2. Ciclo Celular
De acordo com a teoria celular, as
células, além de serem as unidades
básicas de vida, asseguram a
continuidade dessa mesma vida, na
medida em que se dividem e
originam novas células.
Quando as células se dividem, cada
célula origina, em regra, duas
células-filhas que são geneticamente
iguais à célula-mãe.
Por sua vezes, cada uma das células-
filha vão ser células-mães de uma
outra geração celular.
3. Ciclo Celular
Este processo é responsável pela:
Perpetuação da Vida na Terra;
Crescimento dos organismos
multicelulares;
Relembrar que no caso do ser
humano (e de todos outros seres
multicelulares) o organismos começa a
partir de uma única célula.
Reconstituição de células e tecidos.
4. Ciclo Celular
Para seres unicelulares como
bactérias, leveduras e alguns
protozoários, seres
unicelulares, o processo de
divisão celular acaba por
representar uma forma de
reprodução…
Reprodução Assexuada
Para seres multicelulares
representa a forma de o
organismos atingir e manter o
número de células que o
constitui.
5. Ciclo Celular
Comum tanto aos seres unicelulares
como multicelulares é a precisão
como o material genético é
distribuído pelas duas células-filhas
de cada célula-mãe.
Cada célula filha tem exactamente
a mesma informação genética, que
por sua vez era exactamente igual
à da mãe.
Como é que moléculas tão grandes
se dividem com tanta precisão
entre duas células.
6. Organização do ADN
É mais fácil lidar com um novelo de lã do que com
a lã toda espalhada.
É com este princípio que as células lidam com o
problema de mover o ADN no seu interior.
Durante os períodos de tempo em que a célula
não se está a dividir, o ADN tem tendência em
encontrar-se relativamente esticado no núcleo, isso
ajuda no processo de transcrição e replicação.
No entanto quando é preciso movimentar o ADN,
essa forma não facilita o processo, por isso é
necessário “enrolar” o ADN em unidades mais
práticas de movimentar.
7. Organização do ADN
Nos eucariontes as moléculas de
ADN encontram-se no núcleo
associado a proteínas – as histonas
– constituindo estruturas filamentosas
denominados de cromossomas.
Os cromossomas podem apresentar-
se na forma distendida ou
condensada
8. Organização do ADN
Um cromossoma é então constituído por o
ADN e as histonas, as quais constituem
50% do peso do cromossoma.
O ADN contém a informação genética.
As proteínas dão forma aos cromossomas e
regulam também a actividade do ADN.
Durante alguns períodos de vida da
célula, os cromossomas encontram-se
constituídos por uma única molécula de
ADN e as suas proteínas, dizendo-se que
o cromossoma é constituído por um
cromatídeo.
9. Organização do ADN
No entanto, durante a fase de divisão
celular, cada cromossoma é constituído
por duas cópias da mesma molécula
de ADN.
São então constituídos por dois
cromatídeos.
Os cromatídeos encontram-se unidos
por uma estrutura sólida e resistente
denominada de centrómero.
É uma zona de constrição do
cromossoma, com uma sequência
específica, ao qual se liga um disco
proteico.
Durante a fase condensada o ADN
fica 30000 menor do que quando está
distendido.
10. Fases do Ciclo Celular
A vida celular é cíclica, de uma
forma geral as células:
Crescem;
Aumentam o seu conteúdo;
Dividem-se.
Por outras palavras a vida de
uma célula começa quando ela
surge a partir da célula-mãe e
acaba quando ela própria se
divide e origina duas células-
filhas.
11. Fases do Ciclo Celular
Ao conjunto de alterações que ocorrem desde o
momento da formação de uma célula até ao
momento em que se divide dá-se o nome de ciclo
celular.
12. Fases do Ciclo Celular
Baseando-se na actividade da célula visível ao microscópio óptico um ciclo celular
divide-se em:
Interfase
Compreende o período entre o fim de uma divisão celular e o início da seguinte.
Fase mitótica (Fase M) ou período da divisão celular.
Corresponde ao período durante o qual ocorre a divisão celular.
13. Fases do Ciclo Celular
Ciclo
Celular
Interfase
Período
G1 Período S Período
G2
Fase
Mitótica
Mitose Citocinese
14. Centríolos
Existem estruturas essenciais para o
normal desenrolar da interfase e
mitose, podendo destacar-se os
centríolos.
Os centríolos são organelos de
forma cilíndrica, constituídos por
nove conjuntos de tripletos, que se
encontram nas células animais e na
maioria dos protistas.
Encontram-se em pares, fazendo
ângulos quase rectos um com o
outro, perto da membrana nuclear.
A região onde se encontram os
centríolos dá-se o nome de
centrossoma.
15. Centríolos
Os centríolos são essenciais no processo
mitótico.
Ajudam na construção dos microtúbulos,
tubos longos e ocos de uma proteína
chamada tubulina.
Os microtúbulos influenciam a forma
celular, movimenta os cromossomas e
formam uma estrutura interna funcional
para os flagelos e cílios.
Os centrossomas podem-se encontrar em
áreas denominadas de Centros
Organizadores de Microtúbulos (MTOC).
Antes da divisão celular os Centríolos
duplicam.
16. Interfase
Cerca de 90% da vida de uma célula é passada em
interfase.
É um período de intensa actividade biossintética.
Verifica-se o crescimento e a duplicação do conteúdo celular,
incluindo o conteúdo genético.
Durante esta fase, os cromossomas encontram-se distendidos,
pelo que não são visíveis ao MOC.
A replicação do ADN de uma célula ocorre durante uma fase da
interfase, denominada de período S ou de síntese, sendo
precedido e seguido, respectivamente por dois intervalos G1 e
G2 (G de gap ou seja intervalo).
17. Fase G1
A célula acabou de sair de
uma mitose, é mais pequena
do que o normal.
Intensa actividade
biossintética, nomeadamente
de proteínas estruturais,
enzinas e RNA.
Formam-se organelos
celulares e como
consequência a célula
aumenta.
18. Fase S
Tendo dos os organelos suficientes e o
devido tamanho a célula auto-replica
cada uma das moléculas de ADN,
passando nesse momento cada
cromossoma a ser constituído por dois
cromatídeos ligados pelo centrómero.
Nas células que os apresentam, há
duplicação dos centríolos, formando-
se dois pares.
19. Fase G2
É a etapa final antes da
mitose.
Ocorre uma intensa
actividade biossintética
de biomoléculas
necessárias à divisão
mitótica.
A célula aumenta mais um
pouco o seu tamanho.
20. Fase Mitótica
O processo mitótico pode apresentar algumas
diferenças de célula para célula, no entanto, de um
modo geral nos eucariontes o processo decorre da
seguinte forma:
Mitose ou cariocinese – divisão do núcleo;
Citocinese – divisão física do citoplasma.
21. Mitose
Conjunto de transformações durante os quais os núcleos das
células eucarióticas se dividem.
As células reorganizam os seus microtúbulos na forma de um
fuso bipolar estando o MTOC nos pólos desse fuso.
Podem distinguir-se quatro fases:
Profáse;
Metafáse;
Anáfase;
Telofáse.
22. Prófase
Os filamentos de cromatina condensam-se
tornando-se cada vez mais grossos e
curtos.
Formam-se os cromossomas com dois
cromatídeos unidos pelo centrómero.
Os dois pares de centríolos começam a
afastar-se em sentidos opostos, formando
entre eles o fuso acromáticos ou mitótico.
Trata-se de um complexo de microtúbulos
proteicos.
Quando os centríolos atingem os polos
opostos, a membrana nuclear desintegra-
se e os nucléolos desaparecem.
23. Metáfase
Os cromossomas atingem o seu máximo
encurtamento.
O centríolos estão nos polos da célula;
O fuso acromático completa a sua formação.
A cada cromossoma ligam-se dois microtúbulos
provenientes de centríolos diferentes.
Os microtúbulos ligam-se, cada um, a um cromatídio
diferente.
Os cromossomas dispõem-se com os centrómeros no
plano equatorial, voltados para o centro desse
plano e com os braços para fora. Os cromossomas
assim imobilizados e alinhados em placa formam a
chamada placa equatorial.
24. Anáfase
Dá-se a clivagem de cada um dos
centrómeros, separando-se os cromatídios,
que passam a constituir que passam a
constituir dois cromossomas independentes.
Os microtúbulos ligados aos cromossomas
encurtam-se e estes começam a afastar-se
migrando para pólos opostos.
A este processo dá-se o nome de ascensão
polar dos cromossomas-filhos.
No final desta etapa, os dois pólos da
célula têm conjuntos completos e
equivalentes de cromossomas, logo têm a
mesma informação genética.
25. Telófase
A membrana nuclear reorganiza-se à
volta dos cromossomas de cada
célula-filha.
Os nucléolos reaparecem.
Dissolve-se o fuso mitótico.
Os cromossomas descondensam-se e
alongam-se.
A célula fica assim constituída por
dois núcleos e com uma constrição na
zona da placa equatorial.
26. Citocinese
Corresponde a divisão do citoplasma e consequente
individualização das células-filhas.
Este processo inicia-se aquando do final da anáfase quando se
forma um anel contráctil de filamentos proteicos, ao nível do plano
equatorial.
O sulco de clivagem prossegue até as duas células estarem
completamente individualizadas.
28. Divisão Celular em células vegetais
O processo de divisão celular
apresenta algumas diferenças
entre as células animais e
vegetais.
Tais diferenças assentam
essencialmente nas diferenças
apresentadas entre as duas
células.
Embora ambas sejam eucariontes,
apresentam diferenças estruturais
e mesmo funcionais.
29. Divisão Celular em células vegetais
Célula animal Célula vegetal
MTOC apresenta centríolos visíveis, isto é,
o centrossoma é visível.
MTOC sem centríolos visíveis, isto é, o
centrossoma não é visível.
Citocinese por anel de constrição. Citocinese por deposição de vesículas do
Complexo de Golgi (1).
(1) Nas células animais a Citocinese ocorre por estrangulamento da célula pelo plano
equatorial. No entanto as células vegetais apresentam uma parede celular, que
por se rígida não consegue sofrer estrangulamento. Assim neste caso, vesículas
derivadas do Complexo de Golgi alinham-se na região equatorial e fundem-se.
As membranas das vesículas vão formar a membrana plasmática das células-filhas
e o conteúdo das vesículas contem percursores da parede celular.
30. Regulação do Ciclo Celular
As células possuem mecanismos de regulação que
actuam em três fases distintas, na fase G1, G2 e durante
a mitose.
No final da fase G1 as células fazem uma avaliação,
para verificarem se a célula possui todas as condições
internas necessárias para prosseguir para a fase S.
Se a avaliação for negativa a células permanece num
estado denominado de G0.
O tempo de permanência em G0 depende não só das
condições internas mas também das externas.
As células normalmente possuem um período de G0 muito
reduzido.
Algumas como as células cerebrais e as musculares perdem
a capacidade de se dividirem permanecendo nesta fase
durante anos ou mesmo até morrerem.
Sob o estimulo correcto as células podem passar da fase G0
seguindo assim o ciclo celular.
31. Regulação do Ciclo Celular
Se após a fase G1 o material genético não estiver
nas devidas condições, a célula desencadeia um
processo de apoptose celular ou morte celular.
32. Regulação do Ciclo Celular
No final da fase G2 ocorre nova
verificação.
Se o DNA tiver sido bem replicado, o
processo de divisão celular prossegue.
Caso contrário, se o DNA não tiver sido
todo replicado ou se estiver danificado
por Raios X ou Raios Solares o processo
termina.
Também durante a mitose ocorre nova
verificação.
Se a cariocinese não tiver sido bem
efectuada, isto é, de forma equitativa o
processo termina.
33. Regulação do Ciclo Celular
Os mecanismos de regulação de
extrema importância para o
normal funcionamento do ciclo
celular.
Estando as células expostas a
tantas agressões quer internas
como externas, não são incomuns
situações que levam ao anormal
funcionamento das células.
Os cancros ou neoplasia malignas
são situações que surgem por um
descontrolo do ciclo celular.
34. Regulação do Ciclo Celular
Nas neoplasias as células perdem a capacidade de se
controlarem, dividindo-se interminavelmente.
Por essa razão cria-se uma massa de células que de
divide continuamente.
Estas células podem invadir outros tecidos à medida
que crescem ou entrar na corrente sanguínea e
alugarem-se em outros órgãos. Neste caso diz-se que
ocorreu metastização.
35. Estabilidade do programa genético
Durante a divisão celular, o
programa genético é transmitido às
células filhas com precisão, o que
permite a estabilidade do
programa genético.
Durante a fase S, a célula-mãe,
duplica o material genético duplica,
passando os cromossomas a serem
constituídos por dois cromatídeos.
Isto é, a informação genética foi
duplicada.
Este fenómeno ocorre com vista a
que cada célula-filha receba uma
cópia do programa genético
exactamente igual.
Essa separação ocorre na anáfase.
36. Estabilidade do programa genético
Se este processo ocorrer sem falhas, a mesma
informação genética é perpetuada ao longo de
inúmeras gerações.
E os indivíduos serão geneticamente idênticos.
37. Crescimento e regeneração celular
Os organismos multicelulares iniciam o seu
desenvolvimento a partir da célula-ovo que através
inúmeras divisões celulares permite atingir o número
final e total de células do organismo.
No entanto é normal ao longo da vida o organismo
perder inúmeras células, pelo que têm que ser
repostas.
No corpo humano os eritrócitos vivem em média 120
dias, pelo que diariamente a medula óssea produz
cerca de 150 a 200 mil milhões destas células para
repor as células perdidas.
Tal como estas as células da epiderme, do fígado e dos
intestinos são continuamente repostas.
É também através deste processo que organismos
conseguem regenerar tecidos.
Organismos de maior complexidade são capazes de
regenerar tecidos em menor escala.
Por exemplo, os anfíbios são capazes de regenerar
membros, tal como as estrelas-do-mar.
38. Diferenciação celular
Todas as células de um organismo se
formaram a partir da célula-ovo,
pelo que têm exactamente a mesma
informação.
No entanto quando observamos as
células dos diferentes tecidos desse
organismo verificamos que elas
diferem em forma e em função.
No corpo humano calcula-se que
existam cerca de 200 tipos diferentes
de células.
39. Diferenciação celular
A organização de diferentes tipos de
células permite obter estruturas complexas
especializadas em diferentes funções.
Ao longo do desenvolvimento do
organismo ocorre um conjunto de
processos através dos quais células
geneticamente idênticas são
especializadas no sentido de
desempenharem diferentes funções.
A esta especialização bioquímica e
morfológica denomina-se de
diferenciação celular.
Descobriu-se que, num determinado
momento da vida de uma célula, apenas
5 a 10% do ADN de uma célula está
activo.
40. Diferenciação celular
Inicialmente os biólogos colocaram a
hipótese de as células perdiam parte
dos seus genes, retendo aqueles que
eram funcionais num determinado órgão.
Página 55 – Actividade 13
Os estudos sobre a diferenciação celular
estão na origem do desenvolvimento da
técnica de clonagem.
Através da clonagem obtêm-se clones,
que podem ser ao nível do gene, célula
ou indivíduos celulares, geneticamente
idênticos entre si e que são descendentes
de um único ancestral.
41. Diferenciação celular
Durante os estudo os investigadores verificaram
que em determinadas circunstâncias, as células
diferenciadas, podem perder a sua
especialização transformando-se em células
indiferenciadas.
Estas células recuperam assim a capacidade de
originarem todos os tipos de células de uma
organismo… readquirem a totipotência.
Verifica-se assim que mesmos as células
diferenciadas conservam toda o seu ADN, já que
podem dar origem a qualquer célula do
organismo.
No entanto em cada tipo de célula, apenas um
pequeno número de genes encontra-se “ligados”.
42. Utilidade da técnica de clonagem
O exercito de clones da
Guerra das Estrelas puderá
ainda estar longe mas…
A clonagem e o estudo das
células totipotentes é hoje em
dia uma das áreas de
investigação mais importantes
da biologia.
Não para obter indivíduos
completos mas sim tecidos e
órgãos específicos.
43. Utilidade da técnica de clonagem
As células totipotentes têm permitido obter
tecidos com vista ao tratamento de doenças
como o Parkinson ou o Alzheimer.
Existem duas linhas de investigação neste
momento…
Recorrendo às células estaminais embrionárias
ou células-tronco embrionárias.
Nesta linha, as células são separadas e após o
devido estímulo elas dividem-se no tipo de
células pretendido.
Outra processo consiste em utilizar células
estaminais presentes em alguns órgãos
adultos, como por exemplo a medula óssea
ou o cordão umbilical dos recém-nascidos.
44. Regulação da diferenciação celular
O mecanismo que regula quais os genes que estão ou não
activos ainda não é bem conhecido, mas tem sido alvo de
diversas investigações.
Admite-se que o controlo ocorra em diferentes níveis de
expressividade do ADN e com intervenção de moléculas do
ambiente celular.
O controlo pode ocorrer que ao nível da transcrição como
ao nível da tradução e é influenciado por elementos
provenientes do ambiente.
É o caso das metaplasias, mudanças reversíveis num
determinado tipo de célula que é substituído por outro tipo de
célula.
No caso dos fumadores, o fumo do tabaco actua ao nível do
ADN das células da parede dos brônquios e traqueias, fazendo
que as células passem de uma forma colunar e ciliada para uma
forma paralelepipédica e sem cílios.
Admite-se também que determinados medicamentos influenciem
o embrião de uma mulher grávida e que como tal alterem o
processo de diferenciação fazendo surgir malformações.
46. Reprodução assexuada
Na reprodução assexuada todos os
indivíduos são iguais entre si, pois o
processo base deste tipo de
reprodução é a mitose.
Há assim continuidade e estabilidade
genética ao longo das gerações.
É um processo rápido e que permite
a obtenção de muitos indivíduos em
pouco tempo.
No entanto se um morrer por alguma
situação adversa, então todos
morrem.
47. Reprodução assexuada
Seres procariontes, bem como seres
eucariontes unicelulares, reproduzem-se
assexuadamente.
Existem também muitos multicelulares que
podem também apresentar reprodução
assexuada.
Em todos os processos de reprodução
assexuada um único organismo origina
descendentes geneticamente idênticos entre
si e ao seu progenitor.
Este processo pode também denominar-se
de clonagem e os indivíduos assim formados
por clones.
48. Reprodução assexuada
Bipartição
Divisão de um organismo em dois
de igual tamanho.
Amiba, Paramécia, Planária.
Gemulação
Formação de uma ou mais
saliências, gomos ou gemas, que
ao se desenvolverem se separam
e originam novos organismos.
Leveduras, Hidra e Anémonas.
49. Reprodução assexuada
Esporulação
Formação de células reprodutoras, os
esporos, os quais podem originar um
novo indivíduo.
Bolor
Multiplicação vegetativa
Formação de novos seres a partir do
desenvolvimento de certas estruturas
vegetativas como raízes, caules e folhas.
Fragmentação
Separação de um fragmento do corpo,
originando cada fragmento um novo
indivíduo por regeneração.
Estrela-do-mar e plantas.
50. Clonagem
Devido a grande capacidade de
regeneração das plantas, os investigadores
descobriram uma forma de se propagar as
melhores plantas.
A partir do século XX com o desenvolvimento
de tecnologias laboratoriais avançadas, a
clonagem, esta capacidade das plantas foi
aplicada aquilo que se chama a cultura in
vitro (micropropagação).
Técnica com a qual é possível obter
rapidamente milhares de plântulas a partir de
uma planta original.
Esta técnica tem permitido a recuperação de
espécies em vias de extinção.
52. Clonagem
A clonagem em animais é um processo bastante mais recente.
A ideia surgiu quando se separaram as primeiras células da divisão
mitótica do ovo, que permitiu obter vários indivíduos geneticamente
idênticos.
Este estudo parte da compreensão da formação dos gémeos idênticos.
Em 1997 consegue-se obter o primeiro mamífero clonado.
O processo é ainda complexo e com bastantes obstáculos científicos e
morais.
A possibilidade de clonar um indivíduo a partir de um núcleo de uma
células especializada mostra a potencialidade da técnica e o processo de
totipotência.
53. Reprodução assexuada
Partenogénese
Formação de novos indivíduos exclusivamente a partir
do desenvolvimento de gâmetas femininos.
Pulgões e Rotíferos
55. Reprodução sexuada
A reprodução sexuada por sua
vez, um processo praticamente
comum a todos os seres vivos.
Neste processo as sucessivas
gerações não apresentam
uniformidade de informação
genética.
Os descentes provêm de dois
progenitores, possuindo por isso
caracteristicas de ambos.
56. Reprodução sexuada
A reprodução sexuada implica
obrigatoriamente a fusão de dois gâmetas.
Um masculino e um feminino.
A células resultante denomina-se de ovo e é
constituido geneticamente por uma porção
de cada progenitor.
Assim cada indivíduo vai possuir um
cromossoma paterno e outro materno.
São os cromossomas homólogos.
Estes cromossomas têm forma e estrutura
semelhantes e são portadores de genes para
os mesmos caracteres.
57. Reprodução sexuada
Todos os ovos/zigotos são portadores de
cromossomas homólogos, por isso designam-se de
células diplóides.
Nestes casos a constituição cromossómica representa-
se por 2n.
Verifica-se assim que a fecundação leva a uma
duplicação do material genético.
Bom ou mau?
58. Reprodução sexuada
Verifica-se que na reprodução sexuada
há constância do número de
cromossomas ao longo da geração.
Assim, de alguma forma, terá que
ocorrer uma divisão em que ocorra um
fenómeno de redução para metade
dos cromossomas.
Dessa forma criam-se células que têm
apenas um cromossoma de cada par
de cromossomas homólogo.
Forma-se assim células háploides.
Ou seja, células com n quantidade de
cromossomas.
59. Meiose
O processo que cria
células haplódes a partir
de células diplóides,
denomina-se de Meiose.
No decorrer deste
processo ocorre uma
redução cromática.
60. Meiose… aspectos gerais
Divisão I
Divisão reducional, ocorre aqui a passagem de células
diplóides a haplóides.
Os cromossomas homólogos emparelham-se, gene por gene,
formando os bivalentes.
Os cromossomas pode tocar-se formando os pontos de
quiasma.
Pode haver troca de fragmentos de cromatídeos entre
cromossomas hómologos, fenómeno designado como crossing-
over.
Divissão II
Cada cromossoma é ainda constituidos por dois cromatídeos,
pelo que ainda tem que acontecer uma nova divisão celular.
Esta agora muito semelhante a uma mitose normal.
Por esta razçaõ denomina-se a esta divisão a divisão
equacional.
61. Meiose
A divisão I é reducional, pois o
número de cromossomas, por célula,
fica reduzido a metade.
Por seu lado a divisão II é apenas
equacional, tal como qualquer
mitose.
Este processo é sequencial, podendo
ocorrer entre as diferentes divisões
interfases mais ou menos longas.
Ocasionalmente os núcleos passam
de telófase I para metáfase II.
63. Alterações ao nível dos cromossomas
Durante a meiose podem
ocorrer diferentes fenómenos
que levam a alterações na
estrutura ou número de
cromossomas das células
resultantes.
Estas alterações são conhecidas
como mutações cromossómicas.
Estruturais – se alterarem a
estrutura dos cromossomas.
Numéricas – se alterarem o número
de cromossomas.
64. Mutações numéricas
Anomalias em que há alteração do número de cromossomas.
Estas mutações podem ocorrer em diferentes etapas da
meiose:
Durante a divisão I, pela não separação de cromossomas
homólogos.
Durante a divisão II, pela não separação de cromatídeos de
cada cromossoma.
A alteração do número de cromossomas ao nível dos
gâmetas pode originar situações graves de mal formação.
65. Trissomias
Síndrome de Down
Trissomia do cromossoma
21.
Síndrome de Edwards
Trissomia do cromossoma
18
Síndrome da Super-mulher.
Trissomia do cromossoma X
Síndrome de Klinefelter
Cariótipo XXY
Síndrome do Super-homem
Cariótipo XYY
66. Monossomias
Síndrome de Turner
Cariótipo 44X
Síndrome de cri-du-chat
Também conhecido como
grito de gato, devido ao
choro característico das
crianças que apresentam
esta mutação.
Falta uma porção do
cromossoma 5
67. Mutações estruturais
Resultam de alterações no número
ou arranjo dos genes, mas o
número de cromossomas mantém-
se.
Estas situações surgem
essencialmente devido ao
fenómeno de crossing-over, pois
levar ao aparecimento de
sequências anormais de genes.
Devido a ruptura da estrutura linear
do cromossoma seguida de uma
reparação deficiente.
68. Mutações
As mutações podem ser espontâneas ou induzidas por
diferentes agentes exteriores como por exemplo os raios
X.
A maior parte das mutações são prejudiciais aos
organismos, mas ocasionalmente algumas acarretam
alguma vantagem perante os outros.
No entanto, as mutações são uma importante fonte de
variabilidade genética que tem permitido a evolução
das espécieis.
70. Mitose e Meiose – aspectos comparativos
Em ambos os processos ocorre apenas uma interfase.
A mitose é um processo rápido que permite a constância do material
genético.
Por sua vez a meio permite a redução cromática e o aumento da
variabilidade genética.
71. Reprodução sexuada e a variabilidade genética
Na reprodução sexuada a meiose
e a fecundação asseguram a
manutenção do número de
cromossomas.
No entanto permitem o aumento
da variabilidade genética de
geração para geração.
Desse modo as sucessivas
gerações são semelhantes mas
não iguais.
72. Reprodução sexuada e a variabilidade genética
As quatro células haplóides resultantes da meiose, embora
tenham o mesmo número de cromossomas, não possuem entre
si a mesma informação genética.
Durante a Anáfase I, os diferentes pares de cromossomas
homólogos separam-se independentemente uns dos outros.
Assim diferentes combinações de cromossomas de origem
maternal e paternal podem ocorrer nas células haplóides.
Isto aumenta a variabilidade genética das células resultantes.
O número de combinações possíveis dos cromossomas de
origem paterna e materna nas células haplóides depende do
número de cromossomas da célula diplóide.
De modo geral p número de combinações possíveis é calculado
pela seguinte fórmula: 2n. (Sendo n o número de pares de
cromossomas).
73. Reprodução sexuada e a variabilidade genética
Desta forma as combinações possíveis,
resultantes apenas da separação dos
bivalentes, na espécie humana, podem
ascender aos 8 milhões.
Isto quer dizer, que um ser humano,
pode desta forma gerar cerca de 8
milhões de gâmetas geneticamente
diferentes.
No entanto a variabilidade é mais
elevado devido ao fenómeno de
crossing-over que ocorre durante a
Prófase I.
74. Reprodução sexuada e a variabilidade genética
A troca de segmentos entre cromatídios não irmãos, isto é, entre
cromatídios de cromossomas de origem paterna e materna, permite a
formação de novas combinações de genes paternos e maternos no mesmo
cromossoma.
Desta forma originam-se cromatídios completamente diferentes dos
originais.
75. Reprodução sexuada e a variabilidade genética
Quando ocorre fecundação o número
de possibilidades diferentes de
combinações genéticas possíveis no ovo
é igual ao produto das combinações
genéticas possíveis nos dois gâmetas
que se fundem.
Isto é: 2nX2n
No caso da espécie humana:
223X223=64X1012.
Assim é fácil de perceber que embora
semelhantes, os organismos das mesma
espécie são geneticamente diferentes.
77. Diversidade de estratégias na reprodução sexuada
A reprodução sexuada
resulta do encontro dos
gâmetas masculinos e
femininos.
No mundo vivo, existem as
mais diferentes
estratégias que visam
permitir o encontro dos
gâmetas.
78. Diversidade de estratégias na reprodução sexuada
Nos animais os gâmetas
(células sexuais) são
produzidos em estruturas
denominadas de
gónadas:
Testículos, nos machos e
que produzem
espermatozóides.
Ovários, nas fêmeas e
que produzem ovócitos II.
79. Diversidade de estratégias na reprodução sexuada
Existem animais em que os dois
tipos de gónadas ocorrem no
mesmo organismo, nesse caso,
estamos perante hermafroditas.
Mais frequentemente os sexos,
ou seja, as gónadas encontram-
se em organismos distintos e
nesse caso estamos perante
animais unissexuados.
Muitas vezes macho e fêmeas
apresentam diferenças físicas
que nos permitem distinguir um
do outro, isto é, apresentam
dimorfismo sexual.
80. Diversidade de estratégias na reprodução sexuada
Nos casos de animais que vivem isolados,
como as ténias, verifica-se
autofecundação.
Isto é, são hermafroditas em que os
gâmetas produzidos por eles próprios se
fecundam.
Trata-se de uma caso de hermafroditas
suficientes.
Isto é importante para estes espécies pois
os indivíduos encontram-se isolados.
81. Diversidade de estratégias na reprodução sexuada
No entanto na maior parte dos
hermafroditas a fecundação
dá-se entre gâmetas
produzidos em organismos
diferentes.
Nesse caso, como por exemplo
os caracóis, estamos perante
hermafroditos insuficientes.
Este processo aumenta a
variabilidade genética, dado
que os gâmetas provêm de
indivíduos distintos.
82. Diversidade de estratégias na reprodução sexuada
Em animais unissexuados a união de espermatozóides dá-se
de diferentes formas.
Depende basicamente da forma de locomoção dos
organismo e do meio ambiente em que se encontram.
No entanto e de forma geral distinguem-se dois tipos de
fecundação:
Fecundação externa
Fecundação interna
83. Fecundação externa
Característico de ambientes aquáticos, e comum à
maior parte das espécies aquáticas, como os
peixes, ou daquelas que procuram a água para se
reproduzir como as rãs.
Ambos macho e fêmea lançam os seus gâmetas no
meio, local onde o espermatozóide ao encontrar os
ovócitos vai fecunda-los.
Este processo tem que ser sincronizado no espaço e
no tempo, de modo a que o encontro entre os
gâmetas seja possível.
A existência de moléculas específicas na membrana
dos ovócitos, permite que apenas os
espermatozóides provenientes da mesma espécie
fecundem o ovócito.
84. Fecundação interna
Característico das espécies terrestres.
Os gâmetas masculinos são depositados directamente no
órgão sexual feminino.
Este processo evita que os gâmetas sejam lançados para
o meio terrestre onde acabariam por morrer por
dessecação.
No entanto para tal é necessário o encontro de macho e
fêmea para que a fecundação possa ocorrer.
Estas épocas conhecidas como épocas de acasalamento
permitiram o desenvolvido uma grande variedade de
estratégias, definidas geneticamente, e que como tal só são
reconhecidas por indivíduos da mesma espécie, e que
permitem a aproximação de macho e fêmea.
Na maior parte dos casos, os machos têm que lutar entre si,
ou desenvolver complexos rituais que visam atrair a fêmea.
Tais comportamentos denominam-se de paradas nupciais.
87. Reprodução sexuada nas plantas
Nas plantas, as estruturas onde são
formados os gâmetas denominam-
se de gametângios.
Existem gametângios masculinos e
femininos.
Estas estruturas permitem a
reprodução sexuada nas plantas, e
desenvolveram as mais diversas
formas como por exemplo as flores
que permitem o desenvolvimento
das sementes.
88. Reprodução sexuada nas plantas
Nas angiospérmicas, isto é, nas
plantas com flor, a
diversidade/estratégias
reprodutivas é imensa.
As flores distinguem-se pela
forma, tamanho, cor, quantidade
de pétalas e sépalas, a forma
como estas se inserem…
Os órgãos reprodutivos
masculinos são os estames, já os
femininos são os carpelos.
Estames
Carpelo
89. Reprodução sexuada nas plantas
As flores podem ser
hermafroditas ou unissexuadas.
Nas flores hermafroditas
ocorrem, no mesmo indivíduo,
estames e carpelos.
Nas flores unissexuadas, ou
existem estames (masculino) ou
carpelos (feminino).
90. Estames
Nos estames
diferencia-se a
antera (parte
superior) e o filete
(parte inferior).
Na antera existem
sacos polínicos,
estruturas
pluricelulares onde
se formam os grãos
de pólen.
Antera
Filete
91. Carpelos
O carpelo é constituído por
três partes:
Estigma
Estilete
Ovário – ao nível do ovário
desenvolvem-se estruturas
pluricelulares denominadas
de óvulos.
Estigma
Estilete
Ovário
92. Polinização
Para que ocorre reprodução, nas plantas,
tem que ocorrer polinização, isto é,
transporte de grãos de pólen para os
carpelos.
Se a polinização ocorrer entre pólen e
carpelos da mesma planta diz-se que a
polinização é directa ou autopolinização.
Se a polinização ocorrer entre pólen e
carpelos de plantas diferentes a polinização
é indirecta.
Pelo vento (anemófila)
Pelos animais, normalmente insectos
(entomófila).
A polinização cruzada permite uma maior
variabilidade genética.
93. Polinização
Se as condições forem favoráveis, os grãos de
pólen que caem no estigma germinam e
formam um uma estrutura denominada de tubo
polínico.
O tubo polínico cresce ao longo do estilete até
ao ovário, graças a existência de substâncias
nutritivas do estigma.
Ao chegar ao ovário o tubo polínico funde-se
com o óvulo e os gâmetas masculinos formados
no tubo polínico fecundam os gâmetas
femininos existentes no óvulo.
Forma-se assim um ovo que ao desenvolver-se
dá origem a um embrião.
94. Polinização
Os óvulos depois de fecundados
dão origem as sementes.
As paredes do ovário desenvolvem-
se, muitas vezes, em conjunto com
outras peças florais, formando o
pericarpo, que envolve as sementes.
O conjunto do pericarpo e da
semente(s) constitui o fruto.
Se o pericarpo contiver substâncias
nutritivas constitui um fruto carnudo.
Se desidratar forma um fruto seco.
95. Dispersão de sementes
Por vezes formam-se estruturas que facilitam a
dispersão das sementes.
Estruturas que
facilitam a
dispersão pelo
vento.
Cores vivas
para atrair
animais.
Flutuação para a
dispersão pela água.
96. Germinação
As sementes são uma forma
de resistência, germinando
apena quando se reúnem as
condições necessárias.
Durante esse período o
embrião permanece num
estado de vida latente em
que a actividade vital está
reduzida ao mínimo.
