Mecanismos de evolução

Fixismo e evolucionismo

O estudoda eorme diversidade de espécies de seres vivos existentes na Terra, e também das enormes espécies preservdas no registo fóssil, conduziu ao seu desenvolvimento de duas correntes de pensamento capazes de explicar a diversidade da vida actual e passada:o Fixismo e o Evolucionismo.

O fixismo considera que as diferentes espécies de seres vivos são permanentes, perfeitas e imutáveis e que foram originadas independentemente umas das outras.

O evolucionismo defende que os seres vivos que existem, actualmente, na Terra são o resultado da modificação de seres vivos que existiram no passado. As espécies de seres vivos relacionam-e umas com as outras e alteram-se ao longo do tempo.

Teorias fixistas

O criacionismo é uma explicação fixista para a origem das espécies, baseada, essencialmente, nas escrituras, e que defende que os seres vivos foram criados por Deus, na sua forma definitiva, e não mais se modificaram.

A teoria da geração espontânea explica que os seres vivos se originaram a partir da matéria inerte, em certas condições especiais, por acção de um princípio activo.

Teorias evolucionistas

Lamarckismo

Lamarck foi o primeiro a desenvolver uma teoria de evolução coerente. Na sua teoria, Lamarck salientou a influência da adaptação ao ambiente sobre a evolução. A teoria da evolução de Lamarck ficou conhecida por Lamarckismo. Lamarck baseou-se em duas ideias:

-Lei do uso e do desuso: As partes do corpo extensivamente usadas por um organismo desenvolvem-se e as que não são usadas atrofiam;

-Lei da herança das características adquiridas: As características que um organismo adquire ao longo da vida são transmitidas à sua descendência.

Existiram algumas críticas apontadas ao Lamarckismo:

-O lamarckismo atribui intencionalmente aos seres vivos, que desenvolvem um "esforço" de adaptação ao ambiente:

-A lei do uso e do desuso não é verdadeira em todas as situações e os orgãos desenvolvidos pelo uso sofgrem regressão, quando deixam de ser usados.

-As caracteristicas adquiridas, ao longo da vida, por um indivíduo afectam apenas a sua parte somática, e não o material genético, pelo que não são transmitidas à descendência.


Darwinismo

Darwin desenvolveu uma teoria evolucionista baseada no efeito da selecção natural sobre as caracteristicas dos seres vivos, que permitem a sua adaptação ao ambiente.

Darwin baseou-se nos principios de Charles Lyell que eram os seguintes:

-As leis naturais são constantes no espaço e no tempo;

-Deve explicar-se o passado a partir dos dados do presente;
-Na longa história da Terra ocorreram mudanças geológicas lentas e graduais.

Os dois aspectos principais da teoria de Darwin são os seguintes:
-As diversas formas de vida surgiram a partir de espécies ancestrais por modificações na descendência;
-O mecanismo de modificação é a selecção natural, actuando ao longo de grandes períodos de tempo.

A teoria de Darwin pode ser resumida assim:
-Os organismos de uma determinada população apresentam variabilidade;
-As populações originam mais descendentes do que aqueles que os recursos existentes no ambiente podem suportar. Consequentemente, na "luta pela sobrevivência", garnde parte dos indivíduos é eliminada em cada geração;
-Os organismos da população portadores de caracteristicas que lhes permitam uma maior adaptação ao ambiente têm mais vantagens na "luta pela sobrevivência" e, por isso, deixam mais descendentes;
-O aumento do número de indivíduos portadores de caracteristicas favoráveis conduz à modificação da população, ao longo do tempo.


A selecção natural é o sucesso reprodutivo diferencial, resultante da interacção dos organismos com o seu meio ambiente. Em cada geração, factores ambientais "filtram" as variações hereditárias, favorecendo umas em vez de outras. Indivíduos com caracteristicas favoráveis têm maior descendência do que individuos sem estas caracteristicas, o que faz com que essas caracteristicas passem a ter maior representatividade na geração seguinte. O aumento da frequência das caracteristicas favoráveis na população conduz à evolução.

Darwin baseou-se em exemplos de selecção artificial para ilustrar o poder da selecção natural como motor da evolução. Através da selecção artificial, o ser humano modificou, em curtos períodos de tempo, espécies de animais domésticos ou de plantas com interesse alimentar ou ornamental, pelo cruzamento de indivíduos com caracteristicas desejáveis, de modo a aumentar a frequência dessas caracteristicas na descendência.

Argumentos a favor do Evolucionismo

Diferentes áreas contribuiram para a fundamentação e consolidação do conceito de evolução. A evidência de que a diversidade da Vida é um produto da evolução é tansversal a todos os campos da Biologia e, à medida que o conhecimento biológico aumenta a teoria evolucionista de Darwin continua a ser validada.

Nesta tabela resume o contributo de diversas áreas que apoiam o Evolucionismo.

Evolução Biológica

Unicelularidade e multicelularidade
Actualmente, seres unicelulares e pluricelulares, simples e complexos, povoam os ecossistemas em plena harmonia entre si e com as condições ambientais.

As primeiras células encontradas assemelham-se aos actuais procariontes.

As células procarióticas são estruturalmente simples, mas possuem uma grande diversidade metabólica, embora não tenham quaisquer organelos, como os cloroplastos e mitocôndrias. Podem ser fotoautotróficas, encontrando-se os pigmentos fotossintéticos nas membranas celulares.Os dados fornecidos constituem os dois principais argumentos que sustentam a hipotese dos seres procariontes terem estado na origem da grande diversidade de vida na Terra.

As células eucarióticas apresentam uma constituição bem mais complexa do que as células procarióticas, nomeadamente no que respeita ao material genético e à grande abundância de estruturas membranares.

Existem três hipótes para explicar a origem dos eucariontes. Estes modelos tentam procurar a explicação dos seres eucariontes a partir dos procariontes que já povoavam a Terra.

-Modelo autogenético: os organelos das células eucarióticas terão resultado da invaginação da membrana plasmática dos seres procariontes. Este modelo explica o aparecimento da membrana nclear e do reticulo endoplasmático;

-Modelo endossimbiótico: a célula eucariótica surgiu por associações entre uma célula procariótica de grandes dimensões e outras células procarióticas de pequenas dimensões que resitiram à digestão da célula procariótica de grandes dimensões e se especializarem nos diferentes organelos membranares. Este modelo explica o aparecimento das mitocôndrias e dos cloroplastos;

-Modelo 3: Combater os pontos fracos de um dos modelos com os pontos fortes do outro e admitir na evolução dos procariontes para os eucariontes.

Vantagens da associação da célula hospedeira, anaeróbia e heterotrófica, com os mitocôndrias e cloroplastos, foram respectivamente:

- Uma maior capacidade de metabolismo aeróbio, nm meio ambiente com a concentração de oxigénio livre a aumentar;

-Uma maior facilidade em obter nutrientes, produzidos pelo endossimbionte autotrófico.

Argumentos válidos que fundamentam a hipótese endossimbiótica são:

-Mitocôndrias e cloroplastos assemelham-se a bactérias;

-Cloroplastos e mitocôndrias têm o seu próprio genomas e produzem as suas próprias menbranas internas.

-Os ribossomas dos cloroplastos e mitocôndrias são muito semelhantes aos dos procariontes do que aos dos eucariontes.

-É possível encontrar associações simbióticas entre bactérias e alguns eucariontes.

Origem da multicelularidade:

Quando uma célula aumenta de tamanho, verifica-se que a razão entre a superfície e o volume diminui, isto é, aumenta a um ritmo maior do que a área da superfície. Cada unidade de área de menbrana plasmática tem de realizar trocas com o exterior para um volume muito maior de citoplasma. Quando há um aumento de volume, aumenta também o metabolismo, mas a célula não pode contar com um aumento equivalente na eficácea das trocas com o meio externo, uma vez que a superfície não aumenta na mesma proporção. Quanto maior for a célula, menor é superfície da menbrana por unidade de volume de citoplasma capaz de realizar trocas com o meio externo.

O primeiro passo na evolução para os organismo multicelulares terá sido a associação de organismos unicelulares em colónias.

Nalguns tipos de associação colonial relativamente simples, as células, após a divisão, mantêm-se unidas por uma matriz e são morfolófica e fisiologicamente equivalentes, podendo , cada uma dlas, dar origem a uma nova colónia. Em associações coloniais mais complexas, e envolvendo um maior número de células, verifica-se comunicação de células, coordenação das actividades celulares, especialização de células e divisão de tarefas.

A especialização e a cooperação permitem que as células se combinem, formando um organismo com mais capacidades do que cada uma das suas partes constituintes,

Ciclo de vida: unidade e diversidade

Todos os organismos com reprodução sexuada têm ciclos de vida. O ciclo de vida de um organismo é o conjunto de transformações que experimenta desde o seu nascimento até à produção da sua própria descendência.

Nos ciclos de vida de diferentes organismos, alternam os processos de meiose e fecundação. O número de cromossomas da espécie é reduzido para metade pela meiose e é restabelecido pela fecundação. Verifica-se uma alteração de fases nucleares, com uma fase haplóide (n) e uma fase diplóide (2n). Existem três tipos de ciclos de vida:

A-Ciclo de vida haplonte;

B-Ciclo de vida diplonte;

C-Ciclo de vida haplodiplonte.

Ciclo de vida haplonte:

Os gâmetas haplóides fundem-se e originam o zigoto, o qual sofre meiose e dá origem a células que, por divisões mitóticas sucessivas, formam um organismo adulto multicelular haplóide que produz gâmetas por mitose. A única estrutura diplóide é o zigoto e a meiose é pós-zigótica.

Ciclo de vida diplonte:

Os gâmetas são as únicas células haplóides. A meiose ocorre antes da formação dos gâmetas, os quais não sofrem mais alterações até à fecundação. A meiose é, por isso, pré-gamética. O zigoto é diplóide e origina, por mitose, todas as células somáticas do organismo.

Ciclo de vida haplodiplonte:

Verifica-se uma alternância de gerações, marcada por estádios multicelulares haplóides e diplóides. A geração diplóide chama-se esporófito e produz esporos haplóides por meiose. A meiose é, por isso, pré-espórica. Os esporos germinam, dividem-se por mitose e originam uma geração haplóide, o gametófito. O gametófito produz gâmetas por mitose. Da união dos gâmetas resulta um zigoto diplóide, que sofre mitoses e se desenvolve no esporófito.

Diversidade de estratégias na reprodução sexuada

Reprodução sexuada nos animais

Nos animais, as estrutura onde se produzem gâmetas designa-se por gónadas, havendo testículos, onde se formam espermatozóides, e os ovários, onde são produzidos óvulos. Há animais em que os testículos e os ovários se encontram no mesmo indivíduo, sendo designados por animais hermafroditas. Em muitos casos, porém, os sexos estão separados e os animais dizem-se unissexuados.

No caso dos organismos que vivem isolados, como a ténia, verifica-se autofecundação, isto é, a fecundação efectua-se entre gâmetas produzidos pelo mesmo indivíduo, tratando-se de um caso de hermafroditismo suficiente, sendo da maior importância para a continuidade da espécie.

Quando a fecundação ocorre entre espermatozóides e óvulos produzidos em indivíduos diferentes, como acontece com a minhoca e o caracol, entre outros. São casos de hermafroditismo insuficiente.

Nos animais em que ocorre unissexualismo, a união de espermatozóides com óvulos efectua-se de diversos modos, dependendo do meio onde vivem. Existem dois tipos de fecundação: fecundação externa e fecundação interna.

-Fecundação externa-efectua-se em meio líquido e sucede na maioria das espécies aquáticas, como peixes, ou em seres vivos que procuram a água para a reprodução, como a rã. Os machos e as fêmeas lançam os gâmetas para o meio aquático, onde os óvulos são fecundados pelos espermatozóides.

-Fecundação interna-efectua-se no interior do organismo da fêmea. O macho deposita os espermatozóides no interior do sistema reprodutor da fêmea, onde ocorre a fecundação. Este tipo de fecundação é fundamental nos seres terrestres, uma vez que os gâmetas não suportam a dessecação que se verifica em meio terrestre.

A aproximação dos parceiros sexuais na época da reprodução favorece a fecundação.

Na maioria das espécies, é o macho que, pelo seu comportamento, procura atrair a fêmea, realizando um complexo ritual, que constitui a parada nupcial.

Reprodução sexuada nas plantas

Nas plantas, as estruturas onde são formados os gâmetas desigam-se por gametângios, havendo gametângios masculinos que produzem gâmetas masculinos e gametângios femininos que produzem gâmetas femininos.

Existe uma grande variedade de flores que se distinguem pela sua posição na planta, pelas dimensões, pela forma e pela coloração das pétalas.

Os orgãos reprodutores masculinos são os estames e os orgãos reprodutores femininos são os carpelos.

Os grãos de pólen produzidos nas anteras e os óvulos existentes no interior dos ovários são os intervenientes na reprodução das plantas com flor. Para que ocorra a reprodução é necessário que se verifique a polinização, isto é, que haja tansporte de grãos de pólen para os orgãos femininos da mesma flor, polonização directa, ou para os carpelos de flores pertencentes a outras plantas da mesma espécie, polonização cruzada. Diversos agentes, como aves, insectos ou o vento, proporcionam a polinização.

Desenvolvimento de um fruto:

O tubo polínico, graças às substâncias nutritivas do estigma, cresce, ao longo do estilete, penetrando no ovário. Aí, o tubo polínico penetra num óvulo e os gâmetas masculinos formados no tubo polínico e os gâmetas femininos contidos nos óvulos entram em contacto e congungam-se. Após a fecundação forma-se o ovo, que se desenvolve dando origem a um embrião.

Os óvulos, após a fecundação, originam as sementes. As parede do ovário desenvolvem-se, muitas vezes, em conjunto com outras peças florais, formando o pericarpo, que envolve as semntes. O conjunto do pericarpo e da semente ou das sementes constitui o fruto. Quando maduro, o pericarpo pode conter substâncias nutritivas e designa-se por fruto carnudo, ou acaba por desidratar, formando um fruto seco. As estruturas que envolvem as semntes podem facilotar a sua disoersão por áreas por vezes distantes das plantas originadas.

Variabilidade genética

Na reprodução sexuada, a meiose e a fecundação asseguram a manutenção do número de cromossomas, de uma epécie de geração em geração. Esses dois processos contribuem para a variabilidade genética entre dois indivíduos da mesma espécie, pois cada ovo e, portanto, cada indivíduo adulto que surge após o respectivo desenvolvimento embrionário apresenta uma mistura de genes paternos e maternos. Desse modo, os descendentes são semelhantes, mas não iguais.

As quatro células haplóides resultantes de uma meiose, apesar de apresentaren o mesmo número de cromossomas, não possuem entre si a mesma informação genética. Durante a anáfase I, os diferentes pares de cromossomas homólogos separam-se independentemente uns dos outros, de modo que diversas combinações de cromossomas de origem materna e paterna podem ocorrer. A separação dos cromossomas ao acaso dirigida para cada pólo da célula contribui para a varição genética das células resultantes da meiose.

A fómula que permite determinar o número possível de combinações é: 2 elevado a n. Aplicando esta fórmula, o número de tipos de gâmetas no Homem é 8, 4 milhões.

O número de combinações genéticas é ainda mais elevado devido ao fenómeno de crossing over que ocorre na prófase I.

A troca de segmentos entre cromatídeos não irmãos de cromossomas homólogos permite novas combinações de genes paternos e maternos no mesmo cromossoma. Consequentemente, a descendência pode receber, no mesmo cromossoma, associações de genes que nunca tinham ocorrido.

O número de possibilidades diferentes de combinações genéticas possíveis no ovo humano, quando ocorre uma fecundação, não considerando os fenómenos de crossing over é 64.000000000000.

Então conclui-se que a variabilidade genética deve-se à meiose e á fecundação:

- à meiose porque a separação dos cromossomas homólogos se efectua ao acaso e também devido ao fenómeno de crossing over;

-à fecundação porque ocorre da união ao acaso de gâmetas com informação genética diferente.

Mitose e meiose-aspectos comparativos

Nos processos de reprodução, a divisão celular é fundamental. A mitose permite a formação de

células geneticamente idênticas à célula parental; a meiose ocorre na reprodução sexuada, permintindo a formação de células haplóides. Em ambasas divisões nucleares, mitose e meiose, o DNA replica uma só vez na interfase, que antecede o início do processo.

Fica aqui um quadro das comparações entre a mitose e a meiose:





















Para descontrair, fica aqui um video engraçado sobre as fases da mitose:

Notícias

Técnica une DNA de duas mulheres para evitar doenças congênitas

No mês em que a reprodução assistida completa 30 anos, uma técnica polêmica é divulgada pela comunidade científica. Pesquisadores da Universidade de Newcastle, na Grã-Bretanha, desenvolveram uma técnica que mistura o DNA de duas mulheres para evitar doenças congênitas no bebê. A experiência, realizada com animais, chama-se transferência nuclear. Antes de explicar o procedimento, é preciso explicar por que ele é feito. Existem algumas doenças genéticas que podem ser herdadas no universo relacionado ao DNA mitocondrial, aquele que fica fora do núcleo da célula. Essas doenças, como a Síndrome de Leigh, que causa paralisia em algumas ações do organismo, como a deglutição, são uma herança materna, por isso a experiência em fêmeas. Nessa técnica, retira-se o núcleo da célula da mulher que quer engravidar e transfere-o para o óvulo de uma outra mulher. Em uma tradução simplista, é uma mudança de casa. Depois, faz-se a inseminação artificial e acrescenta-se o DNA do marido.
Na prática, são três heranças genéticas para essa criança: da mãe, da doadora e do pai. “Cerca de 90% das nossas características estão no núcleo da célula. As outras, localizadas no DNA mitocondrial (no caso, da doadora), são responsáveis pelo funcionamento das células, como metabolismo e respiração celular”, diz Pericles Hassun Filho, especialista em Diagnóstico Genético Pré-implantacional, diretor-presidente da Genesis Genetic do Brasil e colaborador da Huntington medicina reprodutiva. Além de levantar implicações éticas, por se tratar de um indivíduo com herança genética de três pessoas, a técnica não rendeu resultados tão promissores. “Não passa de 5% a eficiência desse método. Foi relatada uma série de anomalias congênitas, a taxa de desenvolvimento é baixa. É praticamente inviável”, afirma.

Japoneses conseguem clonar camundongo congelado há 16 anos

Se uma clonagem qualquer já tem um pouco cara de ficção científica, o que dizer do último feito de cientistas japoneses? Eles conseguiram clonar camundongos que estavam congelados havia 16 anos. O sucesso já anima os pesquisadores, que começam a ver mais chances de "ressuscitar" espécies extintas. O sucesso é especialmente notável se levarmos em conta as condições dos camundongos. Nenhuma substância protetora foi usada no processo de congelamento, de forma que as células dos bichos foram bem esbodegadas. Eles passaram 16 anos assim, a -20 graus Celsius, até serem resgatados para a pesquisa. Os japoneses, liderados por Teruhiko Wakayama, do Centro de Biologia de Desenvolvimento da Riken, em Kobe, procuraram núcleos celulares que parecessem menos estragados para tentar a clonagem, com duas linhagens de camundongos. Acabaram descobrindo, no processo, que as células cerebrais são as mais aptas para esforços do tipo. Aí foi usar técnicas tradicionais de clonagem: pegar um óvulo de camundongo, extrair o núcleo, introduzir o núcleo do bicho congelado e dar um choquinho, para fazer com que a célula recém-transformada em zigoto começasse a se multiplicar.

O resultado, com uma das linhagens, foi estupendo. Além de conseguir derivar células-tronco embrionárias, os cientistas conseguiram implantar alguns embriões clonados em fêmeas vivas, que serviram como barriga de aluguel. Após 19 dias, uma cesariana e uma ninhada de clones. Desse modo, eles conseguiram obter oito animais com material genético idêntico ao de um dos camundongos congelados. Da outra linhagem, só foi possível extrair células-tronco embrionárias, mas nenhuma gravidez chegou a termo. Especula-se que a razão seja não pelo congelamento dos bichos, mas pelas características da própria linhagem congelada, que havia sido fruto de cruzamento consangüíneo. (Os cientistas destacam que nenhum bicho nessas condições foi clonado até hoje, mesmo sem passar por congelamento.)

Sexo tem vantagens evolutivas

"A maioria dos seres vivos precisa de um parceiro para se reproduzir, mas os benefícios da reprodução sexual ainda intrigam os cientistasPara que serve o sexo? “É uma forma de “limpar” o genoma”, explica o biólogo português Ricardo Azevedo, da Universidade de Houston (EUA), resumindo as conclusões de um estudo sobre reprodução sexual que hoje publica na revista Nature. A investigação comprova a existência de vantagens do sexo como forma de reprodução e revela que este conduz a uma maior robustez genética, ao mesmo tempo que favorece a sobrevivência e reprodução dos mais aptos. A razão pela qual o sexo surgiu e se tem mantido como sistema de reprodução da maioria dos seres vivos intriga muitos biólogos. A questão, explica Ricardo Azevedo, é que o sexo reprodutivo tem aparentemente muitas desvantagens face à reprodução assexuada: “A taxa de reprodução per capita de uma população assexuada composta inteiramente por fêmeas é o dobro da de uma população sexuada composta por machos e fêmeas”, exemplifica. Por outro lado, a procura de um parceiro sexual implica desperdício de tempo e energia. Há indivíduos que nunca se conseguem reproduzir, além do perigo das doenças sexualmente transmissíveis. Os cientistas tinham já apontado várias hipóteses para as vantagens evolutivas de combinar o património genético do macho e da fêmea. O estudo de Ricardo Azevedo foi, contudo, o primeiro a comprovar uma teoria segundo a qual o sexoorigina uma maior resistência a mutações genéticas. “A nossa primeira conclusão éque a reprodução sexuada selecciona para uma maior robustez genética. Isto nunca havia sido testado.” Para além disso, a investigação foi pioneira ao associar à robustez genética o fenómeno de epistasia negativa, que se caracteriza pela acumulação de mutações desfavoráveis num indivíduo. A acumulação destas mutações (a que os biólogos chamam deletérias) dá origem a indivíduos de património genético mais fraco, com menos possibilidades de sobrevivência e de reprodução. O estudo, concebido pelo cientista português e pela investigadora Christina Burch, da Universidade da Carolina do Norte, recorreu a modelos computacionais. “A intenção era usar um sistema genético simples, mas bem conhecido, com tempo de geração rápido. Infelizmente, não há um sistema experimental vivo com estas características ao nosso dispor”, esclarece Ricardo Azevedo. A opção acabou por ser uma abordagem completamente informática.”Com a rapidez dos computadores actuais foi possível simular experiências que são a inveja de qualquer experimentalista.”Público (Quinta, 2 de Março de 2006)

Poluição transtorna função sexual de animais aquáticos

presença nas águas superficiais de substâncias perturbadoras da função endócrina é um problema emergente a nível das águas europeias. Vários países referem mesmo a existência de casos de transtorno da função sexual de animais aquáticos. Surgem inclusive casos de mudança de sexo. Estes dados são avançados num relatório da Agência Europeia de Ambiente dedicado aos recursos hídricos do continente.

Classificação de seres vivos

Aristóteles era um sábio grego que viveu no século IV a.C. Este sábio fez uma das primeiras classificações dos seres vivos. Ele separava os animais "sem sangue" dos "com sangue". As plantas eram agrupadas em 3 categorias: árvores, arbustos e ervas.

A importância da classificação biológica é facilitar a compreensão da enorme variedade de seres vivos existentes.
Tanto no exemplo das moedas como na classificação de Aristóteles o que há em comum?
A escolha de critérios. A ideia então, é o estabelecimento de critérios que acrescentem algo sobre o grupo classificado.
A classificação dos seres vivos, como se faz actuamente, tenta agrupá-los de acordo com o maior número possível de semelhanças.
O sistema binomial de Lineu. Muito tempo depois de Aristóteles, o naturalista sueco Lineu (na verdade seu nome era Karl von Linné) elaborou um detalhado sistema de classificação dos seres vivos.
O trabalho de Lineu, denominado Systema naturae (do latim Sistema natural), foi publicado pela primeira vez em 1735. Naquela época havia urgente necessidade de um sistema classificatório que pusesse ordem no grande número de seres que estavam sendo descritos pelos naturalistas, em consequência de viagens a terras desconhecidas.

Lineu partiu do pressuposto que elementos parecidos se reunia num grupo chamado género. Cães e lobos, por exemplo, são muito parecidos, assim foram reunidos no género denominado Canis.
Quando Lineu agrupava os seres vivos em géneros ele também já estava assumindo que estes seres tinham peculiaridades que os fazia diferentes apesar das semelhanças, assim, cães e lobos eram agrupados no mesmo género mas eram considerados de espécies diferentes. No exemplo do cão e do lobo: o cão doméstico foi denominado Canis familiaris e o lobo foi denominado Canis lupus.
Ao final, o nome dado por Lineu a uma espécie era composto por duas palavras, por isto chamado binomial.
O sistema binomial inventado por Lineu e empregado até hoje, tem a vantagem de mostrar, já no próprio nome do ser vivo, sua semelhança com outros que pertençam ao mesmo género.

Reprodução

Os organismos vivos originam organismos semelhantes, pelo processo de reprodução. Os progenitores transmitem aos descendentes informação codoficada sob a forma de unidades de hereditariedade, os genes.
Apesar da variedade de processos de reprodução encontrados nos seres vivos, podem considerar-se dois tipos fundamentais: A reprodução assexuada e a reprodução sexuada.

Reprodução assexuada:
Na reprodução asexuada, o progenitor é um único indivíduo, que transmite cópias de todos os seus genes à geração seguinte. Neste tipo de reprodução, a descendência é geneticamente igual entre si e geneticamente igual ao organismo progenitor. Um descendente com estas caracteristicas é um clone. Estes processos reprodutivos são diferentes da clonagem. O principal processo envolvido na formação de novos organismos é a mitose.

Existem vários processos de reprodução assexuada, que se pode verificar nesta tabela:



A reprodução assexuada tem as seguintes vantagens...
-possibilita que organismos isolados originem descendência, sem necessidade de parceiro.
-origina uma descendência numerosa, num curto espaço de tempo, o que permite a colonização rápida de um habitat.
-perpetua, de forma precisa, organismos bem adaptados a ambientes favoráveis e estáveis.


...e desvantagens:
-pouca diversidade de espécies, não favorecendo a evolução das espécies, tendo como uma difícil adaptação dos novos indivíduos ao meio como consequência.




Reprodução sexuada:

A reprodução sexuada mistura parte dos genomas de dois indivíduos e produz uma descendência que, geralmente, difere geneticamente entre si e difere de ambos os progenitores. A mistura de genomas é onseguida pela fusão de duas células, os gâmetas. A fusão dos gâmetas designa-se fecundação. Da fecundação resulta o ovo, ou zigoto.



O gâmetas são células haplóides, isto é, possuem metade do número de cromossomas caraterístico da espécie. O número haplóide de cromossomas de um organismo ou de uma espéci refere-se com n.


A fecundação restabelece o número de cromossomas da espécie e, ao misturar os cromossomas dos dois gâmetas, mistura a informação genética dos dois progenitores. O zigoto é uma célula diplóide, 2n, assim como todas as células que dele resultem por mitose.


A meiose é um tipo especial de divisão celular que reduz para metade o número de crromossomas das células. É através da meiose que uma célula diplóide origina células haplóides. Os gâmetas formam-se através deste processo.


Meiose
A meiose é preceida pela replicação do DNA dos cromossomas. A esta replicação seguem-se duas divisões consecutivas. A primeira divisão chama-se divisão reducional, ou meiose I, e a sugunda divisão designa-se divisão equacional, ou meiose II. Estas divisões originam a formação de quatro células diferentes entre si, cada uma das quais com metade do número de cromossomas da célula inicial.

















Antes do início da meiose I as células passam por um processo semelhante ao que ocorre durante a intérfase das células somáticas. Os núcleos passam pelo intervalo G1, que precede o período de síntese de DNA, período S, quando o teor de DNA é duplicado, e pelo intervalo G2.


É na divisão I da meiose que ocorre a passagem para metade no número de cromossomas, daí a designar divisão reducional. Na divisão equacional, separam-se os dois cromatíeos de cada cromossoma. Neste esquema estão explicadas as etapas da meiose.






















Vantagens da reprodução sexuada:
-Proporciona uma grande variabilidade de caracteristicas na descendência;
-A diversidade de caracteristica rmite às espécies não só maior capacidade de sobrevivência, caso haja mudanças ambientais.

Desvantagens:
-Processo lento;
-Grande dispêndio de energia.

Diferenciação celular

Os organismos multicelulares complexos são constituídos por diversos tipos de células, com funções específicas, todas elas derivadas, por sucessivas divisões mitóticas, do ovo ou zigoto. No entanto, a divisão celular, por si só, dá origem a células idênticas entre si. Durante o desenvolvimento de um organismo, as células não só aumentam em número, como sofrem diferenciação, tornando-se especializadas.

A diferenciação celular é o conjunto dos processos que transforma uma célula indiferenciada numa célula especializada.

Uma célula indiferenciada é uma célula que não possui uma função definida, mas que tem a capacidade de originar vários tipos de células. A essa capacidade chama-se potencialidade. Uma célula totipotente tem a capacidade de, por divisões sucessivas, originar todos os tipos celulares do organismo adulto.

Uma célula especializada caracteriza-se por uma estrutura particular relacionda com o desempenho de uma determinada função.

Os neurónios, as células musculares e os leucócitos são exemplos de células especializadas.

Um organismo multicelular pode ser constituído por vários tipos de células especializadas, as quais, apesar de estrutural e funcionamente diferentes, têm os mesmos genes. O processo de diferenciação é frequentemente regulado ao nível da transcrição; certos genes são transcritos para o RNAm e outros não. As modificações celulares que têm lugar na diferenciação resultam da inactivação de certos genes e da activação de outros.

Estabilidade do programa genético

Na divisão celular, o programa genético de uma célula é transmitido, em regra, com fidelidade às células-filhas, garantido-se a estabilidade genética através de sucessivas gerações.

Legenda:

1-G1; 2-Fase S; 3-G2; 4/5-Fase mitótica

Durante o período S da interfase, ocorreu a duplicação semi-conservativa do DNA, o que faz com que cada cromossoma seja constituído por duas moléculas de DNA (2Q)-cromatídeos.

Durante a anáfase, os cromatídeos separam-se e vão para os pólos da célula. Quando a célula se divide, formando duas células-filhas, cada uma delas recebe cromossomas iguais às da célula-mãe.

Regulação do ciclo celular

Os mecanismos de regulação do ciclo celular actuam em três pontos: no final de G1, durante a mitose e no final de G2.

Na etapa G1, as células fazem uma "avaliação interna" relativamente ao prosseguimento do ciclo celualr. Se a avaliação for negativa, as células não se dividem, ficando num estádio chamado G0. As células que não voltam a dividir-se permanecem no estádio G0 semanas ou mesmo anos, até à suas morte. Quando são devidamente estimuladas, as células que se encontram em G0 podem abandonar este estado e prosseguir o seu ciclo celular.

No caso do ciclo celular prosseguir e ainda na fase G1, se as moléculas de DNA não se apresentam de forma adequada, desencadeia-se a apoptose ou morte celular programada.

Nesta figura está representada a apoptose ou morte celular

No final de G2 há um momento de controlo antes de se iniciar a mitose. Se a replicação do DNA ocorreu correctamente, o ciclo prossegue. No caso de terem anomalias na replicação do DNA o ciclo é interrompido.

Durante a mitose há também um momento em que o ciclo pode ser interrompido, o que acontece no caso de repartição dos cromossomas pelas células-filhas não se efectuar de forma equitativa.

Quando os mecanismos falham pode ocorrer cancro ou neoplasia maligna.

Numa neoplasia, as células dividem-se decontroladamente e podem adquirir caracteristicas de malignidade. As células dos tumores malignos podem invadir os tecidos vizinhos ou espalhar-se por outras partes do corpo-metastização.

Está aqui um video do cancro da mama, que tanto afecta as mulheres de hoje em dia:

Fases do ciclo celular

A principal característica da vida celular é a sua natureza cíclica. De modo geral, as células crescem, aumentam o seu conteúdo e depois dividem-se. Numa população de células em divisão, a vida de uma célula começa quando ela surge a partir da célula-mãe e acaba quando ela própria se divide para originar duas células-filhas. O conjunto de transformações que decorrem desde a formação de uma célula até ao momento em que ela própria, por divisão, origina duas-filhas constitui um processo dinâmico a que se chama ciclo celular.

No ciclo celular consideram-se duas fases:

-Interfase

-Fase miótica

A interfase corresponde ao período compreendido entre o fim de uma divisão celular e o ínicio da seguinte. Nesta fase, os cromossomas encontram-se distendidos, não sendo visíveis ao microscópio óptico.

A replicação do DNA de uma célula ocorre durante uma parte limitadada interfase chamada por período S, que é seguido por dois intervalos, G1 e G2:

G1-Síntese proteica :
É o primeiro período, começando ao final da divisão celular anterior e estendendo-se até o início da duplicação do DNA. Nesse período ocorre o crescimento da célula.
Esse período caracteriza-se por uma intensa síntese de RNA e de proteínas, com grande aumento do citoplasma das células-filhas recém-formadas.
S-Duplicação do DNA:
Responsável por desencadear a divisão celular, além de garantir que as células-filhas recebam as informações genéticas que determinam suas características.
Ocorre também a duplicação dos centríolos

G2- Duplicação dos centríolos:
Ocorre a duplicação de centríolos, além de iniciar a produção das fibras de proteínas, que juntos irão formar um aparelho com uma importante participação durante a divisão celular, denominado fuso mitótico. A célula completa o crescimento e está preparada para a mitose.
Ocorre síntese proteica das proteínas que constituem os microtúbulos.

A fase mitótica diz respeito ao período durante o qual ocorre a divisão celular

Existem duas fases:

-Mitose-divisão do núcleo

-Citocinese-divisão física do citoplasma

A mitose diz respeito ao conjunto de transformações durante as quais o núcleo das células eucarióticas se divide. Nesta fase as células reorganizam os seus microtúbulos na forma de um fuso bipolar estando o MTOC (centro organizador de microtúbulos) nos pólos do fuso. Embora a mitose seja um processo contínuo, nela existem quatro estádios: prófase, metáfase, anáfase e telófase.

Prófase:

É a etapa mais longa da mitose.
Os cromossomas enrolam-se, tornando-se progressivamente mais condensados, curtos e grossos.
Os centríolos afastam-se para pólos opostos, formando entre eles o fuso acromático. O fuso acromático é formado por feixes de fibrilas de microtúbulos proteicos.
No final da prófase o nucléolo desaparece e o invólucro nuclear desagrega-se.

Metáfase:

Os cromossomas apresentam a sua máxima condensação.
Os cromossomas, ligados ao fuso acromático, dispõem-se no plano equatorial da célula, formando a chamada placa equatorial. Os centrómeros encontram-se voltados para o centro do plano equatorial, enquanto que os braços dos cromossomas voltam-se para fora deste plano.

Anáfase:

Verifica-se o rompimento do centrómero, separando-se os cromatídeos que constituíam cada um dos cromossomas.
Os cromossomas iniciam a ascensão polar ao longo das fibrilas das microtúbulos
No final da anáfase cada pólo da célula possui um conjunto de cromossomas, constituídos por um só cromatídeo, exactamente igual.

Telófase:

Inicia-se a organização dos núcleos-filhos.
Forma-se um invólucro nuclear em torno dos cromossomas de cada núcleo filho.
Os cromossomas iniciam um processo de descondensação.
As fibrilas do fuso acromático desorganizam-se.
A mitose termina. A célula possui agora dois núcleos.

A fase citocinese diz respeito à divisão do citoplasma e à individualização das células-filhas.

Nos últimos estádios da mitose, no fim da anáfase e na telófase, forma-se na zona equatorial um anel contráctil de filamentos proteicos. Estes contraem-se e puxam a membrana para dentro, causando um sulco de clivagem que vai estrangulando o citoplasma, até as duas células separarem-se.

No caso das células eucarióticas vegetais, a parede celular é rigída, não permitindo a divisão por estrangulamento. Neste caso, as vesículas derivadas do complexo de Golgi alinham-se na região equatorial. Estas fundem-se e o seu conteúdo forma uma placa-fragmoplasto-em torno das qual se deposita mais tarde a celulose.Originam assim as paredes celulares das duas células-filhas.

Os cromossomas e a sua estrutura

Nos eucariontes, as moléculas de DNA estão no núcleo das células, associadas a proteínas, constituindo estruturas filamentosas, os cromossomas.Os cromossomas são vectores da hereditariedade e todos os seres vivos são caracterizados pela informação contida num número constante para cada espécie.

Cada cromossoma está subdividido em genes. Cada gene é constituído por um fragmento de DNA. O DNA é composto por uma sequência de nucleótidos. Cada nucleótido contém uma base específica. De um modo simplista pode dizer-se que a sucessão exacta destas bases é o código de onde se traduz a diversidade das espécies.

A informação genética contida nos ácidos nucleicos encontra-se, nos seres eucariontes, no núcleo da célula. Quando uma célula se divide, é necessário que a molécula de DNA se replique, de modo que a célula-filha herde uma cópia. A informação genética dos organismos eucariontes encontra-se distribuída por várias moléculas de cromatina, as quais estão associadas proteínas designadas histonas. Cada porção do DNA associado às histonas constitui um filamento de nucleossomas. Estes filamentos encontram-se, na maior parte do tempo, dispersos no núcleo da célula. Contudo quando, a célula está em divisão, estes filamentos duplicam e sofrem um processo de condensação originando filamentos curtos e espessos.

Na fase de condensação, cada cromossoma é constituido por dois cromatídeos, que resultaram da replicação do filamento inicial de cromatina, e que cada um dos cromatídeos é formado por uma molécula de DNA e por proteínas que lhe estao associadas. Os cromatídeos de um cromossoma encontram-se unidos por uma estrutura resistente designada centrómero.

1. Cromatídeo.

2.Centrómero.

3. Braço curto.

4. Braço longo.

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Curiosidade:

O cromossoma 5 é um dos maiores croossomas humanos a ter sido analisado, possuindo um menor número de genes, de acordo com a equipa de cientistas dos EUA. Este cromossoma apresenta duplicações que podem ter funções de regulação da actividade genética e, por isso, estarem implicadas em algumas doenças, como a atrofia muscular vertebral.

Mutações

O que é uma mutação?
Genes, código genético, dupla-hélice e mutações são coisas do século XX. Darwin desconhecia estes fenómenos, bem com a maioria dos evolucionistas da sua época. Nos anos 1900 a palavra “mutação”, em biologia, era sinónimo de “mudança morfológica abrupta”.
A palavra mutação deriva do latim mutare=mudar e os indivíduos que as manifestam dizem-se mutantes.
Só mais recentemente se veio a dizer frases como: “Uma transformação dos genes determina o aparecimento de novos caracteres”. Este é o fenómeno que resulta da alteração do ADN obtida sem interacção com outra molécula de ADN e que é responsável pela modificação hereditária das características do ser vivo onde ocorreu que se chama mutação. Ela actua do mesmo modo, em planos morfológicos, fisiológicos, bioquímicos, bem como psíquicos.
As mutações, conhecidas há muito tempo como monstruosidades hereditárias, foram estudadas primeiro pelo botânico holandês de Vries e sobretudo pelo geneticista americano Thomas Morgan.
As mutações são sempre alterações bruscas e imprevistas do material hereditário.

Tipos de mutações:


•Mutações génicas são alterações pontuais que afectam a estrutura dos genes, ou seja, afectam a sequência de bases que codifica uma determinada proteína. Sendo assim, uma pequena alteração na sequência dos pares de bases que constituem a molécula de DNA para originar uma proteína diferente da que seria inicialmente codificada pelo gene ao nível do qual ocorreu a mutação.
•Mutações cromossómicas são alterações que se dão na estrutura (mutação cromossómica estrutural) ou do número (mutação cromossómica numérica) de cromossomas. Estas alterações podem afectar uma determinada região de um cromossoma, um cromossoma inteiro ou todo o complemento cromossómico de um indivíduo.




Mutações génicas

As mutações génicas podem ser classificadas com base no tipo de alteração que ocorre na sequência de bases de DNA:
- Substituição - Ocorre a troca de um nucleótido de DNA por outro.
- Inserção/Adição - Ocorre a introdução de um nucleotído suplementar.
- Delecção - Ocorre a perda de um nucleotído de DNA.

Mutação por inserção:

A Inserção acontece quando uma ou mais bases são adicionadas ao DNA, modificando a ordem de leitura da molécula durante a replicação ou durante a transcrição.
A adição de um conjunto de genes que não seja múltiplo de três altera completamente e informação da mensagem do gene.

Mutação por deleção:

Este fenómeno acontece quando uma ou mais bases são retiradas do DNA, modificando a ordem da leitura, durante a replicação ou a transcrição.
Quando o número de bases envolvidas não é múltiplo de três, a mutação altera a leitura da tradução a partir do ponto de mutação resultando numa uma proteína com sequência de aminoácidos diferentes.

Mutação por substituição:

Ocorre a troca de um ou mais pares de bases. Chama-se transição à substituição de uma base purina por outra ou de uma pirimidica por outra e transversão a substituição de uma base purina por uma pirimidica ou vice-versa.

Por substituição-efeitos no fenótipo:

Mutação silenciosa: Substituição de uma base do DNA por outra, mas que não causa nenhum efeito sobre a sequência de aminoácidos. É mais frequente acontecer no 3º nucleótido de cada codão, pois o código genético é redundante, ou seja, a um aminoácido podem corresponder vários codões apesar de a um codão só corresponder um aminoácido.

Origem/causas das mutações:

As células, quando expostas a certos factores/agentes, poderão passar a contrair uma mutação. Esta mutação pode ocorrer porque se origina um erro ao nível das moléculas de DNA, em que o trabalho das enzimas não é eficaz, não conseguindo corrigir este erro, sendo assim passado para as gerações seguintes.

As mutações poderão ocorrer de dois modos:
•Espontaneamente;
•Induzidas - exposição a determinados agentes.

Mutações espontâneas:

As mutações espontâneas podem ocorrer devido:
•Às quatro bases nucleotídicas poderem existir sob duas formas diferentes. Assim, quando uma base adquire uma forma rara, pode emparelhar-se com uma base diferente;
•À ocorrência de erros na replicação do DNA, motivados pela DNA Polimerase. Mesmo que alguns erros sejam reparados durante o processo de replicação do DNA, alguns persistem.
São mais frequentes em regiões com sequências de DNA repetitivas ou simétricas, pois nestes locais aumenta o risco de uma cadeia de DNA emparelhar consigo própria durante a replicação; em genes de maior tamanho que, devido à sua dimensão, possuem uma maior probabilidade de sofrer alterações na sua sequência de bases e em genes do genoma mitocondrial, pois estes não possuem mecanismos de reparação do DNA.

Mutações induzidas:

As mutações induzidas são provocadas por agentes mutagénicos que são substâncias químicas/físicas/biológicas que aumentam a probabilidade de ocorrência de mutações. Há vários agentes, sendo eles:
•Agentes físicos, tais como várias fontes naturais de radiação ( raios X, gama cósmicos, ultravioletas e até minerais radioactivos da crosta terrestre) e a temperatura. Certos minerais da crosta emitem radiações ionizantes, os raios α, β e γ. Estas radiações, especialmente os raios γ, têm energia suficiente para remover electrões dos átomos e quebrar a estrutura dos açucares e fosfato do DNA;
•Agentes químicos, tais como as substâncias enumeradas como cancerígenas (corantes alimentares, componentes do fumo do cigarro, drogas usadas em quimioterapia, etc). Estas actuam danificando as ligações químicas ou mesmo substituindo nucleótidos;
•Agentes biológicos, tais como a acção de vírus e bactérias. Estas injectam parte do seu DNA, na cadeia de DNA da célula hospedeira. Também poderão ocorrer mutações devido a falhas de ordem genética.

Mutações e a sua descendência:

Existem no nosso organismo dois tipos de células, nas quais podem ocorrer as mutações:
Células somáticas à são células do corpo que formam tecidos ou órgãos do corpo, ou seja são as constituintes da estrutura de todo o ser vivo. O seu núcleo divide-se apenas por mitose (processo em que as células eucarióticas dividem os seus cromossomas pelas duas células filhas).
As mutações nas células somáticas têm pouca importância porque essas mutações permanecem apenas nas linhagens de células de um indivíduo, não sendo passadas a seus descendentes.
Células germinativas/gaméticas à são células haplóides, (contêm metade do número de cromossomas característicos da espécie), tais como os espermatozóides e os óvulos (gâmetas). Estas células contém a informação genética que irá ser transmitida a descendência, podendo o DNA mutado ser transmitido as gerações seguintes.

Mas afinal existem mutações positivas?

Sim, e estas são necessárias não só para a evolução em direcção a uma maior complexidade dos seres, mas também para compensar os danos de muitas mutações prejudiciais.
As mutações são responsáveis pela variabilidade genética e pela extensão da variabilidade genotípica. Ela fornece a matéria-prima para o processo evolutivo, cujo sucesso depende da existência de variabilidade.
O processo evolutivo consiste basicamente em concentrar numa população indivíduos com maior frequência de genes favoráveis. Um organismo evoluído é resultante de um processo de selecção, no qual as mutações que lhe eram vantajosas foram preservadas. Portanto, para estes indivíduos é pouco provável que alterações aleatórias nos genes possam contribuir para melhorias, uma vez que o organismo já se encontra em estágio avançado de selecção. Assim, de maneira geral, considera-se que a maioria das mutações são prejudiciais.

Efeitos das mutações:

Assim, podemos dizer que existem 3 efeitos das mutações.
- Os efeitos benéficos como já vimos, podem conduzir a características vantajosas que se traduz numa evolução genética. Por exemplo, uma deleção específica de 32 pares de base no CCR5 humano confere resistência ao HIV a homozigóticos (1) e atrasa o despoletar da SIDA em heterozigóticos (2).
- Os efeitos prejudiciais estão associados a um funcionamento irregular da célula, que pode levar até a morte do indivíduo.
- Os efeitos neutros que surgem porque o código genético é redundante, logo podem surgir mutações que não modifiquem a sequencia de aminoácidos da proteína, as mutações silenciosas. Assim o novo aminoácido pode ter funções semelhantes ao anterior ou a substituição do aminoácido pode ocorrer numa zona da proteína que não seja determinante para a sua função.

Síntese de proteínas

A passagem da linguagem do DNA para a linguagem das proteínas envolve duas etapas: a transcrição e a tradução.

A transcrição é a síntese do RNAm a partir do DNA. Os dois ácidos nucleicos usam a mesma linguagem e a informação é transcrita de uma molécula para outra. Uma molécula de DNA serve de molde para a síntese de uma molécula de RNAm, que é uma cópia das instruções do DNA para a síntese de proteínas.

Um enzima que é o RNA polimerase, fixa-se numa sequência de DNA e desliza ao longo dela, provocando a sua abertura e iniciando a transcrição e a síntese do RNAm a partir de nucleótidos livres. A molécula de RNAm atravessa o invólucro nuclear e transporta a informação genética do DNA para o citoplasma, onde ocorre a síntese proteica. Cada tripleto no RNAm chama-se codão e pode codificar um aminoácido.

Os produtos primários da transcrição podem sofrer transformações. Forma-se o RNA pré-mensageiro e, depois os intrões são retirados e os exões são unidos formando o RNA mensageiro funcional que migra do núcleo para o citoplasma. A este processo chama-se migração.

A tradução é todo o processo pelo qual a sequência de nucleótidos do RNAm é utilizada para ordenar e juntar os aminoácidos de uma proteína. Quando a molécula de RNAm chega ao citoplasma, a informação genética nela contida é nos ribossomas.

O RNA de transporte selecciona e transfere os aminoácidos para os locais de síntese, os ribossomas, como foi dito anteriormente. Cada RNAt tem uma zona especial, uma sequência de três nucleótidos que é chamado o anti-codão, que é complementar de um dos codões do RNAm.

A tradução tem três etapas: a iniciação, o alongamento e a finalização.

Iniciação: A subunidade menor do ribossoma liga-se à extremidade 5' do RNAm, esse desliza ao longo da molécula do RNAm até encontrar o codão de iniciação (AUG), transportando assim o RNAt com o aminoácido metionina, ligando-se assim ao codão de iniciação por complementaridade. A subunidade maior liga-se à subunidade menor do ribossoma.
Alongamento: O RNAt transporta um aminoácido específico de acordo com o codão. Estabelece-se uma ligação peptídica entre o aminoácido recém-chegado e o que estava anteriormente. O ribossoma avança três bases ao longo do RNAm no sentido 5' -> 3', repetindo-se sempre o mesmo processo.

Finalização:O ribossoma encontra o codão de finalização (UAA, UAG ou UGA) terminando o alongamento. O último RNAt abandona o ribossoma, as subunidades do ribossoma separam-se, podendo ser recicladas e de igual maneira e por fim, o péptido é libertado.

Código Genético

A sequência de nucleóticos do DNA contém informação, sob a forma de um código, o código genético, que determina a ordenação dos aminoácidos nas proteínas. O código genético é um código de correspondência ente os quatro nucleótidos que entram na composição dos ácidos nucleicos e os vintes aminoácidos que entram na composição das proteínas. A mais pequena unidade de mensagem genética é um tripleto formado por três nucleótidos consecutivos.

Fluxo de informação genética

A célula utiliza moléculas de RNA formadas no núcleo que migram para o citoplasma, transportando a mensagem que estava no gene. Esse RNA funciona como mensageiro, RNA mensageiro, entre o DNA e os ribossomas, componentes celulares que fazem a leitura da mensagem para a síntese de proteínas. Os ribossomas encontram-se pelo citoplasma ou podem estar associados a membranas do retículo endoplasmático.
Um ribossoma é constituído por duas unidades de tamanhos diferentes em que a sua constituição entram proteínas e um tipo de RNA cahamado RNA ribossómico. É nos ribossomas que é lida a mensagem contida no RNA mensageiro.

Estrutura do RNA

O RNA (ácido ribonucleico) também é um polímero de nucleóticos e é quimicamente muito próximo do DNA. Ao nível da constituição, cada nucleótico do RNA tem um grupo fosfato, uma pentose (a ribose) e uma base azotada, que pode ser adenina, guanina,citosina e uracilo. Os nucleóticos do RNA formam um cadeia polinucleotídica. O RNA apresenta três formas básicas: mensageiro, transferência e ribossómico.

Embora o DNA seja o suporte universal da informação genética, processos como a síntese de proteínas, não poderiam efectuar-se sem a intervenção do RNA. Na síntese de proteínas, se o RNA não intervisse, o DNA ficaria "silencioso".

Replicação do DNA

Surgiram três modelos que, tendo por base a complementaridade das bases, tentavam explicar o mecanismo de replicação do DNA.

-Hipótese semiconservativa-cada umas das cadeias serve de molde para uma nova cadeia e cada umas das novas moléculas de DNA é formada por uma cadeia antiga e uma cadeia nova;

-Hipótese conservativa-a molécula de DNA progenitora mantém-se íntegra, servindo-se apenas de molde para a formação da molécula filha, a qual será formada por duas novas cadeias;

-Hipótese dispersiva-cada molécula filha é formada por porções da molécula inicial e por regiões sintetizadas de novo.

Meselson e Stahl fizeram uma experiência com as bactérias Escherichia coli em que as cultivaram num meio de cultura que tinha o isótopo pesado 15N.

As bactérias produziram bases azotadas tendo 15N, que ficaram retidas no seu DNA.

Depois de várias gerações neste meio, as bactérias foram transferidas para um meio com azoto normal 14N. Deste meio, foram retiradas algumas bactérias no tempo zero (geração 0), ao fim de 20 minutos (geração 1), ao fim de 40 minutos (geração 2). Em cada uma das situações, o DNA foi extraído e analisado.

A interpretação da experiência:

-As bactérias que tinham sido cultivadas num meio com 15N (G0), possuíam um DNA mais denso, que ficou no fundo no tubo de ensaio.

-Num meio com 14N(G1) cada molécula de DNA tem um cadeia com 15N e outra com 14N que apresenta uma densidade intermédia entre o DNA só com 15N e 14N.

-Na segunda geração existem 50% de moléculas de DNA com 15N 14N e a mesma percentagem de moléculas com 14N.

Experiências de Hershey e Chase

Antes de iniciarem as suas experiências, estes investigadores consideraram que:

- os vírus não penetram nas células ( a cápsula fica no exterior);

- as proteínas da cápsula do vírus não têm fósforo, mas apresentam enxofre;

- o DNA apresenta na sua constituição fósforo, mas não enxofre.

Isolaram dois lotes de bacteriófagos que marcaram radioactivamente (para seguir o tajecto das duas moléculas). Num dos lotes, marcaram só o enxofre das proteínas e no outro só o fósforo do DNA.

Os novos vírus não apresentaram proteínas marcadas radioactivamente nas suas cápsulas, porque as proteínas que constituem as cápsulas dos novos vírus foram produzidos a partir dos amnioácidos das bactérias, os quais não se encontravam radioactivamente.

Como apenas o DNA viral penetrou nas bactérias e não as proteínas pode-se concliur que é o DNA que contêm informação necessária para a produção de novos vírus reforçando-se a ideia de que a DNA seria o suporte da informação genética e não das proteínas.

Experiência de Avery e sua interpretação

Avery obteve uma mistura de bactérias do tipo R vivas com bactérias do tipo S mortas pelo calor. Tratou uma amostra A dessa mistura com uma protease e uma amostra B da mesma mistura com uma DNAase e colocou dois lotes de ratos, um com a amostra A e outro com a amostra B.
O seu objectivo era descobrir qual era a substância que era transferida das bactérias S mortas para as bactérias R vivas tornando-as virulentas.
Na amostra B, quano o DNA foi destruído pela DNAase, a informação não foi transferida das bactérias S para as bactérias R, não se tornando virulentas, verificando um inverso na amostra A.

Interpretação dos resultados da experiência de Griffith

Na experiência A, as bactérias vivas com cásula entraram no organismo do rato que contraiu pneumonia e morreu, tudo isto devido às bactérias possuirem cápsula e serem resistentes à fagositose. Na experiência B, o rato continuou saudável, porque as bactérias sem cápsula são destruídas pela fagositose. Na experiência C, as bactérias estavam mortas, perdendo como tal, a capacidade de provocar a pneumonia. Na experiência D, as bactérias mortas de tipo S transmitiram alguma informação para as de tipo R, para que estas passassem atingir uma cápsula tornado-as virulentas.