1 – Porque a célula alterna de material genético entre cromatina e cromossomo?
Chama-se cromatina ao multíplice de DNA e proteínas (que juntas denomina-se cromossomo) que se encontra dentro do núcleo telemóvel nas células eucarióticas. Os ácidos nucléicos encontram-se geralmente na forma de dupla-hélice. As principais proteínas da cromatina são as histonas. As histonas H2A, H2B, H3 e H4 se unem formando um octâmero denominado nucleossomo, enquanto a histona H1 une os nucleossomos adjacentes, empacotando-os. Numa célula eucariótica, quase todo o DNA está compactado na cromatina. DNA é "empacotado" na cromatina para diminuir o tamanho da molécula (de DNA), e para permitir maior controle por troço da célula de tais genes. Grande segmento da cromatina é localizada na periferia do núcleo, possivelmente pela veste de uma das principais proteínas associadas com a heterocromatina vincular-se a uma proteína da membrana nuclear interna. “Cromatina é a condensação de DNA, material genético, que faz com que esse se torne um cromossomo.
2 – Quais as principais fases do ciclo celular?
Chama-se ciclo celular o conjunto de processos que se passam numa célula viva entre duas divisões celulares. O ciclo celular consiste na Intérfase e na fase mitótica, que inclui a mitose e a divisão celular (citocinese).
Intérfase:
A vida de uma célula começa no momento em que a divisão celular que a originou acaba e o momento em que ela mesma se divide ou morre (toda a actividade celular cessa).
A intérfase corresponde ao período entre o final de uma divisão celular e o início da segunda. Geralmente a célula encontra-se nesta fase maior parte da sua vida. Durante esta fase o DNA não é visível ao microscópio óptico. Período de intensa atividade na célula e duplicação do material genético. A Intérfase divide-se em 3 fases:
• Fase G1
o Nesta fase sintetizam-se muitas proteínas, enzimas e RNA, verifica-se também a formação de organitos celulares e, consequentemente, a célula cresce.
• Fase S
o É nesta fase que ocorre a auto-replicação das moléculas de DNA (diz-se no plural porque para cada cromossomo existe uma molécula de DNA)
o A partir deste momento os cromossomos passam a possuir dois cromatídeos ligados por um centrómero.
• Fase G2
o Neste período dá-se a sintese de moléculas necessárias à divisão celular (como os centríolos).
As fases G e S possuem estas denominações em decorrência de abreviações do inglês - G para gap (intervalo) e S para synthesis (síntese).
Fase mitótica:
Como já foi dito a fase mitótica divide-se em duas fases: a Mitose (ou cariocinese) e a Citocinese.
Mitose:
Nesta fase ocorre a divisão nuclear (nas células eucarióticas). É um processo contínuo, no entanto distinguem-se 4 fases:
• Prófase
o É a etapa mais longa da mitose;
o Os filamentos de cromatina enrolam-se, tornando-se cada vez mais curtos, possibilitando assim o seu visionamento no Microscópio óptico;
o Os dois pares de centríolos afastam-se em sentidos opostos, entre eles forma-se o fuso acromático (sistema de microtúbulos proteícos que se agrupam e formam fibrilas);
o Quando os centríolos alcançam os pólos da célula o Invólucro nuclear quebra e os nucléolos desaparecem.
• Metáfase
o Os Cromossomos atingem a máxima condensação;
o O fuso acromático completa o desenvolvimento e algumas fibrilas ligam-se aos centrómeros (as outras ligam os dois centríolos);
o Os Cromossomos encontram-se alinhados no plano equatorial (plano equidistante dos dois pólos da células) constituindo a Placa equatorial.
• Anáfase
o A anáfase começa pela duplicação dos centrômeros, libertando as cromátides-irmãs que passam a ser chamadas de cromossomos-filhos.As fibras do fuso, ligadas aos centrômeros, encurtam, puxando os cromossomos para os pólos da célula.A anáfase é uma fase rápida, caracterizada pela migração dos cromossomos para os pólos do fuso.
o As fibrilas encurtam-se e começam a afastar-se;
o Dá-se a clivagem dos centrómeros. Os cromatídios que antes pertenciam ao mesmo cromossoma, agora separados, constituem dois cromossomas independentes.
• Telófase
o A membrana nuclear forma-se à volta dos cromossomas de cada pólo da célula, passando a existir assim dois núcleos com informação genética igual;
o Os núcléolos reaparecem;
o O fuso mitótico dissolve-se;
o Os Cromossomos descondensam e tornam-se menos visíveis;
Citocinese
Corresponde à divisão celular e, consequentemente, à individualização das duas células-filhas; A citocinese difere conforme a célula for animal ou vegetal.
Na célula animal a citocinese consiste no estrangulamento do citoplasma. No fim da mitose formam-se, na zona do plano equatorial, um anel contráctil de filamentos proteicos que, na citocinese, contraem-se e puxam a Membrana plasmática para dentro até que as duas células-filhas se separam.
Na célula vegetal a parede celular não permite o estrangulamento do citoplasma; em vez disso é formada na região equatorial uma nova parede celular. Para isso vesículas provenientes do complexo de Golgi alinham-se no plano equatorial e formam uma estrutura que é a membrana plasmática das células filhas. Mais tarde, por deposição de fibrilas de celulose forma-se nessa região a parede celular.
Regulação do ciclo celular
O ciclo celular pode parar em determinados pontos e só avança se determinadas condições se verificarem, tais como a presença de uma quantidade adequada de nutrientes ou quando a célula atinge determinadas dimensões. A regulação do ciclo celular é realizada por ciclinas e por quinases ciclino-dependentes.
Certas células, como os neurônios, param de se dividir quando o animal atinge o estado adulto, mantendo-se durante o resto da vida do indivíduo na fase G0.
Existem três momentos em que os mecanismos de regulação actuam:
• Na fase G1
o No fim desta fase existem células que não iniciam um novo ciclo ou que não estão em condições de o fazer, essas células permanecem num estádio denominado G0.
o As razões para a célula passar para o estádio G0 podem ser:
Células que não se dividem mais, essas células permaneceram neste estádio até à sua morte, são exemplos os neurónios e as células das fibras musculares.
Células que não obtiveram a quantidade de nutrientes nesessária;
Células que não atingiram o tamanho requerido.
• Na fase G2
o Antes de iniciar-se a mitose existe outro momento de controle - caso a replicação do DNA não tenha ocorrido correctamente o ciclo pode ser interrompido e a célula volta a iniciar a fase S.
• Na metáfase
o No final da metáfase evidencia-se mais um mecanismo de regulação responsável pela verificação da ligação do fuso acromático com os cromossomas, de forma a que migre sempre um dos cromatídeos para os pólos.
3 – Quais as características da duplicação do DNA?
Replicação do DNA é o processo de auto – duplicação do material genético mantendo assim o padrão de herança ao longo das gerações.
Duas teoria tentaram explicar a replicação do DNA:
Teoria conservativa: cada fita do DNA sofre duplicação e as fitas formadas sofrem pareamento resultando num novo DNA dupla fita, sem a participação das fitas “parentais” (fita nova com fita nova formam uma dupla-hélice e fita velha com fita velha formam a outra dupla fita).
Teoria Semi – conservativa: cada fita do DNA é duplicada foramando uma fita híbrida, isto é, a fita velha pareia com a fita nova formando um novo DNA; de uma molécula de DNA formam-se duas outras iguais a ela. Cada DNA recém formado possui uma das cadeias da molécula mãe, por isso o nome semi – conservativa.
A molécula do DNA vai-se abrindo ao meio, por ação de uma enzima chamada DNA polimerase. Essa enzima quebra as ligações de pontes de hidrogênio existentes entre as duas bases nitrogenadas das cadeias complementares de nucleotídeos.
Ao mesmo tempo que o DNA polimerase vai abrindo a molécula de DNA, outra enzima chamada DNA ligase vai ligando um grupo de nucleotídeos que se pareiam com os nucleotídeos da molécula mãe.
Além da capacidade de duplicação o DNA também é responsável pela síntese de outro ácido nucléico muito importante para a célula: o ácido ribonucléico ou RNA. Da mesma forma que o DNA, o RNA também é uma molécula grande formada por várias partes menores chamadas nucleotídeos. Por isso diz-se que tanto o DNA como o RNA são polinucleotídeos.
Chama-se cromatina ao multíplice de DNA e proteínas (que juntas denomina-se cromossomo) que se encontra dentro do núcleo telemóvel nas células eucarióticas. Os ácidos nucléicos encontram-se geralmente na forma de dupla-hélice. As principais proteínas da cromatina são as histonas. As histonas H2A, H2B, H3 e H4 se unem formando um octâmero denominado nucleossomo, enquanto a histona H1 une os nucleossomos adjacentes, empacotando-os. Numa célula eucariótica, quase todo o DNA está compactado na cromatina. DNA é "empacotado" na cromatina para diminuir o tamanho da molécula (de DNA), e para permitir maior controle por troço da célula de tais genes. Grande segmento da cromatina é localizada na periferia do núcleo, possivelmente pela veste de uma das principais proteínas associadas com a heterocromatina vincular-se a uma proteína da membrana nuclear interna. “Cromatina é a condensação de DNA, material genético, que faz com que esse se torne um cromossomo.
2 – Quais as principais fases do ciclo celular?
Chama-se ciclo celular o conjunto de processos que se passam numa célula viva entre duas divisões celulares. O ciclo celular consiste na Intérfase e na fase mitótica, que inclui a mitose e a divisão celular (citocinese).
Intérfase:
A vida de uma célula começa no momento em que a divisão celular que a originou acaba e o momento em que ela mesma se divide ou morre (toda a actividade celular cessa).
A intérfase corresponde ao período entre o final de uma divisão celular e o início da segunda. Geralmente a célula encontra-se nesta fase maior parte da sua vida. Durante esta fase o DNA não é visível ao microscópio óptico. Período de intensa atividade na célula e duplicação do material genético. A Intérfase divide-se em 3 fases:
• Fase G1
o Nesta fase sintetizam-se muitas proteínas, enzimas e RNA, verifica-se também a formação de organitos celulares e, consequentemente, a célula cresce.
• Fase S
o É nesta fase que ocorre a auto-replicação das moléculas de DNA (diz-se no plural porque para cada cromossomo existe uma molécula de DNA)
o A partir deste momento os cromossomos passam a possuir dois cromatídeos ligados por um centrómero.
• Fase G2
o Neste período dá-se a sintese de moléculas necessárias à divisão celular (como os centríolos).
As fases G e S possuem estas denominações em decorrência de abreviações do inglês - G para gap (intervalo) e S para synthesis (síntese).
Fase mitótica:
Como já foi dito a fase mitótica divide-se em duas fases: a Mitose (ou cariocinese) e a Citocinese.
Mitose:
Nesta fase ocorre a divisão nuclear (nas células eucarióticas). É um processo contínuo, no entanto distinguem-se 4 fases:
• Prófase
o É a etapa mais longa da mitose;
o Os filamentos de cromatina enrolam-se, tornando-se cada vez mais curtos, possibilitando assim o seu visionamento no Microscópio óptico;
o Os dois pares de centríolos afastam-se em sentidos opostos, entre eles forma-se o fuso acromático (sistema de microtúbulos proteícos que se agrupam e formam fibrilas);
o Quando os centríolos alcançam os pólos da célula o Invólucro nuclear quebra e os nucléolos desaparecem.
• Metáfase
o Os Cromossomos atingem a máxima condensação;
o O fuso acromático completa o desenvolvimento e algumas fibrilas ligam-se aos centrómeros (as outras ligam os dois centríolos);
o Os Cromossomos encontram-se alinhados no plano equatorial (plano equidistante dos dois pólos da células) constituindo a Placa equatorial.
• Anáfase
o A anáfase começa pela duplicação dos centrômeros, libertando as cromátides-irmãs que passam a ser chamadas de cromossomos-filhos.As fibras do fuso, ligadas aos centrômeros, encurtam, puxando os cromossomos para os pólos da célula.A anáfase é uma fase rápida, caracterizada pela migração dos cromossomos para os pólos do fuso.
o As fibrilas encurtam-se e começam a afastar-se;
o Dá-se a clivagem dos centrómeros. Os cromatídios que antes pertenciam ao mesmo cromossoma, agora separados, constituem dois cromossomas independentes.
• Telófase
o A membrana nuclear forma-se à volta dos cromossomas de cada pólo da célula, passando a existir assim dois núcleos com informação genética igual;
o Os núcléolos reaparecem;
o O fuso mitótico dissolve-se;
o Os Cromossomos descondensam e tornam-se menos visíveis;
Citocinese
Corresponde à divisão celular e, consequentemente, à individualização das duas células-filhas; A citocinese difere conforme a célula for animal ou vegetal.
Na célula animal a citocinese consiste no estrangulamento do citoplasma. No fim da mitose formam-se, na zona do plano equatorial, um anel contráctil de filamentos proteicos que, na citocinese, contraem-se e puxam a Membrana plasmática para dentro até que as duas células-filhas se separam.
Na célula vegetal a parede celular não permite o estrangulamento do citoplasma; em vez disso é formada na região equatorial uma nova parede celular. Para isso vesículas provenientes do complexo de Golgi alinham-se no plano equatorial e formam uma estrutura que é a membrana plasmática das células filhas. Mais tarde, por deposição de fibrilas de celulose forma-se nessa região a parede celular.
Regulação do ciclo celular
O ciclo celular pode parar em determinados pontos e só avança se determinadas condições se verificarem, tais como a presença de uma quantidade adequada de nutrientes ou quando a célula atinge determinadas dimensões. A regulação do ciclo celular é realizada por ciclinas e por quinases ciclino-dependentes.
Certas células, como os neurônios, param de se dividir quando o animal atinge o estado adulto, mantendo-se durante o resto da vida do indivíduo na fase G0.
Existem três momentos em que os mecanismos de regulação actuam:
• Na fase G1
o No fim desta fase existem células que não iniciam um novo ciclo ou que não estão em condições de o fazer, essas células permanecem num estádio denominado G0.
o As razões para a célula passar para o estádio G0 podem ser:
Células que não se dividem mais, essas células permaneceram neste estádio até à sua morte, são exemplos os neurónios e as células das fibras musculares.
Células que não obtiveram a quantidade de nutrientes nesessária;
Células que não atingiram o tamanho requerido.
• Na fase G2
o Antes de iniciar-se a mitose existe outro momento de controle - caso a replicação do DNA não tenha ocorrido correctamente o ciclo pode ser interrompido e a célula volta a iniciar a fase S.
• Na metáfase
o No final da metáfase evidencia-se mais um mecanismo de regulação responsável pela verificação da ligação do fuso acromático com os cromossomas, de forma a que migre sempre um dos cromatídeos para os pólos.
3 – Quais as características da duplicação do DNA?
Replicação do DNA é o processo de auto – duplicação do material genético mantendo assim o padrão de herança ao longo das gerações.
Duas teoria tentaram explicar a replicação do DNA:
Teoria conservativa: cada fita do DNA sofre duplicação e as fitas formadas sofrem pareamento resultando num novo DNA dupla fita, sem a participação das fitas “parentais” (fita nova com fita nova formam uma dupla-hélice e fita velha com fita velha formam a outra dupla fita).
Teoria Semi – conservativa: cada fita do DNA é duplicada foramando uma fita híbrida, isto é, a fita velha pareia com a fita nova formando um novo DNA; de uma molécula de DNA formam-se duas outras iguais a ela. Cada DNA recém formado possui uma das cadeias da molécula mãe, por isso o nome semi – conservativa.
A molécula do DNA vai-se abrindo ao meio, por ação de uma enzima chamada DNA polimerase. Essa enzima quebra as ligações de pontes de hidrogênio existentes entre as duas bases nitrogenadas das cadeias complementares de nucleotídeos.
Ao mesmo tempo que o DNA polimerase vai abrindo a molécula de DNA, outra enzima chamada DNA ligase vai ligando um grupo de nucleotídeos que se pareiam com os nucleotídeos da molécula mãe.
Além da capacidade de duplicação o DNA também é responsável pela síntese de outro ácido nucléico muito importante para a célula: o ácido ribonucléico ou RNA. Da mesma forma que o DNA, o RNA também é uma molécula grande formada por várias partes menores chamadas nucleotídeos. Por isso diz-se que tanto o DNA como o RNA são polinucleotídeos.
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