As células imortais de Henrietta Lacks — Robin Bulleri

Mitosis and Meiosis Dance by Grade 8 STEP 2017-2018

Tempo geológico da Terra - biologia

Idade e história da Terra

"A medida do tempo e a idade da Terra"

Datação relativa

A datação relativa determina a ordem relativa de eventos passados, sem necessariamente determinar sua idade absoluta.

Assim, através da datação relativa é possível comparar a rocha que se analisa com outras, fazendo um friso cronológico.

Apesar da datação relativa só determinar a ordem sequencial em que uma série de eventos ocorreu, não quando eles ocorrem, continua a ser uma técnica útil, especialmente em materiais geológicos onde há falta isótopos radioativos.

A datação relativa baseia-se nos princípios da estratigrafia e na paleontologia.

Os princípios usados na datação (relativa) das rochas são:

• O Princípio da Sobreposição - Numa sequência não deformada de rochas sedimentares, o estrato mais antigo é o que se situa inferiormente, sendo as camadas supradjacentes sucessivamente mais recentes.

• O Princípio da Identidade Paleontológica - Estratos com o mesmo conteúdo de fósseis apresentam a mesma idade e tiveram a sua origem em ambientes semelhantes.

• O Princípio da Interseção - Estruturas geológicas (como intrusões ígneas ou falhas) que intersetam estratos são mais recentes do que estes.

• O Princípio da Inclusão - Um fragmento incorporado num outro é mais antigo do que este.
• Os estratos mais antigos estão inclinados e os mais recentes encontram-se na horizontal, diz-se que há uma discordância angular.

Datação absoluta

A datação absoluta consiste na determinação da idade de materiais geológicos em milhões de anos (M.a.).

A técnica mais comum de datação absoluta é a datação radiométrica. Baseia-se na desintegração radioativa de determinados elementos químicos instáveis, os isótopos.

Os isótopos radioativos naturais correspondem a átomos instáveis, isótopos-pai, em que o núcleo se desintegra espontaneamente originando-se isótopos-filhos, correspondendo a novos átomos mais estáveis, através da libertação de radiação a uma velocidade constante.

Neste processo é usado o tempo de semi-vida, meia-vida ou semi-transformação, que corresponde ao período de tempo necessário para que metade dos átomos de um dado elemento químico presente numa amostra decaiam radioativamente.

(Imagem in: http://biogilde.wordpress.com/2008/11/02/datacao-absoluta-ou-radiometrica/)

 ✏️  Exercícios

1. Observa com atenção a imagem seguinte referente à semi-transformação de uma amostra contendo 1 g de carbono.

1.1. Esquematiza uma quarta amostra.

1.2. Indica a idade de uma amostra com 3 semi-vidas.

1.3. Refere a quantidade de isótopo-filho numa amostra com 4 semi-vidas.



2. Relativamente à figura seguinte responde às questões que se seguem.

(adaptado de: http://disciplinex.wordpress.com/category/geologia-10/)

2.1. Supondo que uma semi-vida corresponde a 3 M.a., calcula a idade da rocha no processo 3.

2.2. Se a idade da rocha no processo 4 for de 24 M.a., calcula o tempo de uma semi-vida.



3. Da desintegração de 2 g de ¹⁴C, ao fim 11400 anos quantas gramas:

3.1. restam de isótopo-pai?

3.1. se transformaram em isótopo-filho?



Exercícios

www.netxplica.com/exercicios/geo10/datacao.radiometrica.htm

Ciclo celular

O ciclo celular consiste num conjunto de transformações que ocorrem desde que a célula se forma, até que se divide para formar duas células filhas geneticamente iguais

Na imagem observam-se as alterações ao nível dos cromossomas ao longo do ciclo celular.

(Imagem in:http://biomasmarinhos.blogspot.pt/2011/11/o-ciclo-celular.html#!/)

 

Estrutura dos cromossomas

No esquema visualiza-se a relação entre o DNA e  os cromossomas. Os nucleossomas são constituídos por DNA associado a proteínas, as histonas.

(Imagem in: http://educacao.uol.com.br/biologia/genes-e-divisao-celular.jhtm)

 

🔗 Exercício NETXPLICA

 

Diferentes níveis de condensação do DNA

(1) Cadeia simples de DNA.

(2) Filamento de cromatina (DNA com histonas).

(3) Cromatina em interfase.

(4) Cromatina condensada em profase. (Existem agora duas cópias da molécula de DNA)

(5) Cromossoma em metafase.

(Imagem in: http://pt.wikipedia.org/wiki/Cromossomo)

 

Quando 2 moléculas de DNA estão ligadas pelo centromero, chamamos a cada uma delas, cromatídeo, e dizemos que o cromossoma está duplicado.

Quando a molécula de DNA (e as proteínas) não está ligada a outra, dizemos que o cromossoma não está duplicado.

 

🎬 Compactação do DNA

Fases do ciclo celular

Um ciclo celular é formado por duas etapas:

- a interfase, a fase mais longa do ciclo, onde ocorrem as etapas G1, S e G2.

- a fase mitótica, constituída pela mitose e citocinese.

(Fonte(18/10/2021):https://www.goconqr.com/mindmap/1147256/ciclo-celular)

 

Fases da mitose

Prófase

É etapa inicial do processo de divisão mitótica das células e a mais longa.

Caracteriza-se por alterações celulares que, no geral, se podem resumir do seguinte modo:

- organização e compactação da cromatina nuclear, formando os cromossomas;

- desaparecimento do nucléolo;

- deslocamento dos centríolos para polos opostos da célula, com início da formação do fuso acromático.

- a membrana nuclear desintegra-se.

NOTA: Os centrossomas localizam-se próximo do núcleo, onde são organizados os microtúbulos. Em células animais, cada centrossoma tem um par de centríolos envolvidos por uma região onde os microtúbulos se ligam.)

Microtúbulos proteicos - São estruturas tubulares microscópicas formadas por polímeros de uma proteína, a tubulina; os microtúbulos formam o fuso acromático.

(Imagem de https://escolaeducacao.com.br/centriolos/, em 25/10/2021)

Metáfase

 

- formação e desenvolvimento do fuso acromático;
- alinhamento dos centrómeros ao centro da célula;
- formação da placa equatorial.

 

Anáfase

 
- clivagem dos centrómeros;
- os cromossomas formados por um cromatídio migram para os polos da célula.

 

Telófase

 
- reconstituição do invólucro nuclear;
- reaparecimento dos nucléolos;
- início do estrangulamento mediano nas células animais, que originará a separação das células filhas.

Animações de mitose
http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/mitosis.html

Citocinese em células animais e vegetais

Nas células animais, na zona equatorial da membrana citoplasmática, perpendicularmente ao eixo do fuso acromático, dispõe-se um anel contráctil de filamentos proteicos. A contração desta estrutura gera um estrangulamento na célula, formando-se um sulco de clivagem que se aprofunda progressivamente, separando-se duas células independentes.

Nas células vegetais, devido à presença de uma parede celular rígida, o processo de citocinese não pode ocorrer por estrangulamento.

Na zona mediana da célula, começam a acumular-se vesículas provenientes do complexo de Golgi. A acumulação progressiva destas vesículas, do centro em direção à periferia, origina o  fragmoplasto, constituindo a primeira separação entre as células-filhas. Sobre esta estrutura, irá depositar-se celulose, formando-se assim duas novas paredes celulares, uma de cada lado do fragmoplasto, que passará a formar a lamela mediana entre duas células adjacentes independentes. A membrana plasmática de cada uma das células filhas é formada a partir da fusão das membranas das vesículas de Golgi

 

Vídeos sobre mitose

http://www.youtube.com/watch?v=6COxMt9gMdQ&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=5gV5OML7jtA&feature=fvwrel

 

 

Regulação do ciclo celular

O ciclo celular pode parar em determinados pontos e só avança se determinadas condições se verificarem, tais como a presença de uma quantidade adequada de nutrientes ou quando a célula atinge determinadas dimensões.

Certas células, como os neurónios, param de se dividir quando o animal atinge o estado adulto, mantendo-se durante o resto da vida do indivíduo na fase G₀.

Existem três momentos em que os mecanismos de regulação atuam:

• Na fase G₁
  • No fim desta fase existem células que não iniciam um novo ciclo ou que não estão em condições de o fazer, essas células permanecem num estágio denominado G₀.

As razões para a célula passar para o estádio G₀ podem ser:

        - Células que não se dividem mais, essas células permanecerão neste estágio até a sua morte, são exemplos os neurónios e as células das fibras musculares.

        - Células que não obtiveram a quantidade de nutrientes necessária;

        - Células que não atingiram o tamanho requerido.

•     No final de G₁, a célula entra em apoptose celular, caso sejam detetados erros no DNA impossíveis de reparar.

• Na fase G₂
  • Antes de iniciar-se a mitose existe outro momento de controlo - caso a replicação do DNA não tenha ocorrido corretamente o ciclo pode ser interrompido e a célula volta a iniciar a fase S.

• Na metáfase
  • No final da metáfase evidencia-se mais um mecanismo de regulação responsável pela verificação da ligação do fuso acromático com os cromossomas, de forma a que os cromatídeos migrem corretamente para os polos.

 

 

http://www.youtube.com/watch?v=6KVQzYO_2tY&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=7WRkY8q_F3k&feature=related

 

Exercícios
http://www.biologycorner.com/quiz/qz_mitosis.html

 

Estabilidade do programa genético

 

 

  

Crescimento e renovação de tecidos

Diferenciação celular

É o processo pelo qual as células vivas se "especializam" para realizar uma determinada  função. Esta especialização acarreta não só alterações da função, mas também da estrutura das células.

Regeneração de tecidos em anfíbios

http://www.youtube.com/watch?v=EsCSwVx3GvA&feature=fvwrel

 

A vida inicia-se pela fecundação de um óvulo por um espermatozoide, com formação da primeira célula, o ovo ou zigoto, que inicia o processo de divisão até chegar à fase de oito células, na qual recebem a denominação de células-tronco totipotentes.

 

Animação de células estaminais
 http://www.youtube.com/watch?v=tPulEAryPO0&feature=endscreen&NR=1

 

Durante a diferenciação, alguns genes são ativos enquanto outros são silenciados e essa definição depende de cada tecido.

Por exemplo, uma célula do fígado, não tem as mesmas funções bioquímicas de uma célula nervosa.

Controlo da expressividade

http://www.youtube.com/watch?v=OEWOZS_JTgk&list=LP3sdLAy-zXqE&index=1&feature=plcp

Regulação génica

http://www.dailymotion.com/video/xc3qp9_interruptores-geneticos-genes-hox-walter-gehring_school
http://www.youtube.com/watch?v=MkUgkDLp2iE&feature=related

Animações muito interessantes sobre o mecanismo da regulação da expressão génica
http://www.moodle.ufba.br/mod/book/view.php?id=84110


Jogo sobre controlo do ciclo celular
http://www.nobelprize.org/educational/medicine/2001/cellcycle.html

Exame nacional BG 2011 2ª Fase - GRUPO II -

http://cdn.gave.min-edu.pt/files/388/BG_702_V1_F1_11.pdf

A descoberta do código genético

O código genético permite a todas as células de todos os seres vivos transformarem a informação de nucleótidos, contida no DNA, em proteínas.

Os 20 aminoácidos ((a.a.) constituintes das proteínas) têm de corresponder a nucleótidos. Deste modo, são possíveis 64 combinações de 3 nucleótidos pata determinar os 20 a.a..

Em 1961 os investigadores Niremberg e Matthaei publicaram um estudo que relacionava uma sequência de mRNA com a estrutura primária das proteínas, dando início à descoberta do código genético.

Estes dois cientistas conseguiram produzir 'in vitro' uma sequência polipeptídica a partir de um RNAm sintético.

Eles adicionaram uma cadeia de RNAm poli-U a um extrato celular que continha todas as moléculas necessárias à síntese de proteínas (ribossomas, RNAt's, enzimas (aminoacil RNAT sintetase), ATP e a.a.s) e produziram uma cadeia contendo apenas fenilalanina.

Deste modo o 1º CODÃO (sequência de 3 nucleótidos de RNAm) a ser descoberto foi o UUU, que correspondia ao a.a. FENILALANINA.

Em 1964 Niremberg e Leder fizeram uma experiência que permitiu a descoberta da correspondência entre todos os codões e os respetivos aminoácidos.

Eles descobriram que se adicionassem 1 CODÃO (3 nucleótidos de RNAm) a uma mistura contendo RIBOSSOMAS e RNAt ligado ao respetivo a.a., poderiam decifrar o código.

Se o CODÃO, fosse reconhecido pelo RNAt, então forma-se-ía um agregado molecular de RIBOSSOMA+CODÃO+Complexo RNAt+a.a..

Niremberg e Leder conseguiram separar este complexo molecular usando um filtro de nitrocelulose e marcando radioativamente os a.a..

No esquema podemos ver de forma simples a experiência de Niremberg e Leder.

Filtração da mistura e resultados. (ser = serina)

a) Filtrou-se o codão UUC + Ribossomas + Complexo SER-RNAt

b) Filtrou-se o codão UCU + Ribossomas + Complexo SER-RNAt

c) Filtrou-se o codão CUU + Ribossomas + Complexo SER-RNAt

d) Filtrou-se Ribossomas + Complexo SER-RNAt

Discussão 

1) Identifica, justificando qual o  controlo desta experiência.

1.1.) Para certificar a fiabilidade dos resultados, refere outro dispositivo controlo que poderia ser montado.

2) Identifica:

2.1.) variáveis independentes;

2.2.) variáveis dependentes.

3) Explica o resultado experimental de Niremberg e Leder evidenciado no esquema anterior.

Proposta de correção

1) O esquema D poderá ser considerado o controlo da experiência, uma vez que apenas são adicionados ribossomas e o complexo SER-RNAt. Portanto, o complexo a.a.-RNAt, sem o CODÃO não se liga ao ribossoma.

1.1.) Poder-se-iam juntar os 3 tipos de codões (UUC, UCU e CUU) e verificar se os resultados eram idênticos ao esquema b.

2.1.) Por exemplo: Os diversos tipos de CODÕES testados;

2.2.) Por exemplo: Os diversos complexos que ficaram no filtro.

3. Testando os diversos tipos de codões com um determinado a.a. associado ao RNAt e fornecendo ribossomas (local onde ocorre a tradução), estes cientistas conseguiram descobrir passo a passo a que a.a.s  correspondiam os 64 codões. 

Na representação esquemática, descobriram que o codão UCU codifica o a.a. serina.

A utilização do filtro revelou-se importante, pois consegue reter o complexo molecular formado pelo ribossoma, o codão e o RNAt ligado ao a.a..

Ao marcar os a.a.s com radioatividade podemos facilmente constatar a presença destes no filtro ou no filtrado, percebendo se houve ou não formação do complexo molecular característico da tradução.

Fonte: Adaptado de https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3005455/mod_resource/content/1/BiologiaMolecular_texto06final.pdf em 11/10/2021

Replicação do DNA . Forquilha de replicação

 

EXERCÍCIO:

Completa as legendas A, K, W, X, Y e Z da figura.

SOLUÇÃO

A - 3', K - 5', W, X - 3', Y - 5' e Z - 5'

Fonte consultada a 06/10/2021.

Adaptado de : https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/2937177/mod_resource/content/2/BiologiaMolecular_texto02%20final.pdf

ANIMAÇÃO - Replicação do DNA

https://youtu.be/TNKWgcFPHqw

A descoberta da dupla hélice

https://youtu.be/1vm3od_UmFg 

Experiências de Nirenberg e Matthaei

https://youtube.com/watch?v=Q9WlnEpyvpY&feature=share 

DNA RNA

DNA RNA