Estudo comparado dos sistemas de trocas gasosas

Estudo comparado dos sistemas de trocas gasosas

O oxigênio obtido no processo respiratório é necessário para, no interior da célula, liberar a energia contida nas substâncias alimentares, possibilitando assim o seu aproveitamento (da energia). A este processo se denomina metabolismo oxidativo.

Os sistemas respiratórios tornam possíveis as trocas gasosas ao nível celular. No reino animal ocorrem diversos tipos de órgãos respiratórios. Um órgão respiratório nada mais é do que uma parte do corpo, onde o meio interno e o meio externo são separados por uma membrana muito fina, através da qual os gases, podem se difundir. Órgãos respiratórios encontrados nos animais são: brânquias (para respiração no meio aquático); traquéias, filotraquéias e pulmões (adaptados para a respiração no meio aéreo).

No homem o oxigênio é fornecido ao organismo pelo sangue, e este por sua vez capta o oxigênio ao nível dos pulmões. O oxigênio é transportado pelo sangue de duas maneiras: em solução no plasma (menor quantidade) e ligada à hemoglobina (em maior quantidade). O gás carbônico, produzido pelos tecidos ( na respiração celular) é transportado, pelo sangue, de volta aos pulmões de onde é eliminado na respiração. O CO₂ é transportado pelo sangue de três maneiras: em solução no plasma (quantidade mínima); ligado às proteínas sanguíneas (quantidade pequena); na forma de íon bicarbonato (maior quantidade).

A hemoglobina, contida dentro das hemácias, serve ao transporte de oxigênio (principalmente) e também ao transporte de gás carbônico (pequena quantidade). A hemoglobina ajuda também a manter estável a concentração de íons de hidrogênio (pH) no sangue.

A quantidade de hemoglobina no sangue é regulada, pela produção de hemácias. O ritmo da produção de hemácias depende do teor de oxigênio no sangue. Uma queda no teor de O₂ do sangue, leva a um aumento na taxa da produção de hemácias e consequentemente da quantidade de hemoglobina. Esta regulação é relativamente lenta.

Respostas (no aumento de número de hemácias) mais rápidas são obtidas através de regulação da respiração. A respiração é acelerada sempre que o nível de gás carbônico do sangue subir ou o nível do oxigênio baixar. A queda na tensão de O₂ do sangue estimula quimioreceptores, que enviam impulsos aos centros respiratórios, os quais por sua vez, estimulam a respiração de gás carbônico atua nos centros respiratórios, que respondem, e a respiração é estimulada.

A resposta ao gás carbônico é mais potente do que a resposta ao déficit do oxigênio.

 http://www.vestibular1.com.br/revisao/r12.htm

Atualidades de Biologia

 Atualidades de Biologia

Revolução na virologia
Os vírus são definidos como agentes infecciosos, constituídos por uma cápsula protéica que envolve o genoma. Este é formado por um ácido nucléico, que pode ser o DNA ou o RNA, mas nunca os dois. A presença de DNA ou de RNA é um critério usado na classificação dos vírus. Assim o HIV, vírus da Aids, é um vírus de RNA. Já o vírus da gripe apresenta DNA. 

O HCMV (citomegalovírus humano) pertence ao grupo dos herpevírus, agentes etiológicos do herpes e da mononucleose, e apresenta genoma com DNA. Pesquisadores da Universidade de Princeton (USA) descobriram que o HCMV contém, além do genoma com DNA, mais quatro tipos de RNA. Quando o HCMV infecta uma célula, o DNA viral atinge o núcleo da mesma, passando a comandar o metabolismo com a finalidade de se reproduzir. A presença do RNA viral permite ao vírus um ataque mais rápido. Assim, antes que o DNA atinja o núcleo, o RNA começa a produzir proteínas virais, acelerando a reprodução do vírus e a destruição da célula

O Brasil na era da proteômica
Sabemos que os genes atuam codificando as proteínas, que são, por sua vez, as moléculas responsáveis pela organização e funcionamento dos seres vivos. Proteômica é a ciência que estuda o proteoma, conjunto de proteínas existentes numa célula. A análise do proteoma envolve três etapas: o isolamento, a identificação e a função das proteínas produzidas pelos genes. 

Pesquisadores da Unicamp completaram o seqüenciamento do genoma da bactéria Xyllella fastidiosa, bactéria causadora da praga do amarelinho em plantas. Atualmente os mesmos pesquisadores estão trabalhando no proteoma da Xyllela, com dois objetivos principais: o primeiro é conhecer as proteínas da bactéria responsáveis pela infecção das plantas; o segundo é produzir um banco de dados sobre a identificação e caracterização das proteínas da bactéria.

Seqüenciamento do genoma da bactéria do cólera
Vibrio cholera é a bactéria causadora do cólera, uma perigosa infecção intestinal. Alojada no intestino, a bactéria produz uma toxina que provoca diarréia abundante, dores abdominais e cãibras, podendo ocorrer a morte por desidratação. Normalmente encontram-se um cromossomo e um plasmídeo. 

O cromossomo é uma longa e enovelada molécula de DNA. O plasmídeo é um DNA circular relacionado com a transmissão hereditária. A bactéria Vibrio cholera apresenta dois cromossomos, além do plasmídeo, que foram totalmente seqüenciados. O cromossomo 1 apresenta 2.961.146 bases e o 2, 1.072.314. O próximo passo será a localização do gene causador da toxina, que poderá ser inativado. 

Arroz transgênico supre a falta da vitamina A
O betacaroteno é a provitamina A, um precursor da vitamina A que, no organismo humano, atua na formação de pigmentos visuais e na manutenção da estrutura epitelial normal. A carência dessa vitamina provoca a cegueira noturna e a xeroftalmia (ressecamento da córnea), além da pele seca e escamosa.  No arroz normal o betacaroteno aparece na casca, que é retirada quando o arroz é beneficiado. Populações da Ásia que se nutrem de uma dieta rica em arroz apresentam baixos níveis de vitamina A.

A engenharia genética obteve um arroz transgênico que recebeu genes da planta narciso, permitindo a produção do betacaroteno no endosperma (parte central do grão). Desse modo, mesmo beneficiado, o arroz transgênico, chamado de dourado, fornece a provitamina A ao homem.

Planta transgênica produz hirudina
A sanguessuga é um verme que produz a hirudina, substância que impede a coagulação do sangue. Por causa dessa propriedade, as sanguessugas são usadas pela medicina, desde o Império Romano, para provocar sangrias. O gene produtor da hirudina foi isolado e introduzido no genoma de Carthamus Tinctorius, uma planta oleaginosa. A planta transgênica obtida passou a produzir a hirudina. A heparina é um anticoagulante usado no tratamento das tromboses (formação de coágulos sangüíneos). O fato é que essa substância provoca alergia em muitos pacientes. A vantagem da hirudina consiste em não causar alergia às pessoas.

A ressurreição de uma bactéria
Em condições ambientais desfavoráveis, as bactérias dos gêneros Bacillus, Clostridium e Sporosarcina formam os esporos, estruturas de resistência. Formados internamente (endósporos), contêm, no interior de uma espessa membrana, o DNA e enzimas. Altamente resistentes à dessecação, os esporos germinam em condições favoráveis. De um cristal de sal do Período Permiano (286 a 245 milhões de anos), foi isolado um esporo de uma bactéria batizada de Bacillus permians. Colocado em meio de cultura favorável, o esporo despertou e o micróbio ressuscitou.

 http://www.vestibular1.com.br/revisao/r252.htm

O tempo geológico

 http://www.vestibular1.com.br/revisao/r151.htm

Anatomia comparada

http://www.vestibular1.com.br/revisao/r150.htm

Evolução das Espécies e Seleção Natural

 Evolução das Espécies e Seleção Natural

O princípio da evolução postula que as espécies que habitaram e habitam o nosso planeta não foram criadas independentemente, mas descendem umas das outras, ou seja, estão ligadas por laços evolutivos. Esta transformação, denominada evolução das espécies, foi apresentada e explicada satisfatoriamente por Charles Darwin, no seu tratado A origem das espécies, em 1859.

   A base da evolução biológica é a existência da variedade, ou seja, as diferenças individuais entre os organismos de uma mesma espécie. Na grande maioria das vezes, os indivíduos produzem uma grande quantidade de descendentes, dos quais apenas uma parte sobrevive até a fase adulta. Assim, por exemplo, a cada ano, o salmão põe milhares de ovos, uma ave produz vários filhotes,. No entanto, as populações das espécies em um ecossistema em equilíbrio não crescem indiscriminadamente. Isto significa que os indivíduos são selecionados na natureza, de acordo com suas características. Freqüentemente menos de 10 % da prole sobrevive. Os indivíduos que apresentarem características vantajosas para a sua sobrevivência, como por exemplo, maior capacidade de conseguir alimento, maior eficiência reprodutiva, maior agilidade na fuga de predadores, têm maior chance de sobreviver até a idade reprodutiva, na qual irá passar estas características individuais vantajosas à prole. Isto ocorre porque todas as características estão imprensas nos genes do indivíduo. Este é o princípio daseleção natural de Darwin.

   Darwin mostrou que a seleção natural tende a modificar as características dos indivíduos ao longo das gerações, podendo gerar o aparecimento de novas espécies.

   A partir desta teoria pode-se estudar sob o aspecto evolutivo todo o parentesco entre os seres vivos da Terra, o que culminou em uma árvore genealógica da vida. Nela, os organismos unicelulares semelhantes às bactérias foram os primeiros seres vivos, surgidos a 3 bilhões de anos nos mares primitivos.

   Toda a informação genética dos seres vivos está registrada no DNA, a proteína que constitui os genes e cromossomos. Durante o processo de reprodução, a replicação destes genes sofre alterações denominadas mutações genéticas. Quando as mutações começaram a ocorrem nos primeiros seres vivos do planeta, iniciou-se o processo de evolução, através do aparecimento das citadas variações individuais na mesma espécie. A evolução é então impulsionada pelo fenômeno da seleção natural, através das centenas de milênios do tempo geológico.

   A história da evolução da vida está documentada através do registro dos fósseis encontrados pelos arqueólogos e evolucionistas.

   A pressão gerada pelo ambiente sobre os seres vivos representa uma das principais causas da evolução. Ambientes naturais geralmente apresentam fatores negativos e limitantes, além de realidades difíceis como a predação e a competição. Ambientes hostis e instáveis impulsionam o processo evolutivo, uma vez que selecionam fortemente apenas a sobrevivência dos mais aptos.

   Como conseqüência da pressão ambiental e da existência das mutações genéticas, a vida evoluiu e se especializou, criando toda esta gama de diferentes biomas e ecossistemas que constituem a biosfera. Só o grupo dos animais conta atualmente com mais de 1 milhão de espécies descritas. No topo da linha evolutiva, encontram-se os animais mais complexos e elaborados, os vertebrados, representando apenas 5 % do total.

 http://www.vestibular1.com.br/revisao/r143.htm

O genoma humano

 O genoma humano

 Decifrado o mapa da vida

Cientistas de várias partes do mundo anunciaram o mapeamento de 97% do genoma humano

Uma criança nasce e com poucos dias de vida passa por uma bateria completa de exames. Através de uma análise nos genes, os médicos descobrem que ela herdou uma doença dos pais e iniciam tratamento para curá-la. A cena ainda é só ficção, mas na segunda-feira (26) ficou mais próxima de se tornar realidade. Com toda a pompa que a revelação exigia, o presidente dos Estados Unidos, Bill Clinton, e o primeiro-ministro britânico, Tony Blair, foram à público anunciar a descoberta que promete uma revolução na medicina: foi decifrado 97% do código genético da humanidade. Na prática, está aberto o caminho para a ciência curar doenças transmitidas de pais para filhos, descobrir novos tratamentos para males atualmente incuráveis, como câncer ou Alzheimer, e até retardar o envelhecimento.

"Hoje estamos aprendendo a linguagem na qual Deus criou a vida", declarou Clinton. Ele classificou o momento como "um dia que entrará para a história" e comparou-o com as pioneiras observações celestes feitas por Galileu. Mas também alertou que o mapa genético nunca deverá ser usado para segregar, discriminar ou invadir a privacidade dos seres humanos e já preparou uma resolução federal nesse sentido.

O mapeamento genético foi fruto de uma pesquisa do consórcio internacional Projeto Genoma Humano (PGH), que reuniu centros universitários de 18 países, inclusive do Brasil, e da empresa Celera Genopmics. Para mapear o genoma humano, os dois grupos de cientistas tiveram que decodificar um alfabeto de 3,1 bilhões de letras, as bases dos genes. Elas definem as características das pessoas que vão desde a cor dos olhos a doenças. Tudo fica registrado no DNA, que tem forma de uma escada em espiral. O que os cientistas fizeram foi decifrar a seqüência de quatro substâncias químicas - adenina, timina, guanina e citosina, conhecidas por suas iniciais, A, T, G e C - em cada degrau do DNA.

Conforme o geneticista gaúcho Roberto Giugliani, do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), para chegar mais rapidamente ao seqüenciamento do genoma os cientistas quebraram a cadeia de DNA em vários fragmentos. Dessa maneira, os pedaços puderam ser analisados ao mesmo tempo, em vez de um por um, como cientistas concorrentes vinham fazendo ao redor do mundo. O problema, agora, será colocar todos os fragmentos do DNA em ordem novamente - processo chamado de montagem. Isso permitirá agrupar corretamente os cerca de 100 mil genes do homem para finalmente esclarecer o código genético humano completo, formado por 3 bilhões de pares de aminoácidos.

O trabalho que resta pela frente é colossal. "O que o anúncio de ontem significa é apenas que definimos o tamanho do palheiro no qual precisamos procurar agulha", observou Ricardo Brentani, presidente do Hospital do Câncer, em São Paulo. Andrew Simpson, diretor do Projeto Genoma brasileiro, reforça: "Para identificar todos os genes contidos nesse material levaremos ao menos cinco anos e mais um século para conhecer as funções de cada gene e a estrutura de cada proteína que codificam."

 http://www.vestibular1.com.br/revisao/r130.htm

CÓDIGO GENÉTICO

 CÓDIGO GENÉTICO

Desde o tempo de Mendel sabia-se que o gene controla o aparecimento de um caráter biológico.

Gene ==> Caráter

Qualquer caráter é o resultado de uma atividade biológica. Tal atividade ocorre em nível celular sendo determinada por enzimas. Daí:

Gene ==> Enzina ==> Caráter

O gene é o DNA, enquanto que as enzimas são proteínas. Portanto:

DNA ==> Proteína

As proteínas são formadas por cadeia de aminoácidos. Existem ao todo 20 aminoácidos diferentes que entram na composição das proteínas. Estas diferem entre sí pelo número de aminoácidos, pela sequência e ainda pelo tipo de tais ácidos.

No DNA deve existir uma mensagem que é uma receita para a edificação de uma proteína. Tal mensagem é codificada.

De acôrdo com o modelo proposto por Watson Crick cada filamento de DNA é formado pela sequência de nucleótides, sendo cada nucleótide constituído por três moléculas: ácido fosfórico + desoxirribose + base nitrogenada.

As bases nitrogenadas, adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G) são os únicos constituintes que viram ao longo do filamento. Um código é um sistema de símbolos usado para traduzir informações de uma forma ou outra. No código genético os símbolos são quatro letras: A, T, C e G, correspondentes às quatro bases nitrogenadas. Temos um total de vinte aminoácidos que devem ser codificados e apenas quatro símbolos para cada código.

A mensagem é chamada CODON e cada codon é constituído por três letras, representando combinações de três nucleótides. Portanto ao longo da cadeia de DNA, cada terno representa um determinado aminoácido.

Vários codons diferentes podem codificar um mesmo aminoácido. Daí o código ser designado como degenerado.

Sendo o mesmo para qualquer ser vivo o código é UNIVERSAL.

 http://www.vestibular1.com.br/revisao/r13.htm