resumos biologia 1

8/2/2019 resumos biologia 1

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SEXO FEMININO

Sistema reprodutor:

- rgos internos: trompas de falpio, ovrios, tero, cervix, vagina- rgos externos: vulva,lbios, clitris.

Estrutura dos ovrios e oognese:

O ovrio divide-se por duas zonas:1. Zona cortical: mais externa, apresenta folculos em diferentes estdios

de desenvolvimento2. Zona medular: mais interna, constituda por um tecido com numerosos

vasos sanguneos e nervos.

Fases da oognese:

1. Multiplicao: ocorre durante o desenvolvimento embrionrio. As

clulas germinativas, nos ovrios, sofrem sucessivas mitoses formandooognias (diplides), cuja maior parte degenera, no ocorrendo novaproduo.

2. Crescimento: aumento do volume da clula. As oognias armazenamsubstncias de reserva no citoplasma, que asseguram a nutrio do novoser nos 1s dias. Torna-se assim um ocito I (diplide), cuja maior partetambm degenera.

3. Maturao: o ocito I bloqueia em profase I (infncia). Na puberdadea meiose continua (incio dos ciclos ovricos). Em cada ciclo s um ocitoI passa a ocito II (haplide) e o 1 glbulo polar. Ocorre a 2 divisomeitica que bloqueia em metfase II ocorre a ovulao, onde h

libertao do ocito II para o oviduto. A meiose s termina se houverfecundao, formando o vulo + 2 glbulo polar.

- Folculo primordial: ocito I rodeado por clulas foliculares- Folculo maduro ou folculo de Graaf (fim da oognese): ocito II rodeado porclulas foliculares, que libertado na cavidade folicular e depois para o oviduto(ovulao)

Aps a ovulao a parede do ovrio cicatriza e o folculo vazio sofretransformaes fsico-qumicas, formando o corpo amarelo ou lteo.

Controlo hormonal:

O sistema genital da mulher tem um funcionamento cclico que se iniciana puberdade e acaba na menopausa. A sincronia entre o ciclo ovrio e o ciclo uterino devido a uma correlaohormonal.

Hormonas:- Estrognios: produzidos pelas clulas foliculares e pela teca interna.Aumenta conforme o crescimento folicular e diminui na ovulao, voltando aaumentar na fase lutenica. responsvel pelas contraces uterinas ematurao dos caracteres sexuais secundrios

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- Progesterona: produzida pelo corpo lteo atingindo valor mximo nodesenvolvimento desse corpo, que, quando degenera, a progesterona diminui.Induz o endomtrio a espessar e assegura a gravidez

Ciclo ovrico:

1. Fase folicular: onde h o desenvolvimento do folculo at a ovulao2. Fase lutenica: ocorre a seguir ovulao onde h formao do corpo

lteo

Ciclo uterino:

1. Fase menstrual (5 dias): ocorre destruio parcial do endomtrio,visto que a baixa de hormonas fez com que as clulas no recebessem osnutrientes necessrios e morressem. So expelidos sangue e fragmentos

de tecido.2. Fase proliferativa (9 dias): espessamento do endomtrio edesenvolvimento de glndulas e vasos sanguneos, devido ao aumento dataxa de estrognios, durante a fase folicular.

3. Fase secretora (14 dias): o endomtrio continua a aumentar, bemcomo a actividade das glndulas secretoras devido progesterona eos estrognios, durante a fase lutenica.

Funcionamento dos ovrios regulado pelo complexo hipotlamo-hipfise (HH), atravs das gonadoestimulinas hormonas produzidas pelahipfise anterior.

O hipotlamo actua sobre a hipfise anterior por intermdio da neuro-hormona GnRH, a qual estimula produo e libertao de FSH e LH pelahipfise.

- FSH (foliculoestimulina): induz o crescimento e maturao dosfolculos e intervm na secreo de estrognios.- LH (luteoestimulina): estimula a ovulao, em funo do seu pico no finalda fase folicular. Estimula a formao do corpo lteo, o que leva produode progesterona e estrognios.

Mecanismo de retroaco:

No regulamento hormonal da mulher ocorrem estes dois tipos de retroaco(negativo1 e positivo2):

1. Aumento de estrognios (+) inibe complexo HHdiminuiproduo FSHdiminuidesenvolvimento foliculardiminuiproduo de estrognios (-)

A retroaco negativa assegura a regulao do teor de gonadoestimulinas.

2. Aumento de estrognios (+) estimula complexo HHaumenta produo gonadoestimulinas (+)

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A retroaco positiva causa um desequilbrio. No final da fase folicularobserva-se picos de LH e FSH, o que desencadeia a ruptura do folculo de Graaf,ou seja, a ovulao.

- Aps a ovulao, estrognios e progesterona exercem retroaconegativa no complexo HH, o que causa a queda do teor de FSH e LH,

desencadeando a regresso do corpo lteo.- A actividade do complexo HH altera-se tambm sob a aco de estmulosnervososexternos ou internos, visto que produz variaes na produo deGnRH e o descontrolo do ciclo sexual.

- A menopausa o ltimo perodo menstrual da mulher devido aoesgotamento dos folculos deixa de haver retroaco negativa e aconcentrao de gonadoestimulinas aumenta.

SEXO MASCULINO

Sistema reprodutor:

- rgos internos: testculos, epididimo, canais deferentes, glndulas anexas,uretra- rgos externos: escroto, pnis

Glndulas anexas:

Vesculas seminais: produzem lquido seminal (60% do esperma)constitudo por protenas, frutose, muco e prostaglandinas, as quais fazemcontrair a vagina para auxiliar a entrada de esperma.Prstata: constituda por clcio, enzimas e possui um pH igual a 6,5. Asenzimas precipitam as protenas do esperma, tornando-o gelatinoso.Glndula de Cowper: produz uma secreo que limpa o pnis, expelidaantes da ejaculao e facilita a penetrao.

Estrutura dos testculos e espermatognese:

- Os testculos encontram-se voltados para o exterior do corpo, para semanterem a uma temperatura inferior temperatura corporal.- So constitudos por lbulos testiculares separados por septos radiais.- Os lbulos contm tbulos seminferos onde se produzem continuadamenteespermatozides.

Clulas de Sertoli: clulas muito volumosas que ocupam o espao entre aperiferia e o lmen dos tbulos, sustentando as clulas germinativas,intervindo na sua nutrio e ser vem como um filtro, impedindo a passagemde substncias nocivas.

Clulas de Leydig: clulas intersticiais situadas entre os tbulos, produzemtestosterona.

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A formao dos espermatozides feita da periferia para o lmendos tbulos.

Fases da espermatognese:

1. Multiplicao: ocorre durante o desenvolvimento embrionrio. Asclulas germinativas, nos testculos, sofrem sucessivas mitoses formando

espermatognias (diplides), a partir das quais so produzidosespermatozides uma espermatognia mantm-se em multiplicaoenquanto a outra prossegue o desenvolvimento.

2. Crescimento: aumento pouco significativo do volume da clula. Torna-seassim um espermatcito I (diplide).

3. Maturao: ocorre diviso meitica do espermatcito I. No fim da 1diviso formam-se dois espermatcitos II (haplides com 2cromatdeos). No fim da 2 diviso formam-se quatro espermatdeos(haplides com 1 cromatdeos)

4. Diferenciao ou espermiognese (70 dias): o espermatdeotransforma-se num espermatozide. D-se o alongamento e achatamento

do ncleo, o que facilita a locomoo dos espermatozides. H adiferenciao do flagelo, a eliminao de grande parte do citoplasma ereorganizao dos organelos. O complexo de Golgi forma o acrossoma(vescula que armazena enzimas digestivas) que se adapta ao ncleo. Oscentrolos (formados pela protena tubulina) originam microtbulos queformam o flagelo. As mitocndrias fornecem energia ao flagelo para estese locomover. Por fim, os espermatozides so libertados no lmen dostbulos.

Controlo hormonal:

O sistema genital do homem tem um funcionamento contnuo que seinicia na puberdade. A partir da produz-se continuadamenteespermatozides e testosterona, a qual responsvel por:

- Maturao dos rgos genitais na puberdade- Aparecimento e manuteno dos caracteres sexuais secundrios- Espermatognese

A manuteno do teor de testosterona no sangue feita pelo complexo HH(tal como na mulher)

- LH (luteoestimulina): actua nas clulas de Leydig estimulando aproduo de testosterona.- FSH (foliculoestimulina): estimula as clulas de Sertoli e a produo deuma protena com grande afinidade para a testosterona.

No homem s ocorre a retroaco negativa:

Aumento de testosterona (+) inibe complexo HH diminui produo LHdiminuiproduo de testosterona(-)

A retroaco negativa assegura a regulao do teor de gonadoestimulinas.

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- A actividade do complexo altera-se tambm sob a aco de estmulosnervososexternos ou internos, visto que produz variaes na produo deGnRH e o descontrolo do ciclo sexual.

FECUNDAO

Antes:

Os espermatozides entram em contacto com o muco cervical produzidopor glndulas do colo uterino. Este muco encontra-se muito espesso fora do perodo ovulatrio. Pelocontrrio, no perodo ovulatrio o muco torna-se mais fluido e a rede de fibrasmenos densa, deixando passar mais facilmente os espermatozides. A fecundao ocorre no tero superior da trompa, onde osespermatozides so atrados por uma substncia segregada pelas clulasfoliculares.

Durante:

Os espermatozides que passam as clulas foliculares atingem a zonapelcida com a qual estabelecem ligao por receptores especficos. Desencadeia-se a reaco acrossmica libertao do contedo doacrossomaFuso da membrana do acrossoma com a membrana plasmtica da cabeado espermatozide, o que permite a exocitose de enzimas digestivas que irodigerir a zona pelcida. Fuso das membranas do espermatozide e do ocito II incio dafecundao

O contedo dos grnulos corticais do citoplasma do ocito liberta-se para oexterior formando uma membrana de fecundao, o que bloqueia a entradade outros espermatozides. O ocito II completa a meiose e forma-se o 2 glbulo polar Os proncleos dos gmetas fundem-se cariogamia formando-se o OVO

Depois:Desenvolvimento embrionrio

1. Perodo embrionrio: durao de 8 semanas

Multiplicao celular por divises mitticas segmentao.Migrao do ovo em direco ao tero devido s contraces dos msculosda parede do oviduto. Formao do blastmero entre o1 e o 4 dia. As suas clulas sototipotentes (estaminais) Formao da mrula no 4 dia constituda por 64 clulas, apesar de nohaver grande aumento de tamanho O 5 dia marca o fim da segmentao e a formao do blastocisto: asclulas organizam-se de modo a formar um boto embrionrio que originar onovo ser, e o trofoblasto, uma camada superficial envolvente.No 6 dia o blastocisto eclode para o exterior da zona pelcidaNidao (8 dia): as clulas do trofoblasto aderem s clulas superficiais doendomtrio e digerem-nas para obter o alimento necessrio ao embrio nasprimeiras semanas.

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As clulas do endomtrio proliferam e o embrio acaba por ficarcompletamente envolvido pela parede do tero. O boto embrionrio continua a dividir-se e ocorrem movimentosmorfogenticos que acabam por originar 3 camadas de clulas: endoderme,mesoderme e ectoderme.

Processos biolgicos

Crescimento A partir de multiplicaes celulares. Por divises mitticase tambm devido ao aumento de volume das clulas

Morfognese

Conjunto de movimentos de territrios celulares quetomam posies uns em relao aos outros, de acordo

com as estruturas que vo formar. So originadas 3camadas.

Diferenciao celular

Especializao estrutural e bioqumica de clulas daectoderme, endoderme e mesoderme no sentido de

desempenhas funes especficas. Os diferentes tecidosinter-relacionam-se, formando rgos e sistema de

rgos.

Origem de algumas estruturasEctoderme Sistema nervoso, rgos dos sentidos, epiderme

MesodermeEsqueleto, msculos, sistema circulatrio, excretor e

reprodutorEndoderme Sistema respiratrio, fgado, pncreas

Anexos embrionrios: estruturas transitrias existentes at ao nascimento

- mnio: rodeia a cavidade amnitica preenchida por lquido amnitico.Garante a proteco contra os choques e permite a manuteno datemperatura.- Vescula vitelina: ricamente vascularizada. Parte desta fica incorporadano cordo umbilical, sendo o primeiro local de produo de glbulossanguneos.- Alantide: contribui para formao dos vasos sanguneos do cordoumbilical. Armazena os produtos do metabolismo do embrio.- Crion: membrana extra-embrionria mais exterior que rodeia o embrio eintervm na formao da placenta.- Placenta: originada por tecido do endomtrio e por vilosidades corinicas

do embrio. Estabelece trocas selectivas entre a me e o embrio. Substituio corpo lteo na produo de progesterona.

Alm das substncias fundamentais ao embrio, passam anticorpos,txicos e microorganismos para o embrio. Ao fim de 8 semanas a maioria dos rgos j esta esboada edefinitivamente localizada.

2. Perodo fetal: Restantes semanas

Aumento da complexidade e maturao dos rgos j formados. Abrandamento do crescimento da cabea e rpido crescimento do resto docorpo.

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Mudanas no comportamento do feto medida que o sistema nervoso sedesenvolve

Controlo do desenvolvimento

A hormona gonadotropina corinica humana (HCG) impede adegenerao do corpo lteo, que continua a produzir progesterona e

estrognios, essenciais manuteno do endomtrio permitindo a nidao.Elevado teor HCGestimulacorpo lteoaumentaproduo deestrognios e progesteronainibemcomplexo HH no se libertaFSH e LHno ocorrenovo ciclo ovrio

Aps a sua aco a HCG eliminada pela urina podendo ser detectada nostestes de gravidez

Aps 8 a 10 semanas, em funo do declnio de HCG, o corpo lteodegenera, mas a produo de progesterona e estrognios fica assegurada pelaplacenta.O trabalho de parto

Os estrognios actuam na expanso do tero enquanto que a progesteronaimpede as contraces. O declnio de progesterona no fim da gravidez conduz ao domnio dosestrognios que estimula as contraces do tero, que obriga o feto adeslocar-se para o colo uterino, nomeadamente a cabea. Essa presso exercida envia mensagens nervosas ao hipotlamo, no qual seproduz a neuro-hormona oxitocina, libertada a nvel da hipfise posterior. Ver Esquema 2Produo de leite

Durante a gestao, os nveis elevados de estrognios e progesteronaexercem uma retroaco negativa sobre a secreo da hormona prolactina:

Elevados teores de estrognios (+) inibem complexo HH no seproduzprolactina

A hormona no chega s glndulas mamrias e estasno produzem leite. A ejeco de leite tambm controlada pelo complexo HH

- O colostro menos rico em glcidos e lpidos e mais rico em protenase anticorpos do que o leite

MANIPULAO DA FERTILIDADE

Mtodos contraceptivos:permitem ao casal planear o nascimento dos filhos

Mtodos naturais ou de abstinncia peridica: sem efeitos secundrios;impede a fecundao pela ausncia de relaes sexuais durante o perodofecundo. No protege das DST

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Ver Esquema 3


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- Data de ovulao- Avaliao diria da temperatura rectal de manh e antes de qualqueractividade: data da ovulao corresponde ao ltimo dia que precede a subidade temperatura- Aspecto do muco cervical: na ovulao e durante 3 a 4 dias, o muco abundante, fluido, transparente e filamentoso- Mtodo do calendrio (verificar se o ciclo menstrual apresenta um padro)

Mtodos no-naturais:

Fsicos:

- Preservativo: evita o encontro dos gmetas; protege das DST. Pode romper-se ou deixar passar espermatozides quando no for utilizado adequadamente.- Diafragma: impede a entrada de espermatozides no tero. Requerorientao mdica e o uso de espermicidas; pouco recomendvel a mulheresjovens.

- DIU: impede a unio dos gmetas ou a nidao se j tiver havido fecundao.Pode ser desconfortvel; risco de infeces que podem levar infertilidade; noaconselhvel a mulheres jovens.

Qumicos:

- Espermicidas: destroem os espermatozides. Proteco por pouco tempo;podem causar alergias.- Plulas contraceptivas: impedem a ovulao ou a fecundao; ciclosmenstruais mais regulares. Agravamento de doenas preexistentes, problemascirculatrios e metablicos.

- Adesivos contraceptivos

Cirrgicos:

- Laqueao das trompas: impede o encontro dos gmetas- Vasectomia: impede a sada de espermatozides- Implantes

Plulas combinadas: sobrecarga de estrognios e progesterona

Aumento de estrognios (+) inibecomplexo HH inibe produoFSH e LH inibedesenvolvimento folicularno ocorreovulao(no h o pico de LH)

necessrio fazer 7 dias de pausa na toma da plula para que ocorra amenstruao, visto que os elevados nveis de hormonas estimularam oendomtrio a crescer.

Vantagens- Boa tolerncia pela maioria das mulheres

- Impedem a ovulao ou a fecundao- Os ciclos menstruais passam a ser mais regulares e sem dores

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Desvantagens- Problemas de hipertenso- Problemas de diabetes- Insuficincias de circulao- Os riscos podem agravar-se por interaco com tabaco, drogas, lcool, etc.

Miniplula: contm derivado sinttico da progesterona, no bloqueia aovulao. Mantm as caractersticas do muco cervical na fase lutenica, comuma maior impermeabilizao do colo aos espermatozides. Eficcia menordo que as plulas combinadas. Aconselhado a mulheres lactantes.

Plula do dia seguinte: 2 comprimidos com doses elevadas de hormonas. O1 comprimido tem que ser tomado antes de 72h aps o acto sexual e o 2 tomado entre 12 a 24h depois do 1.Efeitos: bloqueia a ovulao, opem-se ao deslocamento dos espermatozides,opem-se nidao.

INFERTILIDADE: incapacidade temporria ou permanente de conceber umfilho, aps, pelo menos, 1 ano de tentativas, sem uso de contraceptivos, ouento de levar uma gestao at ao fim.

Causas da infertilidade

Masculinas Femininas

Produo de espermatozidesinsuficiente

Anomalias na secreo hormonal problemas de ovulao

Deficincia na mobilidade dosgmetas

Problemas ao nvel do endomtrio

Elevada % de espermatozidesanormais

Muco cervical desfavorvel aosespermatozides

Anomalia congnita no aparelho reprodutor

Ausncia de produo de gmetas

Exposio txicos como tabaco, lcool, drogas, etc

Infeces genitais

Obstruo ou alterao das vias de circulao de gmetas

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REPRODUO ASSISTIDA

Inseminao artificial ou intra-uterina (IIU):- utilizada quando os espermatozides no conseguem atingir as trompas- Transfere-se os espermatozides, previamente recolhidos e seleccionados,para a cavidade uterina.

- Os espermatozides podem ser criopreservados para bancos de esperma oucaso ocorram problemas graves de sade (cirurgias, quimioterapia) que possamcausar infertilidade.

Estimulao ovrica ou hiperestimulao controlada dos ovrios:- utilizada quando h anomalias no funcionamento dos ovrios (ex. leseshipofisrias)- A partir do 3 ou 5 dia do ciclo sexual, efectua-se um tratamento hormonalcom derivado sinttico prximo da FSH, que vai activar a maturao dosfolculos, cujo desenvolvimento pode ser acompanhado por ecografia.

- Quando o desenvolvimento suficiente injecta-se uma hormona sintticaidntica LH provocando a ovulao.- Risco de gestaes mltiplas- No permite resolver certos casos de infertilidade- Efeitos secundrios devido aplicao de hormonas

Fecundao in vitro:

- utilizada em casos de disfuno ovrica grave, obstruo das trompas eoutros casos inexplicveis- Os espermatozides so preparados pela tcnica descrita na IIU e os ocitosso obtidos pela tcnica utilizada na estimulao ovrica, porm, comestimulao hormonal mais forte.- Aspira-se o contedo dos folculos (ocito) que tenham um tamanhoadequado. A colecta de esperma deve ser feita momentos aps a puno dosocitos ou pode ser utilizado do banco de esperma.- FIV: os espermatozides so colocados em contacto com os ocitos num meiode cultura apropriado, a 37C, com ar humidificado. 48h depois verifica-se seocorreu fecundao. 3 a 4 embries (com 2 a 8 clulas) so transferidos para otero, os outros so criopreservados.

Microinjeco citoplasmtica:

- utilizada quando os espermatozides apresentam anomalias que os tornaminaptos para a fecundao- preciso fazer o estudo gentico do casal- recolhido somente um espermatozide saudvel- Este injectado (j sem cauda) no ocito atravs de uma micropipeta quepenetra at ao centro o ocito.- Alguns ocitos no resistem microinjeco. Os que resistem so colocadosnuma incubadora a 37C at a transferncia dos embries (com 2 a 8 clulas)para o tero.

Problemas ticos em relao RMA:

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- Obteno de gmetas fora do casal- Mes de substituio (casos de mulheres com ausncia ou com anomaliascongnitas do tero, que sofreram histerectomia)- Situaes de monoparentalidade- Situaes de casais homossexuais- Produo de um filho de acordo com determinado padro gentico- Interveno da clonagem na reproduo- Futuro dos embries excedentrios- Direitos dos seres humanos que vo nascer

TRANSMISSO DE CARACTERSTICAS HEREDITRIAS

Gentica: rea do conhecimento que tem como objecto de estudo os genes,procura respostas para a forma como se processa a herana gentica.

O CONTRIBUTO DE MENDEL

A espcie de ervilheira Pisum sativum foi a que deu melhores resultados,pois esta possua uma corola fechada, impossibilitando a fecundao por outrasespcies de plantas, e um bom conjunto de caractersticas antagnicas.

Cruzamentos de monoibridismo: onde se estuda a transmisso de apenas umcarcter.Cruzamentos de diibridismo: onde se estuda a transmisso de dois caracteres.

Linhas puras: indivduos homozigticos em relao caractersticapretendida e que, cruzados entre si, originam uma descendncia que sempretoda entre si e igual a um dos progenitores, relativamente caractersticaconsiderada.

Mecanismo de transmisso em monoibridismo- Mendel, depois de isolar as linhas puras, fez cruzamentos parentais entreos indivduos pertencentes s linhas puras, fazendo igualmente cruzamentosrecprocos.

1) Cruzamento

parentalP x P

Polinizao cruzada (artificial) entre

linhas puras2) 1 gerao F1 Hbridos de 1 gerao3) Cruzamentoentre F1

F1 xF1

Auto-polinizao (natural) doshbridos

4) 2 gerao F2 Proporo fenotpica 3:1

Concluso:

> Uniformidade dos hbridos: gerao F1 uniforme em relao ao carcter emestudo, manifestando a caracterstica de um dos progenitores.

> Propores fenotpicas: na gerao F2 surgem ambas as caractersticas naproporo aproxm. de 3 para 1

Segundo Mendel:11


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- Cada organismo possui 2 factores que determina uma caracterstica- Principio da segregao factorial: na formao dos gmetas os factoresseparam-se de tal modo que cada gmeta contm um s factor de cada par.- O factor recessivo nunca se manifesta na presena do dominante

Actualmente:- Os factores de Mendel so os genes que podem apresentar formaralternativas (alelos)- O conjunto de todos os genes o genoma- O gentipo a constituio gentica de um indivduo em relao a umadeterminada caracterstica.- O fentipo a forma como o gentipo se expressa

- Um indivduo genotipicamente homozigtico possui um par de genesidnticos relativamente a uma caracterstica. Todos os seus gmetas sogeneticamente idnticos.- Um indivduo genotipicamente heterozigtico possui um par de genesdiferentes relativamente a uma caracterstica. Alguns dos seus gmetas

possuem uma das formas allicas e outros possuem a outra forma allica.

Xadrez mendeliano: ver pg. 77 livroCruzamento-Teste: serve para averiguar o gentipo de indivduos quefenotipicamente revelam a caracterstica do alelo dominante. Consiste emcruzar esses indivduos com homozigticos recessivos e analisar adescendncia.

1) Se toda a descendncia apresentar fentipo dominante, o progenitor

desconhecido homozigtico dominante.Se existirem alguns com fentipo recessivo, o progenitor desconhecido heterozigticodominante

Mecanismo de transmisso em diibridismo- Mendel, depois de isolar as linhas puras, fez cruzamentos parentais entreos indivduos pertencentes s linhas puras, fazendo igualmente cruzamentosrecprocos:

Concluso:

Gmetas/ Gentipo1) Cruzamentoparental

AL x alPolinizao cruzada (artificial) entrelinhas puras

2) 1 gerao AaLl Dibridos de 1 gerao3) Cruzamentoentre F1

AL x al x Al x aLAuto-polinizao (natural) dosdibridos

4) 2 geraoAALL, AALl, AAll,AaLL, Aall, AaLl,aaLL, aall, aaLl

Proporo fenotpica 9:3:3:1

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> No diibridismo os alelos se comportam como em dois cruzamentos demonoibridismo, ocorrendo simultaneamente.> Principio da segregao independente: os genes que determinamcaractersticas diferentes distribuem-se independentemente nos gmetas> A probabilidade de um acontecimento ocorrer independente da suaocorrncia em tentativas anteriores> A probabilidade de dois acontecimentos independentes ocorreremconjuntamente igual ao produto das probabilidades de ocorreremisoladamente.

No CruzamentoTeste em diibridismo cruza-se o progenitordesconhecido com um duplo homozigtico recessivo

Leis de Mendel

1 Os dois elementos de um par de genes separam-se nos gmetas de talmodo que h probabilidade de metade dos gmetas transportar um dos alelos e

a outra metade transportar o outro alelo.2 Durante a formao dos gmetas, a segregao dos alelos de um gene independente da segregao dos alelos de outro gene.

O que contradiz as Leis de Mendel:

- Dominncia incompleta: acontece quando a F1 apresenta um terceirofentipo. Diz-se que o alelo dominante no dominou completamente orecessivo, permitindo que ambos se expressassem no fentipo, emboraparcialmente.

- Co-dominncia: ocorre quando a F1 possui um fentipo que inclui caracteresde ambos os progenitores. Neste caso no se verifica qualquer tipo dedominncia de um alelo sobre o outro. Os dois alelos se manifestamcompletamente no fentipo de F1.

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TEORIA CROMOSSOMICA DA HEREDITARIEDADE

> Os genes localizam-se nos cromossomas que formam pares de homlogos> O gene situa-se no locusdo cromossoma> Os dois alelos que controlam um determinado carcter localizam-se em locicorrespondentes nos cromossomas homlogos.> Em cada par de homlogos, um do pai e outro da me.> Na meiose d-se a segregao dos alelos> Cada gmeta pode conter qualquer combinao de genes, visto que asegregao dos genes localizados em diferentes cromossomas independente.> O ovo uma clula diplide em que cada gene est representado por doisalelos, localizados em loci correspondentes nos cromossomas homlogos, umdo pai e outro da me.> Genes autossmicos localizam-se os autossomas> Genes heterossmicos ou ligados ao sexo localizam-se nos cromossomassexuais

HEREDITARIEDADE LIGADA AOS CROMOSSOMAS SEXUAIS

- Indivduos homogamticos: apresentam dois cromossomas sexuais idnticos(Mulher)- Indivduos heterogamticos: apresentam cromossomas sexuais diferentes(Homem)

Os machos manifestam, geralmente, o(s) alelo(s) localizado(s) nocromossoma X e, por isso, so genotipicamente hemizigticos.

Excepes s Leis de Mendel1. Ligao factorial ( 2 Lei)2. Alelos mltiplos3. Interaces gnicas4. Hereditariedade humana (autossmica e ligada aos cromossomas

sexuais)

1) Genes em linkage (ligados factorialmente): genes que se dispemlinearmente ao longo do mesmo cromossoma, sendo transmitidos em conjuntoaos descendentes.

> Ao cruzar os indivduos F1, em diibridismo, observa-se que a proporofenotpica no 9:3:3:1 como Mendel sugere, mas sim 3:1 (como num caso demonoibridismo).> Isto acontece porque os genes situam-se no mesmo cromossoma, embora emloci diferentes, sendo ento transmitidosem conjunto.> Mas em consequncia do crossing-over, durante a meiose, os genes podemseparar-se e surgir nos gmetas como se estivessem em gmetas separados.Tal s acontece se os genes estiverem afastados do centrmero.> Obtm-se assim uma descendncia igual prevista por Mendel

Exemplo das moscas: cruzamento de duas linhas puras com

caractersticas antagnicasb: corpo preto, vg: asas vestigiais, b+: corpo cinzento, vg+: asas longas

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Fentipo: corpo negro e asas vestigiais x corpo cinzento e asas longasGentipo: bbvgvg x b+b+vg+vg+

Gmetas: bvg x b+vg+ b b X b+ b+

vg vg vg+ vg+

Fentipo da descendncia F1:- Todos apresentam corpo cinzento e asas longas (caractersticasdominantes selvagens)

Fentipo da descendncia F2 (F1 x F1):- Corpo cinzento e asas longas (75%)- Corpo negro e asas vestigiais (25%)2) Alelos mltiplos: mais de duas formas allicas do mesmo gene, emboracada indivduo possua somente duas dessas formas.

Exemplo: Sistema ABO

Antignios (aglutinognios): glicoprotenas existentes nas hemciasAnticorpos (Aglutininas): molculas proteicas que se aglutinam a

determinados aglutinognios

Tipo A aglutinognios A e aglutininas anti-B. Pode receber sangue tipo Ae OTipo B aglutinognios B e aglutininas anti-A. Pode receber sangue tipo Be OTipo AB aglutinognios A e B, mas sem aglutininas. Pode receberqualquer tipo de sangueTipo O sem aglutinognios, mas com aglutininas anti-A e anti-B. S podereceber do tipo O

- Alelo O recessivo em relao ao A e B- No sangue do tipo AB existe uma relao de co-dominncia de A e B

Exemplo: Sistema Rh

> Rh um aglutinognio> Sangue do tipo Rh+ contm esse aglutinognio. Pode receber sangue Rh+ ouRh-

> Sangue do tipo Rh- no possui esse aglutinognio. S pode receber sangueRh-

Os indivduos Rh- no possuem naturalmente anti-corpos anti-Rh, maspode fabric-los quando expostos ao antignio Rh. Um problema que se colocadurante a gravidez sendo a me Rh- e o filho Rh+

Isto porque o sistema imunitrio da me formar anti-corpos anti-Rh, caso oseu sangue entre em contacto directo com as hemcias do filho me. Tal podeacontecer durante o parto. Deste modo inicia-se a formao de anti-corpos que actuaro logo numa 2gravidez, caso se verifique novamente um filho com sangue Rh+

O feto pode morrer de eritroblastose fetal, onde as suas hemcias so

destrudas pelos anticorpos. Por isso, quanto mais vezes o sangue Rh- contactar com Rh+, maisresistncia se desenvolve, mais anticorpos so produzidos.

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Actualmente existe uma vacina que injectada na me e que inibe aactuao dos anticorpos anti-Rh

3) Interaces gnicas (Exemplo do milho vermelho)

- O fentipo dos indivduos da gerao F1 diferente dos seus progenitores,- Na F2 surgem classes fenotpicas completamente diferentes das esperadas

num diibridismo mendeliano.A expresso dos alelos de um locus depende dos alelos presentes nooutro locus, neste caso dois ou mais genes controlam uma nicacaracterstica.

- Por exemplo, o milho s apresenta fentipo vermelho quando esto presentesos dois alelos dominantes que determinam essa cor. Embora sejamdominantes no basta um s alelo!- Muitas das caractersticas hereditrias dependem da interaco de vriosgenes.

- O gene letal recessivo s provoca a morte em homozigotia. Se for dominantemanifesta-se nos heterozigticos.

4) Hereditariedade humana

Dificuldades na investigao sobre gentica humana:> Elevado nmero de cromossomas> Pequeno nmero de descendentes por gerao> Longevidade do ciclo de vida> Cruzamentos experimentais no so viveis eticamenteHereditariedade autossmica Homens e mulheres igualmente afectadosRecessiva:- Maioria dos descendentes afectados possui pais normais- Heterozigticos apresentam fentipo normal- Dois progenitores afectados originam uma descendncia em que todos osindivduos apresentam anomalia

Dominante:- Anomalia tende a aparecer em todas as geraes- Quando um indivduo manifesta a anomalia, pelo menos um dos progenitores

tambm a possui- Quando um dos progenitores apresenta anomalia, aproxim. metade dadescendncia pode ser afectada.- Os heterozigticos apresentam anomalia

Hereditariedade ligada ao sexo

Como na mulher existem dois cromossomas X os genes formam pares dealelos que funcionam como nos autossomas, ou seja, alelo recessivo s semanifesta em homozigotia. No caso do homem, os genes localizados no cromossoma X manifestam-sesempre, quer sejam dominantes ou no, uma vez que o cromossoma Y nopossui alelo correspondente.

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Por isso mais frequente manifestar-se uma caracterstica recessiva nohomem do que na mulher.

Recessivo no cromossoma X- No afecta igualmente homens e mulheres- Quando um homem afectado cruza com uma mulher normal, originas filhosfenotipicamente normais e filhas portadoras.

- Quando uma mulher portadora cruza com um homem normal h 50%probabilidade de os filhos serem normais e 50% de probabilidade de seremafectados. As filhas so todas normais podendo 50% ser portadoras.

No geral:- Um homem afectado transmite a doena a todas as suas filhas- Uma mulher afectada transmite a doena aos filhos e filhas

TRANSMISSO GENTICA DE GENES MITOCONDRIAIS:

O material gentico contido nas mitocndrias transmitido pela me para

os filhos e filhas, dado que o cromossoma Y no contribui com as suasmitocndrias para a formao do zigoto.

Sofre mutaes num ritmo j conhecido. Sabendo isto, podem detectar-se asmutaes numa populao e recuar no tempo at a origem da sua linhagemmaterna mais antiga.

Em conjunto com o cromossoma Y permite seguir o processoevolutivo da espcie humana.

Diferenas e semelhanas entre DNA mitocondrial e DNA nuclear:DNA mitocondrial DNA nuclear

No possui exes Possui exesNo ocorre crossing over Ocorre crossing overPossui vrias cpias de DNA em cadamitocndria, permitindo que namesma clula existam diferentesalelos para o mesmo gene

S possui uma cadeia (com duplahlice) de DNA no ncleo da clula

Taxa de mutao mais elevada Taxa de mutao menos elevadaNo possui enzimas que reparam o

DNA Possui enzimas que reparam o DNA

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REGULAO DO MATERIAL GENTICO

Todas as clulas de um mesmo organismo possuem a mesma informaogentica e apenas um pequena parte dessa informao de manifesta. A diferenciao celular resulta da regulao da expressividade dos genes.Esta regulao muito importante nos procariontes, pois estodependentes das variaes do meio, tendo que desenvolver rpidos

mecanismos de resposta de acordo com as novas condies (respiraoanaerbia, sobrevivncias a altas temperaturas, sntese desse nutriente caso severifique a sua ausncia, etc.) Nos eucariontes os genes no esto, normalmente, associados aoperes.

- Genes estruturais: codificam a produo de enzimas (de sntese ou dedegradao)- Gene regulador: responsvel pela produo da protena repressora.- Gene operador: onde se liga o repressor, impedindo a transcrio dos genesestruturais.

- Gene promotor: onde se liga a RNA polimerase para iniciar a transcrio dosgenes estruturais, desde que o gene operador esteja livre do repressor.

Trs genes so responsveis pelo processo de regulao gentica(regulador, operador e promotor) e os genes estruturais, cujo nmero varia deprocesso para processo, so transcritos.

Opero: conjunto de genes estruturais com funes relacionadas e dos genesque os controlam.

Funcionamento de um opero indutivo:processos catablicos

Ausncia de lactose Presena de lactose Gene regulador produz um

repressor Lactose liga-se ao repressor, inactivando-o

Repressor liga-se ao operador ebloqueia gene promotor

O gene operador fica desbloqueado

RNA polimerase no se liga aopromotor

RNA polimerase liga-se ao promotor

Os genes estruturais no so

transcritos

Os genes estruturais so transcritos

No ocorre sntese das enzimas D-se a sntese das enzimas h

degradao da lactose

Funcionamento de um opero repressivo:processos anablicos

Ausncia de triptofano Presena de triptofano Gene regulador produz um

repressor inactivoTriptofano liga-se ao repressor, activando-o

O gene operador est livre O repressor liga-se ao gene operador RNA polimerase pode ligar-

se ao promotor RNA polimerase no pode ligar-se ao promotor Os genes estruturais so

transcritos Os genes estruturais no so transcritos

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Ocorre a sntese dasenzimas

No se sintetizam as enzimas no hformao de triptofano

Muitos genes de um genoma se destinam a regular o funcionamento deoutros genes. Os genes que se expresso numa determinada situao dependem dasinteraces que o ambiente estabelece com o DNA.

Muitos dos genes do genoma podem nunca se expressar, dependendo docontexto e das interaces que factores endgenos e exgenos exercem sobreo DNA.

Regulo: grupo de operes que controlado por um nico tipo deregulador. Vantagens: torna mais rpida e coordenada uma resposta de genesde diferentes operes, mas que esto envolvidos num processo metablicocomum. (ex: o mesmo regulador controla a possibilidade de vrios glcidosserem convertidos em glicose, satisfazendo mais depressa as necessidades daclula.)

MUTAES

Definio:

- So alteraes ou modificaes sbitas em genes ou cromossomas, podendoacarretar variao hereditria.- As mutaes podem ser gnicas quando alteram a estrutura do DNA oucromossmicas quando alteram a estrutura ou o nmero de cromossomas.- As mutaes so espontneas e podem ser silenciosas, ou seja, no alterar aprotena ou sua aco.

- Podem ainda ser letais, quando provocam a morte, ou ainda acarretardoenas ou anomalias.- As mutaes tambm promovem a evoluo j que determinam aumento navariabilidade gentica.

AGENTES MUTAGNICOS

Fsicos radiaes ionizantes (raios X, radiaes alfa, beta e gama) e radiaoultravioleta.Qumicos colchicina, gs mostarda, sais de metais radioactivos, alcatro,benzeno, benzopireno, etc.

MUTAES GNICAS

- As mutaes gnicas so responsveis por alteraes nos genes econsequentemente nas protenas, determinando, muitas vezes, a formao denovas protenas ou alterando a aco de enzimas importantes.- Alteram uma ou mais bases do DNA que afectar a leitura durante areplicao ou durante a transcrio.- Podem ser transmitidas hereditariamente quando ocorrem nas clulasgerminativas.

- Quando ocorrem em clulas somticas podem provocar a formao detumores.

TIPOS

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- Substituio ocorre a troca de um ou mais pares de bases. Chama-setransio a substituio de uma purina por outra ou de uma pirimidina por outrae transverso a substituio de uma purina por uma pirimidina ou vice-versa.- Adio acontece quando uma ou mais bases so adicionadas ao DNA,modificando a ordem de leitura da molcula durante a replicao ou atranscrio.

- Deleco acontece quando uma ou mais bases so retiradas do DNA,modificando a ordem da leitura, durante a replicao ou a transcrio.ALGUMAS DOENAS HEREDITRIAS ver folhas anexas

MUTAES CROMOSSMICAS

- So alteraes na estrutura ou no nmero de cromossomas normal daespcie.- Podem provocar anomalias e mal formaes no organismo ou at ainviabilidade dele.

ESTRUTURAIS- Provocam alteraes na estrutura dos cromossomas, podendo ocasionar aperda de genes, a leitura duplicada ou erros na leitura de um ou mais genes.- Podem acontecer por deleco, duplicao, translocao ou inverso de partesde cromossomas.

Deficincia ou deleo quando ocorre a perda de um pedao docromossoma, com consequente perda de genes.Duplicao quando ocorre a presena de um pedao duplicado docromossoma, acarretando uma dupla leitura de genes.

Inverso quando ocorre a quebra de um pedao do cromossoma que sesolda invertido (180), provocando erros na leitura dos genes. No altera alocalizao do cromossomaTranslocao quando ocorre a troca de pedaos entre cromossomas nohomlogos (translocao recprocas) ou transferncia de uma poro de umcromossoma, ou mesmo de um cromossoma inteiro, para outro no homlogo(translocao simples). Provoca erros na leitura. NUMRICAS- Provocam alteraes no nmero tpico de cromossomas da espcie(caritipo).- Podem produzir anomalias graves e at a morte do organismo.

- Euploidias: quando h a alterao de um genoma inteiro

- Monoploidias (n) quando h apenas um genoma.- Triploidias (3n) quando h trs genomas.- Poliploidias (4n, 5n, ...)* quando h quatro ou mais genomas.

- Aneuploidias (Somias): quando acrescentam ou perdem um ou poucoscromossomas.

- Nulissomia (2n-2) perda de um par inteiro de cromossomas. No homem letal.- Monossomia (2n-1) um cromossoma a menos no caritipo.

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- Trissomia (2n+1) um cromossoma a mais no caritipo.

* Poliploidias podem surgir por dois processos fundamentais:

1) No-disjuno dos cromossomas durante a meiose ou mitose. Noutroscasos no h citocinese.

2) Cruzamento entre indivduos de espcies diferentes (muito comum entre

as plantas). Os hbridos so estreis, pois os cromossomas no tmhomologia e no podem emparelhar durante a meiose.

Muitas vezes a poliploidia provocada em laboratrio para que seobtenham, por exemplo, plantas mais resistentes e com grandes frutos, frutossem sementes ou caroo, gros de trigo maiores, etc.

MUTAES, TECNOLOGIA E VIDA

- Mutagnese: processo que conduz ao aparecimento de mutaes

- As clulas podem reparar os danos causados ao DNA, mas por vezes oequilbrio entre mutagnese e a reparao rompem-se.

- Cancro, tumor maligno ou neoplastia maligna: conjunto muitoheterogneo e multifactorial de doenas que tm em comum o facto deapresentarem sempre o crescimento de um tecido neoformado.

- Necrose: as clulas morrem devido aco de substncias txicas ou faltade nutrientes essenciais. Aumenta de volume e rompe-se a membranaplasmtica, vertendo-se o contedo da clula no meio extracelular, causandouma pequena inflamao.

- Apoptose: ocorre um conjunto de fenmenos programados geneticamente eque levam morte da clula. A cromatina da clula apopttica comea acondensar, a clula separa-se das suas vizinhas e a cromatina fragmenta-se,por fim a clula fragmenta-se. Este fenmeno ocorre quando as clulasapresentam anomalia e j no so mais necessrias ao organismo.

Num tecido normal a diviso celular contrabalanada pela apoptose.Quando este equilbrio se rompe pode surgir um cancro.

- As Neoplasias tm origem gentica pois resultam de alteraes a nvel doDNA, as quais podem afectar os mecanismo de apoptose e regulao daproliferao celular.

Proto-oncogenes: genes capazes de estimular a diviso celular e estonormalmente inactivos em clulas que no se dividem.

Oncogenes: so proto-oncogenes alterados, como resultado de agentesmutagnicos, que passam a estimular permanentemente a diviso celular.

Genes supressores tumorais: participam na regulao da proliferaocelular, contrabalanando o efeito dos proto-oncogenes. Esto normalmenteactivos, bloqueando a diviso celular.

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Caso sejam alterados por agentes mutagnicos passam a permitir que asclulas se dividam indefinidamente.

O cancro pode surgir por duas razes:

1. Alterao dos proto-oncogenes2. Alterao dos genes supressores tumorais

Existem 2 tipos de cancro:

1. Cancros hereditrios: so muito raros. A alterao gentica estpresente em todas as clulas do individuo, manifestando-se muito cedo.

2. Cancros espordicos: resultam de mutaes somticas.

As clulas neoplsicas que surgem no nosso organismo sonaturalmente eliminadas por apoptose. Quando tal no aconteceinicia-se um cancro.

Metastizao: as clulas cancerosas deslocam-se atravs da correntesangunea ou linftica para outras partes do corpo.

FUNDAMENTOS DE ENGENHARIA GENETICA

Endonucleases de restrio: enzimas existentes nas bactrias que cindem oDNA do vrus sempre que encontram uma determinada sequncia de pares debases ( zonas de restrio). Catalizam o desdobramento do DNA emfragmentos menores.

Extremidades coesivas: pequenas extenses em cada extremidade dosfragmentos de DNA que possuem cadeia simples. Podem ligar-se porcomplementaridade a outro DNA.

Ligases do DNA: enzimas que catalisam o processo que permite que osfragmentos de DNA se voltem a ligar.

Vector: entidade que possa levar o material gentico do genoma de onde foitirado para o genoma que o vai receber. Os mais comuns so os plasmdeos dasbactrias.

Plasmdeos: pequenas molculas de DNA em cadeia dupla, cujos genes noso essenciais para a sobrevivncia da bactria. Podem replicar-se na bactriaindependentemente da molcula de DNA principal, mas em algumas situaespode fundir-se com ela.

Tcnica do DNA Recombinante: (p.135 do livro)

1. A enzima de restrio abre a molcula de DNA do plasmdeo num pontoespecfico.

2. Com a enzima de restrio do mesmo tipo abre-se outra molcula deDNA, que funciona como dadora, e isola-se o gene que se quer inserir

no plasmdeo.3. O gene a inserir colocado em contacto com o plasmdeo, juntamente

com as ligases do DNA

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4. O gene passa a fazer parte do plasmdeo possui agora, para alm dosseus genes, o gene estranho (um DNA recombinante)

5. O plasmdeo recombinante em contacto com bactrias pode introduzir-senelas (estimulao com choque trmico). Estas bactrias funcionam comohospedeiras aceitando o plasmdeo.

6. A partir do DNA recombinante, o gene inserido passa a comandar asntese da protena desejada.

Alguns plasmdeos possuem genes que lhes conferem resistncia a algunsantibiticos, o que permite localizar as bactrias que contm o DNArecombinante. Sujeitam-se as bactrias a um meio com esse antibitico e asque resistirem so isoladas, pois possuem o plasmdeo recombinante

OGM: Organismos Geneticamente Modificados. No ainda seguro que os OGMno disseminem os genes que vo perturbar o equilbrio das populaesnaturais.

Com a tcnica do DNA recombinante pode-se obter um grande nmero decpias de um determinado gene e de o colocar a executar uma tarefa desejada

(ex: produo de insulina humana)

c DNA (DNA complementar)

Transcriptase reversa:enzima existente emdeterminados vrus quecatalisam a formao de DNA apartir de RNA.

- O mRNA funciona como moldepara a sntese de DNA (est emdesacordo com o DogmaCentral da Biologia Molecular)

- A replicao do cDNA catalisada pela enzima DNApolimerase, que transformacDNA com uma cadeia numa

molcula com duas cadeias.

- O cDNA que se obtm provmde uma molcula madura demRNA, ou seja, desprovida deintres. Por isso, a poro deDNA que se isola j

funcional.

- Este facto facilita a sntese de insulina ao nvel do procarionte onde inserido.

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Impresses digitais genticas ou DNA fingerprint ver Textoinformativo e livro p.138

No seio do DNA existem zonas de restrio que se repetem milhares devezes, cujo nmero e tamanho especfico para cada indivduo.

Processo:

- A partir de uma amostra de material biolgico que contenha material genticofaz-se a extraco do DNA.- Utilizam-se enzimas de restrio e o DNA fragmentado em pedaos dediferentes tamanhos- Colocam-se os fragmentos num gel e, submetendo-os a um campo elctrico(electroforese), eles vo deslocar-se com velocidades diferentes- Ao fim de um certo tempo localizam-se em zonas diferentes do gel- Podem localizar-se esses fragmentos e identificar o indivduo pelo nmero defragmentos em que o seu DNA foi dividido.

Reaces de polimerizao em cadeia (PCR)ver Texto informativo elivro p.140

Processo:

- Aquece-se o DNA para separar as duas cadeias- A temperatura desce e adiciona-se um oligonucletido,primer, que se vai ligarao DNA em pontos especficos, delimitando as zonas a copiar.- Adiciona-se nucletidos e a enzima DNA polimerase para repor a dupla hlicea partir de uma das cadeias simples.- Repete-se o procedimento at se obterem cpias suficientes do DNA emestudo

Problema: conciliar um processo a elevadas temperaturas com a fragilidade daDNA polimerase.Soluo: recorreu-se DNA polimerase de bactrias que vivem em meiosmuito quentes

- Terapia gnica somtica: substituio de genes que provocam doenashereditrias num indivduo adulto.

- Terapia gnica germinal: substituio de genes que provocam doenashereditrias num embrio. No tem actualmente justificao e reprovadapelos comits de biotica. prefervel seleccionar embries isentos dedeterminados genes pelas tcnicas de reproduo assistida.

Ler textos sobre OMGs das fichas informativas

SISTEMA IMUNITRIO

Definio: clulas, tecidos e rgos implicados na defesa do organismo contraagentes estranhos. Est em permanente vigilncia.

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Agentes patognicos: seres que podem provocar doenas (patologias)

Vrus: seres acelular que possuem um patrimnio gentico constitudo por DNAou RNA (retro-vrus), mas nunca os dois simultaneamente. So rodeados poruma camada proteica (cpside), possuindo, por vezes, algumas enzimas einvlucro externo, o qual produzido pela clulas hospedeira onde semultiplicam. So parasitas intracelulares obrigatrios. So incapazes de sereproduzir e de realizar o metabolismo de modo autnomo.

Ciclo reprodutor de um vrus (ver imagem pg.155 livro)

Bactrias: clulas procariticas com uma molcula de DNA circular no seio docitoplasma, no sendo rodeado por invlucro nuclear, sendo por isso chamadode nucleide. Algumas possuem plasmdeos (pequenos anis de DNA) quecontm genes acessrios e que se replicam separadamente. Possuemribossomas e podem reproduzir-se autonomamente (por diviso binria), obtere mobilizar energia do meio.

rgos linfides primrios: locais de formao das clulas imunitrias (timoe medula ssea vermelha)

rgos linfides secundrios: locais de circulao e armazenamento dasclulas imunitrias (bao, gnglios linfticos, amgdalas e um tecido linfticodisperso e associado a mucosas)

Clulas efectoras: so primariamente diferentes tipos de leuccitos que tmorigem na medula ssea vermelha (por hematopoiese) e/ou no fgado fetal.Alguns evoluem para clulas com funes especficas na defesa do organismo.

Leuccitos: So clulas circulantes no sangue, na linfa intersticial ou nacirculante; Tm a capacidade de se deformar e penetrar entre as clulas daparede dos vasos capilares; Apresentam superfcie da membranaglicoprotenas especficas que funcionam como receptores.

- Podem ser: granulares e polimorfonucleares1 (eosinfilos, neutrfilos ebasfilos) ou agranulares e monomorfonucleares2 (moncitos e linfcitos)

1) Defesa do organismo, fagocitose e resposta inflamatria (libertao dehistamina)

2) Defesa do organismo, papel fundamental na imunidade, fagocitoseResposta imunitria depende dos fagcitos (neutrfilos e moncitos macrfagos) e linfcitos (T e B)

A fagocitose processa-se por 4 etapas: adeso, ingesto, digesto eexocitose

LINHAS DE DEFESA DO ORGANISMO

Marcadores celulares: glicoprotenas existentes na superfcie das clulas quediferem de organismo para organismo. Permite que cada indivduo seja

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bioquimicamente nico. So a expresso de genes que existem sob diferentesformas allicas.

Imunidade: diversos processos fisiolgicos que permitem ao organismoreconhecer corpos estranhos ou anormais, neutraliz-los e elimin-los. Eliminaclulas, do prprio organismo, que j esto lesionadas ou j envelhecidas;destri as clulas anormais ou mutantes vigilncia imunitria

- Inata: linhas de defesa presentes em todos os organismos multicelulares- Adaptativa: so adquiridas mais tardiamente na evoluo das espcies,s aparecendo nos vertebrados

DEFESA NO ESPECFICA:

- Representa uma aco geral de defesa contra corpos estranhos,independentemente do tipo de corpo, e exprimem-se sempre do mesmo modo.Faz parte da imunidade inata

1 Linha de defesa Barreiras anatmicas (fsicas)- Pele: 1 barreira mecnica e qumica. A camada mais externa da epiderme constituda por clulas mortas (crnea protectora). A epiderme possui clulasespecializadas na pigmentao e imunidade cutnea. So clulas muitoramificadas, captam corpos estranhos, degradam-nos e apresentam osfragmentos moleculares aos linfcitos T- Plos das narinas: 1 barreira entrada de microorganismo existentes no ar- Mucosas: segregam muco que dificulta a fixao de microorganismo e a suamultiplicao nessas mucosas. Possuem ainda clulas especializadas naimunidade- Secrees e enzimas: as glndulas sebceas, sudorparas e lacrimaissegregam substncias txicas para muitas bactrias. Muitos microorganismosingeridos com os alimentos so destrudos no estmago pelo cido clordrico,pelas enzimas do suco gstrico e pelo muco estomacal.

2 Linha de defesa Resposta inflamatria (esquema 6 das fichas)- Acontece quando os microorganismos conseguem ultrapassar as barreirasanatmicas.- Mastcitos e basfilos produzem histamina e outros mediadores qumicosque provocam a dilatao dos vasos e aumentam a permeabilidade.- Aumenta a quantidade de fluido intersticial, o que provoca um edema na

regio- Quimiotaxia: a acumulao de substncias qumicas inflamatrias activa osistema imunitrio, atraindo clulas efectoras para o local- Diapedese: os neutrfilos e moncitos deformam-se, atravessam as paredesdos capilares e passam para os tecidos infectados.- Os moncitos transformam-se me macrfagos, que fagocitam as clulasestranham e destroem-nas em vacolos digestivos por aco de enzimashidrolticas- A dor no local devido distenso dos tecidos e aco de diversassubstncias qumicas sobre as terminaes nervosas que existem na zona.- O rubor e o calor so causados pelo maior afluxo sanguneo- Ocorre a cicatrizao por processos mitticos

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Resposta sistmica: envolve todo o organismo. Um dos sintomas a febre.As toxinas produzidas pelos agentes patognicos e certos compostoschamados pirognios, produzidos por alguns leuccitos, podem fazer disparara febre.- A febre muito alta perigosa mas a febre moderada contribui para a defesado organismo.

Interferes protenas importantes na limitao da propagao dedeterminadas infeces virais.

- Actuao: o vrus entra na clula X, induzindo a sntese de interfero. Esteabandona a clula, entra na circulao e liga-se a receptores da superfcie daclula Y. Esta induzida a produzir protenas anti-virais capazes de destruir omRNA viral, inibindo a sntese proteica. As protenas anti-virais bloqueiam amultiplicao de qualquer vrus que entre na clula Y.

- O interfero, s por si, no anti-vrico, mas estimula a clula a produzir assuas prprias protenas anti-virais.

- O interfero no especfico para um tipo de vrus

DEFESA ESPECFICA: esquema 7 das fichas

- Os mecanismos de defesa especfica vo sendo mobilizados, interactuandocom a primeira a segunda linha de defesa.- Uma vez activados, estes processos so extremamente eficazes e dirigidosespecificamente contra determinados elementos estranhos. Faz parte daimunidade adquirida

Antignios: todos os componentes moleculares estranhos que estimulamuma resposta imunitria especfica. Podem ser molculas livres ouestruturas moleculares que existem na superfcie de microorganismosinvasores. Geralmente so molculas de grande peso molecular (protenas epolissacardeos). ex: plen, tecidos ou rgos transplantados, parasitas, etc.

Intervm fundamentalmente linfcitos T e B, que se originam na medulassea vermelha a partir de linfoblastos, migrando depois para o timo(linfcitos T) ou permanecendo na medula ssea (linfcitos B)

No interior do timo ou na medula ssea, sob a aco de hormonas, oslinfcitos adquirem os receptores especficos de antignios que lhes permitereconhecer esses antignios.

- Clulas imunocompetentes: linfcitos desenvolvidos e com os respectivosreceptores. So capazes de resposta imunitria.

Os linfcitos passam depois corrente sangunea, podendo migrar para umtecido linfide secundrio.

Funes da resposta especfica:

1) Reconhecimento: o invasor reconhecido como um corpoestranho

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2) Reaco: o sistema imunitrio reage, preparando os agentesespecficos que vo intervir no processo3) Aco: os agentes do sistema imunitrio neutralizam ou destroemas clulas ou corpos estranhos

IMUNIDADE HUMORAL

- Seleco clonal: o antignio estimula uma pequena fraco dos linfcitos Bque possuem os receptores especficos- Proliferao clonal: aps a activao dos linfcitos B, estes experimentamuma rpida diviso, originando clones com o mesmo tipo de receptores.- Diferenciao: uma parte das clulas do clone diferencia-se emplasmcitos (clulas secretoras de anticorpos), outras em clulas dememria que ficam inactivas, mas prontas a responder rapidamente caso oantignio venha a reaparecer no organismo.

A produo de anticorpos especfica. Estes so libertados no sangue ou

na linfa (chamada antigamente de humores), circulando at ao local dainfeco.

Determinantes antignicos (ou eptopos): regies localizadas na superfciedo antignio que so reconhecidas pelos anticorpos. Um antignio pode tervrios eptopos. Por isso, uma molcula antignica pode estimular a produode vrios anticorpos.

Estrutura do anticorpo:

- Pertencem a um tipo de protenas que tm uma estrutura globular, sendotambm designadas de imunoglobulinas (Ig).- So representados em forma de Y e compostos por 4 cadeias polipeptdicasinterligadas e idnticas duas a duas.- As duas cadeias mais longas chamam-se cadeias pesadas ou H- As duas cadeias mais curtas so as cadeias leves ou L Nos dois tipos de cadeia existem regies variveis de anticorpo paraanticorpo, enquanto que outras so constantes.

Stios de ligao: situa-se nas zonas variveis onde a sequncia deaminocidos singular e prpria para cada tipo de anticorpo e onde se liga um

antignio especfico.

O elevado grau de especificidade resulta de:- Estrutura dos stios de ligao complementar da estrutura do antignio- Nesse local toda a estrutura qumica favorece o estabelecimento deforas electrostticas, de ligaes de hidrognio ou de outro tipo de ligaoentre antignio e anticorpo.

Complexo antignio-anticorpo (ou complexo imune): complexo formadopelo antignio e anticorpo. Esta ligao feita entre um anticorpo que contma sequncia particular de aminocidos na zona varivel, que o permitereconhecer o antignio.

> Mecanismos de aco dos anticorpos

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Os anticorpos no tm capacidade de destruir directamente os invasoresportadores de antignios.

- Precipitao: se o antignio uma molcula solvel forma-se um complexoimune insolvel que precipita.- Aglutinao: se as molculas antignicas fazem parte da parede de uma

clula, d-se a aglutinao de clulas, devido ligao antignio-anticorpoentre clulas diferentes (os agentes portadores de antignios ficamneutralizados)- Intensificao directa da fagocitose: aps a ligao antignio-anticorpo,as regies constantes dos anticorpos ficam na periferia do complexo imune.Existem receptores nas membranas dos fagcitos capazes de fixarem essaregio constante. Isto aumenta a aderncia dos complexos s clulasfagocitrias promove endocitose.- Neutralizao: os anticorpos fixam-se sobre o vrus ou toxinas bacterianas,impedindo-os de penetrar nas clulas. Estes complexos podem depois serdestrudos por fagocitose.

A presena do complexo antignio-anticorpo intensifica a respostainflamatria

Imunoglobulinas: este termo refere-se s caractersticas estruturais damolcula, enquanto que o termo anticorpo est associado sua funoimunolgica (ligao ao antignio). As pequenas diferenas nas regiesconstantes permitem dividir as imunoglobulinas em 5 classes:

Imunoglobulinas

Caractersticas e funes

IgG Mais abundante no soro humano. Pode atravessar a placenta.Existe no colostro e no leiteIgM Existe exclusivamente no soro

IgALgrimas, saliva, secreo nasal, suor, leite, suco intestinal e

muco. No soro em concentraes baixas

IgDMais na superfcie dos linfcitos B, como receptor antignico. No

soro em concentraes baixas

IgELiga-se aos basfilos e mastcitos e responsvel por alergias.

No soro em concentraes baixas Anticorpos pertencentes a classes diferentes podem apresentar a mesmaespecificidade antignica.

As propriedades biolgicas so conferidas pelas regies constantes dascadeias pesadas, enquanto que a funo de reconhecimento dos antignioscabe s regies variveis.

> Incompatibilidades sanguneas rever Sistema ABO

- Uma transfuso feita a um receptor que possui anticorpos que aglutinam ashemcias do dador produz uma reaco transfusional imediata.- Para evitar isso prefervel realizar-se transfuses isogrupais o sangue do

dador do mesmo grupo que o do receptor.

IMUNIDADE MEDIADA POR CELULAS29


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- Seleco clonal: reconhecimento do antignio apresentado na superfcie deuma clula apresentadora (normalmente um macrfago), ligado a marcadoresindividuais. O linfcito T com os receptores especficos para o antignio activado- Proliferao clonal: aps a activao dos linfcitos T, estes experimentamuma diviso menos acentuada do que nos linfcitos B, originando clones com omesmo tipo de receptores.- Diferenciao: o estado de activao leva os linfcitos a produzirem elibertarem mediadores qumicos e a diferencia-se em efectoras -Th(helpers), Tc (citolticos) Ts (supressores) e clulas de memria Tm

- Th produz mensageiros qumicos e intervm na regulao do processohumoral- Tc produz mensageiros qumicos e destroem as clulas infectadas pelosantignios- Ts regulam o processo humoral e o mediado por clulas

Os linfcitos T nunca produzem anticorpos, mas controlam a capacidadedas clulas B nessa produo

COOPERAO ENTRE CLULAS IMUNITRIAS esquema 7 das fichasinformativas

Os linfcitos B e T influenciam-se mutuamente:- Os anticorpos produzidos pelas clulas B podem facilitar ou diminuir acapacidade das clulas T atacarem e destrurem as clulas invasoras- As clulas T podem intensificar ou suprimir a produo de anticorpos

pelas clulas B

Vigilncia imunitria

Uma das principais funes da imunidade mediada por clulas a dereconhecer e destruir clulas cancerosas. Estas clulas podem surgir por mutaes gnicas, as quais promovem oaparecimento de novos antignio superficiais A destruio das clulas cancerosas feita por linfcitos T que, depois de

activados pelos antignios, libertam substncias qumicas que podem provocara morte da clula por apoptose. O cancro s se origina se a vigilncia imunitria falhar e no reconhecer oudestruir clulas cancerosas, que depois se multiplicam.

Rejeio

A rejeio de excertos de tecidos e rgos tambm responsabilidade dosistema imunitrio.

- H rejeio de excertos quando o dador e o receptor pertencem a estirpesdiferentes, em que se verificam diferenas genticas mais ou menosacentuadas.

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- Quando se reincide o excerto a resposta imunitria muito mais intensa erpida, devido informao retida pelos linfcitos Tm (memria).- Para minimizar as rejeies procuram-se tecidos ou rgos que sejamcompatveis com as caractersticas bioqumicas do receptor. Este aindasubmetido a um tratamento com drogas que suprimem a respostaimunitria, mas que devido sua baixa selectividade podem comprometera capacidade do sistema imunitrio em relao a outras infeces.

Memria imunitria e vacinao ver fichas informativas + pg.187

Quando um antignio injectado aparece uma resposta imunitriaprimria, traduzida pelo aumento de linfcitos B produtores de anticorpos, queatingem o mximo, comeando depois a reduzir progressivamente. Se ocorrer um novo contacto com esse antignio, surge uma respostaimunitria secundria mais rpida, mais intensa e mais longa; o que traduz amemria imunitria. Esta memria especfica, pois caso fosse injectado outro tipo de antignioiria desencadear uma nova resposta primria, cujos anticorpos produzidos

seriam especficos para esse novo antignio.

- Portanto, o primeiro encontro com o antignio provoca a formao de clulasefectoras e clulas de memria. As efectoras sobrevivem, geralmente,alguns dias, mas as de memria ficam armazenadas no bao e nos gnglioslinfticos, vivendo durante muito tempo, por vezes durante toda a vida.

A vacina desencadeia uma resposta imunitria primria e provoca aproduo de clulas de memria

Vacina clssica: soluo, preparada em laboratrio, de agentes patognicosmortos ou inactivos de modo que no se reproduzam. Muitas vezes utilizam-seantignios do agente infeccioso ou apenas os determinantes antignicos.

Actualmente trabalha-se para se produzir vacinas comestveis,incorporadas em rgos vegetais manipulados geneticamente, o que podertornar as vacinas mais baratas e mais seguras.

Vacina gentica: as mais estudadas so constitudas por plasmdeos deorigem bacteriana, sem risco de infeco. So inseridos nesses plasmdeosgenes que codificam uma ou rias protenas antignicas, normalmente

sintetizadas por um agente patognico. Ver fichas informativas Doc.4 eDoc.5

ALERGIAS

Correspondem a estados de hipersensibilidade imunitria traduzidos porreaces aberrantes em relao a antignios especficos e podem conduzir aleses de tecidos e rgos.Alergnios: substncias que desencadeiam as alergias. Ex:caros, plen,p, esporos, produtos qumicos e alimentares. Podem ser inofensivas mas para

algumas pessoas se comportam como antignios.Tipos de hipersensibilidade:

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Patrimnio gentico constitui um importante factor de risco nagnese de certas alergias.

AUTO-IMUNIDADE

Surgem quando o sistema imunitrio se torna hipersensvel a antignios dosseus prprios tecidos. So assim produzidos auto-anticorpos e clulas Tsensibilizadas contra alguns auto-antignios.

Mecanismos de desencadeamento:

- O timo pode deixar passar linfcitos com moderada ou mesmo elevadaafinidade para os antignios do prprio individuo (quebra da auto-tolerncia)- Deleo incompleta de clones auto-reactivos- Activao policlonal- Outras anomalias imunolgicas- Heranas genticas- Infeces microbianas

ALGUMAS DOENAS AUTO-IMUNES

Diabetes insulinodependente (Tipo 1):- Situao normal: A concentrao de glicose (glicemia) sofre uma variaoque acompanhada de um retorno rpido ao valor normal, devido presenade duas hormonas produzidas no pncreas, uma das quais a insulina segregada por clulas endcrinas chamadas ilhotas de Langerhans. Ainsulina permite que a glicose passe do sangue para as clulas.

- Situao anormal: Uma hiperglicmia crnica que caracteriza a diabetes.Encontram-se no soro dos diabticos anticorpos contra clulas das ilhotas deLangerhans. Os linfcitos T destroem as clulas produtoras de insulina, atravs

de mediadores qumicos.

Tipo IImediata

a maisfrequente emanifesta-

seimediatamente aps ocontacto

com oalergnio.

Fase de sensibilizao: Resulta da sntese degrandes quantidades de imunoglobulina E (IgE)que se liga aos mastcitos.Resposta secundria: Num 2 contacto com oalergnio, este vai ligar-se ao IgE dosmastcitos. O complexo antignio-anticorpoactiva os mastcitos e basfilos, os quaislibertam histamina que desencadeia umaresposta inflamatria intensa vasodilatao(diminui tenso arterial), edema, afluxo declulas fagocitrias e secreo de grandesquantidades de muco que causa a contracodos bronquolos.

Tipo IITardia

Leva maisde 12hpara se

desenvolver

Resposta imunitria mediada por clulas.Alergias de contacto: Sobreactivao de certasclulas do sistema imunitrio devido repetidaaplicao de uma substncia sobre a pele. Ex.eczema de contacto

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As injeces de insulina servem para controlar a diabetes crnica mas noataca a doena, a qual pode levar ao mal funcionamento do sistemacardiovascular, sistema nervoso, gangrena das extremidades, insuficinciarenal e cegueira. Pode haver uma pr-disposio gentica para a diabetes.

Artrite reumatide:

- Caracterizada pela destruio (protelise) das cartilagens pelo sistemaimunitrio, o que leva ao enfraquecimento dos ligamentos e deformao dasarticulaes

Esclerose mltipla:- Doena neurolgica que se declara entre os 20 e 40 anos. A mielina dosaxnios e clulas nervosas destruda por linfcitos T ou por mediadoresqumicos, ocorrendo leses na substncia branca dos centros nervosos.- Certos linfcitos T reactivos confundem determinado antignio com osauto-antignios do indivduo e atacam a mielina. Os macrfagos fagocitam osdetritos e apresenta-os ao sistema imunitrio. Os linfcitos B tambm

produzem os anticorpos contra os constituintes da mielina.- Em 80% dos casos os sintomas so: perturbaes sensitivas, formigueiros,falta de acuidade visual, desequilbrio, dificuldades motoras dos membrosinferiores, etc.- Alternam-se perodos de crise com perodos de remisso. As crises podemdurar vrios dias ou semanas deixando ou no sequelas cicatrizesformadas por tecidos de sustentao, zonas sem mielina e axnios.- A longo prazo estas leses levam a uma atrofia do sistema nervosocentral.

IMUNODEFICIENCIAS

Congnita:Ex Indivduos que no possuem linfcitos T e B, so extremamente sensveis ainfeces, tendo que viver isolados, em ambientes completamenteesterilizados. Apresentam uma morte precoce. A deficincia devido a umfuncionamento anormal da medula ssea. Um excerto de medula sseacompatvel pode ser um tratamento eficaz

Adquirida:Causas Bsicas:

- Falha na transferncia de passiva de anticorpos do colostro- Insuficincia de colostro- Falha na absoro dos anticorpos- Stress- Administrao de Corticides- Desnutrio- Drogas citotxicas / irradiao- Linfomas e outras condies neoplsicas

- Infeces Bacterianas Crnicas (Exausto Imunolgica)- Infeces Virais: Viroses linfotrpicas (ex. SIDA); Viroses indutoras de ExaustoImunolgica; Viroses indutoras de neoplasia linfide.

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O HIV um retrovrus responsvel por infectar os linfcitos T4, levando aoenfraquecimento do sistema imunitrio Uma pessoa infectada com o HIV reage sua presena atravs da produode anticorpos anti-HIV pelos linfcitos B, pelo que a pessoa denominada deseropositiva e pode transmitir o vrus, mesmo que no tenha sintomas clnicos ver fichas informativas + pg.197

IMPORTNCIA BIOMDICA DOS ANTICORPOS ver Ficha de Trabalho

- A seleco clonal dos linfcitos B promove a produo de vrios de linfcitos Bdiferentes e especficos para cada determinante antignico do antignio emquesto.- H, por isso, uma produo diversificada de anticorpos anticorpospoliclonais que ficam no soro.- Se aps a estimulao antignica isolarmos um clone de clulas B, derivadasde um nico linfcito B, teramos clones produtores de um nico tipo deanticorpo anticorpos monoclonais pois provm de um s tipo de clone

Os linfcitos B no sobrevivem mais do que uma semana em cultura, peloque difcil a produo de anticorpos monoclonais. Por isso, recorre-se aosmielomas (linfcitos B malignos diferenciados em plasmcitos que formamtumores), que multiplicam-se rapidamente em cultura e algumas perdem acapacidade de produzir anticorpos. Procede-se fuso de um mieloma com um linfcito B activado, formandoassim um hibridoma, o qual segregam anticorpos monoclonais com a mesmaespecificidade conferida pelo LB e so culturas celulares permanentes,propriedade conferida pelo mieloma. Isto permite a produo de anticorpos

em massaAplicaes dos anticorpos monoclonais:

- Verificar compatibilidade de tecidos e rgos para excertos e transplantes;- Detectar minsculos conjuntos de molculas nos tecidos e fluidos- Tratamento e controlo de certas doenas soro antitetnico, antdotos contravenenos, etc.- Quando marcados (por fluorescncia, radioistopos, enzimas, ) permitemdiscriminar os antignios ligados ao anticorpo marcado dos antignios nosligados testes de gravidez, terapia tumoral, etc.

Imunidade passiva: o organismo no induzido a produzir anticorpos, poisestes so-lhe fornecidos (pelo soro)

Imunidade activa: o organismo estimulado a produzir anticorpos (pelasvacinas)

ANTIBITICOS So utilizados em baixas concentraes para inibir amultiplicao ou matar certos organismos patognicos.

Experincia de Fleming ver pg. 202 livro- Fleming fez uma cultura de bactrias Staphylococcus que foi contaminadacom fungos do ar.

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- Verificou que volta do fungo as colnias de Staphylococcus eram raras.- Ento fez uma cultura do fungo Penicillium notatum e contaminou-a combactrias patognicas diferentes e em bandas isoladas, mas que convergiampara o local onde estava o fungo.- Muitas bandas comearam a desaparecer a partir do local onde estava ofungo.- Fleming fez ainda culturas do fungo em meio lquido, filtrou-as e verificou queo filtrado impedia o desenvolvimento das mesmas bactrias- Concluiu que os fungos produzam uma substncia, a que deu o nome depenicilina, que impedia o desenvolvimento de certas bactrias.

A penicilina foi depois isolada e purificada por Florey e Chain, queprocuraram fabric-la em grande escala. Assim, a penicilina foi largamenteutilizada pelos exrcitos Aliados durante a Segunda Guerra Mundial.

Actualmente os antibiticos so produzidos por processos de fermentaoem aparelhos designados biorreactores ou fermentadores, em condiesperfeitamente controladas, desde a esterilizao, temperatura, o pH, etc.

Biotecnologia: cincia que utiliza organismos vivos para a produo outransformao de substncias teis ao Homem

Bioconverso (biotransformao): Baseia-se na capacidade dosmicroorganismos realizarem certas reaces qumicas que ultrapassam acapacidade de sntese qumica e que so economicamente favorveis. Esteprocesso tecnolgico inclui 3 fases: preparao do material, Bioconversoe recuperao do produtoPreparao do

materialBioconverso Recuperao do produto

Fraccionamento +esterilizao

Cultura de clulas +engenharia gentica +fermentao + catlise

enzimtica + controlo dosfermentadores

Separao e ruptura dasclulas + concentrao doproduto + isolamento +

purificao

Esterides biomolculas com diferentes funes. Ex.hormonas sexuais(estrognios e progesterona). Podem ser sintetizadas por bioconverso, quepermite a produo em boas condies comerciais dada a sua larga utilizaono controlo da natalidade.

Vitaminas vitamina B12 e riboflavina so produzidas industrialmente porfermentao directa, utilizando culturas de certas bactrias para a 1 ou fungospara a 2. Para estimular uma produo com maior rendimento possvel:

- Provocar mutaes e seleccionar mutantes mais produtivos- Fornecer nutrientes necessrios para os microorganismos- Evitar contaminao

Microorganismos na produo de protenas humanas:

- Atravs da engenharia gentica possvel incorporar numa bactria umasequncia de DNA humano que codifica determinada protena (ex. insulina)

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Interferes: os interferes produzidos por organismo manipulados soutilizados no tratamento de cancros.- Uma enzima corta o DNA de um linfcito humano nas zonas de restrio. Omesmo acontece com o plasmdeo da bactria. As ligases unem o plasmdeoaberto e o gene humano isolado. O plasmdeo recombinante introduzido nabactria que produz o interfero.

Hormona de crescimento: uma leso ou deficincia no lobo anterior dahipfise em criana pode provocar atrasos no crescimento ou mesmo nanismo.

Por isso recorre-se biotecnologia microbiana:- A partir do mRNA que codifica a hormona, existente na hipfise, faz-se umatranscrio reversa produzindo cDNA. Este integrado no DNA da bactriaEscherichia coli juntamente com uma sequncia de DNA regulador. A bactriaem cultura produz a hormona em grandes quantidades sem qualquercontaminante de natureza humana.

Algumas Vantagens da biotecnologia:- Permite produzir vacinas em organismo no patognicos

- Permite detectar anomalias a partir do caritipo do feto, obtido a partir deuma biopsia das vilosidades corinicas- As substncias produzidas no so contaminadas, so mais facilmentepurificadas, so mais especficas e podem ser produzidas em grande escala

Desvantagens da biotecnologia:- Existem riscos que levantam problemas de ordem tica

PRODUO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE

- Revoluo verde (1960-1970): plano alimentar baseado nas inovaestecnolgicas que visava satisfazer as necessidades alimentares dos pasesmenos desenvolvidos, permitindo a sua auto-suficincia.

PRS:- Permitiu a produtividade em certos sectores agrcolas (produo de arroz emilho)- Permitiu reduzir a fome nos pases onde foi aplicada

CONTRAS:

- Foi responsvel por:- Degradao dos solos,- Baixa nos nveis dos lenis freticos,- Aumento da poluio (uso de fertilizantes e pesticidas qumicos)- Perda de biodiversidade ao substituir as variedades selvagens por

sementes seleccionadas.

- Desenvolvimento sustentvel: que satisfaz as necessidades das geraespresentes, sem comprometer a capacidade das geraes seguintessatisfazerem as suas necessidades

MICROBIOLOGIA E INDSTRIA ALIMENTAR

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- A milhes de anos atrs, os microorganismos proporcionaram a produo dealimentos ao Homem (po, vinho, cerveja, manteiga, queijo, etc) sem que estesoubesse da sua existncia

- Louis Pasteur foi o 1 cientista a pr em evidncia a actividade demicroorganismos na alterao dos alimentos. Demonstrou que a produo dovinho feita por fermentao produzida por leveduras; o azedar da cerveja e dovinho era causado por bactrias; o azedar do leite podia ser evitado peloaquecimento, para destruir as bactrias.

Microorganismos:

- Podem existir sob forma subcelular (vrus) ou celular- Apresentam pequenas dimenses- Podem produzir estruturas pluricelulares observveis a olho nu- Apresentam baixo grau de diferenciao- Grande diversidade metablica e nutricional- Grande capacidade de se reproduzirem

rapidamente

METABOLISMO AERBIO E ANAERBIO

FERMENTAO ALCCLICA

- Aps a gliclise ocorre a descarboxilao do piruvato,originando-se um composto com 2 tomos de carbono(aldedo actico), que origina etanol por reduo:

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Justificam a sua grande utilidadena produo de substncias teisao Homem

POSSVEIS SUBSTRACTOS:- Lpidos- Hidratos de carbono- Protenas

REACCES ENZIMTICASQUE OCORREM NOHIALOPLASMA:

- Gliclise: ocorre adegradao da glicose empiruvato

- Reduo do piruvato:conduz formao dosprodutos de fermentao

FERMENTAO: Obteno deenergia, na ausncia de


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- As leveduras convertem os hidratos de carbono do mosto da uva ou dacerveja em etanol e CO2, o qual pode originar as bolhas de algumas bebidasfermentadas.- O vinho deixado em contacto com o ar pode produzir vinagre, pois bactriasaerbias do gneroAcetobacterdesenvolvem-se sobre a superfcie, oxidandoo etanol, que se transforma em cido actico.

- Na panificao asleveduras produzem uma srie enzimas que lhes permite decompor o amidoda farinha em compostos mais simples, os quais, por fermentao, produzemlcool e CO2.- O etanol evapora-se e o CO2fica retido, formando bolhas que faz aumentaro volume da massa. A cozedura mata as leveduras e faz expandir o CO2,formando-se espaos do interior do po.

FERMENTAO LCTICA

- Intervm lactobactrias do gnero Lactobacillus eStreptoccocus que desencadeiam reaces defermentao no leite, utilizando diversos acares comosubstrato- O leite pasteurizado para eliminar microorganismosendgenos, sendo-lhe depois acrescentadas culturas dearranque, para iniciar o processo.

- No caso dos queijos, se a cultura de arranque for de

estirpe pura, o seu sabor ser suave. Caso a estirpe formista, tero um sabor mais acentuado.- Alguns queijos experimentam um tratamento onde sefavorece o crescimento de fungos

- Aps a gliclise, o piruvato experimenta reduo, combinando-se com ohidrognio transportado pelo NADH, originando-se cido lctico, que altera opH do meio, provocando a coagulao do leite.

ACO DAS ENZIMAS

Para que se inicie uma reaco qumica necessrio haver colises entreos tomos das molculas envolvidas.

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Quanto maior for o nmero de colises (maior agitao corpuscular), maisfacilitada ser a reaco qumica entre os reagentes.

Energia de activao: energia mnima necessria para que se inicie umareaco qumica

Caractersticas/ Propriedades das enzimas:

- So catalizadores qumicos e biolgicos- Fazer baixar a energia de activao das reaces- No alteram o equilbrio qumico das reaces- No so destrudas ao participarem na reaco- So especficas- So destrudas a temperaturas elevadas- So inibidas a temperaturas muito baixas- Actuam em reaces de anabolismo e catabolismo

Cadeia enzimtica: sequencia de enzimas que funcionam em cooperaonum conjunto de reaces

Via metablica: conjunto ordenado de reaces que ocorrem cominterveno de uma cadeia enzimtica

- Numa via metablica, os produtos intermdios servem de substrato reaco seguinte, at formao do produto final.- O no funcionamento de uma enzima na cadeia enzimtica conduz acumulao de um dos produtos intermedirios, no se formando os produtosseguintes

- Enzima exocelular: actua fora da clula em que produzida.

- Enzima endocelular: actua dentro da clula em que produzida.- Especificidade absoluta: a enzima actua sobre uma nica substncia(substrato)

- Especificidade relativa: a enzima actua sobre um grupo de substncias comalgumas afinidades entre elas

Estrutura das enzimas:

- So protenas constitudas por uma ou mais cadeias polipeptdicas.- Em regra, tm maiores dimenses do que o substrato- No mnimo, a sua estrutura tem que ser ternria- A configurao espacial de uma enzima determina a existncia de umapequena regio centro activo que complementar da configuraoespacial do substrato (no todo ou em parte)- ao nvel do centro activo que se faz a ligao que forma o complexoenzima-substrato- A longa cadeia polipeptdica dobrada permite a adaptao da molculaatravs de alteraes conformacionais

- Componente proteica Apoenzima- Substncia no proteica Cofactor

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Reaces de sntese (anabolismo): enzima + 2 substratos = 1 produtoReaces de anlise (catabolismo): enzima + 1 substrato = 2 produtos As ligaes enzima-substrato so transitrias. Depois de actuar a enzima ficalivre, podendo depois ligar-se a novas molculas de substrato, at que todo

este seja transformado em produto.Os cofactores podem ser:- Ies metlicos que ligados apoenzima permitem uma melhor ligao daenzima ao substrato- Coenzimas (Q10, A, derivados vitamnicos, etc): compostos orgnicos que seligam temporariamente durante a catlise.

Caractersticas comuns dos centros activos:- Ocupam uma pequena parte do volume total da enzima- Correspondem a uma fenda ou cavidade na estrutura da enzima

- A especificidade da ligao ao substrato depende do arranjo dos tomos nocentro activo- O n de centros activos de uma enzima varivel (quando intervmcofactores h centros activos adicionais)

Variao dos intervenientes numa reaco enzimtica:

Inicialmente h uma grande concentrao de substrato em relao enzima livre

- O substrato liga-se enzima formando complexos enzima-substracto (ES)Enquanto a concentrao de enzima livre e de substrato diminui, aconcentrao do complexo ES aumenta. medida que a enzima cataliza a reaco, a concentrao de produto vaiaumentando H uma estabilizao das concentraes de enzima livre de do complexo ES,o que significa que a velocidade de formao de ES igual velocidadeda separao da enzima e do produto. A partir do momento que a concentrao do substrato atinge valores baixos,a concentrao da enzima livre aumenta ligeiramente.

MODELOS DE LIGAO ENZIMASUBSTRATO:

MODELO CHAVE-FECHADURA DE FISHER- Baseado na especificidade da acoenzimtica

- O centro activo tem estruturapermanente onde apenas se pode ajustarum tipo de substrato

- Mais tarde, este modelo foi consideradomuito rgido e esttico

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Apoenzima + Cofactor HOLOENZIMA


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MODELO DO ENCAIXE INDUZIDO DE KOSHLAND

- Existe uma interaco dinmica entreenzima e substrato

- O substrato, ao ligar-se enzima, induz uma

mudana na estrutura da molculaenzimtica, de modo a que os aminocidosdo centro activo se adaptem, formando umcentro activo complementar do

substrato

- Este modelo permite explicar a actividade de certas enzimas que actuamsobre substncias ligeiramente diferentes.

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INIBIO DA ACTIVIDADE ENZIMTICA

Inibidor enzimtico: substncia que, quando interactua com uma enzima,provoca uma diminuio da sua actividade cataltica.

- Inibio irreversvel: o inibidor combina-se permanentemente com aenzima, inactivando-a ou mesmo destruindo-a. (Gs ciandrico, pesticidas, etc.)

- Inibio reversvel: o inibidor dissocia-se rapidamente da enzima e a enzimapermanece funcional. (Antibiticos, etc.)

- Inibio competitiva: (ex: sulfamidas) uma molcula estruturalmentesemelhante ao substrato (inibidor), resistente aco enzimtica, liga-se aocentro activo da enzima, impedindo a ligao do substrato. Aoaumentarmos a concentrao do substrato em relao do inibidor, aprobabilidade da ligao enzima-substrato vai aumentar. Esta inibio temmaior tendncia a ser irreversvel do que a inibio alostrica.

- Inibio alostrica (no competitiva): algumas enzimas contm, paraalm do centro activo, um centro alostrico (centro regulador) onde podemligar-se inibidores que no tm estrutura semelhante do substrato. Apesar dosubstrato e do inibidor poderem ligar-se enzima, a ligao do inibidor provocauma alterao estrutural na enzima que afecta o seu centro activo e, porisso, a enzima fica no funcional. No h competio pela ocupao do centroactivo, pelo que a inibio depende apenas da concentrao do inibidor.

Muitos inibidores so substncias celulares que regulam a actividadeenzimtica, combinando-se reversivelmente com enzimas. Por isso, o produtode uma actividade enzimtica pode controlar a actividade de outra enzima.

Quando o produto final est em excesso, as molculas desse produto voinibir a 1 enzima, provocando a paragem da sequncia metablica; que serretomada logo que deixe de haver excesso de produto final. Este controlorepresenta uma economia celular!

FACTORES QUE INFLUENCIAM A ACTIVIDADE ENZIMTICA

1. Temperatura: Baixas temperaturas provocam, normalmente, a

inactivao das enzimas, devido compactao das molculas. A partir deuma temperatura mnima a velocidade da reaco aumenta com atemperatura, uma vez que a energia de activao tambm aumenta atum valor ptimo. O aumento da temperatura acima da temperatura dedesnaturao afecta a estrutura da enzima e a estabilidade do complexoES desnaturao da enzima. A partir da temperatura ptima verifica-seento um declnio da velocidade da reaco, at esta se anular.

2. pH: pode alterar a estrutura do centro activo, desnaturando a enzima. Henzimas que tm a sua actividade ptima em meio cido, outras em meioneutro e outras em meio bsico.

3. Concentrao do substrato: a velocidade da reaco proporcional concentrao do substrato at a um valor mximo, a partir do qual

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estabiliza. A velocidade mxima atingida quando todas as molculas daenzima estiverem ocupadas em catlise. Desse modo, os centros activos dasenzimas atingem a saturao, no h enzimas livres.

4. Concentrao da enzima: quando a concentrao do substrato elevada, a velocidade da reaco directamente proporcional concentrao da enzima.

5. Inibidores:a.Inibio competitiva: um aumento da concentrao do substrato (at um

certo ponto), faz aumentar a velocidade da reaco (h mais possibilidadesda enzima encontrar as molculas de substrato)

b. Inibio alostrica : aco dos inibidores independente daconcentrao do substrato. Havero tantas molculas inibidas quantasmolculas de inibidor existirem. A inibio poder ser ultrapassada fazendoaumentar a concentrao da enzima.

CLASSIFICAO E NOMENCLATURA DAS ENZIMAS

- Designao estabelecida por Duclaux (1883): a partir do nome dosubstrato sobre o qual actuam, acrescenta-se o sufixoase o problema que no especifica o tipo de transformao que ocorre durante a catlise

- Comisso para as Enzimas da Unio Internacional de Bioqumica(1961): as enzimas dividem-se em 6 classes:

CONSERVAO, MELHORAMENTO E PRODUO DE ALIMENTOS

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A produo de alimentos saborosos, disponveis e seguros por parte dasindstrias alimentares inclui:- Processamento de matrias-primas para produzir alimentos estveis;- A utilizao de microorganismos ou produtos da sua actividade;- A distribuio de alimentos at ao consumidor final com gara

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