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Crescimento e Renovação Celular

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Resumo do trabalho

Resumo/Apontamentos sobre Crescimento e Renovação Celular, realizado no âmbito da disciplina de Biologia (11º ano).

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DNA

Nucléolo – onde está contida a maioria de DNA;

Cromatina – agregados filamentosos de DNA e proteínas presentes nos núcleos das células e  onde estão contidos os cromossomas.

DNA – Ácido Desoxirribonucleico

Estrutura: É constituído por duas cadeias polinucleotídicas anti-paralelas, formando uma dupla hélice (Crick e Watson - 1953)

.

.

Nucleótido  =  Base Azotada + Pentose + Grupo Fosfato

Base Azotada

Perimídicas (anéis simples)

• Citosina (C)
• Timina (T)
• Uracilo (U)

Púricas (anéis duplos)

• Adenina (A)
• Guanina (G)

Existem em % semelhante

Pentose

Desoxirribose (tem menos um O)

≠

Ribose (tem mais um O)

 

Ligações entre componentes

Cadeia Polinucleotídica

Ligação 5’ 3’ :

5’à ligação da pentose ao fosfato do próprio nucleótido

3’à ligação da pentose ao fosfato seguinte

Ligação entre cadeias

Complementaridade de bases

A ↔ T

G ↔ C

Sequencia Nucleotídica – define as características de cada individuo

Gene – Segmento de DNA com uma certa sequencia nucleotídica, podendo atingir milhares de pares, correspondendo a uma determinada informação.

Genoma – Conjunto de genes correspondente à informação genética de um individuo

RNA – Ácido Ribonucleico

Estrutura: É constituído por uma cadeia simples (podendo em determinadas zonas dobrar-se sobre si própria devido à formação de pontes de H)

Propriedades: O RNA é sintetizado a partir do DNA em três formas especificas, com funções e estruturas diferentes:

• RNA mensageiro (mRNA)
• RNA de transferência (tRNA)
• RNA ribossómico (rRNA)

DNS vs RNA

 

DNA - Estrutura de cadeia dupla - Desoxirribose (pentose) - A, C, G, T - Cadeias longas

≠

RNA - Estrutura de cadeia simples - Ribose (pentose) - A, C, G, U - Cadeias curtas

Replicação do DNA

Sendo o suporte da informação genética, o DNA necessita de se auto-reproduzir, fazendo cópias, de modo a transmiti-las de geração em geração.

Mecanismo: (Hipótese semi-conservativa)

1. Desenrolamento do DNA
2. Rompimento das pontes de H entre bases complementares (enzimas – DNA polimerases)
3. Incorporação de nucleótidos do meio, por complementariedade, com formação de duas novas cadeias.

Hipóteses de replicação do DNA

Hipótese Semi-conservativa: cada molécula nova é formada por uma cadeia progenitora e por uma nova cadeia

Hipótese Conservativa: a molécula progenitora serve apenas de molde à nova molécula, formadas por duas novas cadeias

Hipótese Dispersiva: Molécula nova constituída por porções da molécula progenitora e por nucleótidos sintetizados de novo

Síntese de Proteínas

Proteínas – Biomoléculas complexas formadas por sequências de monómeros, ou seja, aminoácidos. Têm várias funções no metabolismo das células e em todo o organismo.

Dna --- C. polinucleotídicas --- nucleótidos (4 bases azotadas)

Proteínas --- C. polipeptídicas --- aminoácidos (22 aminoácidos)

Código Genético

• Constituído por 64 tripletos de 3 nucleótidos do DNA – Codogenes
• No mRNA cada aminoácido é codificado por um conjunto de 3 nucleótidos – Codão

Codão de iniciação – AUG (metionina)

Codões de finalização – UAA, UAG, UGA (Pirrolizina, Selenocisteína)

Propriedades do Código Genético

• Universalidade (mesmo código genético para todos os seres vivos)
• Precisão (cada codão apensa codifica um aminoácido)
• Redundância (1 aa pode ser codificado por vários codões)
• Especificidade dos Nucleótidos

Mecanismo de Síntese de Proteínas

DNA    transcrição     mRNA     tradução     Proteínas

Transcrição – é o processo de síntese de mRNA a partir de uma cadeia de DNA à decorre no interior do núcleo

1. Um determinado segmento da dupla hélice de DNA desenrola-se (por acçãoenzimática – RNA polimerase)

2. A transcrição inicia-se no codão de iniciação (metionina)
3. A síntese de RNA faz-se pela adição sucessiva de nucleótidos no sentido 5’ – 3’ da nova cadeia de RNA (leitura)
4. A transcrição termina quando a RNA polimerase atinge o codão de finalização (UAA, UAG, UGA)
5. Após a transcrição, a cadeia de RNA sintetizada desprende-se da molécula de DNA, que retoma as ligações de hidrogénio entre as bases das cadeias complementares

Resulta

RNA pré-mensageiro (não funcional)

(A transcrição não só permite a síntese de mRNA, mas também de rRNA e tRNA)

Processamento – é o processo a partir do qual o RNA pré mensageiro passa a RNA mensageiro, ou seja passa de não funcional a funcional

1. Quando a transcrição acaba, o RNA possui intrões e exões. Durante o processamento, os intrões são removidos e os exões (porções não removidas) ligam-se entre si, formando o mRNA funcional
2. No fim do processamento, o RNA é constituído apenas pelas sequências que codificam os aminoácidos de uma determinada proteína
3. No final deste processo, o mRNA migra do núcleo para o citoplasma, no qual vai ocorrer a tradução da mensagem.

Tradução – é o processo que consiste na transferência da mensagem contido no mRNA na sequência de aminoácidos que constituem uma cadeia polipeptídica de proteínas.

Intervenientes:

. mRNA

. tRNA

. Ribossomas (organelos constituídos por rRNA)

tRNA (seleccionar e transportar os aminoácidos para os ribossomas onde serão ordenados segundo o código genético expresso no mRNA)

Propriedades da Biossíntese de proteínas

• Complexidade (faz intervir vários agentes)
• Rapidez

Esquema Global da Biossíntese de Proteínas

Alterações no Material Genético

Existem alterações no material genético, se não, possivelmente, não existiria vida actualmente.

Alterações = Mutações

Mutações Génicas – Ocorrem na interfase do ciclo celular devido a anomalias da replicação do DNA. Afectam apenas a estrutura do gene, por isso, a proteína sintetizada seria codificada por um gene mutante.

Ciclo Celular

Ciclo Celular – conjunto de transformações que ocorre desde que uma célula é formada até ao momento em que ela se divide, originando duas células-filhas.

Ciclo Celular em:

Procariontes: Divisão celular simples. Como só existe uma única molécula de DNA, logo que esta complete a replicação, o citoplasma divide-se formando duas novas células.

Eucariontes: Divisão celular complexa. A informação genética encontra-se distribuída pelas moléculas de DNA, às quais estão associadas proteínas (histonas)

CONCEITOS RELACIONADOS

Histonas – Proteínas associadas ao DNA para formar a cromatina e posteriormente os cromatídios

Filamentos de cromatina – cada porção do DNA, associado às histonas. Estes filamentos encontram-se, na maior parte do tempo, dispersos no núcleo da célula.

Cromatídeo – Filamentos de cromatina condensados

Cromossomas – Dois cromatídeos ligados entre si através do centrómero

Citocinese em células vegetais:

As células vegetais possuem parece celular, logo não é possível de haver o estrangulamento desta, devia à sua rigidez. Em vez disso, o complexo de Golgi produz vesículas que contêm celulose e que são depositados no plano equatorial da célula. É formada uma lamela mediana que com a deposição de celulose iram originar a parede celular.

Regulação do Ciclo Celular

O ritmo de divisão das células depende de diversos factores como as condições ambientais. Não só do tipo de célula, mas de circunstâncias do meio.

Existe uma regulação no:

• Final do intervalo G1
• Final do intervalo G2

Verificação no Final de G1

• Se houver mutações a célula não inicia um novo ciclo e permanece semanas até morrer (G0)
• Se não houver mutações, a célula avança       [G0 ou avança]

Verificação no Final de G2

• Se a replicação de DNA não ocorreu correctamente em S, ao ocorrer a verificação, a célula degenera.
• Se tudo ocorreu correctamente, a célula avança         [degenera ou avança]

Importância da divisão celular (fase mitótica)

• Assegurar a estabilidade genética ao longo das gerações
• Crescimento dos organismos pluricelulares
• Regeneração de estruturas e renovação de tecidos

Diferenciação Celular

Processo pelo qual as células vivas se “especializam” para realizar uma determinada função

• Agrupam-se em tecidos diferenciados, mas mantêm o mesmo código genético da 1ª célula.
• Esta especialização não só acarreta as alterações da função, ou seja, a célula altera a sua estrutura para realizar determinada função específica

Exemplos de tecidos: Ósseo, epitelial, nervoso, musculo liso e sangue…

Na ausência de lactose	Na presenta de lactose
O gene regulador (A) é responsável pela produção de um repressor	Depois da produção do repressor, a lactose liga-se ao repressor
O repressor bloqueia o  gene promotor (B) ao fixar-se ao operador (C)	O gene operador (C) fica desbloqueado
Os genes estruturais não são transcritos	Os genes estruturais são transcritos
As síntese das 3 enzimas não ocorre	Dá-se a síntese das 3 enzimas metabólicas da lactose

Experiência de François Jacob e Jacques Monod

Provou a Expressividade Selectiva dos genes

Conclusão: Embora todas as células partilhem o mesmo património hereditário, os genes que estão em actividade nas células de diferentes tecidos, podem não ser os mesmos

Inibição e Activação de genes – Células já especializadas, por algum motivo podem perder a sua função, transformando-se em células indiferenciadas.

Células Indiferenciadas

Readquirem a capacidade de originar novos tecidos

TOTIPOTÊNCIA

294 Visualizações 28/09/2019

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