, atuam, respectivamente,
convertendo a amônia em nitrito e o nitrito em nitrato. Uma vez incorporados ao solo os nitritos e os
nitratos aumentam sua fertilidade
16 http://www.colegioanchieta.com.br/
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Digestão de celulose: As bactérias que vivem no estômago de ruminantes, estabelecem com esses
animais um outro exemplo de mutualismo. Essas bactérias são capazes de digerir celulose, auxiliando
assim a nutrição dos ruminantes; em troca, encontram nesses animais um hábitat adequado ao seu
desenvolvimento, além do alimento que garante sua atividade metabólica.
Emprego industrial : Na indústria, são bastante conhecidas às bactérias do gênero Acetobacter, que
oxidam o álcool etílico transformando-o em ácido acético; esse fenômeno constitui a base da fabricação
do vinagre. As bactérias do gênero Lactobacillus promovem a conversão da lactose (açúcar do leite) em
ácido láctico. O leite torna-se então azedo, e a redução do pH determina a precipitação de suas proteínas,
com a consequente formação do coalho. Essas bactérias têm, assim, participação marcante no processo
de fabricação de coalhada, iogurte e queijo. Na indústria farmacêutica, as bactérias do gênero Bacillus
fornecem certos antibióticos, como a tirotricina e a bacitracina.
Controle biológico: Utilizadas no combate a espécies daninhas à agricultura. Um exemplo é o Bacillus
thuringiensis, que infesta a larva de determinados insetos. Essa bactéria produz cristais protéicos que se
dissolvem no intestino da larva; a proteína dissolvida promove a ruptura da parede intestinal, permitindo
a invasão dos tecidos pelas bactérias, o que provoca a morte da larva.
Ação patogênica: representa as principais doenças humanas causadas por bactérias patogênicas (do
grego pathos, 'sofrimento'). Neste momento, basta saber que elas podem causar doenças ao ser humano
e a outros seres vivos; a tuberculose, a sífilis e o tétano são alguns exemplos dessas doenças.
Vírus
Os vírus são únicos organismos acelulares da Terral atual. Extremamente simples e pequenos
(medem menos de 0,2 µm), são constituídos por apenas uma carapaça proteica envolvendo uma
molécula de ácido nucléico que pode ser DNA ou RNA, nunca os dois juntos. O capsídeo pode ser
envolvido por um envelope constituído de lipídios, proteínas e carboidratos e que possui projeções na
superfície ou espículas de constituição glicoproteica (essas projeções são importantes na fixação dos
vírus às células hospedeiras).
Os vírus representam o limite entre as formas vivas e as sem vida. Podem inserir-se no material
genético da célula e causar grandes danos (agentes infecciosos).
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A estrutura viral completa é denominada vírion; - vírus com RNA é mais fácil de mutar porque não tem
mecanismo de reparo, tem cadeia simples que é menos estável. DNA do vírus tem sistema de reparo
porque sempre teve função genética e RNA só teve essa função depois; não possuem componentes
celulares necessários para o metabolismo ou reprodução independente; muitos vírus possuem dentro do
capsídeo uma ou mais enzimas que são liberadas após o desnudamento do vírus no interior da célula
hospedeira e atuam na replicação do ácido nucléico; podem multiplicar-se somente dentro de células
vivas, sendo considerados parasitas intracelulares obrigatórios. Após invadir uma célula ou um
microrganismo, um vírus tem a habilidade de induzir a maquinaria genética da célula hospedeira a fazer
muitas cópias do vírus
Fases da Replicação Viral
Absorção: especificidade, reconhecimento vírus - célula a ser infectada. Para vírions nus, as proteínas
do capsídeo são provavelmente responsáveis pela ligação a um receptor específico da célula. Para
vírions envelopados, as glicoproteínas da superfície da membrana do envelope são responsáveis pelo
reconhecimento de um receptor presente na superfície celular, ocorrendo posteriormente a fixação.
Penetração: a maioria dos vírus envelopados entra na célula hospedeira pela fusão da membrana da
célula hospedeira com o envelope viral, resultando na liberação o nucleocapsídeo para dentro do
citoplasma da célula. Alguns vírus envelopados e a maioria dos nus são englobados pela célula
hospedeira em um vacúolo envolvido por uma membrana, os nucleocapsídeos são então liberados dentro
do citoplasma.
Decapsidação: vírus dentro da célula perde o capsídeo; eclipse = período de tempo entre a
decapsidação até a montagem de um novo vírion maduro, vírus sem capsídeo não visto no M.O. Célula
com dois DNA: o dela e o do vírus.
Montagem: o processo de montagem não envolve a biossíntese de enzimas especiais, ocorrendo
espontaneamente como resultado da interação molecular altamente específica das macromoléculas do
capsídeo com o ácido nucleico viral. Montagem do capsídeo ocorre após a replicação, lipídios da
membrana da célula irão fazer parte do vírus (isso permite o reconhecimento do vírus às mesmas células
que o “fez”)
Liberação: o mecanismo de liberação varia com o vírus. O vírus sai da célula por brotamento ou a
célula morre e se rompe, liberando os vírions. Além desses modos, os vírions podem deixar as células
por canais especiais por um longo período de tempo.
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Doenças causadas por Vírus
Dengue
Endêmica no Brasil desde a década de 80, a dengue é considerada uma das principais ameaças à
saúde em nosso país. Nos últimos anos vem se disseminando de tal forma que, segundo dados do
Ministério da Saúde, somente em 1998, 529,4 mil pessoas foram contaminadas. O vírus causador da
dengue tem quatro sorotipos classificados pelos números 1, 2, 3 e 4. No Brasil, são registrados casos
com sorotipos 1 e 2 (apesar da ameaça do tipo 3 no ano passado). A transmissão do vírus ocorre pela
picada da fêmea do mosquito Aedes aegypti infectada com o vírus da doença. Teoricamente, a transfusão
de sangue infectado também transmite a doença.
Os principais sintomas da dengue clássica são: dores de cabeça e muscular, febre alta, vermelhidão
no corpo, aumento das glândulas linfáticas e comprometimento das vias aéreas superiores. Depois de
cinco a sete dias, acaba o ciclo do vírus no doente, este melhora e fica imunizado para esse sorotipo que
o infectou. Na dengue hemorrágica, além da febre e das dores de cabeça e muscular, o doente também
apresenta hemorragias gastrointestinal, cutânea, gengival e nasal, tontura e queda de pressão. Em razão
das hemorragias, este tipo de dengue pode matar.
Prevenção: Não deixe água acumulada, em pneus, caixa d'água. Uma água parada em uma simples
tampinha de garrafa pode servir de criatório para o mosquito Aedes aegypti.
Febre Amarela
Outra virose que tem registrado uma aumento significativo de casos é a febre amarela, notadamente
em estados como Minas Gerais, Goiás, Tocantins e Pará. Depois de três a seis dias de ser infectada, a
pessoa apresenta os seguintes sintomas: dores de cabeça e muscular, enjoo, vômitos, febre alta, pulso
baixo, prostação e irritabilidade. O nome da doença provém do fato de o doente normalmente apresentar
icterícia, ou seja, sua pele torna-se impregnada de bilirrubina, tornando-se amarela. Na fase mais
avançada da doença, há comprometimento do fígado e dos rins, além de hemorragias que podem levar
à morte.
A febre amarela urbana é transmitida pela picada da fêmea do mosquito Aedes aegypti infectada por
pessoas contaminadas. O vírus da febre amarela silvestre é transmitida pela fêmea do mosquito
Haemagogus, infectada ao sugar sangues de macacos que são os reservatórios naturais do agente
causador dadoença. Não há tratamento que cure a febre amarela. A cura depende da resistência de
cada paciente. A internação em hospitais torna-se necessária, para que sejam controladas as principais
complicações do doente, principalmente as relacionadas aos rins e às hemorragias.
Prevenção: é feita com o combate aos insetos transmissores e com a vacinação antiamarílica que
pode ser aplicada a partir dos seis meses de idade. A vacina é eficaz por dez anos
Sarampo
O Sarampo constitui uma doença febril, extremamente contagiosa, caracterizada por irritação ocular e
inflamação do sistema respiratório, com posterior surgimento de exantemas. As crianças são mais
facilmente acometidas, embora os adultos que não a tenham tido possam adquiri-la nessa fase.
Contágio: a infecção é transmitida através de secreções dos olhos, nariz e garganta, por contágio
direto ou gotas de saliva propagadas por espirros e tosse.
Sintomas e Sinais: após um período de incubação de aproximadamente 11 dias, começam a surgir
os primeiros sintomas, semelhantes aos do resfriado comum, com coriza, espirros, febre e calafrios, dores
de cabeça e nas costas, fotofobia, etc. Nesse período, que dura de 1 a 4 dias, surgem minúsculas
manchas brancas na mucosa bucal, as chamadas manchas de Koplik que podem anunciar o
aparecimento do exantema cutâneo. Surgem exantemas cutâneos que iniciam no rosto ou atrás das
orelhas e posteriormente atingem o tronco e membros. Regridem em 2 a 4 dias após o seu surgimento,
por fina descamação, com regressão da doença.
Tratamento e Prevenção: o tratamento é sintomático e a profilaxia (ou prevenção) é feita com vacinas
de vírus em crianças (que não tenham tido a doença) com idade entre 6 meses e 6 anos. Aqueles que já
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tiveram a doença ou foram vacinados têm imunidade permanente, raramente adquiri novamente o
Sarampo.
Rubéola
Apresenta este nome pelo aspecto avermelhado ou rubro do paciente. A rubéola é uma doença aguda,
benigna, contagiosa, de crianças e adultos jovens. É conhecida como "sarampo alemão" ou sarampo de
três dias. É uma das poucas infecções virais que está associada à gênese de anormalidade fetais.
Contágio: é direto, provavelmente das vias respiratórias ou da mãe para o feto através da circulação
comum. Do mesmo modo que no sarampo, o doente deve ser isolado, pois é infectante durante uns 10
dias depois do aparecimento da erupção.
Sintomas e Sinais: o período de incubação é de 14 a 21 dias, após o que surgem sintomas variáveis
em ocorrência e gravidade: cefaleia, mal-estar, mialgia, febre alta de até 38,5°C e, mais raramente, tosse,
faringite e coriza. Aparecem, 24 ou 48 horas após o surgimento desses sintomas, os exantemas no rosto,
atrás das orelhas e no couro cabeludo, disseminando-se depois para todo o corpo. No 3º dia, ocorre a
descamação dos exantemas e consequentemente melhora do quadro. As manchas de Koplik não
aparecem na rubéola.
Complicações na gravidez: existe ainda a chamada rubéola congênita, em que a mãe, sintomática
ou não, transmite o vírus pela circulação ao feto, provocando malformações congênitas com alterações
cardíacas e oculares principalmente e, frequentemente, leva a partos de natimortos
Tratamento e Prevenção: o tratamento consiste em repouso e diminuição da cefaleia que leva ao
desconforto. A profilaxia (ou prevenção) se faz com vacinas de vírus atenuados nas várias faixas
susceptíveis. Também aqui a imunidade é permanente. Observação em caso de Rubéola consulte o
Posto de Saúde mais próximo, ou Médico mais próximo, não tente se medicar sozinho (a), para não
ocorrer gravidades no quadro.
AIDS
A AIDS é uma doença causada por um vírus do grupo retrovírus (vírus com RNA e que se utiliza do
seu ácido nucléico como modelo para a síntese de DNA) denominada HIV. “Esta doença destrói parte do
sistema imunológico do corpo e, em consequência, suas vítimas se tornam incapazes de se defenderem
de outros agentes etiológicos oportunistas, como certos tipos de vírus e certas espécies de bactérias,
protozoários e fungos que normalmente seriam benignos ou teriam eliminação rápida em indivíduos até
então sadios.”
Contágio: a transmissão do vírus HIV ocorre nas relações sexuais (homo ou heterossexuais) através
do sêmen ou do fluido vaginal de portadores pelo uso de seringas ou material cirúrgico contaminado pelo
vírus ou de seringas contaminadas em usuários de drogas, nas transfusões sanguíneas contaminadas
pelo HIV; de mãe contaminada para filho na vida intrauterina ou na amamentação. Quando o vírus HIV é
transmitido, ataca principalmente as células chamadas linfócitos T e os macrófagos, porque estas células
do sistema imunitário possuem na membrana plasmática um tipo de proteína chamada CD4 com a qual
as moléculas proteicas do revestimento viral têm grande afinidade.
Sintomas e Sinais: como a AIDS é consequência de um processo de imunodeficiência, a designação
síndrome é usada caracterizando um conjunto de infecções oportunistas. São vários estágios, desde o
contato com o vírus, usualmente assintomático e que pode levar de várias semanas até mais de 1 ano.
Nas fases seguintes surgem febre, fadiga, inchaço dos glândios linfáticos, queda no número dos linfócitos
T, cujo número normal é de mais de 400 por mm³ para menos de 200 por mm³, começando a desenvolver
infecções virais, como Herpes simplex, produzindo lesões na pele em volta do ânus, boca e região genital.
Complicações: num estágio mais avançado, vários anos após o contato com o vírus HIV e que pode
durar, em média, 2 anos, os linfócitos T caem para menos de 100 por mm³ quando surgem diversas
infecções oportunistas que levam a pessoa à morte.
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Tratamento e Prevenção: até o momento não se conseguiu produzir vacina contra o vírus do HIV,
pois o material genético apresenta constante mutação e, ao se produzirem anticorpos para dar-lhe
combate, ficam sem ação diante de transformações que o vírus sofre devido ao processo mutagênico.
Portanto não existe cura, mas o tratamento através de drogas ou inibidores de enzimas importantes para
que o ciclo viral ocorra, pode minorar o sofrimento e mesmo prolongar a vida do paciente
Uma característica inerente ao ser humano é a tendência de reunir em grupos os objetos ou seres que
apresentam características semelhantes. O homem primitivo, por exemplo, já distribuía os seres vivos em
dois grupos: comestíveis e não comestíveis. A distribuição de objetos ou seres em grupos, de acordo com
suas semelhanças e diferenças, é o que se chama de classificação.
O ramo da Biologia que trata da descrição, nomenclatura e classificação dos seres vivos denomina-se
sistemática ou taxonomia. A tentativa de sistematizar o mundo vivo é muito antiga e os critérios
empregados pelos naturalistas variavam muito. Alguns classificavam em voadores e não-voadores,
tomando por base a locomoção; outros os classificavam em aquáticos, aéreos e terrestres, tomando por
base o hábitat.
Esses sistemas de classificação que utilizam critérios arbitrários, são chamados sistemas artificiais .
Eles são refletem as semelhanças e diferenças fundamentais entre os seres vivos. Atualmente, os
sistemas de classificação consideram um conjunto de caracteres relevantes, os quais permitem verificar
as relações de parentesco evolutivo e estabelecer a filogenia dos diferentes grupos, ou seja, estabelecer
as principais linhas de evolução desses grupos. São conhecidas por sistemas naturais , pois ordenam
naturalmente os organismos, visando o estabelecimento das relações de parentesco evolutivo entre eles.
Árvore filogenética dos seres vivos.
Assim dentro das características evolutivas, ao falarmos de animais e plantas, por exemplo, podemos
usar como critério de classificação o tipo de nutrição: animais são seresheterótrofos; plantas seres
autótrofos. Ao considerarmos bactérias e animais, podemos usar como critério de classificação o número
e o tipo de células: bactérias são unicelulares e procariontes; animais são pluricelulares e eucariontes.
Espécie: a unidade de classificação dos seres vivos
Você já viu a palavra “espécie” diversas vezes, mas o que ela realmente significa?
Pense, por exemplo, no cavalo e na égua. Eles podem acasalar-se e dar origem a um descendente
fértil, isto é, que também pode gerar seus próprios descendentes. Dizemos, por isso, que cavalos e éguas
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são animais que pertencem a uma mesma espécie. Podemos, então, definir: espécie é um conjunto de
organismos semelhantes entre si, capazes de se cruzar e gerar descendentes férteis.
Espécies mais aparentadas entre si do que com quaisquer outras formam um gênero. O gato-do-mato,
encontrado em todas as florestas do Brasil, pertence a espécie Leopardus wiedii; a nossa jaguatirica, o
maior entre os pequenos felinos silvestres brasileiros, pertence à espécie Leopardus pardalis; e o gato-
do-mato-pequeno, o menor dos pequenos felinos silvestres brasileiros, pertence à espécie Leopardus
tigrinus. Todos esse animais são de espécies diferentes, porque NÃO são capazes de cruzar-se entre si
gerando descendentes férteis. Mas como estas espécies são mais aparentadas entre si do que com
quaisquer outras, elas formam um gênero chamado Leopardus. Além do gênero existem outros graus de
classificação.
Espécie - Gênero - Família - Ordem - Classe - Filo - Reino
- Gêneros semelhantes formam um grupo maior: a família .
- As famílias formam a ordem.
- As ordens formam a classe .
- As classes forma o filo
- Os filos, finalmente formam o reino .
Para entendermos melhor as categorias taxonômicas, vamos utilizar como exemplo o reino Animal
tendo como referência o cão.
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Do filo dos cordados fazem parte, entre outros, os animais que têm coluna vertebral, conhecidos como
vertebrados (em oposição aos não cordados, chamados de invertebrados). Dentre os cordados temos,
os anfíbios, os peixes, os répteis, as aves e os mamíferos. O conjunto de filos de animais cordados e não
cordados forma o reino dos animais - reino Animalia.
Reino Protista (Protozoa)
17O grupo dos protozoários é constituído por organismos microscópicos, unicelulares e heterotróficos.
Toadas as funções- respiração, respiração, excreção, transporte coordenação e reprodução, são
realizadas por uma única célula.
A digestão depende ou da ingestão, seguida de digestão intracelular, ou da absorção direta de
nutrientes presentes no meio em que vivem, especialmente no caso dos parasitos. As trocas gasosas e
a excreção ocorrem por difusão através da membrana. O transporte- de alimentos, gases e excretas- é
realizado pela movimentação do citoplasma (ciclose). Em algumas espécies, existem estruturas especiais
com função de coordenação motora. A reprodução é predominantemente assexuadas, mas há algumas
formas de reprodução sexuadas, que contribui para o aumento da variabilidade genética.
Os protozoários podem ainda apresentar estruturas de locomoção, que são consideradas como critério
de classificação desses animais: pseudópodes (falsos pés), cílios e flagelos.
18-Rizópodes (Filo Rhizop oda)
Grupo onde é encontrado a Ameba, que usa muitos pseudópodes para locomoção. Observe na figura:
A ameba é um ótimo exemplo de protozoário. Obtêm alimentos através do processo chamado
fagocitose, e digere o alimento nos vacúolos digestivos.
A densidade do seu citoplasma é maior que a da água que o envolve no ambiente, por isso ela tem
que periódicamente realizar a osmose, que é fazer o equilíbrio de água dentro do organismo. Para isso,
ela utiliza os vacúolos pulsáteis (contráteis) para expulsar a água em excesso. Na realidade, o nome
pulsátil é errôneo, pois o que acontece é que o vacúolo se forma cheio de água dentro da célula, se
desloca até a membrana celular, e se desfaz lá, jogando a água para fora, e não como se fosse um
"coração" batendo freneticamente.
-Ciliados (Filo Ciliophora)
Grupo onde é encontrado o paramécio. Os ciliados recebem este nome pois se movem e alimentam-
se com o auxílio de cílios, que estão em toda a superfície do protozoário. Este tipo aparece geralmente
em água doce e salgada, e onde existe matéria vegetal em decomposição. Eles executam também outro
tipo de reprodução, chamado de conjugação (sexuada), onde uma célula transmite material genético para
outra célula, ocasionando uma variabilidade genética, o que é essencial para qualquer tipo de ser vivo.
Depois da conjugação, as células realizam a reprodução assexuada.
17 17 Uzunian, A.; Pinseta, D.; Sasson, S. 1991. Biologia p.152
18 http://www.infoescola.com/
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-Flagelados
Os flagelados são de vida livre e muitos deles são parasitas de humanos, como:
-Trichomonas vaginalis - fica alojado no aparelho reprodutor humano, geralmente nas mulheres, na
vagina. Provoca muita coceira, ardência e corrimento, a Tricomoníase.
Trichomonas vaginalis
-Giardia lamblia - causa a giardíase, no intestino. os sintomas são náuseas, cólicas, diarréia, etc.
-Leishmania brasiliensis (causa a Leishmaniose); Tripanossoma cruzi (Doença de Chagas);
-Esporozoários (Apicomplexos)
No grupo dos esporozoários encontram-se os protistas que não têm qualquer tipo de sistema de
locomoção. Todos eles são parasitas obrigatórios. O nome "Apicomplexos" vêm de uma parte do protista,
responsável pela perfuração da membrana celular das futuras células hospedeiras. Os mais comuns são
do gênero Plasmodium, que causam a Malária, e do gênero Toxoplasma, que causam a toxoplasmose.
Habitat
Os protozoários são, na grande maioria, aquáticos, vivendo nos mares, rios, tanques, aquários, poças,
lodo e terra úmida. Há espécies mutualísticas e muitas são parasitas de invertebrados e vertebrados. Eles
são organismos microscópicos, mas há espécies de 2 a 3 mm. Alguns formam colônias livres ou sésseis.
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Fazem parte do plâncton (conjunto de seres que vivem em suspensão na água dos rios, lagos e
oceanos, carregados passivamente pelas ondas e correntes). No plâncton distinguem-se dois grupos de
organismos:
-fitoplâncton: organismos produtores (fotossintetizadores), representados principalmente por
dinoflagelados e diatomáceas, constituem a base de sustentação da cadeia alimentar nos mares e lagos
São responsáveis por mais de 90% da fotossíntese no planeta.
zooplâncton: organismos consumidores, isto é, heterótrofos, representados principalmente por
pequenos crustáceos e larvas de muitos invertebrados e de peixes.
Reino Fungi
Os fungos são popularmente conhecidos por mofos, bolores fermentos, orelhas-de-pau, trufas, micose
e cogumelos-de-chapéu (champignon). É um grupo bastante numeroso, formado por cerca de 70 mil
espécies de organismos eucariontes que estão espalhados por praticamente qualquer tipo de ambiente.
-Características gerais:
Habitat: Podemos encontrar os fungos em ambientes terrestres úmidos, sombreados ambientes
aquáticos, no homem e animais e em detritos em geral.
Alimentação : Os fungos não apresentam clorofila, nem celulose e, com isso, não sintetizam seu
próprio alimento, sendo então classificados como heterotróficos . Eles liberam uma exoenzima que os
auxiliam na digestão dos alimentos.
De acordo com o tipo de alimentação, os fungos são classificados em:
Fungos Saprófagos : Obtêm alimentos decompondo organismos mortos;
Fungos Parasitas : Alimentam-se de substâncias de organismos vivos;Fungos Predadores : Alimentam-se de pequenos animais que capturam.
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Estrutura do corpo: Apresentam parede celular de quitina , que é um polissacarídeo. Os fungos
podem ser unicelulares ( leveduras) ou pluricelulares .
Os fungos pluricelulares são formados por células alongadas constituindo estruturas filamentosas que
recebem o nome de hifas . O conjunto de hifas, entrelaçam-se e acabam formando o corpo do fungo, esse
conjunto de hifas forma uma estrutura chamada de micélio, conforme representado na figura abaixo.
O micélio fica na sua maior parte sob a superfície, abaixo do substrato nutritivo, formando o corpo de
frutificação. Alguns desses corpo de frutificação recebem o nome de cogumelo. É a parte que mais
conhecemos do fungo, uma vez que normalmente é a parte que conseguimos observar nos fungos.
Os fungos unicelulares são muito pequenos, não formam hifas nem micélios e geralmente possuem
forma ovaladas ou esféricas como pode ser observado na figura abaixo. Estes são popularmente
conhecidos como leveduras e obtém energia através da fermentação quando não há oxigênio presente.
Reprodução: Os fungos podem se reproduzir de maneira sexuada ou assexuada, sendo o vento
considerado um importante dispersor que espalha os propágulos e fragmentos de hifa, a proliferação dos
fungos.
• Assexuada : A reprodução assexuada dos fungos pode ocorrer por:
-Fragmentação: Nessa forma de reprodução um micélio se fragmenta originando novos micélios.
-Brotamento: Nesse caso, leveduras como Saccharomyces cerevisae geram brotos (gêmulas) que
normalmente se separam do genitor mas, eventualmente, podem permanecer grudados, formando
cadeias de células.
-Esporulação: Nessa forma de reprodução os corpos de frutificação produzem (mitose) células
abundantes que são espalhadas pelo meio que ao cair em um material apropriado, é capaz de gerar
sozinha um novo fungo.
• Sexuada – De modo geral, a reprodução sexuada dos fungos se inicia com a fusão de hifas haploides,
caracterizando a plasmogamia (fusão de citoplasmas). Quando se as hifas haploides, porém
geneticamente diferentes se unem são gerados um micélio diploide, que irá crescer (divisão por mitose),
transformando-se em novo fungo, o que completa o ciclo de reprodução.
-Classificação dos fungos
Os fungos podem ser classificados em cinco filos: Filo Cythridiomycota, Filo Zygomycota, Filo
Ascomycota, Filo Basidiomycota e Filo Deuteromycota.
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1. Filo Cythridiomycota: Constituem os fungos que vivem em ambientes aquáticos, e apresentam
flagelos em pelo menos durante algum estágio de sua vida. São normalmente conhecidos como
mastigomicetos (mastix = flagelo; mycetos = fungo), ou citridiomicetos, podendo ser unicelulares ou
filamentosos e não possuem quitina em sua parede celular, que é constituída apenas por celulose e
glicanos (polissacarídeos) como pode ser observado na figura abaixo. Os fungos citridiomicetos
armazenam uma substância de reserva semelhante à das algas pardas e diatomáceas e, por esse motivo,
muitos cientistas classificam esses fungos no mesmo grupo das diatomáceas, algas pardas e algas
douradas. Esses organismos podem ser sapróbios (que se alimentam de restos de plantas e animais) ou
parasitas (patógenos de batatas).
2. Filo Zygomycota : Conhecidos normalmente como zigomicetos ou ficomicetos , os fungos que
compreendem este filo não desenvolvem o corpo de frutificação durante a reprodução sexuada. Alguns
desses fungos são utilizados na produção do molho de soja (popular shoyu), hormônios anticoncepcionais
e medicamentos anti-inflamatórios. As espécies de fungos desse filo são de vida livre, como, por exemplo,
o Rhizopus, bolor negro que se desenvolve sobre a superfície úmida de alimentos como frutas, verduras
e pães como pode ser observado na figura abaixo:
3. Filo Ascomycota 19: São chamados de ascomicetos e abrangem a metade de todas as espécies
descritas de fungo. Esses organismos formam o asco (hifas em forma de saco), justificando o nome do
filo. O ascomiceto mais conhecido é o levedo (Saccharomyces cerevisae), também conhecido como
fermento de padaria, muito empregado na produção de bebidas alcoólicas, álcool e pão. Outros exemplos
de ascomicetos são Neurospora crassa, que é muito utilizado em pesquisas genéticas; algumas espécies
de Penicillium, dos quais se produzem a penicilina e certos queijos; e alguns que parasitam plantas, como
o Aspergillus flavus. O ascomiceto Claviceps purpúrea ataca cereais, e a ingestão de alimentos
contaminados por ele causa ergotismo, um envenenamento que provoca alucinações, convulsões,
espasmos nervosos e morte. A substância que causa esse quadro se chama ergotina e é utilizada em
alguns medicamentos por causar vasoconstrição e contração muscular. Essa substância também é
utilizada para se produzir o LSD, uma droga bastante perigosa. Algumas espécies de ascomicetos vivem
associadas a algas ou cianobactérias formando os liquens.
19 http://www.mundoeducacao.com
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3. Filo Basidiomycota : Os fungos pertencentes a esse filo são os famosos orelhas-de-pau e
cogumelos. Alguns basidiomicetos, como o Agaricus (champignons), são utilizados na culinária, enquanto
que outros, como o Amanita muscaria, são tão venenosos que a ingestão de um pequeno pedaço pode
levar à morte imediata. Há ainda espécies de basidiomicetos que são tóxicas e contêm substâncias
alucinógenas como o Psilocybe mexicana; e outras que atacam vegetais como cereais e café causando
as chamadas ferrugens.
5. Filo Deuteromycota: os fungos pertencentes a esse filo são chamados de deuteromicetos, uma
vez que não apresentam reprodução sexuada. Muitos fungos que foram classificados como sendo
deuteromicetos foram ou estão sendo reclassificados em outros filos, como é o caso do Penicillium (fungo
do qual de extrai a penicilina), da Candida albicans (fungo que parasita mucosas) e do fungo Trichophyton
(causadores do pé-de-atleta e fireiras), que eram classificados como deuteromicetos e agora são
classificados no filo dos ascomicetos.
-Importância dos fungos:
Decompositores: São responsáveis em grande parte pela decomposição das substâncias orgânicas
como alimentos, restos de plantas e animais mortos, tecidos, couro e outros artigos de consumo
manufaturados com materiais sujeitos a seus ataques.
Patógenos: São os fungos que podem causar doenças tanto em animais como em vegetais. Veja
alguns dos exemplos a seguir:
-Micoses: São infecções causadas por fungos que atingem a pele, as unhas e os cabelos. São
particularmente frequentes nos trópicos, onde existem condições ideais de calor e umidade, necessárias
para o desenvolvimento dos fungos.
-Candidíase : É uma infecção causada pelo fungo Candida albicans que provoca o surgimento de
coceira intensa, vermelhidão ou placas brancas, afetando, principalmente, a boca e os órgãos genitais
de homens ou mulheres.
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- Biotecnologia industrial: fermentação, produção de queijo, enzimas como celulase.
- Produção de antibióticos (penicilina, ampicilina, notatina, flavicina)
REINO PLANTAE OU METAPHYTA
Atualmente, os seres vivos estão divididos em três domínios:
1. Archaea
2. Bactéria
3. Eucaria
O domínio Archaea possui um reino conhecido como Archeabactéria. O domínio Bactéria possui um
único reino chamado Eubactéria. Já o domínio Eucaria é subdividido em quatro reinos a saber: Protista,
Fungi, Plantae e Animalia.
O reino Plantae originou-se dos Protistas, que deram origem as algas vermelhas (Rhodophyta), algas
pardas (Phaeophyta) e algas verdes (Chlorophyta).A partir das algas verdes, originaram-se as plantas terrestres: briófitas, pteridófitas, gimnospermas e
angiospermas.
Evidências da evolução dos vegetais a partir das algas verdes
As primeiras plantas terrestres devem ter surgido de um grupo ancestral de algas verdes. Os longos
períodos de seca ocorridos no Siluriano podem ter sido um fator de seleção natural que favoreceu as
plantas com adaptações ao meio terrestre.
Todos os grupos (algas verdes, briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas) apresentam
em comum :
-Os mesmos tipos de clorofilas (A e B);
-Pigmentos carotenoides, em especial o β-caroteno;
-Reserva alimentar na forma de amido;
-Semelhança no DNA dos cloroplastos
A transição para o meio terrestre
As plantas começaram a avançar no ambiente terrestre e passaram a ter que enfrentar alguns
problemas, afinal não se faz uma transição dessas da noite pro dia e muitos que tentaram acabaram
extintos.
Um fator óbvio associado a essa passagem é a menor disponibilidade de água no meio terrestre. Em
razão disso, foram selecionados mecanismos para evitar a perda de água entre as plantas, como a
cutícula de cera que envolve principalmente as folhas, tornando-as impermeáveis, e os estômatos ,
estruturas responsáveis pelo controle de entrada e saída de gases e de água pelas folhas.
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Outras estruturas importantes são as raízes - para a ancoragem e a absorção de água e nutrientes do
solo - e o caule - para a sustentação (antes provida pela água, mais densa, na qual as algas estão
imersas).
Na reprodução, também temos agora meios que independem da água para o "trânsito" dos gametas,
associado a um sistema de dispersão por meio de sementes .
Na classificação dos vegetais, observamos a influência dessa transição: as briófitas (musgos) se
separam dos outros grupos em razão da ausência de um sistema condutor de água e
nutientes(avasculares), motivo pelo qual têm seu tamanho limitado a poucos centímetros.
As pteridófitas (samambaias) possuem vasos (vasculares) , mas ainda não produzem flores nem
sementes, limitando sua dispersão.
As gimnosperma s (pinheiros) possuem vasos, flores e sementes, mas não desenvolvem frutos para
a proteção das sementes, reduzindo seu sucesso reprodutivo e dispersão se comparadas às
angiospermas (com frutos).
-Esses grupos apresentam em comum:
-parede celular formada por celulose;
-embriões protegidos por tecidos originados do corpo materno;
-cloroplastos contendo clorofilas a e b, carotenos e xantofilas;
-reserva constituída por amido;
-reprodução por alternância de gerações (metagênese), na qual a meiose é espórica (intermediária).
-Briófitas
As Briófitas (do gergo bryon: 'musgo'; e phyton: 'planta') são plantas pequenas, geralmente com alguns
poucos centímetros de altura, que vivem preferencialmente em locais úmidos e sombreados (plantas
umbrófitas). Poucas espécies vivem em água doce e nenhuma é marinha.
Esse grupo de vegetais não possuem, evidentemente, flores, frutos e sementes, sendo formadas
basicamente de três partes ou estruturas:
-rizoides - filamentos que fixam a planta no ambiente em que ela vive e absorvem a água e os sais
minerais disponíveis nesse ambiente;
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-cauloide - pequena haste de onde partem os filoides;
-filoides -estruturas clorofiladas e capazes de fazer fotossíntese.
O corpo desses vegetais é desprovido de tecidos condutores (avasculares) de nutrientes e água.
Devido à ausência desses vasos condutores, a água absorvida do ambiente e é transportada nessas
plantas de célula para célula, ao longo do corpo do vegetal. Esse tipo de transporte é relativamente lento
e limita o desenvolvimento de plantas de grande porte. Assim, as briófitas são sempre pequenas, baixas.
Reprodução das briófitas
Nesses vegetais, encontra-se uma nítida alternância de gerações (metagênese), em que o gametófito
representa o vegetal verde, complexo e duradouro (permamente), enquanto o esporófito é um vegetal
reduzido (transitório) e dependente (parasita) do gametófito.
Os gametófitos produzem os órgãos reprodutores (gametângios) representados pelos arquegônios e
anterídios .
Os gametângios femininos são denominados arquegônios. São estruturas muito pequenas, têm a
forma de uma garrafinha, sendo a região do gargalo chamado de colo e a região do bojo, ventre. O colo
e preenchido por dois tipos de células: ventral e oosfera. Durante o amadurecimento do arquegônio, as
células colares e ventral transformam-se em substâncias mucilaginosas, restando, no interior do ventre,
a ossfera (gameta feminino ).
Os gametângios masculinos são denominados anterídios. São órgãos em forma de clava ou esféricos.
Externamente observa-se a epiderme, que envolve e protege um tecido formado por células diminutas,
os andrócitos. Cada andrócito sofre uma metamorfose, originando uma célula espiralada e biflagelada
denominada anterozoide (gameta masculino ).
Uma vez produzidos na planta masculina, os anterozoides podem ser levados até uma planta feminina
com pingos de água da chuva que caem e respingam.
Na planta feminina, os anterozoides nadam em direção à oosfera; da união entre um anterozoide e
uma oosfera surge o zigoto, que se desenvolve e forma um embrião sobre a planta feminina. Em seguida,
o embrião se desenvolve e origina uma fase assexuada chamada esporófito, isto é, a fase produtora de
esporos.
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No esporófito possui uma haste e uma cápsula. No interior da cápsula formam-se os esporos. Quando
maduros, os esporos são liberados e podem germinar no solo úmido. Cada esporo, então, pode se
desenvolver e originar um novo musgo verde - a fase sexuada chamada gametófito.
Como você pode perceber, as briófitas dependem da água para a reprodução, pois os anterozoides
precisam dela para se deslocar e alcançar a oosfera.
O musgo verde, clorofilado, constitui como vimos a fase denominada gametófito, considerada
duradoura porque o musgo se mantém vivo após a produção de gametas. Já a fase denominada
esporófito não tem clorofila; ela é nutrida pela planta feminina sobre a qual cresce. O esporófito é
considerado uma fase passageira porque morre logo após produzir esporos.
Resumindo.....
Importância das briófitas:
-Decompõem as rochas sobre as quais se desenvolvem;
-Absorvem, como verdadeiras esponjas, grandes quantidades de água das chuvas, mantendo a
superfície do solo sempre úmida;
-Formam a turfa utilizada como combustível.
Pteridófitas
As pteridófitas são plantas pluricelulares, autótrofas, que vivem em ambientes úmidos e sombreados,
sendo a Mata Atlântica o hábitat da maioria das espécies desse grupo. Samambaias, avencas, xaxins e
cavalinhas são alguns dos exemplos mais conhecidos de plantas do grupo das pteridófitas.
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Samambaia Avencas Xaxim
As pteridófitas consistem no primeiro grupo de vegetais na escala evolutiva a apresentar vasos para o
transporte de seiva (floema e xilema), sendo portanto incluídas entre as plantas traqueófitas e, por isso,
vão apresentar tamanhos muito maiores que as briófitas, afinal, os nutrientes vão conseguir chegar às
células de uma maneira muito mais eficiente.
Nas pteridófitas existe uma nítida metagênese (alternância de gerações) em que o esporófito
representa o vegetal verde, complexo e duradouro e o gametófito (protálo), uma planta verde, complexa,
transitória (vida curta), podendo ser monóica ou dióica.
-Esporófito
Morfologicamente, o esporófito da pteridófitas é formado por um caule subterrâneo, chamado de
rizoma,e folhas aéreas, muitas vezes divididas em folíolos.
Esporótifo de uma samambaia
De acordo com a função das folhas, estas podem ser classificadas como:
Trofofilos: são folhas estéreis que realizam apenas a função de fotossíntese (folhas assimiladoras).
Esporofilos: são folhas férteis, relacionadas com a produção de esporângios.
Trofoesporofilos: realizam fotossíntese e produzem esporângios.
Quanto ao tipo de esporo produzido, as pteridáfitas são divididas em dois grupos:
- Isosporadas: quando produzem esporos morfologicamente idênticos.
-Heterosporadas: quando produzem dois tipos de esporos: micrósporos e megásporos (macrósporos).
-Gametófito ou Prótalo
São plantas verdes, delgadas, de forma talosa e com poucas camadas de células parenquimáticas.
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Os gametófitos podem ser monóicos ou dióicos.
Os órgãos reprodutores são anterídios de forma esférica e mais simples do que os das briófitas. Não
têm pedúnculo e estão diretamente ligados ou mergulhados no interior do prótalo. O número de
anterozóides em cada anterídio é menor do que nas briófitas e os anterozóides são espiralizados e
geralmente flagelados.
Os arquegônios também são mais simples do que os das briófitas. Têm forma de garrafa. Cada
arquegônio forma apenas uma oosfera e fica parcialmente mergulhado no tecido do prótalo.
As pteridófitas dependem de água para a fecundação. Os anterozóides são atraídos até o arquegônio
por fenômenos de quimiotactismo. Uma vez formado o zigoto, este desenvolve-se para formar,
inicialmente, um embrião e, posteriormente, um novo esporófito.
Ciclo das peteridófitas homosporadas
Ciclo das pteridofitas heterosporadas
As pteridofitas heterosporadas produzem dois tipos distintos de esporos: micrósporos, pequenos e
numerosos e macrósporos ou megásporos grandes e produzidos normalmente em número de quatro.
Como exemplo desse tipo de pteridofitas, citamos a Selaginella.
A Selaginella é uma planta geralmente rasteira com caules delgados. Em algumas espécies, as folhas
minúsculas estão colocadas em espiral em torno do caule e são todas do mesmo tamanho. Em outras
espécies, existem duas fileiras de folhas pequenas e duas fileiras de folhas grandes. Do caule saem
rizóforos (ramos sem folhas) que se ramifica na base, formando raízes delicadas, as quais se ramificam
dicotomicamente à medida que penetram no solo.
Na época da reprodução, o esporófito da Selaginella produz, no ápice das ramificações do caule, as
estruturas especiais chamadas de estróbilos. Os estróbilos são formados por folhas férteis chamadas de
esporofilo. Os esporofilos são estruturas produtoras de esporângios (reservatório de esporos), no interior
dos quais ocorre a meiose espórica para a formação dos esporos. Podemos distinguir dois tipos de
esporofilos:
1) Microesporofilos que produzem microesporângios que por sua vez irão produzir os micrósporos
(esporos masculinos muito pequenos)
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2) Macroesporofilo (megasesporofilo) que produzem macroesporângios que por sua vez irão
produzir quatro esporos grandes chamados de macrósporos (megásporos).
Para completar o ciclo, os micrósporos desenvolvem-se em microgametófito (gametófito masculino),
cujas células se transformam em anterozoides biflagelados.
O macrósporos são esporos maiores (tamanho da cabeça de alfinete). Quando germinam, produzem
macroprotálos verdes, com vários arquegônios, cada um contendo uma oosfera.
Quando ocorre a fecundação, a oosfera une-se com um anterozoide e forma um zigoto. Existe a
possibilidade da fecundação das várias oosferas contidas no macropotálo, mas acaba ocorrendo o
crescimento e desenvolvimento de um zigoto para formar um novo esporófito.
Resumindo....
Importância das pteridófitas
As pteridófitas possuem algumas características muito relevantes na vida do homem e no meio
ambiente:
- Organismo produtor nas cadeias alinmentares;
Possuem uma substância que é extraída do rizoma para ser utilizada no combate a teníase;
-São usadas como plantas ornamentais, deixando os ambientes mais agradáveis.
Gmnospermas
As gimnospermas (do grego Gymnos: 'nu'; e sperma: 'semente') são plantas terrestres de grande porte
que vivem, preferencialmente, em ambientes de clima frio ou temperado No grupo das gimnospermas,
encontramos como principais representantes os pinheiros e as araucárias, grandes árvores que, pela
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primeira vez na escala evolutiva irão produzir sementes, que nada mais são que um embrião protegido
dentro de um tecido envoltório com uma reserva nutritiva que ele utiliza durante seu desenvolvimento. É
importante destacarmos que, nas gimnospermas essa semente é nua, isto é, ela não é envolta por um
fruto, o que, como veremos, só ocorrerá nas angiospermas.
Uma diferenciação importante que as gimnospermas apresentam com relação a briófitas e pteridófitas
(homosporadas), e que será decisiva na formação das sementes, é uma divisão morfológica e funcional
entre os esporos masculinos e femininos que serão chamados respectivamente de micrósporos e
macrósporos (ou megásporos).
-Esporófito
O esporófito nas gimnospermas está dividido em raiz, caule, folha , produzindo flores incompletas
(flores falsas) e sementes .
As raízes do esporófito são geralmente são do tipo axial ou pivotante.
Os caules pertencem ao tipo tronco, crescem em espessura, por atividade dos meristemas
secundários: felogênio e câmbio.
As folhas são reduzidas em forma de escamas; são perenes e adaptadas a ambientes secos
(xerófilas). As características xerofíticas dessas plantas são induzidas pelo frio.
-Gametófito
Os gametófitos são dióicos, reduzidos em tamanho, tempo de vida e complexidade e dependentes do
esporófito. Os gametófitos, na verdade, desenvolvem-se dentro dos óvulos produzidos nas
inflorescências femininas.
O gametófito masculino é o tubo polínico (microprótalo), responsável pela formação dos gametas
masculinos. Em Cycadinae e Ginkgoinae os gametas são anterozóides. Nas Coniferae os gametas
masculinos são as células espermáticas contidas no tubo polínico.
O gametófito feminino é o saco embrionário (macroprótalo), contido no interior do óvulo, que forma
arquegônios rudimentares e oosferas como gametas femininos.
Estruturas dos órgãos reprodutores e reprodução
Os estróbilos reúnem-se, formando estruturas compactas denominadas esporofilos ou cones. Esses
estróbilos são unissexuadas, isto é, há cones masculinos e femininos.
-Estróbilo masculino: consta de um eixo em tomo do qual se inserem os microesporofilos formadores
dos microesporângios (sacos polínicos), dentro dos quais encontramos os grãos de pólen (micrósporos).
O grão de pólen é pluricelular e tem duas membranas, uma interna (intina) e outra externa (exina). A exina
forma expansões cheias de ar (sacos aéreos). No interior do grão de pólen encontramos a célula geratriz,
a vegetativa e as células acessórias.
-Estróbilo feminino: consta de um eixo em tomo do qual se inserem os megaesporofilos (folhas cai-
pelares). Dentro dos estróbilos femininos, os esporângios femininos, chamados de óvulos, possuem uma
única célula-mãe de megásporo cada, que se dividirá por meiose. Das células-filhas originadas, 3
degeneram e uma se torna o megásporo funcional. Ocorrido isso, temos esporos funcionais femininos
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dentro de esporângios femininos (óvulos) agrupados em estróbilos femininos. Diferentemente do que
observamos nas briófitas, e nas pteridófitas, no caso das gimnospermas, os esporos, não são liberados
no meio, mas germinam no interior dos esporângios e geram gametófitos maduros femininos, os
megagametófitos também chamados de megaprótalos, quepermanecem no interior do óvulo. No caso
dos esporângios femininos, devemos notar que no interior de cada óvulo encontramos um único
megásporo funcional, que dá origem a um único megagametófito.
Estrutura do óvulo
O óvulo e revestido por um único integumento. Abaixo da micrópila situa-se a câmara polínica,
destinada a receber os grãos de pólen.O integumento reveste o núcleo (megasporângio). Uma célula do
núcleo sofre meiose, dando origem a quatro células haploides, das quais três degeneram. A célula que
persiste acaba por formar o megaprotalo feminino (gametófito feminino que, por sua vez, dá origem a
arquegônios rudimentares que darão origem as oosferas.
Polinização
A polinização é feita pelo vento (anemofilia). O grão de pólen e transportado até a câmara polínica,
onde germina.
Formação do tubo polínico
As células acessórias envolvem o grão de pólen e formam a parede do tubo polínico. A célula geratriz
se divide formando dois núcleos espermáticos (gametas)
Fecundação
A presença de várias oosferas no óvulo permite a fecundação por vários núcleos espermáticos de
vários túbulos polínicos, formando vários zigotos; contudo, apenas um embrião se desenvolve. Nas
angiospermas é frequente a poliembrionia, mas, dos vários embriões formados, apenas um embrião se
desenvolve.
Após a fecundação, o tecido do megaprótalo (N) forma o endosperma primário, tecido cuja função é
acumular reserva. Essas plantas não dependem da água do meio ambiente para que haja a fecundação.
O embrião das gimnospermas apresentam muitos cotilédones
O óvulo fecundado evolui e forma a semente, mas não forma fruto; daí a desingnação que estas plantas
recebem: giminospermas: semente nua.
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-Importância:
-Indústria madeireira;
-Industria de celulose;
-Industria farmacêutica (Ginkgo biloba)-calmante
-Na alimentação (pinhão), semente do pinheiro do Paraná;
-Ornamentação.
Angiospermas
As angiospermas são as plantas mais adaptadas aos ambientes terrestres. São encontradas nos mais
variados lugares: desde os ambientes muito úmidos até os desérticos. Poucas são as espécies que vivem
em água doce.
É um grupo muito diversificado, com representantes de pequeníssimos tamanho (alguns mm),
passando por plantas rasteiras e arbustos, até exemplares que formam frondosas árvores (eucaliptos,
paineiras, figueiras e etc).
A maioria dessas plantas apresentam nutrição autótrofa fotossintetizante, mas existem algumas
espécies que são consideradas como parasitas:
- Holoparasitas são os vegetais que não realizam a fotossíntese ou a quimiossíntese. São os
verdadeiros vegetais parasitas. Parasitam os vegetais superiores, roubando-lhes a seiva elaborada. É o
caso do cipó-chumbo, vegetal superior não clorofilado. O cipó-chumbo possui raízes sugadoras ou
haustórios que penetram no tronco do hospedeiro, retirando deles a seiva elaborada.
-Hemiparasitas são os vegetais que, embora realizando a fotossíntese, retiram do hospedeiro apenas
a seiva bruta. Como exemplo temos a erva-de-passarinho, vegetal superior clorofilado, que rouba de seu
hospedeiro a seiva bruta. Os vegetais hemiparasitas apresentam, portanto, nutrição autótrofa e
heterótrofa.
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Muitas espécies são epífitas, isto é, vivem apoiadas sobre ramos de outros vegetais, com a única
finalidade de obter maior luminosidade para realização da fotossíntese. Existem muitas espécies de
orquídeas e bromélias epífitas.
Angiospermas: o único grupo que produz frutos
A característica mais marcante deste grupo é a produção de frutos, protegendo as sementes. As
sementes e os frutos são formações derivadas das flores que, nas Angiospermas, são peculiares e devem
ser descritas antes de iniciarmos a descrição do ciclo reprodutivo.
A flor
A flor de uma angiosperma pode ser considerada como um órgão de reprodução, uma vez que na
escala evolutiva passou por modificações destinadas à reprodução sexual do vegetal. Numa flor
completa, são quatro os tipos modificados de folhas:
-Sépalas: são folhas geralmente verdes. O conjunto de sépalas forma o cálice da flor.
-Pétalas: São folhas geralmente coloridas. Ao conjunto de pétalas chama-se corola
-Estames ou microesporofilos : São estruturas masculinas que irão formar o aparelho reprodutor
masculino da planta, que chamamos de Androceu .
-Carpelos : Formam o aparelho reprodutor feminino da planta. O conjunto de carpelos dão origem ao
Gineceu .
Os órgãos de suporte, órgãos que sustentam a flor, são chamados de:
-pedúnculo – liga a flor ao resto do ramo.
-receptáculo – dilatação na zona terminal do pedúnculo, onde se inserem as restantes peças florais
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Os dois grandes grupos das angiospermas
As angiospermas são divididas em dois grandes grupos: as monocotiledôneas e as dicotiledôneas.
Esses dois grupos podem ser reconhecidos e diferenciados por uma série de características, dentre as
quais: número de cotilédones, organização da flor, estrutura da raiz e do caule, tipos de nervação da
folhas e etc.
Androceu
Representa o aparelho reprodutor masculino. É constituído por um conjunto de unidades chamados
de estames. O estame é dividido em três partes: antera, filete e conectivo.
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A antera é a parte fértil, na qual, por meiose, produz os grãos de pólen. A antera apresenta em seu
interior quatro maciços celulares chamados de sacos polínicos. Cada célula do saco polínico é chamada
de célula-mãe que dividir-se-á por meiose dando origem a quatro células haploides chamadas
micrósporos que posteriormente dará origem ao grão de pólen.
O grão de pólen é constituído por um citoplasma envolto duas membranas: uma interna-chamada de
intina e outra externa a exina. Dentro destes aparecem dois núcleos, um vegetativo e outro germinativo.
Quando o grão de pólen germina, origina o tubo polínico (gametófito masculino) e o núcleo vegetativo
divide-se por mitose dando origem a dois núcleos espermáticos (gametas masculinos).
Gineceu
O gineceu é formado por folhas carpelares, carpelos ou pistilos. Este está dividido em três partes:
estigma , estilete e ovário .
O estigma é a parte superior do gineceu, que aparece dilatada e rica em glândulas produtoras de uma
substância viscosas que torna o estigma receptivo e permite a aderência do grão de pólen. É ainda sobre
o estigma que ocorre a germinação do grão de pólen e a consequente formação do túbulo polínico.
O estilete é um tubo longo que serve de substrato para o crescimento do tubo polínico.
O ovário é a porção basal, dilatada e oca, onde crescem os óvulos. No interior do ovário são formados
um ou mais óvulos.
O óvulo é uma estrutura complexa dentro da qual será formada a oosfera (gameta feminino). Apresenta
dois integumentos protetores chamados primina e secundina. Esses integumentos não se fecham,
deixando entre eles uma poro chamado micrópila.
No interior dos integumentos existe o megaesporângio , que possui uma célula volumosa chamada
de célula-mãe do megásporo. Esta célula se divide por meiose para formar quatro megásporos, dos quais
três são pequenos e logo degeneram restando apenas o megaspóro fértil. O megásporo restante passa
por três mitoses consecutivas resultando em oito células, as quais vão organizar o saco embrionário
(gametófito feminino). O saco embrionário possui uma célula chamada de oosfera (gameta feminino),
rodeada por outras duas células chamadas de sinérgides . No lado oposto à essas células estão as
antípodas e no centro do saco embrionário, existe um citoplasma provido de dois núcleos polares .
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Fecundação das angiospermas
Quando o grão de pólen cai no estigma da de uma flor, ocorre a sua germinação; o grão de pólen
hidrata-se e dá origem ao túbulo polínico. Uma vez, formado o túbulo polínico inicia seu crescimento
orientado pelas células germinativas ao longo do estilete da flor. O túbulo polínico avança em seu
processo de crescimento até encontrar a micrópila onde ocorre a 1º fecundação entre um núcleo
espermático e a oosfera, dando origem ao zigoto (2n).
Uma vez ocorrida formação do zigoto, o secundo núcleo espermáticos fecunda os dois núcleos
espermáticos, contidos no centro do saco embrionário, dando origem ao endosperma secundário (3n).
Após a formação do endosperma secundário (tecido de reserva), o zigoto (2n) divide-se por mitose e
forma o embrião.
A semente, agora em desenvolvimento, produz AIA e gliberelinas, que promovem o desenvolvimento
do ovário para a formação do fruto.
Fruto
O fruto é o ovário fecundado e desenvolvido. Este é constituído por duas partes principais: o pericarpo ,
resultante do desenvolvimento das paredes do ovário, e as sementes , resultantes do desenvolvimento
dos óvulos fecundados.
O pericarpo compõe-se de três camadas: epicarpo (camada mais externa), mesocarpo (camada
intermediária) e endocarpo (camada mais interna). Em geral o mesocarpo é a parte do fruto que mais se
desenvolve, sintetizando e acumulando substâncias nutritivas, principalmente açucares.
Tipos de frutos
Diversas características são utilizadas para se classificar os frutos, entre elas o tipo de pericarpo, se o
fruto abre-se ou não espontaneamente para liberar as sementes, etc.
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1. Frutos carnosos
Os frutos carnosos são aqueles que se tornam muito atraentes quando maduros, sendo que os animais
se alimentam de suas reservas nutritivas e espalham por consequência suas sementes. Esses tipos de
frutos podem ser classificados da seguinte maneira:
1.1 Tipo baga
Apresenta o mesocarpo ou endocarpo carnoso e o epicarpo formando películas. Geralmente contém
muitas sementes. São exemplos desse tipo de fruto o mamão a goiaba e o pepino
1.2 Tipo drupa
Apresenta o mesocarpo carnoso e o endocarpo duro, formando o caroço, no interior do qual se
encontra a semente. São exemplos desse tipo de fruto o abacate e o pêssego.
2. Frutos secos
Os frutos secos apresentam seu pericarpo seco e alguns podem se abrir espontaneamente quando as
sementes estão maduras. Alguns exemplos de frutos secos são a castanha-do-pará, feijão, ervilha, soja,
girassol, arroz, milho, entre outros.
Como foi visto, o verdadeiro fruto corresponde ao ovário desenvolvido. Ao comer um pêssego, um
tomate, um pepino, você está se alimentando da parede do fruto. O mesmo não acontece com a mação
a pera, o morando e o caju. Vejamos agora algumas dessas variações.
a) Pseudofrutos
A maçã e a pera, a parte comestível corresponde ao receptáculo floral extraordinariamente
desenvolvido, que acaba envolvendo o ovário com as sementes no interior. Já no morango, o receptáculo
cresce bastante, mas não envolve os frutos (pontos marrons) que ficam expostos
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No caju, a parte comestível, é o pedúnculo floral desenvolvido que não envolve o ovário. Este fica
exposto: é a castanha que acompanha o caju. Dentro dela, fica a semente, que a consumida como
aperitivo.
Nos casos citados acima, em que não é o ovário que é comestível, fala-se em pseudofrutos .
b) Frutos Paternocárpicos
Os frutos paternocárpicos são aqueles dentro dos quais não se formam semente. É o caso da banana
(os pontos escuros correspondem aos óvulos não-desenvolvidos).
O abacaxi e a amora são dois exemplos clássicos de infrutescências paternocárpicas, que o que e
comestível. No caso, são os receptáculos hipertrofiados das diversas flores.
A semente
A semente é o óvulo modificado e desenvolvido após a fecundação. Toda semente possui um
envoltório, mais ou menos rígido, um embrião inativo da futura planta e um material de reserva alimentar
chamado de endosperma.
Em condições ambientais favoráveis, principalmente de umidade, ocorre a hidratação da semente e,
então, pode ser iniciada a germinação.
Muitas sementes não germinam, mesmo que as condições ambientais citadas sejam adequadas.
Neste caso, diz-se que elas se encontram em estado de dormência. Para germinar, precisam de outras
condições, que podem variar de uma espécie para outra. Sementes de certas variedades de alface, por
exemplo, só germinam em presença de luz. Já as sementes de certas variedades de melancia só
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germinam no escuro. Para quebrar a dormência das sementes da leucena (uma leguminosa), elas devem
ser colocadas em água quente durante alguns minutos.
O embrião
Todo o embrião contido em uma semente de angiosperma é um eixo formado por duas extremidades:
- Radícula , que é a primeira estrutura a emergir, quando o embrião germina
- Caulículo , responsável pela formação das primeiras folhas embrionárias, que serão classificadas em
hipocótilo e epicótilo . Essa classificação está baseada na posição da folha em relação ao cotilédone,
sendo que folhas acima deste são chamadas de epicótilo e abaixo de hipocótilo
Uma “folha” embrionária merece especial atenção. É o cotilédone. Algumas angiospermas possuem
dois cotilédones, outras possuem apenas um. Plantas que possuem dois cotilédones, são chamadas de
dicotiledôneas e plantas que possuem um cotilédone sã chamadas de monocotiledôneas. Os cotilédones
inserem-se no caulículo, que dará origem ao caule.
Tipo de polinização
1. Anemofilia
A polinização pelo vento é chamada de anemofilia . Há diversas adaptações que favorecem esse tipo
de polinização. As flores de plantas anemófilas geralmente tem estigmas plumosos, que oferecem maior
superfície para receber os grãos de pólen. Suas anteras geralmente possuem filetes longos e flexíveis
que oscilam ao vento, o que facilita a dispersão do pólen. Além disso, as plantas anemófilas costumam
produzir grande quantidade de grãos de pólen, o que aumenta as chances de polinização.
2.Entomofilia e ornitofilia
A polinização por insetos é chamada entomofilia e a polinização por aves, ornitofilia. As flores
polinizadas por animais geralmente possuem características que atraem os polinizadores, tais como
corola vistosa, glândulas odoríferas e produtoras de substâncias açucaradas (néctar). Existem até mesmo
flores que produzem dois tipos de estames, um com grãos de pólen férteis mas pouco atraentes e outro
com pólen atraente e comestível. O animal à procura do pólen comestível, se impregna com o pólen fértil,
transportando-o de uma flor para a outra.
3.Hidrofilia
É a polinização realizada pelas águas. Trata-se de um fenômeno raro
4. Quiropterofilia
É a polinização feita por morcegos. As flores nesse tipo de polinização devem ser grandes, perfumadas
e com abertura noturna.
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Tecidos vegetais
Assim como nos animais, as células vegetais associam-se umas às outras formando tecidos, ou seja,
unidades com estruturas e funções específicas. Os tecidos vegetais podem ser divididos em: tecidos
meristemáticos, tecidos de revestimento, tecidos fundamentais e tecidos vasculares.
1. Tecidos meristemáticos
Nas angiospermas e em diversos outros grupos, os meristemas, tecidos indiferenciados, são
responsáveis pela formação dos demais tecidos e pelo crescimento das plantas. Os meristemas
localizam-se em determinados pontos do corpo da planta e são responsáveis pelo seu crescimento e
desenvolvimento.
Os tecidos meristemáticos podem ser classificados como primários ousecundários.
Os meristemas primários são responsáveis pelo crescimento longitudinal (crescimento primário) das
plantas. São encontrados principalmente no ápice dos caules e das raízes. Existem três tipos de
meristemas primários, sendo que cada um deles é responsável pela formação de um tipo específico de
tecido: protoderme (origina a epiderme), meristema fundamental (origina os tecidos fundamentais) e
procâmbio (origina os tecidos vasculares).
Os meristemas secundários ocorrem nas plantas que apresentam crescimento em espessura
(crescimento secundário). São formados por células adultas que se desdiferenciam e recuperam a
capacidade de divisão mitótica. O felogênio e o câmbio são meristemas secundários. O primeiro é
responsável pela formação de camadas da periderme e, o segundo, pela formação do floema e xilema
secundários.
2. Tecidos de revestimento
O crescimento da planta corresponde a um aumento irreversível no tamanho de um vegetal.
Isso ocorre a partir do acréscimo de células resultantes de divisões mitóticas, além do aumento
do tamanho individual de cada célula.
O desenvolvimento consiste no surgimento dos diferentes tipos celulares e dos diversos
tecidos diferenciados que compõem os órgãos dos vegetais. É, certamente, um fenômeno
relacionado ao processo de diferenciação celular.
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Os tecidos de revestimento, além de protegerem mecanicamente as superfícies externas das plantas,
também realizam funções como aeração dos tecidos internos e reduzem a perda de água. Existem dois
tipos de tecidos de revestimento: a epiderme e a periderme .
A epiderme é o tecido primário de revestimento. As células epidérmicas das partes aéreas das plantas
secretam uma substância chamada de cutina. A cutina forma uma camada impermeabilizante chamada
de cutícula. A cutícula, entre outras funções, evita a perda de água e protege a planta de choques
mecânicos. Entre as células da epiderme existem as células-guarda. As células-guarda controlam a
abertura de pequenos poros da epiderme chamados de estômatos. Através dos estômatos ocorre a
entrada e a saída de gases da planta. A epiderme também pode apresentar apêndices chamados de
tricomas como, por exemplo, os pêlos radiculares.
Em plantas com crescimento em espessura (secundário) a epiderme é usualmente substituída pela
periderme. A periderme possui três camadas: a feloderme, o felogênio e o súber. O felogênio é um tecido
meristemático que origina o súber para fora e a feloderme para dentro.
3. Tecidos fundamentais
Os tecidos fundamentais são representados pelos parênquimas e pelos tecidos de sustentação, sendo
estes:
- Parênquima:
Célula Parenquimática:
O parênquima é o tecido mais comum dos vegetais, sendo formado
por células vivas, fisiologicamente ativas e originadas do meristema
fundamental. Suas células são geralmente grandes, isodiamétricas,
poliédrica, com parede celular primária delgada. Essas características
não podem ser aplicadas universalmente a todas as células de
parênquima; p.e., células parenquimatosas com paredes grossas e forma
estrelada ocorrem com freqüência na medula de certas plantas
aquáticas. O tecido fundamental dos caules (principalmente córtex e
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. 141
medula) e raízes, como também o mesófilo e epiderme das folhas, provêm exemplos de partes das
plantas onde o parênquima está bem desenvolvido.
- Colênquima:
Célula Colenquimática:
As células colenquimáticas possuem a forma alongada, parede celular irregular, apenas primária não-
lignificada, viva na maturidade. É encontrada na periferia (sob a epiderme) nos caules jovens em
crescimento, freqüentemente como um cilindro de tecido ou apenas em grupos nas costelas ao longo das
nervuras em algumas folhas. Sua função é sustentação do corpo primário da planta.
- Esclerênquima:
Fibras:
Sua forma é bastante longa, possui parede celular primária e secundária espessada freqüentemente
lignificada, (não sempre) morta na maturidade, é encontrada algumas vezes no córtex dos caules, mais
sempre associado ao xilema e floema. É encontrado também nas folhas das monocotiledôneas e suas
funções são de sustentação e armazenamento.
Esclereídes:
Sua forma é variável, geralmente mais curta que as
fibras, a sua parede celular é primária e secundária é
espessada geralmente lignificada. Pode ser viva ou morta
na maturidade e é encontrada por todo o corpo da planta.
Sua função está relacionada à mecânica e sustentação.
Os parênquimas são tecidos que ocorrem em diversas partes das plantas. Alguns exemplos de
parênquima são o clorofiliano, o amilífero, o aerífero e o aquífero. O parênquima clorofiliano possui células
com grande quantidade de cloroplastos, sendo o principal local de realização da fotossíntese. O
parênquima amilífero possui células que armazenam amido como substância de reserva. O parênquima
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aerífero acumula ar em seu interior permitindo, por exemplo, a flutuação de plantas aquáticas. Já o
parênquima aquífero armazena água em seu interior e é muito comum em plantas de clima seco.
Os tecidos de sustentação são de dois tipos: o colênquima e o esclerênquima. O colênquima é formado
por células vivas e flexíveis sendo especialmente adaptado à sustentação de órgãos em crescimento. O
esclerênquima é formado por células mortas e muito resistentes. Suas células são impregnadas por uma
substância chamada lignina que confere rigidez às células.
4. Tecidos vasculares
Os tecidos vasculares transportam substâncias ao longo da planta. Existem dois tipos de tecidos
vasculares: o xilema e o floema.
O xilema é um tecido estruturalmente complexo composto por um conjunto de células com forma e
função diferenciadas e é o principal tecido condutor de água nas plantas vasculares. Possui ainda as
propriedades de ser condutor de sais minerais, armazenar substâncias e sustentar o vegetal. É importante
ressaltar que o xilema é encontrado em várias regiões dos vegetais, não só no caule, como raiz e ramos.
Os principais tipos de células encontradas no xilema são:
Elementos de Vaso:
Os vasos são estruturas formadas por uma junção de
células perfuradas, chamadas de elementos de vaso, que se
comunicam entre si, formando longos dutos que conduzem a
seiva no sentido axial. Os vasos são característicos de
espécies pertencentes às angiospermas, havendo algumas
exceções. Representam uma grande evolução biológica dos
vegetais no sentido de transporte de seiva.
Traqueídes:
Sua forma é alongada e afilada possui parede celular primária e
secundária geralmente lignificada sem perfurações e com pontuações
é morta na maturidade. E é o principal condutor de água nas
gimnospermas e das plantas vasculares sem sementes é encontrado
também nas angiospermas.
Tecido de Condução - Floema:
O floema é o tecido através do qual as substâncias orgânicas são conduzidas para as várias partes da
planta, pode ser primário ou secundário.
Os principais tipos de células encontradas no floema são:
Células Crivadas:
Sua forma é alongada e afilada, possui parede celular primária na maioria das espécies, com áreas
crivadas, freqüentemente apresenta calose associada à parede e aos poros. Viva na maturidade, nesta
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fase pode não apresentar núcleo ou apenas restos nucleares, não existe limite entre o vacúolo e o
citoplasma, contém grandes quantidades de retículos endoplasmáticos tubulosos. Somente é localizado
no floema e a sua função é de transporte de substâncias orgânicas nas gimnospermas.
Células Albuminosas:
Sua forma é geralmente alongada possuiparede celular primária viva na maturidade. Ela é associada
à célula crivada mais geralmente não é derivada da mesma célula-mãe da célula crivada. Apresenta
numerosos plasmodesmos com a célula crivada.
Elemento de Tubo Crivado:
Sua forma é alongada, possui parede celular primária com áreas crivadas. Essas paredes apresentam
poros maiores que aqueles das paredes laterais. Esta região é denominada placa crivada. Viva na
maturidade nesta fase não apresenta núcleo ou apenas seus restos. Vários elementos de tubo crivado
dispostos em séries verticais constituem o tubo crivado e é encontrado no floema e sua função é o
transporte de nutrientes orgânicos nas angiospermas
Células companheiras:
Sua forma é variável, geralmente alongada e dotadas de parede celular primária. Viva na sua
maturidade, essas células são intimamente associadas aos elementos de tubo crivado, através dos
plasmodesmos. Acredita-se que desempenham papel importante na liberação de substâncias no
elemento de tubo crivado, inclusive moléculas informacionais e ATP.
O nome dos seres vivos
Ao longo da história, os diversos povos criaram seus próprios nomes (códigos) para nomear o que
viram a sua volta. Com todas as línguas existentes no mundo, um mesmo ser - um gato por exemplo - é
identificado por diferentes nomes.
Katze (alemão) Cat (inglês)
Koshka (russo) Chat (francês)
Neko (japonês) Gato (português)
Imagine esta situação: um cientista japonês escreve um artigo para divulgar uma descoberta
referente ao neko. Como um cientista brasileiro, sem conhecimento da língua japonesa, poderia entender
que ser vivo o cientista japonês está se referindo? Para evitar esse problema de comunicação, utiliza-se
uma nomenclatura científica. O nome científico do gato é Felis catus.
Escolheu-se uma língua que fosse de conhecimento internacional e que não sofresse modificações -
o latim, por ser uma língua morta (não é usada por nenhuma nação atualmente e, portanto, não está
sujeita a mudanças) e porque, em muitos países, era estudada até nas escolas básicas, inclusive no
Brasil. Quando empregamos em textos, os nomes científicos das espécies vêm em destaque. Esse
destaque, em geral, é feito usando letras em itálico, isto é, letras inclinadas ou sublinhado.
Como se escreve o nome científico dos seres vivos?
Foi apenas em 1735 que se chegou a um sistema de classificação universal para os seres vivos: o
sistema binomial de nomenclatura, elaborado por Lineu. A espécie foi adotada como unidade básica de
classificação. No sistema binomial devem ser observadas algumas regras de nomenclatura:
- O nome científico de uma espécie deve ser escrito em latim e deve estar destacado no texto (em
Itálico ou sublinhado) como já vimos.
- É obrigatório o uso de duas palavras para designar o nome científico de uma espécie, daí a expressão
sistema binomial de nomenclatura (a palavra binomial significa 'com dois nomes', 'com duas palavras'). A
primeira delas deve ser escrita com letra inicial maiúscula; a segunda, com letra inicial minúscula
- A primeira palavra, com inicial maiúscula, indica o gênero a que pertence a espécie. A expressão
formada pela primeira palavra mais a segunda designa a espécie.
Veja os exemplos
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Equus caballus (cavalo)
Gênero: Equus
Espécie: Equus caballus
Note que o cavalo pertence ao gênero Equus e à espécie Equus caballus (e não simplesmente à
espécie caballus).
Nomenclatura Popular
A nomeação dos seres vivos que compõe a biodiversidade constitui uma etapa do trabalho de
classificação. Muitos seres são “batizados” pela população com nomes denominados populares ou
vulgares, pela comunidade científica. Esses nomes podem designar um conjunto muito amplo de
organismos, incluindo, algumas vezes, até grupos não aparentados. O mesmo nome popular pode ser
atribuído a diferentes espécies, como neste exemplo:
Ananas comosus Ananas ananassoides
Estas duas espécies do gênero ananas são chamadas pelo mesmo nome popular Abacaxi.
Outro exemplo é o crustáceo de praia Emerita brasiliensis, que no Rio de Janeiro é denominado tatuí,
e nos estados de São Paulo e Paraná é chamado de tatuíra.
Em contra partida, animais de uma mesma espécie podem receber vários nomes, como ocorre com a
onça-pintada, cujo nome científico é Panthera onca.
Outros nomes populares: canguçu, onça-canguçu, jaguar-canguçu
Outro exemplo é a planta Manihot esculenta, cuja raiz é muito apreciada como alimento. Dependendo
da região do Brasil, ela é conhecida por vários nomes: aipim, macaxeira ou mandioca. Considerando os
exemplo apresentados, podemos perceber que a nomenclatura popular varia bastante, mesmo num país
como o Brasil, em que a população fala um mesmo idioma, excetuando-se os idiomas indígenas. Imagine
se considerarmos o mundo todo, com tantos, com tantos idiomas e dialetos diferentes, a grande
quantidade de nomes de um mesmo ser vivo pode receber. Desse modo podemos entender a
necessidade de existir uma nomenclatura padrão, adotada internacionalmente, para facilitar a
comunicação de diversos profissionais, como os médicos, os zoólogos, os botânicos e todos aqueles que
estudam os seres vivos.
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A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a biodiversidade e compreender as
relações filogenéticas entre os organismos. Inclui a taxonomia (ciência da descoberta, descrição e
classificação das espécies e grupo de espécies, com suas normas e princípios) e também a filogenia
(relações evolutivas entre os organismos). Em geral, diz-se que compreende a classificação dos diversos
organismos vivos. Em biologia, os sistemas são os cientistas que classificam as espécies em outros
táxons a fim de definir o modo como eles se relacionam evolutivamente.
O objetivo da classificação dos seres vivos, chamada taxonomia, foi inicialmente o de organizar as
plantas e animais conhecidos em categorias que pudessem ser referidas. Posteriormente a classificação
passou a respeitar as relações evolutivas entre organismos, organização mais natural do que a baseada
apenas em características externas. Para isso se utilizam também características ecológicas, fisiológicas,
e todas as outras que estiverem disponíveis para os táxons em questão. É a esse conjunto de
investigações a respeito dos táxons que se dá o nome de Sistemática. Nos últimos anos têm sido tentadas
classificações baseadas na semelhança entre genomas, com grandes avanços em algumas áreas,
especialmente quando se juntam a essas informações aquelas oriundas dos outros campos da Biologia.
A classificação dos seres vivos é parte da sistemática, ciência que estuda as relações entre
organismos, e que inclui a coleta, preservação e estudo de espécimes, e a análise dos dados vindos de
várias áreas de pesquisa biológica. O primeiro sistema de classificação foi o de Aristóteles no século IV
a.C., que ordenou os animais pelo tipo de reprodução e por terem ou não sangue vermelho. O seu
discípulo Teofrasto classificou as plantas por seu uso e forma de cultivo. Nos séculos XVII e XVIII os
botânicos e zoólogos começaram a delinear o atual sistema de categorias, ainda baseados em
características anatômicas superficiais. No entanto, como a ancestralidade comum pode ser a causa de
tais semelhanças, este sistema demonstrou aproximar-se da natureza, e continua sendo a base da
classificação atual. Lineu fez o primeiro trabalho extenso de categorização, em 1758, criando a hierarquia
atual.
A partir de Darwin a evolução passou a ser considerada como paradigma central da Biologia, e com
isso evidências da paleontologia sobre formas ancestrais, e da embriologia sobre semelhanças nos
primeiros estágios de vida.No século XX, a genética e a fisiologia tornaram-se importantes na
classificação, como o uso recente da genética molecular na comparação de códigos genéticos.
Programas de computador específicos são usados na análise matemática dos dados.
Em fevereiro de 2005 Edward Osborne Wilson, professor aposentado da Universidade de Harvard,
onde cunhou o termo biodiversidade e participou da fundação da sociobiologia, ao defender um "projeto
genoma" da biodiversidade da Terra, propôs a criação de uma base de dados digital com fotos detalhadas
de todas a espécies vivas e a finalização do projeto Árvore da vida. Em contraposição a uma sistemática
baseada na biologia celular e molecular, Wilson vê a necessidade da sistemática descritiva para preservar
a biodiversidade.
Do ponto de vista econômico, defendem Wilson, Peter Raven e Dan Brooks, a sistemática pode trazer
conhecimentos úteis na biotecnologia, e na contenção de doenças emergentes. Mais da metade das
espécies do planeta é parasita, e a maioria delas ainda é desconhecida. De acordo com a classificação
vigente as espécies descritas são agrupadas em gêneros. Os gêneros são reunidos, se tiverem algumas
características em comum, formando uma família. Famílias, por sua vez, são agrupadas em uma ordem.
Ordens são reunidas em uma classe. Classes de seres vivos são reunidas em filos. E os filos são,
finalmente, componentes de alguns dos cinco reinos (Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia).
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A Filogênese dos Seres Vivos
Qual foi o ancestral dos répteis (lagartos, cobras) que vivem na Terra atual? Essas e outras perguntas
relativas à origem dos grandes grupo de seres vivos eram difíceis de serem respondidas até surgir, em
1859, a Teoria da evolução Biológica por Seleção Natural, proposta por Charles Darwin e Alfred Russel
Wallace. Com a compreensão de "como" a evolução biológica ocorre, os biólogos passaram a sugerir
hipóteses para explicar a possível relação de parentesco entre os diversos grupos de seres vivos.
Diagramas em forma de árvore - elaborados com dados de anatomia e embriologia comparadas, além
de informações derivadas do estudo de fósseis - mostraram a hipotética origem de grupos a partir de
supostos ancestrais. Essas supostas "árvores genealógicas" ou "filogenéticas" (do grego, phylon = raça,
tribo + génesis = fonte, origem, início) simbolizavam a história evolutiva dos grupos que eram comparados,
além de sugerir uma provável época de origem para cada um deles. Como exemplo veja a figura abaixo.
O esquema representa uma provável "história evolutiva" dos vertebrados. Note que estão
representados os grupos atuais - no topo do esquema- bem como os prováveis ancestrais. Perceba que
o grupo das lampreias (considerados "peixes" sem mandíbula) é bem antigo (mais de 500 milhões de
anos). Já cerca de 150 milhões de anos, provavelmente a partir de um grupo de dinossauros ancestrais.
Note, ainda, que o parentesco existe entre aves e répteis é maior do que existe entre mamífero e répteis,
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e que os três grupos foram originados de um ancestral comum. Atualmente com um maior número de
informações sobre os grupos taxonômicos passaram-se a utilizar computadores para se gerar as arvores
filogenéticas e os cladogramas para estabelecer as inúmeras relações entre os seres vivos.
Estabelecendo Filogenias com os Cladogramas
Ao dispor de um grande número de características comparativas, mais confiáveis - anatômicas,
embriológicas, funcionais, genéticas, comportamentais etc. - os biólogos interessados na classificação
dos seres vivos puderam elaborar hipóteses mais consistentes a respeito da evolução dos grandes
grupos. Influenciados pelo trabalho de Wili Hennig - um cientista alemão, especialista em insetos -
passaram a apresentar as características em cladogramas. Neste tipo de diagrama, utiliza-se uma linha,
cujo ponto de origem - a raiz- simboliza um provável grupo (ou espécie) ancestral. De cada nó surge um
ramo, que conduz a um ou a vários grupos terminais. Com os cladogramas pode-se estabelecer uma
comparação entre as características primitivas - que existiam em grupos ancestrais - e as derivadas -
compartilhadas por grupos que os sucederam.
Sistema Reprodutor
Mudanças no corpo
A descoberta do sexo acontece com a descoberta do corpo. Moças e rapazes costumam acompanhar
atentamente as mudanças que ocorrem nos seus órgãos sexuais externos. Essas mudanças são
provocadas pela ação de hormônios. As características sexuais primárias, visíveis nos órgãos genitais,
são determinadas geneticamente e estão presentes desde o nascimento, tanto no homem como na
mulher.
O Corpo Masculino
As principais modificações visíveis no corpo masculino ao longo da adolescência estão descritas
abaixo. Os testículos (dentro do saco escrotal) crescem primeiro e, pouco tempo depois, o pênis. Na
puberdade, os pelos surgem em diversos locais: no rosto, nas axilas, no peito e nas áreas próximas aos
testículos. A voz também sofre mudanças. Esse conjunto de características que se definem na
puberdade, em consequência da ação hormonal, recebe o nome de características sexuais secundárias.
Estas, porém, não obedecem a padrões rígidos. Adolescentes de mesma idade podem apresentar
diferenças significativas em relação à estatura do corpo, quantidade de pelos, tamanho do pênis, timbre
de voz etc. O grupo étnico a que pertence o indivíduo, a herança genética, hábitos alimentares, problemas
de saúde, dentre outros fatores, são responsáveis por essas diferenças.
Assim, colegas de mesma idade que a sua podem ser mais altos ou mais baixos que você ou terem a
voz mais ou menos grave que a sua, por exemplo. Isto não deve preocupá-lo. As pessoas são diferentes
e apresentam ritmos desiguais de desenvolvimento do corpo. É importante gostar de você, aprendendo
a cuidar e valorizar o seu próprio corpo.
7. ANATOMIA E FISIOLOGIA COMPARADA DOS SERES
VIVOS (ZOOLOGIA).
7.1. Reprodução humana. 7.2. Aspectos anatomo-fisiológicos
dos sistemas reprodutores masculino e feminino. 7.3. Ciclo
menstrual e controle hormonal no processo. 7.4. Ciclos
biológicos das principais espécies de invertebrados
causadores de doenças.
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Veja as principais modificações visíveis no corpo masculino, ao longo do tempo.
Os rapazes possuem uma pequena quantidade de hormônios sexuais femininos, as garotas, uma
pequena quantidade de hormônios sexuais masculinos. Na puberdade, às vezes, um pequeno
desequilíbrio na quantidade desses hormônios pode provocar um ligeiro crescimento das mamas nos
rapazes ou pelos em excesso nas garotas. Em geral, isso desaparece com o tempo, mas, se persistir, o
mais aconselhável é procurar orientação médica. Na região genital, encontramos o pênis e o saco
escrotal.
Pênis e a Ejaculação - O pênis é um órgão de forma cilíndrica e constituído principalmente por tecido
erétil, ou seja, que tem capacidade de se erguer. Com a excitação sexual, esse tecido e banhado e
preenchido por maior quantidade de sangue, o que torna o pênis ereto e rígido. Na ponta do pênis, há a
glande (a “cabeça”), que pode estar coberta pelo prepúcio. Na glande, há o orifício da uretra, canal que
no corpo masculino se comunica tanto com o sistema urinário quanto com o sistema reprodutor. O
tamanho do pênis varia entre os homens e não tem relação biológica com fertilidade e nem com potência
sexual.
Quando o homem é estimulado, como ocorre numa relação sexual, culmina com o esperma sendo
lançado para fora do corpo masculino sob a forma de jatos. Esse fenômeno chama-se ejaculação. O
esperma é ejaculado através da uretra, por onde a urina também é eliminada. Durante uma ejaculação
normal são expelidos de 2 a 4 mililitros de esperma; cada mililitro contémaproximadamente 100 milhões
de espermatozoides.
Saco Escrotal: Os espermatozoides, gameta sexual masculino, são produzidos nos testículos. Os
testículos ficam no saco escrotal, que tem aparência flácida e um pouco enrugada. É importante eles se
localizarem fora do abdome, pois os espermatozoides são produzidos em uma temperatura mais baixa
do que a do restante do corpo. Nos dias frios ou durante um banho frio, o saco escrotal se encolhe,
favorecendo o aquecimento dos testículos. O uso de cueca apertada pode causar infertilidade temporária,
decorrente do aquecimento excessivo que provoca nos testículos.
Testículos: Os testículos são glândulas sexuais masculinas. São formadas por tubos finos e
enovelados, chamados túbulos seminíferos. Diferentemente do que ocorre com as garotas, que já nascem
com “estoque” de gametas (óvulos) “prontos” no corpo, é na puberdade, sob ação dos hormônios, que se
inicia no corpo masculino a produção de gametas (os espermatozoides) nos testículos. A produção de
espermatozoides começa na puberdade, por volta dos 12 ou 13 anos de idade e vai até o fim da vida.
Cada espermatozoide é formado basicamente de três partes: cabeça, colo e cauda com flagelo. Os
testículos produzem também o hormônio sexual masculino, chamado testosterona. O hormônio
testosterona estimula o aparecimento das características sexuais secundárias masculinas: pelos no rosto
e no restante do corpo, modificações na voz etc.
Epidídimos: Os espermatozoides que acabam de ser formados ficam armazenados no epidídimo, um
outro enovelado de túbulos localizados sobre os testículos. Os epidídimos são dois órgãos formados por
tubos enovelados, cada um localizado junto a um testículo. Reveja o esquema do sistema genital
masculino e observe a localização dos epidídimos. Os espermatozoides podem ficar armazenados
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nesses tubos por aproximadamente uma a três semanas, até que a maturação seja completada. Isso
aumenta a sua mobilidade. Os espermatozoides passam do epidídimo para um tubo com parede muscular
chamado ducto deferente. De cada epidídimo parte um ducto deferente. Posteriormente e sob a bexiga
urinária, cada ducto deferente se une ao canal da glândula seminal do mesmo lado e forma um tubo
único, chamado ducto ejaculatório. Os ductos ejaculatórios lançam os espermatozoides num outro canal
- a uretra. A uretra é um tubo que se inicia na bexiga urinária, percorre o interior do pênis e se abre no
meio externo.
Glândulas Seminais e Próstata: As glândulas seminais são duas glândulas em forma de bolsa. Elas
produzem um líquido denso que nutre os espermatozoides e aumenta a sua mobilidade. A próstata é uma
glândula produtora de um líquido de aspecto leitoso. Esse líquido é leitoso e neutraliza a acidez de restos
de urina na uretra e, numa relação sexual, a acidez natural da vagina, protegendo assim os
espermatozoides. Em sua “viagem” até a uretra, os espermatozoides recebem os líquidos produzidos
pelas glândulas seminais e pela próstata. Ao passar pela uretra, os espermatozoides recebem também
um líquido lubrificante produzidos pelas glândulas bulbouretrais. Ao conjunto formado pelos
espermatozoides e os líquidos produzidos pelas glândulas seminais, pela próstata e pelas glândulas
bulbouretrais dá-se o nome de esperma ou sêmen.
O Corpo Feminino
Observe a figura abaixo que mostra a passagem da adolescente para a mulher adulta. Algumas das
mudanças dessa passagem são o aumento dos seios e o aparecimento de pelos pubianos e pelos nas
axilas. Essas são algumas das características sexuais secundárias femininas. Antes de falarmos do
interior do corpo feminino, vamos conversar sobre a parte externa, por meio da qual a mulher recebe
estímulos e se relaciona com o meio ambiente. Para a mulher, conhecer o próprio corpo é fundamental
para ajudar a mantê-lo saudável. O ginecologista (médico especializado em órgãos reprodutores
femininos) pode esclarecer dúvidas caso seja notado alguma alteração que cause estranheza.
.
Monte de Vênus ou púbis: é a área triangular acima da vulva e na qual aparecem pelos, a partir da
puberdade.
Vulva: nessa região, estão os pequenos e grandes lábios, que são dobras de pele muito sensíveis.
Entre os pequenos lábios, há o clitóris, pequenina estrutura do tamanho aproximado de uma ervilha e,
que em geral, provoca grandes sensações de prazer, quando estimulado.
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Abertura da vagina: leva aos órgãos sexuais internos. Essa abertura é parcialmente bloqueada, na
maioria das garotas virgens, por uma fina membrana chamada hímen, que, geralmente, é rompido na
primeira relação sexual com a penetração do pênis. O hímen tem uma abertura por onde ocorre a saída
do sangue menstrual.
Uretra: o orifício da uretra é por onde sai a urina; não conduz a nenhum órgão sexual interno.
Ânus: o ânus é o orifício por onde saem as fezes; é a saída da tubo digestório. Também não tem
ligação com órgãos sexuais internos.
Períneo: entre o ânus e a vulva, na entrada da vagina, existe uma região chamada períneo. No
homem, o períneo localiza-se entre o saco escrotal e o ânus.
Na hora do parto, muitas vezes é necessário fazer um pequeno corte no períneo, para que a cabeça
do bebê não lacere (corte) os músculos dessa região. Isso é importante para proteger a mãe, pois lesões
extensas no períneo farão com que ela, no futuro, possa sofrer de “queda de bexiga” e perda da
capacidade de controlar a retenção da urina. Após o nascimento do bebê, o médico faz a sutura (dá
pontos com linha e agulha cirúrgica) do períneo. O procedimento é feito com anestesia local.
Vagina: é o canal que liga a vulva até o útero.
Útero: é um órgão oco, constituído por tecido muscular, com grande elasticidade, que tem forma e
tamanho semelhantes aos de uma pera. Em caso de gravidez, o útero está preparado para alojar o
embrião até o nascimento.
Ovários: os ovários são as glândulas sexuais femininas, nas quais, desde o nascimento da menina –
ficam armazenados aproximadamente 400 mil gametas femininos. Essas células sexuais são chamadas
óvulos. Elas contém a metade do material genético necessário ao desenvolvimento de um bebê. Os
óvulos que existem nos ovários das meninas são imaturos. Os hormônios sexuais são responsáveis pelo
amadurecimento e pela liberação desses óvulos.
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Tubas uterinas (trompa de falópio): são dois tubos delgados que ligam os ovários ao útero.
Revestindo esses tubos internamente, existem células com cílios que favorecem o deslocamento do óvulo
até a cavidade uterina.
Os seios: o desenvolvimento dos seios ocorre na puberdade e nem sempre acontece de forma
idêntica, às vezes, um seio é ligeiramente maior do que o outro. O tamanho do seio varia de uma mulher
para outra. Do mesmo modo que acontece com o nariz, com as mãos ou com os pés, que não são de
tamanho igual em todas as pessoas, nem mesmo no caso de irmãos. O seio é formado por um tecido
gorduroso e por pequenas glândulas chamadas glândulas mamárias. Essas glândulas são ligadas ao
mamilo (bico) por canais, através dos quais o leite passa durante a amamentação. O mamilo, em geral,
é muito sensível ao toque.
O desenvolvimento dos seios e de outras formas do corpo das meninas, como a cintura mais fina , os
quadris arredondados, depende de quando e quanto hormônio sexual é produzido pelo corpo dela, ou
seja, pelos ovários. Algumas meninas começam a produzir mais hormônios sexuais mais cedo do que
outras. Por isso, além de ficarem menstruadas primeiro, determinadas garotas desenvolvem o “corpo de
mulher” mais precocemente que outras. Outro fator importante a considerar é a hereditariedade, os traços
físicos herdados dos pais, avós etc. Numa família na qual as mulheres possuem seiospouco
desenvolvidos, é bem provável que as meninas venham a ter, também, seios pequenos. Ninguém melhor
do que o médico para dizer se o desenvolvimento dos seios e dos demais sinais de maturação do corpo
está de acordo com o previsto para a idade da garota.
A Ovulação
A ovulação é a liberação de um óvulo maduro feita por um dos ovários por volta do 14º dia do ciclo
menstrual, contado a partir do primeiro dia de menstruação. No ovário (o local de onde sai o óvulo) surge
o corpo lúteo ou amarelo – uma estrutura amarelada que passa a produzir o estrogênio e progesterona.
Esses hormônios atuam juntos, preparando o útero para uma possível gravidez, além disso, o estrogênio
estimula o aparecimento das características sexuais femininas secundárias. O óvulo liberado é “captado”
por uma das tubas uterinas, que ligam os ovários ao útero. Revestindo essas tubas internamente, existem
células com cílios que favorecem o deslocamento do óvulo até a cavidade do útero.
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A Fecundação
A mulher pode ficar grávida se, quando o óvulo estiver nesses tubos, ela mantiver relação sexual com
o parceiro e um espermatozoide (célula reprodutora masculina) entrar no óvulo. O encontro de gametas
(óvulo e espermatozoide), na tuba uterina, chama-se fecundação. Apenas um dos milhões de
espermatozoides contidos no esperma penetra no óvulo, na fecundação. Depois da fecundação, ocorre
então a formação da célula-ovo ou zigoto. Essa primeira célula de um novo ser sofre divisões durante o
seu trajeto pelo tubo até o útero. O sexo biológico desse novo ser humano – ou seja, o sexo do bebê – é
definido na fecundação pelos cromossomos X ou Y.
Os seres humanos, salvo raras exceções possuem 46 cromossomos, sendo que dois deles são os
cromossomos sexuais (que definem o sexo). As mulheres possuem dois cromossomos X (portanto ela á
XX) e os homens, um X e um Y (portanto XY).
Na divisão celular (meiose) para a formação dos gametas (óvulo e espermatozoide) a mulher só gera
gametas (óvulos) X enquanto que o homem pode gerar gametas (espermatozoides) X e Y. Então:
- Se o espermatozoide que contém o cromossomo X fecundar o óvulo (X), o embrião será do sexo
feminino (XX).
- Se o espermatozoide que contém o cromossomo Y fecundar o óvulo (X), o embrião será do sexo
masculino (XY).
Menstruação
A menstruação é a causa fisiológica do período fértil da mulher, que se dá caso não haja a fecundação
do ovócito, permitindo a eliminação periódica, através da vagina, do endométrio uterino (ou mucosa
uterina). O folículo ovariano em desenvolvimento, comandado pela glândula hipófise, produz os
hormônios ovarianos estrogênio e progesterona, que promovem o desenvolvimento endometrial próprio
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para gestação. Porém, o ovócito não sendo fecundado, ocorre a involução do corpo lúteo, e,
consequentemente, queda brusca dos hormônios ovarianos produzidos por ele. Esta queda da
concentração hormonal causa a degeneração e necrose do tecido endometrial, que era estimulado pela
ação destes hormônios. O ovócito não fecundado se degenera, e sai com muco uterino (ou endométrio),
sangue e hormônios. Em condições normais, e não havendo nada que impeça os ciclos femininos, este
fenômeno ocorre, em média, de 28 em 28 dias, e tem uma duração de 3 a 7 dias. A menarca (primeira
menstruação) não tem uma idade certa para aparecer. Depende muito de mulher para mulher. Aparecer
a menarca entre os 9 anos e 18 anos é normal (a partir dos 18 anos pode ser indício de doença).
O ciclo menstrual
O ciclo menstrual geralmente dura cerca de 28 dias e é dividido em 3 fases, de acordo com as
alterações hormonais que ocorrem durante o mês. A menstruação representa os anos férteis da vida da
mulher, que iniciam na adolescência e duram até a menopausa.
No entanto, é normal que a duração do ciclo varie entre 25 e 35 dias, mas ciclos com intervalos mais
curtos ou mais longos do que estes podem representar problemas de saúde como ovários policísticos.
O ciclo menstrual normal dura em média 28 dias, tendo início no primeiro dia de menstruação e
terminando quando a menstruação do mês seguinte inicia. Cada ciclo é dividido em 2 fases:
-Fase folicular: começa no primeiro dia da menstruação e dura em média 12 dias;
-Fase lútea: dura em média 10 dias e prepara o útero para o início da próxima menstruação.
Após finalizadas as 3 fases, ocorre a menstruação, que é o descolamento do revestimento do útero,
caracterizada por sangramento vaginal que dura cerca de 5 a 7 dias.
1.) Fase folicular
A fase folicular começa no primeiro dia da menstruação, ou seja, no primeiro dia do ciclo. No início
desta fase, os hormônios estrogênio e progesterona estão baixos e o útero está menstruando,
apesentando uma parede (endométrio) bem fina. O ovário nesta fase está em repouso.
Neste momento, a glândula pituitária (hipófise), que se localiza no sistema nervoso central, começa a
aumentar a produção de um hormônio chamado hormônio folículo estimulante (FSH), que como o próprio
nome diz, estimula os folículos do ovário. Na presença do FSH, os folículos começam a se desenvolver,
crescendo e amadurecendo. Sete dias após o início do ciclo, é possível detectar na ultrassonografia do
ovário vários folículos medindo entre 9 e 10 milímetros.
Estes folículos, agora, começam a produzir estrogênio. Conforme os níveis de estrogênio vão
crescendo, um dos folículos se torna dominante, se desenvolvendo mais rápido que os outros, que na
verdade, param de crescer e começam a involuir. O folículo dominante libera o óvulo no momento da
ovulação.
Além do desenvolvimento do folículo dominante, o estrogênio também age sobre o útero, preparando-
o para uma eventual gravidez. A membrana da parede do útero, chamada de endométrio, começa a se
proliferar, adquirindo camadas, tornando-se, assim, mais espessa.
2.) Fase Lútea
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O pico de estrogênio ocorre 1 dia antes da ovulação. No momento de concentração máxima do
estrogênio, outro hormônio da hipófise é liberado, o hormônio luteinizante (LH). Estamos agora
exatamente no meio do ciclo, 14º dia em casos de ciclos menstruais de 28 dias.
-Ciclo ovulatório - Variação dos hormônios
-Ciclo ovulatório – Variação dos hormônios
O pico de estrogênio e surgimento do LH, fazem com que a mulher comece a produzir um muco
viscoso, chamado de muco fértil, que favorece a mobilidade dos espermatozoides.
A liberação do LH completa o processo de maturação do folículo dominante, e aproximadamente 36
horas após a sua liberação, ocorre o rompimento do folículo e a liberação do óvulo, ou seja, a mulher
ovula.
Corpo lúteo
Logo antes da ovulação, as células ao redor do folículo ovariano, sob influência do LH, começam a
formar o corpo lúteo, estrutura responsável pela produção de estrogênio e, principalmente, progesterona.
Quando a mulher ovula, o óvulo é liberado em direção às trompas, permanecendo apenas o corpo lúteo
no ovário.
Durante toda a parte final do fase lútea, o corpo lúteo permanece produzindo a progesterona, que age
inibindo a secreção de LH pela hipófise. No útero, a progesterona age interrompendo a proliferação do
endométrio. Na verdade, a progesterona organiza as camadas da mucosa tornando-a mais homogênea,
deixando-a rica em fluídos e nutrientes para o potencial feto. Quando se faz um ultra-som do útero na
fase proliferativa do ciclo, é possível detectar 3 camadas distintas de endométrio. Quando o mesmo
exame é feito na fase lútea, não há mais essa distinção e o endométrio encontra-se todo uniforme, pronto
para receber o óvulo fecundado.
Como a progesterona inibe o LH, se o óvulo não for fecundado, a queda do LH faz com que o corpo
lúteo começa a involuir, o que por sua vez provoca a queda na produção deprogesterona e estrogênio
pelo mesmo. Sem esses hormônios a grossa parede do endométrio não mais se sustenta, seu suprimento
de sangue é cortado, e ela acaba por desabar, caracterizando a menstruação e reiniciando o ciclo na fase
folicular.
Período fértil
Após a sua liberação, óvulo só fica viável por cerca de 12-24 horas. Isso significa que a fecundação é
mais provável quando já há espermatozoides presentes antes da ovulação. Apesar do curto período de
viabilidade do óvulo, o intervalo fértil é bem mais longo, pois, dependendo da qualidade do sêmen
masculino, os espermatozoides podem ficar viáveis dentro do sistema reprodutor da mulher por até 5-7
dias. Portanto, o período fértil vai do 5º dia antes da ovulação até um dia após a mesma.
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CICLOS BIOLÓGICOS DOS PRINCIPAIS INVERTEBRADOS CAUSADOR ES DE DOENÇAS
Febre amarela
20A Febre Amarela (FA) é uma doença infecciosa aguda, febril, de natureza viral, encontrada em países
da África e Américas Central e do Sul. Caracteriza-se clinicamente por manifestações de insuficiência
hepática e renal, que pode levar à morte, em cerca de uma semana. Apresenta-se como febre amarela
urbana ou febre amarela silvestre.
Agente etiológico: em ambas as formas, o causador da febre amarela é um arbovírus (vírus
transmitido por artrópodes) do grupo B. Também fazem parte deste grupo o vírus do dengue, Encefalite
Japonesa, Encefalite do Oeste do Nilo e outros. O vírus da febre amarela pertence ao gênero Flavivirus,
da família Flaviviridae. Este vírus é esférico e envelopado, de 60 nanômetros, possuidor de uma fita
simples de RNA infectante de 10.500 bases, contendo 10 genes.
Vetores e Reservatórios: o vírus infecta humanos e outros vertebrados principalmente macacos. Os
vetores são fêmeas de mosquitos culicídeos pertencentes aos gêneros Aedes e Haemagogus. Não se
comprovou qualquer participação do Ae. albopictus na transmissão da doença. Até o momento, nunca foi
encontrado infectado em natureza com o vírus embora seja susceptível à infecção em laboratório. Como
pode se reproduzir em ambientes naturais e artificiais, poderia fazer a ponte entre as formas silvestre e
urbana da doença.
Fontes de Infecção (febre amarela silvestre): nas Américas, muitos primatas são suscetíveis à
infecção viral. Os principais gêneros de macacos envolvidos são: Cebus (macaco-prego), Alouatta
(guariba) e Callithrix (sagüi). A maioria dos macacos desenvolve infecção clinicamente inaparente, mas
com níveis de viremia (vírus presentes na corrente sanguínea) suficientes para infectar os mosquitos.
Similarmente ao homem, estes gêneros de macacos são infecciosos por alguns poucos dias, e o
aparecimento de anticorpos protetores confere imunidade. Os macacos desenvolvem infecções letais
com hepatite fulminante, que lembram a forma humana da doença. Na febre amarela urbana, o homem
se constitui no único hospedeiro.
Ciclo evolutivo: a febre amarela silvestre é transmitida ao homem pela picada de fêmeas de
mosquitos do gênero Haemagogus, nas Américas e Aedes, na África, infectadas ao sugar primatas, que
são os hospedeiros bem como amplificadores e disseminadores do vírus nas florestas. Se o homem for
picado quando entrar nessas áreas, torna-se infectado. A ingestão de sangue pelo mosquito contendo o
vírus amarílico resulta em infecção das células epiteliais do seu intestino. Os vírus são liberados do
intestino para a hemolinfa e para outros tecidos, notadamente o trato reprodutor e glândulas salivares. De
7 a 10 dias após a ingestão do vírus e a sua secreção na saliva (o então chamado período de incubação
extrínseca), o vetor torna-se capaz de transmitir o vírus assim que picar um hospedeiro suscetível. Este
período de incubação é tanto menor quanto maior forem as temperaturas: 4 dias se temperatura a 37°C,
e maior se as temperaturas forem mais baixas. (18 dias a 18°C). Uma vez infectada, a fêmea do mosquito
permanece capaz de transmitir o vírus por toda a vida. A infecção do trato reprodutor do mosquito permite
a transmissão do vírus a seus descendentes (transmissão congênita/vertical). Além disso, mosquitos
machos congenitamente infectados podem transmitir o vírus às fêmeas através da cópula. A importância
destes modos de infecção aos mosquitos não é muito clara. No Brasil, a espécie Haemagogus jantinomys
é a que mais se destaca na perpetuação do vírus nas florestas. Na África, destacam-se o A. africanus e
o A. simpsonii.
Na febre amarela urbana das Américas, o vírus é transmitido de um homem a outro pela picada de
fêmeas infectadas de A. aegypti. Este mosquito de hábitos predominantemente urbanos, procria-se ao
redor das habitações, em recipientes que acumulam água parada. É condição necessária para a
ocorrência de transmissão urbana natural de febre amarela a existência de um caso pelo menos, de
portador da forma silvestre proveniente de área endêmica brasileira ou de um caso importado de outro
país em área infestada pelo A. aegypti. Os mosquitos pertencentes ao gênero Aedes, como todos os da
família Culicidae, apresentam duas fases de vida. Uma que envolve ovos, larvas e pupas e se passa na
água e outra que compreende os mosquitos adultos:
20 FEBRE amarela. . Boletim Epidemiológico, Brasília, Fundação Nacional de Saúde, v.3, p. 10-12, 1999.
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- ovos : são depositados pelas fêmeas de Aedes aegypti fora do meio líquido, próximos à superfície da
água, ficando aderidos à parede interna dos recipientes. O período para o desenvolvimento embrionário,
em condições favoráveis, é de 2 a 3 dias até a eclosão.
- larvas: são providas de grande mobilidade, alimentam-se de detritos orgânicos, bactérias, fungos e
protozoários existentes na água e passam por quatro estágios. A duração da fase larval, com a
temperatura variando de 25ºC e 29ºC e boa oferta de alimentos, é de 5 a 10 dias.
- pupas: representam a fase final do desenvolvimento aquático. Os exemplares nesta fase não se
alimentam, apenas respiram e são dotadas de boa mobilidade. A duração da fase pupal, em condições
favoráveis, é de 2 dias em média.
- adultos: machos e fêmeas alimentam-se de néctar e sucos vegetais, sendo que as fêmeas, depois
do acasalamento, exercem a hematofagia, pois necessitam de sangue para a maturação dos ovos. O
intervalo entre a alimentação sangüínea e a oviposição varia de 2 a 3 dias.
Ciclo de vida
Em condições favoráveis, o ciclo de vida varia de 8 a 15 dias, o tempo que decorre da oviposição até
a fase adulta. Os mosquitos adultos vivem cerca de 30 a 40 dias.
Em suas fases aquáticas, o e A. aegypti prolifera em recipientes artificiais, tais como reservatórios de
água, vasos de planta, latas, garrafas, pneus, bebedouros de animais, fontes ornamentais, contendo água
limpa e localizados nas residências ou em suas imediações.
Aspectos Clínicos
Descrição: a infecção por vírus amarílico determina no homem, desde quadros inaparentes e
oligossintomáticos até formas fulminantes. O quadro típico da doença se caracteriza por apresentar
evolução bifásica, com um período inicial prodrômico (período de infecção) e um período de localização.
Período de Infecção: dura cerca de três dias, com início súbito e sintomas gerais como febre, calafrios,
cefalalgia, lombalgia, mialgias generalizadas, prostração, náuseas e vômitos.
Período de Remissão: caracteriza-se pelo declínio da temperatura e diminuição dos sintomas,
provocando uma sensação de melhora no paciente. Dura poucas horas, no máximo um a dois dias.
Período de Intoxicação: caracteriza-se pela predominância dos sintomas de insuficiência hepato-renal,
representados por icterícia, hematêmese, melena e outras manifestações hemorrágicas (epistaxes,
otorragias e gengivorragias), oligúria e anúria, acompanhados de albuminúria e prostração intensa.