Ciências_da_Natureza_Unidade 4_Biologia
Contents
1. O ALADO casos em que um dos cromossomos est au Um tipo de pesco o que parece um sente ou outros em que esses cromossomos tri ngulo que n o fino embaixo da est o em maior n mero do que o esperado cabe a mas que fica mais largo a par Veja exemplos dessas altera es cromoss mi tir da cabe a para o ombro cas na tabela a seguir T M dulo 1 Unidade 4 Muta es em suas diversas for mas podem acontecer em decorr ncia de falhas no processo de duplica o do material gen tico ou geralmente por causa da atua o de certos fatores am bientais Dentre estes pode se destacar diferentes tipos de radia es ultraviole ta e radioatividade dentre outras a es de alguns v rus que manipulam o ma terial gen tico de seus hospedeiros e exposi o a certos produtos qu micos Os organismos possuem meca nismos celulares engenhosos que atuam corrigindo falhas no material gen tico por exemplo quando de sua duplica o mas dependendo dos danos cau sados nem sempre isso poss vel Al m disso tais mecanismos de repara o tam b m podem eventualmente falhar Se o 7 Um erro de propor es desastrosas Todas as c lulas do nosso corpo possuem um rel gio biol gico que regula quando elas de vem sofrer divis o celular Um c ncer acontece quando uma c lula sofre altera o nesse rel gio e passa a se dividir com uma frequ ncia muito mais alta Uma c lula se divide em du2. sticas ir o ou n o se desenvolver ao longo de sua vida e que geralmente estar o vis veis no fen tipo e s o como as pequenas partes que comp em o manual de instru es de cada indiv duo Os genes s o compostos de mol culas conhecidas como o DNA Essa mol cula apresen ta um determinado grupo de caracter sticas Tais caracter sticas possibilitam que o DNA mantenha em si uma informa o preciosa o c digo gen tico de um indiv duo ou seja O grande manual de instru es medida que instrumentos pticos tornaram se melhores ficou poss vel examinar com maior clareza de detalhes o interior das c lulas usando se microsc pios Al m disso al gumas t cnicas de observa o tamb m progrediram como o uso de subst ncias coran tes capazes de colorir as estruturas presentes dentro das c lulas Uma dessas estruturas presente no interior do n cleo das c lulas de animais e plantas podia ser corada com facilidade nas prepara es e por isso foi batizada de cromatina A cromatina aparentemente dispersa pelo n cleo da c lula podia em determinados momen tos se enrolar e condensar em v rias estruturas distintas e individualizadas os cromossomos Os cromossomos t m a capacidade de duplicar ou seja de ter suas partes inteiramente copiadas Antes da divis o de uma c lula comum cada cromossomo copiado ou dupli cado no n cleo da c lula Cada esp cie de animal ou planta tem um n mero caract
3. 1254880 Artem Chernyshevych M dulo 1 Unidade 4 Anexo M dulo 1 Unidade 4 O que perguntam por a UNICAMP 2009 1 fase Os animais podem sofrer muta es g nicas que s o altera es na sequ ncia de ba ses nitrogenadas do DNA As muta es podem ser espont neas como resultado de fun es celulares normais ou induzidas pela a o de agentes mutag nicos como os raios X As muta es s o consideradas importantes fatores evolutivos a Como as muta es g nicas est o relacionadas com a evolu o biol gica b Os especialistas afirmam que se deve evitar a excessiva exposi o de crian as e de jovens em fase reprodutiva aos raios X por seu poss vel efeito sobre os descenden tes Explique por qu Resposta comentada Bom vamos come ar comentando o enunciado para voc entend lo plenamente Quan do falamos de muta o estamos falando de uma altera o em um gene causada por um erro na duplica o do DNA Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia O DNA e isso voc vai aprender no M dulo 3 composto por mol culas chamadas bases nitrogenadas Existem quatro tipos de bases no DNA A T C G organizadas em sequ ncia de tr s em tr s Uma muta o a troca de uma dessas bases da sequencia por outra alterando o c digo Mas isso s para voc se aprofundar no enunciado da quest o pois n o faz diferen a para o que est sendo perguntado d
4. certamente ser passada aos descendentes do indiv duo Como dissemos durante a aula na maior parte dos casos as muta es n o s n o trazem benef cio algum como podem causar problemas Assim colocar um jovem em idade reprodutiva exposto aos raios X aumenta a chance de que o DNA de seus gametas sofra mu ta o e de que essa muta o possivelmente problem tica para o indiv duo seja passada aos seus descendentes Por isso n o se recomenda que jovens em idade reprodutiva sejam expostos com frequ ncia a raios X Anexo M dulo 1 Unidade 4 Anexo M dulo 1 e Unidade 4 Caia na Rede Fa a o seu cari tipo Nesta unidade voc viu que os genes se localizam nos cromossomos e que podemos mapear os cromossomos identificando os e numerando os Para tal estudo dos cromosso mos importante a constru o de um cari tipo Alguns geneticistas fazem muitos deles por dia E voc tamb m pode fazer o seu H um endere o na internet onde voc pode mont lo d uma olhada MAKE A KARYOTYPE A lt arentras I3 an organtrac profie Cla perscris chrormmsermas In cavolpe Cremoscnes sa arargag and rumbecac ty size rem laess smallest This ararqarer rapa soenen qurkyIceme crernacemnal aliarzaera Ta mar resarir a conate diserder To meske 9 barbe scientisis sue amp piclure C sonene Crone Ores cul hem Qui seis Th irem vp using size bandrig paliem sed sern omare posSTcr s qguides Matching up Chromosome
5. em uma popula o de milhos com tr s diferentes vers es de genes associados produ o de padr es de colora es Se algo no ambiente impedir a sobrevi v ncia e ou a reprodu o dos milhos de cor amarela por exemplo ainda restar o os indiv duos de cor vermelha e marrom para man ter a popula o Caso fossem todos apenas amarelos a popula o possivelmente desapareceria A partir da popula o restante ver melha e amarela mecanismos naturais podem voltar a promover o aumento de variabilidade gen tica n o tem uma finalidade espec fica Assim re conhecido que apenas um n mero pequeno de alelos ir conferir alguma vantagem clara para o indiv duo Agora vamos pensar em cen rios nos quais varia es ambientais podem ocorrer com frequ n cia Nestes cen rios poss vel imaginar que quanto maior a variedade de alelos em uma dada popula o maiores ser o as chances de que alguns desses possam eventualmente aumentar as chances de sobreviv ncia e de reprodu o de alguns indiv duos em certas situa es Sendo este o caso a variabilida de gen tica pode ent o ser vista como fator funda mental para garantir a sobre viv ncia de popula es e a evolu o das esp cies O que acontece no meio de cultura permanece no meio de cultura Imagine duas culturas da mesma esp cie de bact rias em um laborat rio Esses organismos ficaram cada qual em seu meio durante 1 m s se alimentando e
6. foi assim definitivamente comprovada e passou a ser denominada crossing over em portu gu s pode se usar permuta o mas o termo em ingl s mais comumente utilizado M dulo 1 Unidade 4 Imagine dois pares de cromos somos diferentes em uma c lu la Um carrega genes com alelos dominantes AA BB para duas caracter sticas O outro carrega os alelos recessivos aa bb Estes dois cromossomos s o ca pazes de trocar partes o que foi chamado crossing over Quando trocam essas partes est o trocando alelos de genes Os novos pares de cromosso mos gerados a partir do crossing over n o s o iguais aos pares imediatamente gerados ap s a duplica o do material gen ti co AA Bb e aa Bb Figura 9 Esquema mostrando a troca de peda os entre um par de cromossomos ao alto durante o processo de forma o de gametas evidenciando a ocorr ncia de crossing over Ap s a permuta crossing over o cromossomo verde esquerda abaixo segue para um gameta com um gene b en quanto o cromossomo azul direita segue para outro gameta com um gene B H ainda uma quest o final interessante sobre esse assunto Se peda os de cro mossomos que como sabemos cont m os genes s o trocados entre eles podemos concluir que quanto mais pr ximos entre si estiverem localizados dois genes quaisquer ao longo de um mesmo cromossomo menor ser a chance de os mesmos sejam sepa rados e trocados
7. M dulo 1 Unidade 4 Gen tica a ci ncia que estuda os genes Pra In cio de conversa Na unidade passada come amos a ver o in cio do caminho que a Biologia trilhou para entender alguns fen menos que eram observados na Natureza Por exemplo h microorganismos no ar que n o nos causam ne nhum malef cio enquanto h outros que matam como aqueles que infec tavam as mulheres parturientes no s culo XIX H peixes que seriam iguais aos outros n o fosse pela cor H plantas que conseguem sobreviver em ambientes muito secos como os cactos e outras n o Como surgiu essa variabilidade Como poss vel que haja essas dife ren as t o grandes entre organismos mesmo sendo alguns t o parecidos como os seres de uma mesma esp cie Como poss vel que sejamos pareci dos com nossos pais mas ao mesmo tempo tenhamos outras caracter sticas Mendel foi important ssimo na descoberta que fez sobre heredita ALELOS riedade identificando que fatores hoje chamados genes ALELOS passam S o c pias de um mesmo de uma gera o para outra Mas as explica es que obteve n o eram su gene mas que podem repre un ficientes para explicar todos os fen menos observados que eram relacio sentar caracter sticas diferen tes Exemplo V e v s o alelos nados hereditariedade Tamb m n o explicavam a variabilidade entre in para a colora o da semente div duos e esp cies Sendo assim outros pesquisadores
8. X nas mulheres e o XY nos homens Existem alguns tipos de doen as condi es que s o ligados aos cromossomos sexuais Isso significa que os genes relacionados a elas est o nesses cromossomos S o exemplos calv cie daltonismo hemofilia e hiper tricose auricular desenvolvimento de pelos na orelha Cox K i Cm Jo dt 13 14 15 T i 19 20 10 d 16 s 21 3 1 As descobertas de Morgan onde est o localizados os Alguns dos experimentos de Morgan tornaram se famosos por causa dos importantes resultados obtidos Em um deles por exemplo ao cruzar moscas do sexo masculino e de olhos brancos com moscas do sexo feminino de olhos vermelhos ele notou que na primeira gera o apenas os indiv duos machos tinham olhos brancos Ele fez ainda outros testes que o levaram con clus o de que algumas caracter sti cas heredit rias est o ligadas ao sexo dos indiv duos da gera o parental Posteriormente isso tamb m foi comprovado em outros grupos de animais inclusive em n s humanos X N X L S 1 17 18 i no 22 X Y Figura 8 Fotografia mostrando os 23 pares de cromossomos presentes em uma c lula humana ar ranjados aos pares e numerados de acordo com seus diferentes tipos De 1 a 22 vemos os pares de autossomos cromossomos som ticos o ltimo par abaixo direita representado por X e Y composto pelos chamados cromossomos
9. a uma maior resist ncia priva o de nutrientes Repare quando digo pode ser que refiro me ao fato de que as muta es ocorrem ao acaso e n o necessariamente trazem benef cios aos indiv duos Ao contr rio a maioria delas n o traz benef cio algum e muitas at atrapalham Em outras palavras pode ser que essas muta es todas da placa B n o fa am diferen a alguma e que as bact rias sin tam a priva o de nutrientes da mesma forma Mas em termos de probabilidade na placa B se tem mais chance de haver toler ncia falta de nutrientes RO M dulo 1 Unidade 4 Refer ncias Bibliografia consultada Linhares S amp F Gewandsznajder 2008 Biologia hoje Volume 1 Citologia Reprodu o e Desenvolvimento Histologia e Origem da Vida Editora tica 432 pp Linhares S amp F Gewandsznajder 2008 Biologia hoje Volume 2 Os Seres Vivos Editora tica 584 pp Linhares S amp F Gewandsznajder 2008 Biologia hoje Volume 1 Gen tica Evolu o e Eco logia Editora tica 432 pp Martins L A P 1998 Thomas Hunt Morgan e a Teoria Cromoss mica de cr tico a defensor Episteme Porto Alegre 3 6 100 126 Martins L A P amp A P O P M Brito 2006 As concep es iniciais de Thomas Hunt Morgan acerca da evolu o e hereditariedade Filosofia e Hist ria da Biologia 1 175 189 http www sobiologia com br conteudos Citologia2 nucleo14 php acesso em 29 01 2012 Fer
10. as essas duas em quatro essas quatro em dezesseis e pronto assim se forma uma massa tumoral Quase todos os tipos de c ncer est o relaciona dos ocorr ncia de muta es no material gen tico de c lulas originalmente normais S o essas muta es n o corrigidas pelo sistema de reparo durante a duplica o do material gen tico que promovem a altera o do rel gio biol gico das c lulas Estas ao serem alteradas come am a se dividir sem qualquer controle avan am so bre tecidos pr ximos e os destroem causando danos que podem ser letais para o organismo C lulas cancerosas podem ainda espalhar se por outras partes do corpo quando formam o que chamamos met stases Muta es e Variabilidade Gen tica Embora frequentemente as muta es resultem em malef cios quando produ zem altera es do material gen tico h casos claros em que elas podem trazer be nef cios para os indiv duos e em decorr ncia para as esp cies s quais pertencem Elas funcionam como fontes prim rias de variabilidade gen tica Mas o que vem a ser variabilidade gen tica as vezes tamb m conhecida pelo nome mais complicado de biodiversidade molecular Bem quando altera um determinado gene uma muta o est dando origem a uma nova vers o deste um novo alelo Esse um fen meno que acontece ao acaso e Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia Figura 12 Variabilidade gen tica
11. asas a cor do corpo etc e testaram v rias possibilidades de cruzamentos en tre elas Dessa forma tamb m como Mendel obtiveram uma primeira gera o de moscas a partir de uma gera o parental composta por moscas de linhagens puras com gen tipos e fen tipos cuidadosamente escolhidos previamente Nessa gera o estudaram os gen tipos e fen tipos resultantes e a partir da mesma uma segunda gera o foi criada e tamb m estudada a Figura 6 Thomas Hunt Morgan l 1866 1945 o pesquisador das fundo E assim por diante drocb tiias Figura 7 Exemplares de Drosophila melanogaster exibindo diferentes caracter sticas entre eles como por exemplo a cor dos olhos e do corpo e o comprimento das asas Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia genes Coisas que se herda da m e coisas que se herda do pai Nos seres humanos h dois tipos de cromossomos os som ticos e os sexuais Os sexuais s o aqueles que definem o sexo de cada indiv duo cujos genes s o respons veis por desenvolver no corpo desse indi v duo as caracter sticas femininas ou masculinas Os som ticos s o os que carregam os genes respons veis pelos processos do organismo que independem do sexo como as mol culas envolvidas na digest o no sistema circulat rio dentre muitas outras Temos 23 pares de cromossomos 22 deles s o som ti cos e 1 par de cromossomos sexuais Os cromossomos sexuais s o o X
12. complementaram das ervilhas verde e amarela P seus achados e nos forneceram muitas outras explica es Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia EEE Objetivos de aprendizagem Identificar as consequ ncias de linkage e crossing over nos fen tipos de indiv duos Avaliar a import ncia da muta o para a variabilidade gen tica a M dulo 1 Unidade 4 Se o 1 Fatores heredit rios genes e o grande manual de instru es Como voc j sabe os fatores heredit rios es t o no gen tipo de um indiv duo e determinam quais caracter sticas ir o ou n o se desenvolver ao lon go de sua vida e que geralmente estar o vis veis no fen tipo Vamos pensar nesses fatores como peque nas partes que comp em um manual de instru es muito maior e complexo usado para se construir um organismo inteiro Voltando ao exemplo das ervilhas de Mendel dependendo do que estiver escrito no manual de instru es teremos por exemplo plantas Figura 1 O genoma de um indiv duo conjunto de seus ge nes como um grande manual de instru o sobre como fa com sementes amarelas lisas altas e com flores ro zer um determinado indiv duo de uma determinada esp cie Mais ou menos como um livro de receitas para fazer um xas ou plantas com sementes verdes rugosas baixa e determinado prato com flores brancas Os fatores heredit rios descobertos nos estudos de M
13. divis o das c lulas que existem Assim como uma c lula s pode existir se tiver seu material gen tico ou seja seus genes di zendo que caracter sticas elas devem ter preciso que esse material gen tico seja capaz de ser duplicado milhares de vezes e com baix ssima taxa de erro Os genes s o compostos de mol culas das quais voc ouve falar com alguma frequ ncia seja na TV nos jornais ou no r dio o DNA Esta mol cula sobre a qual voc aprender um pouco mais no m dulo 3 de Ci ncias da Natureza apresenta um determinado grupo de caracter sticas Tais caracter sticas possibilitam que o DNA mantenha em si uma informa o preciosa o c digo gen tico ou seja o grande manual de instru es para forma o de um indiv duo daquela esp cie com determinadas caracter sticas e n o outras No caso dos seres humanos existem genes que determinam a cor olhos dos cabelos e da pele ou a estatura m xima que um indiv duo poder atingir Mas tamb m h outros genes que s o respons veis por caracter sticas nem sempre t o f ceis de serem visualizadas Por exemplo h aqueles que lidam com as quantidades de gordura que nosso corpo consegue processar e o mesmo acontece com rela o ao a car e ao sal que ingerimos E existe o caso de genes que ser o ativados ou n o em nossos corpos dependendo das condi es do meio ambiente ou mesmo do funcionamento de outros genes E ainda h a po
14. e fato Vamos s respostas a Essas muta es que ao acaso podem acontecer em um gene em muitos casos n o trazem benef cio algum Mas em outros podem significar uma vantagem para o indiv duo Este indiv duo mutante pode passar essa altera o para os seus descendentes e isso se consolidar na popula o Imagine isso acontecendo muitas vezes ao longo de milhares e milhares de anos e temos a resposta sobre como as muta es influenciam a evolu o Elas d o origem evolu o na medida em que podem alterar as caracter sticas de um indiv duo que existe at que ele se torne um indiv duo diferente Em outras palavras as muta es s o fontes de variabilidade gen tica b Os raios X s o um dos agentes capazes de induzir muta es no DNA das c lulas de um indiv duo Existem outros como a radia o solar a radioatividade e alguns pro dutos qu micos Na presen a constante de raios X portanto mais prov vel que aconte a uma muta o no DNA das c lulas do que sem essa exposi o Imagine que uma muta o desta aconte a numa c lula da pele Pode ser que n o haja nenhuma consequ ncia pode ser que o indiv duo tenha c ncer de pele Se esse indiv duo se reproduzir seus filhos n o nascer o com c ncer de pele pois a muta o n o aconteceu nos seus gametas ou seja n o pode ser passada para eles Agora imagine que pela exposi o aos raios X ela aconte a em uma c lula germina tiva gameta Ela
15. en Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia ER 23 cromossomos Figura 4 Na reprodu o humana cada uma dos pais atrav s de seus respectivos gametas hapl ides contribui com 23 cromossomos para a forma o de um novo indiv duo A c lula resultante da fecunda o e que dar ori gem a este e ter normalmente 46 cromosso mos dipl ide to em que a pr pria c lula efetivamente se divide cada uma dessas c pias passada para as c lulas filhas Nessas voltam a se agrupar em um novo n cleo que formado e todo o processo pode recome ar mais tarde Em uma nica c lula os cromossomos podem ter tama nhos e formatos diferentes Al m disso constatou se atrav s de outras pesquisas que cada esp cie de animal ou planta tem um n mero preciso e caracter stico de cromossomos no interior de suas c lulas Na nossa esp cie por exemplo h um total de 46 cromossomos os quais se organizam em 23 pares Como s o dois cromossomos de cada tipo formando duplas essa con di o chamada dipl ide Gametas em geral por outro lado t m apenas metade do material gen tico de uma c lula comum Assim no caso da nossa esp cie s o apenas 23 cromossomos Essa condi o em que h apenas um exemplar de cada tipo de cromossomo chamada hapl ide A partir da jun o de dois gametas hapl ides na fecunda o um masculino e um feminino formada ent o uma nova c
16. endel s o aquilo que hoje cha mamos genes Um gene carrega informa es biol gicas de uma forma tal que permite que ela seja copiada com precis o quando uma c lula se dividir e nesse processo tiver seu mate rial gen tico duplicado Al m disso as caracter sticas do que forma um gene devem permitir que seja poss vel que ele se duplique muitas vezes ao longo da vida de um indiv duo Uma forma milhares milhares formam um Os genes precisam ser f ceis de se duplicar pois precisam ser copiados muitas vezes ao longo da vida de um organismo Vamos tomar como exemplo o ser humano para explicar isso um pouco melhor Quando um espermatozoide fecunda um vulo temos uma nica c lula formada que se dividir tantas vezes que dar origem a um beb S nessa etapa de gesta o s o milhares e milhares de duplica es celulares Voc formado por milhares de c lulas que vieram de uma nica c lula originalmente Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia ER Al m disso ao longo de nossa vida c lulas do nosso corpo morrem com frequ ncia Por exemplo todas as vezes que voc descasca quando vai praia s o c lulas da sua pele que est o mortas e se desprendem A poeira formada por c lulas mortas do nosso corpo que se desprendem e acumulam tanto que ficam vis veis a olho nu No lugar dessas c lulas mortas novas c lulas s o originadas por
17. er stico de cromossomos Na esp cie humana h um total de 46 cromossomos que est o organizados em 23 pares Como s o dois cromossomos de cada tipo formando duplas essa condi o chamada dipl ide Gametas t m apenas um exemplar de cada tipo de cromossomo ou seja 23 Essa condi o chamada hapl ide A partir da jun o de dois gametas hapl ides na fecunda o um masculino e um feminino formada ent o uma nova c lula com 46 cromossomos dipl ide As pesquisas de Morgan com Drosophilas melanogaster forneceram evid ncias de que os genes est o localizados nos cromossomos Nos experimentos de Morgan constataram se novas propor es diferentes das de Men del para gen tipos e fen tipos das moscas nascidas dos cruzamentos feitos Os resulta dos obtidos indicaram que alguns genes presentes nos gametas das moscas ao inv s de estarem situados em cromossomos distintos s poderiam estar localizados juntos em um mesmo cromossomo Assim durante o processo de forma o dos gametas esses genes n o se separavam Essa situa o foi chamada linkage ou liga o g nica e indica um acoplamento entre genes naquele cromossomo em que ocorrem Em outra experi ncia os gen tipos encontrados mostravam uma esp cie de mistura das caracter sticas das moscas totalmente inesperada Essa possibilidade de recombina o gen tica espont nea atrav s da troca natural de pequenas partes de cromo
18. g nicas citadas anteriormente outros tipos de altera es do ma terial gen tico podem ocorrer afetando partes maiores de um cromossomo ou at mesmo o n mero de cromossomos de um indiv duo S o o que chamamos muta es cromoss micas Quando alteram por exemplo a sequ ncia de genes em um dado cromossomo as muta es s o ditas estruturais Por outro lado quando modificam o n mero de cromossomos s o re feridas como altera es num ricas Indiv duos com a chamada S ndrome de Down trazem em suas c lulas uma altera o cromoss mica tamb m conhecida como trissomia do 21 Nesses casos onde deveria haver apenas um par de cromossomos identificados como 21 ou seja dois cromossomos existem tr s cromossomos desse tipo Quando UM a mais ou UM a menos faz toda a diferen a Assim como a S ndrome de Down existem diversas outras condi es em que um indiv duo afetado pela varia o de seus cromossomos No que se refere s trissomias tr s unidades de um mesmo cromossomo ao inv s de duas as mais conhecidas s o a S ndrome de Edwards e a S ndrome de Patau Em todos os casos os indiv duos triss micos apresentam retardo mental de n veis variados e problemas card acos Na S ndrome de Edwards a maior parte dos fetos sofre aborto e n o chega a nascer Outros tipos de altera es cromoss micas s o relacionadas aos cromossomos sexuais H PESCO
19. lula com 46 cromossomos dipl ide Se o 3 Thomas Hunt Morgan e os trabalhos com moscas das hbananas Essas constata es sobre os cromossomos al m de outras fize ram deles candidatos a investiga es sobre o poss vel local de ocorr n cia dos genes e assim novos estudos come aram a ser desenvolvidos para testar essa hip tese A partir do in cio do s culo XX alguns grupos de animais passaram a ser mais usados em pesquisas gen ticas j que alguns desses apresentam resist ncia facilidade de cria o em laborat rio e de observa o de carac Figura 5 Exemplar de Drosophila mela ter sticas importantes etc No que se refere ao estudo das caracter sticas dos nogaster 8 M dulo 1 Unidade 4 cromossomos um dos organismos preferidos desde ent o a chamada mosca da banana ou mosca de vinagre cujo nome cient fico Drosophila melanogaster o termo mosca das frutas embora inadequado tamb m usado s vezes Essa esp cie de moscas possui cromossomos grandes e relativamente f ceis de serem estudados ao microsc pio Um dos principais pesquisadores desse per odo e que trabalhou deta lhadamente com as dros filas foi o americano Thomas Hunt Morgan Morgan e sua equipe assim como nos experimentos realizados por Mendel com ervilhas selecionaram caracter sticas de diferentes tipos de dros filas tais como a cor dos olhos o formato dos mesmos o tamanho das
20. m alguns casos e de linkage em outros Mas n o foi isso que ocorreu Os n meros obtidos n o batiam com as expectativas Os gen tipos encontrados mos travam uma esp cie de mistura das caracter sticas das moscas totalmente inesperada Ana lisando o resultado obtido o que ele concluiu que de fato n o estavam de acordo com os achados de Mendel e nem com o seu pr prio achado sobre linkage Assim al m das combi na es de genes dos gametas j conhecidas parecia haver mais alguma outra combina o entre os genes Essa era a nica explica o para a propor o de gen tipos encontrada na experi ncia A hip tese de Morgan de que os genes que comp em os cromossomos poderiam de alguma outra maneira estar se embaralhando nessas estruturas encontrou embasamen to em um estudo anterior desenvolvido por um professor belga chamado Frans Janssens Janssens que trabalhava estudando c lulas ao microsc pio ou seja realizava estudos de citologia Ele observou e descreveu em 1909 eventos naturais de troca de peda os ou permuta o entre os pares de cromossomos associados durante uma das etapas do pro cesso de forma o dos gametas Isso forneceu a Morgan a explica o que faltava para compreender aqueles resultados estranhos de seus achados com dros filas A possibilidade de recombina o gen tica espon t nea atrav s da troca natural de pequenas partes de cromossomos relacionados entre si
21. modo no mesmo ritmo Ser que as pessoas v o se acostumar com a invers o de posi es Vamos ver o que acontece nesse macro troca troca Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia
22. nesse processo j que a quebra do cromossomo ter que acontecer num local bem espec fico Por outro lado se os genes estiverem bem distantes entre si ao longo de um mesmo cromossomo a chance de serem separados e trocados ser bem maior a quebra poder se dar numa rea bem maior Os geneticistas trabalham com essa quest o indicando uma medida mais objetiva chamada taxa de crossing quanto mais pr ximos entre si estiverem dois genes menor ser a taxa de crossing quanto mais distantes estiverem maior essa chance ser Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia Se o 5 Por que ocorrem varia es gen ticas Depois que conhecemos as descobertas de Mendel e de Morgan percebemos que s o comuns os mecanismos naturais respons veis por um aumento das chances de aparecimen to de novas varia es de gen tipos e fen tipos a cada gera o No caso da Lei de Segrega o Independente Segunda Lei de Mendel por exemplo vimos que os genes podem por vezes se separar completamente uns dos outros durante o processo de forma o dos gametas e nas gera es seguintes formarem novas combina es entre eles Morgan por outro lado alertou para o fato de que isso nem sempre ocorre Mais especificamente descreveu o caso de genes que permanecem juntos em um cromossomo quando os gametas s o formados no caso de se observar o evento de linkage Mas ele tamb m mostrou que isso n o acaba com a chance de aco
23. ntecerem novas variantes genot picas fenot picas Atrav s do crossing over novas recombina es tornam se poss veis mesmo se os genes estiverem acoplados en tre eles especialmente se as taxas de crossing forem elevadas Que vantagem pode haver nessa aparente busca constante de variabilidade gen tica Se os genes como j vimos comp em um manual de instru es para construir seres vivos e se percebemos os seres vivos em geral como verdadeiras obras primas em termos de estru tura e funcionamento porque existem estrat gias naturais que ficam tentando alterar essa receita Isso n o seria um erro Imagine uma popula o de indiv duos animais ou plantas absolutamente iguais em sua estrutura geral e funcionamento Eles cruzam entre si e t m filhos No entanto como s o todos absolutamente iguais a popula o n o muda em nada suas caracter sticas gera o ap s gera o Parece timo n o Agora pense que essa popula o infectada por uma bact ria e por causa de suas caracter sticas tem a capacidade de se espalhar rapidamente e matar os indiv duos infectados Ora se estes s o todos iguais quase certo que a toda a popula o estar condenada morte em breve pois todos sofrer o igualmente com a a o do novo micr bio Agora pense em uma outra popula o na qual os processos naturais ligados repro du o dos indiv duos permitem ligeiras varia es a cada gera o e o surgimento de rec
24. om bina es quanto s caracter sticas onde ningu m exatamente igual a ningu m Neste novo M dulo 1 Unidade 4 cen rio o ataque de uma bact ria agressiva tamb m poder fazer muitos estragos e causar mortes Mas h um ingrediente diferente e fundamental A varia o que existe naturalmente entre os organismos pelo mero acaso poder fazer com que alguns deles embora possam adoecer n o morram por serem de alguma forma um pouco mais resistentes quele mi croorganismo N o morrendo continuam com possibilidades de crescer e se reproduzir e ir o gerar filhos que herdar o boa parte de suas caracter sticas dentre elas possivelmente aquela resist ncia bact ria originalmente mortal E assim a vida poder seguir em frente Esse racioc nio simples nos ajuda a compreender a import ncia dos mecanismos que promovem a possibilidade de haver varia es gen ticas nos indiv duos dentro das popula es Embora haja sempre a chance de que algumas das novas caracter sticas que surjam possam n o servir para grande coisa em termos da estrutura e ou do funcionamento do novo organismo outras poder o garantir sua exist ncia e suas chances de gerarem descendentes garantindo assim a sobreviv ncia da esp cie Cruzadas Leia o texto a seguir e complete o com o que voc acabou de estudar nesta unida de Al m disso use as palavras acrescentadas para completar a cruzadinha logo a seguir Os genes es
25. ou simples mente n o funcionar mais Nesse caso a c lula e o organismo podem sofrer preju zos impre vis veis podendo desenvolver doen as cr nicas e at mesmo a morte M dulo 1 Unidade 4 Tipos de Muta es Gen ticas Fonte Cientic ccom Figura 10 Dois exemplos de muta es esquerda durante o processo de c pia do cromossomo um gene D foi eliminado ou deletado a chamada dele o direita os genes B e C foram copia dos mais de uma vez originando uma duplica o no novo cromossomo Um caso bastante estudado o de uma doen a chamada anemia falciforme uma condi o de sa de na qual as c lulas do sangue hem cias exibem um formato anormal em forma de foice ou meia lua en quanto as hem cias normais s o arredondadas e n o funcionam como deveriam dificultando o transporte de oxig nio pelo corpo Geneticistas mostraram que a anemia falciforme acontece por causa de uma peque Figura 11 Hem cias vistas ao microsc pio eletr nico As c lulas normais direita t m aspecto arredondado enquanto ao acaso dificilmente as muta es ir o resultar em aquelas afetadas pela muta o t m formato de foice ou meia lua na altera o muta o em um gene Como ocorrem algo novo que seja imediatamente ou inteiramente ben fico para o indiv duo Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia E Al m das muta es
26. reira R J 2008 Descomplicando a variabilidade gen tica uma proposta de atividade interativa par o ensino de Gen tica Imagens Er http www sxc hu browse phtml f download amp id 1381517 amp http www flickr com photos 63861396 N00 1664342470 4 e http commons wikimedia org wiki File Chromatin nucleofilaments png http commons wikimedia org wiki File Drosophila metaphase chromosomes jpg amp http childrenshospital org cfapps research data_admin Site2234 Images family_ F http pt wikipedia org wiki Ficheiro Drosophila melanogaster side aka jpg Andr Karwath aka Eq e http pt wikipedia org wiki Ficheiro Thomas Hunt Morgan jpg Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia EE e http en wikipedia org wiki File EyeColors jpg K k y K Kesa http commons wikimedia org wiki File DNA_human_male_chromosomes gif http pt wikipedia org wiki Ficheiro Redbloodcells jpg e http pt wikipedia org wiki Ficheiro Sicklecells jpg 3a http www flickr com photos cimmyt 5185321431 sizes m in photostream In ternational Maize and Wheat Improvement Center http commons wikimedia org wiki File Agar plate with colonies jpg i e http learn genetics utah edu content begin traits karyotype s e http www sxc hu browse phtml f download amp id 1220957 Ivan Prole n e http www sxc hu 985516_96035528 http www sxc hu browse phtml f download amp id
27. rolar formando os cromossomos que s o mapeados nos cari tipos aos pares H dois tipos deles som ticos e sexuais No primeiro est o os genes respons veis pelas caracter sticas org nicas do indiv duo e no segundo suas caracter sticas do g nero feminino ou masculino Durante a gametog nese forma o dos gametas os genes tendem a se sepa rar de maneira independente No entanto quando dois genes se encontram na mesma Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia ERR mol cula eles n o se segregam situa o conhecida como linkage Um outro conhe cido fen meno que ocorre nessa mol cula durante a gametog nese o crossing over ou permuta o Neste as mol culas podem trocar pequenas partes de sua estrutura entre si e os genes podem se recombinar e Pp ostas Se o 7 Muta es e Variabilidade Gen tica Atividade 2 a Um n mero maior de muta es ocorreu na placa B Voc pode observar isso na representa o pela quantidade de varia o da ordem das letras que denominam o gene OOMA amos aparecem muito mais vezes na placa B do que soam na placa A b Na placa B Se as bact rias que possuem o gene SOMA ou soma s o bem adaptadas a viver em um meio de cultura rico em nutrientes provavelmen te elas ter o dificuldades de viver em um meio pobre em nutrientes Agora a partir de uma muta o que acontece ao acaso pode ser que a bact ria ganhe como consequ nci
28. ros filas Morgan percebeu que elas exibiam um par ou mais de genes distintos para caracter sticas distintas Em alguns casos obtiveram propor es bem diferentes daquelas esperadas para os casos de segrega o independente dos genes como no caso das ervilhas 4 1 Linkage Morgan realizou experimentos em que observou novas propor es diferentes das de Mendel para gen tipos e fen tipos das moscas nascidas dos cruzamentos feitos Os resul tados que obteve indicaram que alguns genes presentes nos gametas das moscas ao in v s de estarem situados em cromossomos distintos como nas observa es de Mendel s poderiam estar localizados juntos em um mesmo cromossomo Assim durante o processo de forma o dos gametas esses genes n o se separavam n o eram segregados entre si influenciando o gen tipo fen tipo final Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia Essa situa o tornou se conhecida pela utiliza o do termo linkage ou liga o g ni ca e indica um acoplamento entre genes naquele cromossomo em que ocorrem 4 2 Crossing over ou permuta o Em outra experi ncia bem conhecida Morgan realizou novamente o cruzamento de moscas observando caracter sticas das asas e da cor do corpo Ele achava que as propor es num ricas de gen tipos e fen tipos que seriam observadas nas novas gera es de moscas teriam de indicar a ocorr ncia de segrega o independente e
29. s in a Karyotype Try it Yourself Instructions Click on a chromosome in the pool on the left and drag it next to its partner in the karyotype on the right Turning the Hints on provides an outline of the matching chromosome Hintson Y ijl 4 o A ay i n T E e 6 E 8 9 10 11 12 13 14 15 j 14 16 17 18 19 20 q a Anf t N h N _ N x lt Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia Sim o idioma o ingl s Mas acalme se pois d para fazer o exerc cio mesmo sem saber falar o idioma O cari tipo que voc v o da esp cie humana portanto possui 23 pares de cromos somos No entanto em cada numera o h apenas 1 que representa o par O que voc deve fazer ent o juntar os pares como j est feito no par de cromossomos 21 CB Anexo M dulo 1 Unidade 4 Anexo M dulo 1 Unidade 4 Megamente Que troca troca Quando sentamos para jantar com nossa fam lia geralmente h posi es pr defini das de cada um dos membros familiares Por exemplo o pai sempre se senta cabeceira a m e ao seu lado direito a filha mais velha do lado esquerdo dele Ent o que tal assim como vimos que acontece dentro de nossas c lulas trocarmos a ordem original das coisas Tente fazer com que o pai se sente no meio da mesa a irm mais velha na cabeceira e a m e longe do pai Ser que a conversa entre os membros da fam lia fluir do mesmo
30. se repro duzindo e se reproduzindo e se reproduzindo B Nesse meio tempo as c lulas de ambos os cultivos duplicaram tantas vezes o seu material gen tico que muito prov vel que muta es tenham ocorrido E possi velmente algumas vezes 8 M dulo 1 Unidade 4 Para verificar isso um cientista estudou a presen a de determinado gene cha mado de SOMA nas duas popula es Veja uma ilustra o simplificada do resultado encontrado por ele Sabendo que a linhagem original de bact rias possu a somente o gene SOMA dominante e soma recessivo analise o resultado do estudo e responda a em qual meio A ou B aconteceu mais vezes o evento da muta o Justifi que a sua resposta b Essas bact rias que apresentam o gene SOMA ou soma s o bastante adap tadas a crescer em meio de cultura Esse meio apresenta os nutrientes ne cess rios para o crescimento das bact rias Voc acabou de ver que em uma das placas ocorreram mais muta es que na outra Imagine que o cientista queira avaliar o impacto dessas muta es para as bac t rias em condi es adversas Ele decidiu trocar o meio de cultura rico em nutrientes por um extremamente pobre em nutrientes Em qual das placas mais prov vel que mais indiv duos sobrevivam Por qu Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia Resumo Os fatores heredit rios est o no gen tipo de um indiv duo e determinam quais caracter
31. sexuais ou heterossomos A partir da foto conclu mos que o indiv duo estudado do sexo masculino j que apresenta nesse ltimo par o cromossomo distinto denominado Y t pico dos machos Se fosse uma mulher o par seria XX M dulo 1 Unidade 4 Esse conjunto de observa es important ssimas juntamente com outras fornece evi d ncias claras que d o a resposta definitiva a uma quest o fundamental da Gen tica os ge nes de fato est o localizados nos cromossomos Se o 4 Complementando os achados de Mendel Atrav s de suas pesquisas e estudos Morgan tamb m discutiu e desafiou outros con ceitos importantes da Gen tica em seu tempo Lembre se por exemplo da Segunda Lei de Mendel ou Lei da Segrega o Independente que j vimos anteriormente Ao estudar er vilhas com caracter sticas que apareciam juntas duas a duas nas suas plantas originais o exemplo que estudamos foi semente amarela textura lisa e semente verde textura ru gosa Mendel viu que as mesmas eram separadas entre si nos cruzamentos Isto sugeria que durante o processo de forma o dos gametas os fatores heredit rios genes se separavam entre eles de maneira independente e em propor es iguais entre si nos gametas produzidos e seguiam caminhos distintos Mas Morgan e seus colaboradores mostraram que isso nem sempre acontece Por meio de observa es de cruzamentos en tre tipos diferentes de d
32. ssibilidade de que possa haver altera es dos genes e assim da informa o que eles carregam Se o 2 A descoberta dos Cromossomos Pesquisadores do final do s culo XIX e in cio do s culo XX notando a import n cia de se conhecer melhor os genes come aram a desenvolver t cnicas e estrat gias cada vez mais engenhosas para tentar estud los Algumas perguntas pairavam na ca be a dos cientistas onde no interior das c lulas est o localizados os genes Do que a M dulo 1 Unidade 4 seriam feitos Hoje em dia sabemos que s o feitos de DNA mas na poca somente se sabia que estavam diretamente relacionados s caracter sticas heredit rias medida que instrumentos pticos tornaram se melhores e mais eficientes ficou pos s vel examinar com maior clareza de detalhes o interior das c lulas usando se microsc pios Al m disso algumas t cnicas de observa o tamb m progrediram subst ncias corantes ca pazes de colorir diferentemente as v rias estruturas presentes dentro das c lulas passaram a ser utilizadas com frequ ncia facilitando a observa o e identifi ca o das mesmas Uma dessas estruturas com as pecto filiforme isto como um fio longo ou como fios entrela ados e enrolados e presente no interior do n cleo das c lulas de animais e plantas podia ser corada com facilidade nas prepara es Especialmen te por causa dessa caracter stica o m dico e biol go alem o Wal
33. ssomos rela cionados entre si foi denominada crossing over M dulo 1 Unidade 4 A taxa de crossing representa a probabilidade de ocorr ncia de recombina o g nica quanto mais pr ximos entre si estiverem dois genes em um mesmo cromossomo menor ser a taxa de crossing quanto mais distantes estiverem maior ser essa chance Os mecanismos de variabilidade gen tica nos indiv duos dentro das popula es s o im portantes para garantir as chances de sobreviv ncia das esp cies Muta es ocorrem ao acaso e promovem o surgimento de um novo alelo tal mudan a pode trazer preju zos ou benef cios aos indiv duos Muta o um fen meno fundamental para a promo o da variabilidade g nica dentro de um grupo de indiv duos por sua vez gra as a essa variabilidade que as esp cies evoluem conforme o passar do tempo e o nascer de novas gera es Veja Ainda Resumo da biografia de Thomas Hunt Morgan http educacao uol com br biografias thomas morgan jhtm Import ncia das moscas Drosophila melanogaster em estudos de Gen tica http wnww geneticanaescola com br anobvol2 MS15 010 pdf Variabilidade Gen tica http wnww geneticanaescola com br ano3vol1 3 pdf Se o 5 Por que ocorrem varia es gen ticas Atividade 1 Os genes est o contidos em uma importante estrutura situada dentro das c lulas stas chamada cromatina Essa estrutura pode em algum momento da vida celular se en
34. t o contidos em uma importante estrutura situada dentro das c lulas chamada Essa estrutura pode em algum momento da vida celular se enrolar formando os Que s o mapeados nos cari tipos aos pares H dois tipos deles e No primeiro est o os genes respons veis pelas caracter sticas org nicas do indiv duo e no segundo suas caracter sticas do g nero feminino ou masculino Durante a gametog nese forma o dos gametas os genes tendem a se se parar de maneira No entanto quando dois genes se encontram na mesma mol cula eles n o se segregam situa o conhecida como Um outro conhecido fen meno que ocorre nessa mol cula durante a gametog nese o ou Neste as mol culas podem trocar peque nas partes de sua estrutura entre si e os genes podem se recombinar Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia Se o 6 Muta es e suas consequ ncias Nas Unidades 1 e 2 voc aprendeu que muta es s o causadas por um erro cometido na duplica o do material gen tico dentro de uma c lula quando essa vai se dividir As muta es g nicas alteram a informa o contida em um gene Essas mudan as po dem ser muito pequenas impercept veis no fen tipo se for assim isso possivelmente n o trar quaisquer problemas para o organismo No entanto pode haver mudan as mais dr s ticas na estrutura e o gene passar a funcionar de maneira diferente deficiente
35. ther Flemming trabalhando com c lulas de salamandras um tipo de anf bios batizou a de cromatina no final do s culo XIX Figura 2 Cromatina de uma c lula de galinha vista como uma extensa massa filamentosa escurecida Observou se ainda que aquela massa de fios longos e de certa forma aparentemente dispersos pelo n cleo da c lula podia em determinados momentos se enrolar e condensar encurtando se de maneira progressiva Isso eviden ciava a exist ncia de v rias estruturas distintas e indi vidualizadas compostas por cromatina Pouco tempo depois o termo cromossomo significando corpo corado passou a ser utilizado nessas estruturas Observa es feitas sob microsc pio dos diferentes momentos da vida de uma c lula fosse ela comum ou reprodutiva gametas e espe cialmente das diferentes etapas do processo de divis o celular mostraram que os cromossomos se Hi e Figura 3 Corantes ajudam a visualizar os cromossomos den tro de uma c lula Estes cromossomos das imagem s o de Drosophila mosca em uma fase de divis o celular comportam de maneiras curiosas Eles t m por exemplo a capacidade de duplicar ou seja de ter suas partes inteiramente copiadas Antes que se d a divis o de uma c lula comum cada cromossomo copiado ou duplicado no n cleo da c lula Depois eles s o liberados no interior da mesma organizam se em uma regi o determinada e no mom
Download Pdf Manuals
Related Search