CITOLOGIA E METABOLISMO ENERGÉTICO
DIVISÃO CELULAR Revisão de Citologia, pessoal! Partiu! Os trilhões de células que formam nosso corpo são resultado do processo de divisão e diferenciação celular. Podemos entender o período entre a formação de uma célula e sua divisão como o ciclo celular. Ele pode ser dividido em dois momentos diferentes: o de interfase e o de divisão celular. A interfase pode ser compreendida como um período de preparação para a divisão celular. Ela é dividida em três etapas: G1, S e G2. A fase G1 é caracterizada por grande atividade metabólica, que resulta em aumento do tamanho celular e produção de RNA mensageiro para síntese de proteínas. Durante a fase S ocorre a duplicação do DNA. Na fase G2, antes da divisão, a célula pode crescer ainda mais. Lembre-se que esse tipo de ciclo celular ocorre em eucariotos, e os procariotos se dividem por um processo chamado de bipartição ou cissiparidade. Após a etapa da interfase, a célula vai entrar em divisão celular, que envolve tanto a separação do material genético entre as células-filhas como a divisão do citoplasma. A divisão da célula pode ocorrer de duas formas, por mitose ou meiose. A mitose origina duas células-filhas com mesmo número de cromossomos da célula-mãe. Pode ser tanto uma célula haploide (n) originando duas células filhas também haploides, quanto uma célula diploide (2n) originando duas células também 2n. Organismos eucariontes unicelulares se dividem por mitose. Em organismos pluricelulares, como nós, a mitose é fundamental para o crescimento e desenvolvimento, além de repor células que envelhecem ou de áreas lesadas. Já a meiose sempre ocorre com células diploides (2n) que, a partir dessa divisão, originam quatro células-filhas haploides (n). Esse processo é responsável pela formação de gametas em animais e esporos nas plantas. Veja o esquema abaixo, que compara a mitose com a meiose.
Lembre-se que tanto a mitose como a meiose são divididas em várias etapas. É importante saber que, durante a metáfase I, na meiose I ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos, e na anáfase I eles
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são separados. Durante a anáfase da mitose e a anáfase II na meiose II ocorre a separação das cromátides irmãs. Outro ponto que pode ser destacado é que a meiose permite a recombinação gênica, uma fonte de variabilidade genética. Além disso, pode ainda acontecer durante a meiose o processo de crossing-over, que também está relacionado ao aumento na variação.
MUTAÇÕES
Durante a meiose podem ocorrer erros na separação/disjunção dos cromossomos homólogos (durante a meiose I ou das cromátides-irmãs na meiose II), o que pode formar gametas com um número anormal de cromossomos. Caso a fecundação envolva um desses gametas, irá originar um indivíduo com um número de cromossomos diferente dos 46 usualmente encontrados na nossa espécie. Esse tipo de alteração no número de cromossomos é chamado de aneuploidia. Entretanto, lembre-se que existem outros tipos de mutações. Reveja no esquema abaixo uma síntese disso:
As mutações gênicas ocorrem no nível do gene, já as cromossômicas envolvem alterações maiores. As mutações estruturais causam alterações na estrutura do cromossomos. Já as alterações numéricas envolvem mudanças no número de cromossomos, podendo afetar o genoma todo (euploidias) ou apenas o número de cromossomos em alguns pares (aneuploidias). Sobre as aneuploidias, nas trissomias o indivíduo fica com 47 cromossomos. Exemplos são a Síndrome de Down, que é geralmente causada por uma trissomia no cromossomo 21, e também a Síndrome de Klinefelter, que está relacionada com os cromossomos sexuais, uma vez que o indivíduo fica com dois cromossomos X e um Y (XXY), também podendo ser representada como 47, XXY. Uma monossomia relacionada com os cromossomos sexuais é a Síndrome de Turner, na qual a pessoa fica com 45 cromossomos, possuindo somente um cromossomo X no seu par sexual (45, X0).
CÉLULAS E ENERGIA
Agora, mudando um pouco o foco, vamos dar uma revisada em metabolismo energético! Todos os seres vivos realizam processos metabólicos para conseguir energia e realizar suas funções. Muitos organismos autótrofos conseguem realizar fotossíntese, processo pelo qual são produzidas moléculas orgânicas e oxigênio a partir de gás carbônico e água (veja o esquema abaixo). Em eucariotos, a fotossíntese ocorre no interior dos cloroplastos. Lembre-se que a etapa fotoquímica (clara) ocorre nos tilacoides e a etapa
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química (escura) ocorre no estroma.
Na fase clara ocorre a fotólise da água com liberação de oxigênio e a produção de ATP e NADPH2. Tanto o ATP quanto o NADPH2 serão utilizados durante a fase escura para a produção de carboidrato utilizando o CO2. Logo, apesar da fase escura não depender diretamente da luz, ele precisa dos compostos formados durante a fase clara para acontecer. Para que a dinâmica celular ocorra de forma adequada é necessário que exista energia, que nos seres vivos fica armazenada na molécula de ATP. Para formar o ATP os seres vivos utilizam a energia que foi liberada pela degradação de substâncias orgânicas, como os carboidratos. Perceba que as plantas podem utilizar os carboidratos produzidos por elas para isso, logo são chamadas de autótrofas. Os animais, por outro lado, precisam obter as substâncias orgânicas de outras formas.Para extrair a energia, existem mecanismos que utilizam o oxigênio, a respiração aeróbica, e também processos que não utilizam, como é o caso da fermentação. Veja a equação da respiração aeróbica:
A energia contida na molécula orgânica é quebrada durante a respiração e utilizada para a síntese de ATP. A respiração é um processo mais eficiente do que a fermentação, uma vez que, a partir de uma molécula de glicose, produz uma quantidade maior de ATP. Um exemplo de fermentação é a alcoólica (veja abaixo), realizada por certas bactérias e fungos, como as leveduras. Note que a fermentação alcoólica resulta na produção de álcool etílico, além de gás carbônico, e é um processo frequentemente utilizado na produção de bebidas como a cerveja e também na produção do pão. Outro tipo de fermentação é a lática, que produz ácido lático, mas sem a liberação de CO2. Essa fermentação realizada por bactérias é utilizada na fabricação de iogurtes e queijos.
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