Tipos de divisão celular

As células procarióticas dividem-se por fissão binária, enquanto que as eucarióticas seguem um processo de divisão do núcleo, chamada mitose, seguida pela divisão da membrana e do citoplasma chamado citocinese.
As células diploides podem ainda sofrer meiose para produzir células haploides - os gâmetas ou esporos durante o processo de reprodução. Neste caso, normalmente uma célula dá origem a quatro células-filhas embora, por vezes, nem todas sejam viáveis.

Mitose

As células eucarióticas seguem um processo de divisão chamada mitose, que permite a distribuição dos cromossomos e dos constituintes citoplasmáticos da célula-mãe igualmente entre as duas células-filhas. Tal processo é responsável pela multiplicação dos indivíduos unicelulares e pelo crescimento dos pluricelulares, por realizar o aumento do número de células.
Na mitose a divisão opera-se nas seguintes etapas: prófase, metáfase, anáfase e telófase.

Prófase

É a fase mais longa da mitose; O nucléolo e a carioteca desaparecem gradativamente; A cromatina condensa-se e viram cromossomo; Pares de centríolos dirigem-se aos polos; Formam o aparelho mitótico.

Metáfase

Há formação da placa equatorial, ou seja os cromossomos se dispõe na posição mediana da célula, possibilitando a distribuição equitativa da informação genética. Os cromossomos estão bem individualizados e fortemente condensados. Essa fase é adequada para se fazer contagem de cromossomos e verificação de alterações estruturais grosseiras. As linhas do fuso surgem em forma de linhas centrais (ou contínuas) ou de linhas cromossomais.

Anáfase

• Divisão longitudinal do centrômero.
• Cromossomos-filhos migram para os pólos da célula, orientados pelas fibras dos fusos.

Telófase

• Desaparecimento das fibras do fuso.
• Organização da carioteca e do nucléolo.
• Descondensação dos cromossomos.
• Fim da cariocinese e inicio da citocinese.

Meiose

• As células diploides podem ainda sofrer meiose para produzir células haplóides - os gâmetas ou esporos durante o processo de reprodução.

Neste caso, normalmente uma célula dá origem a quatro células-filhas embora, por vezes, nem todas sejam viáveis.
O processo da meiose apresenta oito fases (em sequência):

Prófase I

Fase de grande duração, devido aos fenômenos que nela ocorrem e que não são observados na mitose. Os cromossomos, já com as duas cromátides individualizadas, tornam-se mais condensados. Ocorre o emparelhamento dos cromossomos homólogos (sinapse ou complexo sinaptonémico), formando um bivalente, díada cromossómica ou tétrada cromatídica (4 cromatídios). Durante a sinapse, podem surgir pontos de cruzamento entre as cromátides dos cromossomos homólogos, os quiasmas (ou quiasmata), ao nível do qual pode ocorrer quebra das cromátides, levando a trocas de segmentos dos bivalentes, o Crossing-over, que contribui para o aumento da variabilidade dos descendentes.
Finalmente, desaparece o nucléolo e a carioteca. Os centríolos migram para os pólos da célula e forma-se o fuso acromático.
A prófase I é dividida em cinco subdivisões: leptóteno, zigoteno, paquiteno (local de ocorrência do crossing-over), diploteno e diacinese.

Metáfase I

Nessa fase ocorre o desaparecimento da membrana nuclear, forma-se um fuso e os cromossomos pareados se alinham no plano equatorial da célula com seus centrômeros orientados para pólos diferentes.

Anáfase I

Na prófase I, subfase zigoteno, ocorrem os emparelhamentos dos cromossomos; na anáfase I ocorre ao contrário, os emparelhamentos são desfeitos.
Ocorre disjunção dos pares homólogos duplicados. Cada cromossomo, com suas cromátides-irmãs, migra para os pólos. Os dois membros de cada bivalente se separam, e os respectivos centrômeros com as cromátides irmãs fixadas são puxados para pólos opostos da célula. Os bivalentes distribuem-se independentemente uns dos outros e, em consequência, os conjuntos paterno e materno originais são separados em combinações aleatórias.

Telófase I

Descondensação do nucléolo e formação de dois núcleos com metade do número de cromossomos.

Prófase II

É mais rápida que a prófase I. Os cromossomos tornam-se mais condensados (caso tenham descondensado na telófase I), desaparece a membrana nuclear e forma-se o fuso acromático.

Metáfase II

Os cromossomos ficam dispostos com os centrômeros no plano "equatorial" e com as cromátides voltadas cada uma para seu pólo, ligadas às fibrilas do fuso.

Anáfase II

Duplicam-se os centrômeros, separando-se as duas cromátides, que passam a formar dois cromossomos independentes e ascendem para os pólos opostos.

Telófase II

Ao atingir os pólos, os cromossomos descondensam-se e forma-se de novo um núcleo em torno de cada conjunto, formando quatro células haploides.

Amitose

Este processo, pouco frequente na natureza, vê-se na divisão do macronúcleo em protozoários do tipo paramécio. Também é conhecido como cissiparidade.

Divisão celular

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Divisão celular é o processo que ocorre nos seres vivos, através do qual uma célula, chamada célula-mãe, se divide em duas (mitose) ou quatro (meiose) células-filhas, com toda a informação genética relativa à espécie.^[1] Este processo faz parte do ciclo celular.
Nos organismos unicelulares como os protozoários e as bactérias este é o processo de reprodução assexuada ou vegetativa.
Nos organismos multicelulares, estes processos podem levar à formação dos esporos ou gametas, que darão origem ao novo indivíduo, ou ao crescimento do indivíduo desde o zigoto até ao indivíduo adulto (por crescimento dos tecidos), ou apenas à substituição de células senescentes por células novas.

Ácido nucleico

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Diagrama muito simplificado de um ácido nucleico duplamente trançado. Os círculos amarelos representam fosfatos, os verdes pentoses e os vermelhos bases nitrogenadas. As linhas sólidas representam ligações covalentes e as pontilhadas ligações de hidrogênio.

Os ácidos nucleicos são moléculas gigantes (macromoléculas), formadas por unidades monoméricas menores conhecidas como nucleotídeos. Cada nucleotídeo, por sua vez, é formado por três partes:

• um açúcar do grupo das pentoses (monossacarídeos com cinco átomos de carbono);
• um radical “fosfato”, derivado da molécula do ácido ortofosfórico (H3PO4).
• uma base orgânica nitrogenada.

Ocorrem em todas as células vivas e são responsáveis pelo armazenamento e transmissão da informação genética e por sua tradução que é expressa pela síntese precisa das proteínas.
Os ácidos nucleicos são as biomoléculas mais importantes do controle celular, pois contêm a informação genética.
Existem dois tipos de ácidos nucleicos: ácido desoxirribonucleico - DNA e ácido ribonucleico - RNA.
Utilizando técnicas apropriadas, foi possível isolar os ácidos nucleicos e identificar os seus constituintes.
Nos ácidos nucleicos podem identificar-se três constituintes fundamentais:

• Ácido fosfórico - confere aos ácidos nucleicos as suas características ácidas. Faz as ligações entre nucleotídeos de uma mesma cadeia. Está presente no DNA e no RNA.
• Pentoses - como o próprio nome descreve, é um açúcar formado por cinco carbonos. Ocorrem dois tipos: a desoxirribose e a ribose.
• Base nitrogenada - há cinco bases azotadas diferentes, divididas em dois grupos:^[1]
  • Bases de anel duplo (puricas)- adenina (A) e guanina (G);
  • Bases de anel simples (pirimidicas)- timina (T), citosina (C) e uracila (U).

Organelas Citoplasmáticas

Organelas Citoplasmáticas As Organelas Citoplasmáticas são estruturas que ficam no citoplasma das células animais e vegetais, e que desempenham importantes funções, como veremos abaixo: 1 – Lisossomos – São pequenas vesículas com enzimas digestivas que atuam para digerir substâncias que penetram na célula por fagocitose ou pinocitose. Também são responsáveis por digerir estruturas celulares desgastadas. 2 - Complexo de Golgi – É um conjunto de membranas em forma de sacos. É responsável por armazenar as substâncias produzidas no interior da célula. 3 - Retículo endoplasmático – É um sistema de membranas em formato de tubos e sacos, que atuam na síntese de esteróides e na desabilitação de hormônios e substâncias nocivas à saúde. 4 – Ribossomos – São estruturas encontradas de forma livre no hialoplasma ou no retículo endoplasmático. Eles atuam em sínteses proteicas no interior da célula. 5 – Mitocôndrias – São estruturas membranosas, responsáveis pela respiração celular. 6 – Cloroplastos – São estruturas membranosas, responsáveis pela fotossíntese. Estão presentes apenas nas células de plantas e algas. Não se encontram em células animais. 7 – Centríolos – São cilindros tubulares relacionados com a divisão celular. 8 – Peroxissomos - São bolsas membranosas que contêm alguns tipos de enzimas digestivas, semelhantes aos lisossomos. São responsáveis por eliminar gorduras e aminoácidos e atuam no processo de desintoxicação das células. Leia também! Assuntos relevantes

Estrutura celular

As células são componentes fundamentais de todos os organismos vivos do planeta Terra. Cada célula dá estrutura e funcionamento ao ser vivo do qual a célula faz parte, ou seja, a célula é a unidade morfofisiológica dos seres vivos. Os menores organismos são unicelulares e microscópicos, enquanto que os organismos maiores são pluricelulares. Os seres unicelulares, evidentemente, não formam tecidos, mas podem constituir colônias. Os organismos unicelulares ocorrem em grande quantidade em todos os ambientes. Grande parte da biomassa dos solos é composta de bactérias. Os seres multicelulares podem ser compreendidos como uma complexa "edificação" onde células semelhantes se agrupam formando tecidos, e estes, os órgãos. Os seres pluricelulares apresentam muitos tipos de células, que diferem em tamanho, forma e função. Assim, nos animais, temos os tecidos nervoso, muscular , adiposo, etc. Nos vegetais há os tecidos: meristema, parênquima, colênquima, etc. Nos fungos, a célula é denominada hifa. O agrupamento de hifas é chamado micélio, mas este não é considerado um tecido verdadeiro como o das plantas e animais. Os seres do reino Protista são eucariontes e compreendem as algas unicelulares e os protozoários. Estrutura geral das células Todas as células apresentam uma mesma estrutura formada de membrana plasmática, citoplasma e núcleo (ou nucleóide). A seguir pormenorizamos um pouco os componentes básicos celulares: A membrana plasmática A membrana plasmática (também denominada membrana citoplasmática ou plasmalema) é um delgadíssimo envoltório que delimita a célula e lhe dá individualidade. Quimicamente, a membrana plasmática é composta de lipídios (notadamente fosfolipídios) e proteínas atraídos uns aos outros por interações hidrofóbicas não covalentes. Como resultado, a membrana é uma estrutura flexível, embora resistente, que permite à célula mudanças de forma e tamanho. A membrana consegue controlar a passagem das substâncias polares para dentro e para fora da célula. As proteínas de membrana, além de constituírem a estrutura da membrana, atuam como transportadores de solutos específicos, recebem sinais externos, dão identidade antigênica à célula e atuam como enzimas. O citoplasma Denomina-se citoplasma todo o conteúdo celular compreendido pela membrana plasmática. O citoplasma é composto de um colóide aquoso chamado citossol. No citoplasma das células eucariontes (que compõem o organismo dos animais, plantas fungos e protistas) estão mergulhadas estruturas membranosas, as organelas. As células procariontes (que são as células das bactérias) são de estrutura mais simples e não apresentam organelas. O citossol também é denominado hialoplasma, e as organelas também são conhecidas por orgânulos ou organóides. Encontram-se, dissolvidas no citossol, enzimas, moléculas de ARN-mensageiro, açúcares pequenos, íons, aminoácidos, nucleotídeos, e estruturas onde ocorre a síntese de proteínas, os ribossomos. O núcleo (nos eucariontes) ou nucleóide (nos procariontes): a região onde se localiza o material genético. Com poucas exceções (como as hemácias de mamífero) todas as células vivas possuem um núcleo ou um nucleóide, onde o genoma (conjunto total de genes de um organismo) é armazenado. As moléculas de ADN (ácido desoxirribonucléico) são muito longas e ficam compactadas ("empacotadas") dentro do núcleo ou nucleóide como complexos de ADN associado a proteínas específicas. O nucleóide das bactérias não é envolvido por uma membrana, estando, assim, em contato direto com o citoplasma. Já nos organismos de células mais complexas o material genético (ADN) é envolvido por uma dupla membrana lipoprotéica, a carioteca ou envelope nuclear. O núcleo dos eucariontes é uma organela, pois é composto de estrutura membranosa. Histórico O início do estudo da Biologia das células deu-se no século XVII, com as investigações do inglês Robert Hooke (1635-1703) e do holandês Antony van Leeuwenhoek (1632-1723). Em 1665, Hooke publica o livro Micrographia, no qual descreve e ilustra a estrutura celular da cortiça, um tecido vegetal de revestimento. Em 1675, Leeuwenhoek aperfeiçoa o microscópio e descobre uma grande variedade de formas de vida unicelulares, incluindo as bactérias (em 1683). No ano de 1824, Dutrochet conclui que todos os tecidos, animais e vegetais, são compostos por pequenas unidades, as células. Em 1830, Meyen faz a suposição de que cada célula vegetal é uma unidade isolada e independente e capaz de construir suas estruturas internas. No ano seguinte, 1831, Robert Brown identifica o núcleo celular. Em 1832, Dumortier observa a divisão celular em algas. Von Mohl, no ano de 1839, descreve em detalhes o fenômeno da mitose. No período de 1838-1839, Schleiden e Schwann defendem a doutrina celular, afirmando que todos os organismos são constituídos de células e que o metabolismo e o desenvolvimento dos tecidos são o resultado da atividade celular. Em 1858, Virchow corretamente explica que toda célula é originada de outra célula preexistente, e que as células, como unidades da vida, são também o local primário das causas das doenças. Durante os anos de 1880 a 1898, observaram-se as organelas: plastos, mitocôndrias e aparelho de Golgi. Em 1907, Harrison consegue desenvolver um meio para o crescimento de células animais em laboratório, assim futuros estudos de metabolismo celular podem ser conduzidos sob condições experimentais controladas. No século XX, entre os anos de 1930 a 1946 foi desenvolvido o microscópio eletrônico que possibilita o estudo da ultraestrutura celular. Paralelamente, o surgimento de técnicas de Bioquímica e Biologia Celular como o fracionamento celular, a histoquímica deram um avanço extraordinário ao conhecimento sobre as células e os organismos. A partir da década de 60, desvendou-se o papel codificador e regulador dos ácidos nucléicos sobre o metabolismo e o crescimento da célula por meio da síntese de proteínas. Células procariontes As células dos organismos procariontes se caracterizam por não possuírem organelas. Os seres procariontes compreendem as bactérias, que se dividem em arqueobactérias e as eubactérias. As arqueobactérias habitam ambientes de condições extremas como águas muito salinas, águas quentes e ácidas, regiões profundas dos oceanos e pântanos. Há diferenças de estrutura genética e de composição lipídica entre as eubactérias e as arqueobactérias. As eubactérias são as mais estudadas e conhecidas, pois têm grande importância ecológica, industrial e médica. Nas eubactérias incluem-se as cianobactérias (estas últimas também conhecidas pela antiga denominação "algas cianofíceas" ou "algas azuis"). As células procariontes são geralmente bem pequenas, tendo 0,5 a 10 micrômetros de diâmetro. Apresentam, na região conhecida como nucleóide, uma molécula circular de ADN não combinada com proteínas básicas (histonas). Em grande parte das bactérias existem moléculas pequenas de ADN circular, são os plasmídios. Estes são independentes do ADN do nucleóide e conferem resistência a toxinas e antibióticos. Ocorre parede celular, que tem composição química diferente da parede celular das plantas. Nos procariontes, a parede celular contém peptidoglicanos (polímeros de glicídio unidos por ligações cruzadas de aminoácidos. Da sua superfície externa a bactéria pode projetar estruturas curtas, semelhantes a cabelos, denominadas pilos, que servem para a adesão a outras células. A síntese de proteínas tem lugar em pequenos ribossomos livres no hialoplasma. Os procariontes não possuem citoesqueleto, um complexo de proteínas fibrilares que dá forma e movimento nos eucariontes. Algumas bactérias têm flagelos de estrutura simples, de cerca de 20 nanômetros de diâmetro. Os flagelos servem para dar propulsão à célula no seu meio ambiente. A composição destes flagelos é a proteína flagelina, diferentemente dos eucariontes, onde os flagelos são feitos de microtúbulos, estes constituídos da proteína tubulina. Alguns procariontes são autotróficos e podem fixar o nitrogênio atmosférico em aminoácidos usados em síntese de proteínas. As cianobactérias têm um extenso sistema de membranas fotossintéticas mergulhadas em seu citossol, nestas membranas existem pigmentos como a clorofila. Células Eucariontes As organelas citoplasmáticas A organização interna das células eucariontes é complexa. O citoplasma acha-se dividido em compartimentos, delimitados por membrana, as organelas. Geralmente, os livros-texto de Biologia fornecem esquemas didáticos de células eucariontes

DNA e RNA

DNA e RNA DNA Desde o início do século XX, com o advento da genética como ciência, incumbiu-se aos cientistas o trabalho de decifrar a composição dos genes. Essa incógnita derivou-se da necessidade de desvendar a molécula capaz de ser tão precisa nas informações e, ao mesmo tempo, possuir uma capacidade ilimitada de replicações sem erros, além é claro, de direcionar o desenvolvimento do organismo. Descoberta do DNA As respostas começaram aparecer na década de 1940, com estudos em fungos, onde se observou que as informações genéticas consistem, em suma, de instruções para a construção de uma proteína. Além disso, na mesma época ocorreu a identificação do ácido desoxirribonucléico (DNA, em inglês, ou ADN, em português) como provável molécula armazenadoras das informações genéticas. Watson e Crick James Watson e Francis Crick (direita), criadores do modelo dupla hélice, com Maclyn McCarty (esquerda).Ainda nos meados do ano de 1940, uma série de experimentos concluiu que o DNA era a constituição básica do material genético. E, finalmente, no ano de 1953, os cientistas James Watson e Francis Crick desvendaram a estrutura do DNA, abrindo caminho para o entendimento da replicação, transcrição e hereditariedade. O que é o DNA? O DNA é uma molécula simples, porém grande, feita a partir de quatro unidades estruturais básicas semelhantes, denominados nucleotídeos. Ao se analisar a molécula de DNA, através de um experimento envolvendo difração de raios X, apontou que este é formando a partir de duas fitas enroladas em forma de hélice. Sendo assim, a informação genética está codificada na sequência de nucleotídeos que compões os dois filamentos, complementares, de DNA. Além disso, devido às regras de complementaridade de bases, a seqüência de um dos filamentos determina a seqüência de seu complementar, isto é, do outro filamento. Modelo de dupla hélice do DNA A estrutura do DNA lembra uma escada em espiral. Os degraus são bases nitrogenadas unidas por pontes de hidrogênio e o corrimão é formado pelo complexo de açúcar-fosfato.Os nucleotídeos do DNA são formados a partir de um açúcar, a desoxirribose, ligada a um único grupo fosfato e a uma base, podendo ser esta: adenina (A), citosina (C), guanina (G) ou timina (T). Os nucleotídeos são covalentemente ligados por em uma cadeia por meio de fostatos e açucares. Com base nessa estrutura, podemos imaginar que o DNA é semelhante a uma escada-caracol, onde os degraus seriam as bases nitrogenadas e o corrimão seria formado pelo complexo de açúcar-fosfato de cada uma dessas bases. As duas cadeias contorcidas, que unidas formam a dupla hélice, são mantidas através de interações químicas do tipo ligação de hidrogênio. Um fato importante a notar é que dependendo da qualidade química da base nitrogenada ela pertencerá a certa classificação: a adenina e a guanina são compostos orgânicos heterocíclicos pertencentes à família das purinas, já a citosina e a timina, com composição semelhante ao benzeno, são da família das piramidinas. Isso implica que uma piramidina sempre formará ligação com uma purina para formar a dupla-hélice, ou seja, adenina sempre se combinará com a timina e a guanina, com a citosina. Esse pareamento especial faz com que os pares de bases nitrogenados, bem como a cadeia da molécula de DNA, tenham um arranjo energético favorável. Esse aspecto é conhecido como complementariedade do DNA. Outro aspecto interessante do DNA é que a formação de cada uma das cadeias que o compõe segue um arranjo químico onde os carbonos 3 e 5 do açúcar que compõe os nucleotídeos seja o local de ligação com o nucleotídeo anterior ou posterior, sendo assim, temos uma sequência 3’ -> 5’ das ligações químicas. Isso implica que uma das cadeias de DNA terá uma polaridade 3’-> 5’ e a outra 5’ -> 3’, esse aspecto é caracterizado como cadeias antiparalelas. Pensamento lógico: Relação de Chargaff Devido aos quatro pareamentos possíveis em uma molécula de DNA (A – T, T – A, C – G, G – C), Chargaff concluiu que a soma de uma purina com uma piramidina, não complementar, deveria ser igual à soma da outra purina com piramidina, também não complementar, isto é: (A + G) = (T + C) De uma forma geral chega-se a conclusão que o DNA é formado por nucleotídeos, sendo este estruturado com uma base nitrogenada, um açúcar e um fosfato. Além disso, possui a característica de ser uma dupla-hélice, com cadeias antiparalelas e onde sua conformação segue um padrão de complementariedade. RNA Como dito anteriormente, o DNA contém as informações necessárias para o processamento de uma nova proteína. Entretanto, esse processamento requer algumas moléculas intermediárias, sendo uma delas o RNA (ácido ribonucléico). O que é o RNA? A molécula de RNA nada mais que uma complementariedade de uma região do DNA. Sua molécula é composta de uma única cadeia composta como nucleotídeos. Porém, diferentemente do DNA, as bases nitrogenadas do RNA são adenina (A), guanina (G), citosina (C) e uracila (U). Observe atentamente que não há a presença de timina (T) no RNA. Outra característica marcante da molécula de RNA é que o açúcar que compõe seu nucleotídeo é uma ribose, isto é, o grupamento açúcar contem uma ligação –OH a mais. Tipos de RNA Dentro do contexto RNA, esta molécula pode ter duas classes: 1.RNAm (menssageiro): serve como intermediário que transcreve as informações do DNA para a proteína; 2.RNAf (funcional): onde a molécula de RNA é o produto final que pode atender a vários papéis dentro dos processos celulares. Dentro dessa classe, tem-se os subtipos: ◦RNAt (transportador): moléculas capazes de levar aminoácidos corretos para o RNAm durante o processo de tradução; ◦RNAr (ribossômico): moléculas envolvidas no processo de tradução do RNAm, isto é, que guiam a interpretação do RNAm para a alocação de aminoácidos específicos para formar uma proteína.