Resumo de Biologia

1. Regulação nervosa e hormonal nos animaisHomeostasia: capacidade de manutenção das condições do meio interno de um organismo dentro de limites compatíveis com vida. Quem coordena a homeostasia são o: sistema nervoso e o sistema hormonal.

1.1. Sistema nervoso (coordenação nervosa - rede de neurónios e circulação de informação)

Responde, de forma rápida, às alterações do ambiente e mantêm o equilíbrio do meio interno.

Constituição do sistema nervoso (vertebrados): Sistema nervoso central – encéfalo e medula espinal (protegidos por formações esqueléticas). Sistema nervoso periférico – nervos Complexo hipotálamo-hipófise – o hipotálamo é o centro coordenador da homeostasia nos vertebrados. Está ligado à hipófise por um pedículo que contém vasos sanguíneos e formações nervosas. Vias aferentes – vias nervosas que transmitem mensagens dos receptores para os centros nervosos. Vias eferentes – vias nervosas que transmitem mensagens dos centros nervosos para os efectores. Fibra nervosa – Conjunto do axónio e da bainha de mielina que o envolve. Ao conjunto de fibras nervosas reunidas em feixes envolvidas por uma capa de tecido conjuntivo denominam-se: nervos. Nervo – estrutura do sistema nervoso periférico, constituído por um conjunto de feixes de fibras nervosas, envolvidas por uma membrana, onde circulam vasos sanguíneos.

Neurónio – Principal função: receber, transmitir e responder às mensagens que chegam os impulsos ou influxos nervosos

Corpo celular – recebe mensagens dos outros neurónios, trata-as e emite mais mensagens contem núcleoDendrites – prolongamentos celulares muitos ramificadas pelo corpo celular, que recebem e conduzem os estímulosAxónio – prolongamento celular que transposta os impulsos nervososBainha de mielina – protecção que os neurónios possuemArborização terminal – ramificação terminais do axónio que transmitem as mensagens do neurónio a que pertencem para outros neurónios

Transmissão das mensagens nervosas

A transmissão de mensagens nervosas é um processo electroquímico.

Um estimulo é detetado pelo órgão receptor sensorial que envia uma mensagem através dos neurónios sensitivos, que transmitem a informação para o sistema nervoso central, onde ocorre a integração, isto é, a interpretação do estimulo e se trata da respectiva resposta para esse estimulo, sendo consequentemente transmitida pelos neurónios motores até aos órgãos efetores onde se efetua a resposta. Impulsos nervosos

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Influxo nervoso ou impulso nervoso: informação que circula ao longo dos neurónios.

Transmissão do influxo nervoso: os neurónios possuem uma diferença de potencial eléctrico transmembranar, entre a face externa e a face interna da membrana.

Potencial de repouso: Dá-se quando o neurónio esta em repouso: resultando uma distribuição de iões positivos (Na+) fora e de iões negativos dentro da membrana.

Potencial de ação: Inversão acentuada e localizada da polarização da membrana, devido á ocorrência um estímulo - que provoca a alteração da permeabilidade da membrana (abertura dos canais que permitem a passagem de Na+ e K+ de forma passiva: difusão).

Este processo avança sequencialmente, porque provoca uma inversão da polaridade na vizinhança imediatamente a seguir (propagação da mensagem nervosa).

A despolarização ocorre durante 1,5 milésimos de segundo, uma vez que:- Quando o potencial de ação atinge o seu pico, aumenta a permeabilidade da membrana ao K+ e a permeabilidade dos canais de Na+ volta ao normal.- Há uma queda do potencial da membrana, até se atingir o seu valor de repouso – Repolarização_______________________________________________________________________________________

Quando o impulso nervoso atinge a extremidade do axónio depara-se com outro neurónio ou um órgão efetor (musculo, glândula ou tecido). A zona de comunicação entre o neurónio-neurónio /neurónio-orgão efetor denomina-se sinapse. – que é constituída por neurónio pré-sinaptico; fenda sináptica; neurónio pós-sinaptico.

Sendo a informação nervosa transmitida ao nível de uma sinapse, não há contacto directo entre as celúlas. Como o impulso nervoso não consegue atravessar a fenda sinaptica existem nas células nervosas vesículas que armazenam substâncias produzidas pelos neurónios : neurotransmissores.

Quando o impulso nervoso chega à célula pré-sináptica, as vesículas fundem-se com a membrana e lançam os neurotransmissores na fenda sináptica. Que são depois captados por receptores específicos existentes na membrana pós-sináptica.

1.2. Sistema hormonal (coordenação hormonal)

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Hormonas – moléculas orgânicas produzidas por glândulas endócrinas, que são lançadas directamente no sangue e que actuam apenas em células-alvo, onde existem receptores específicos para uma dada hormona.A fixação de uma hormona aos receptores específicos da célula-alvo desencadeia a realização de respostas fisiológicas correspondentes. As hormonas contribuem para a manutenção da integridade do organismo, tal como o sistema nervoso, sóque de forma mais lenta e o seu efeito é mais duradouro.

1.3. Coordenação neuro-hormonalIntegração neuro-hormonal: Os mecanismos homeostáticos, são regulados pelo sistema nervoso e pelo sistema hormonal, que interagem através do complexo hipotálamo-hipófise, desencadeando respostas específicas.

Os mecanismos homeostaticos (quer sejam de natureza nervosa e/ou hormonal) que permitem aos seres vivos manter o equilíbrio homeostático, são mecanismos de feedback negativo – isto é o seu efeito contraria a causa (estimulo).

Termorregulação Conjunto de mecanismos que permitem manter a temperatura do meio interno dentro de valores compatíveis com a vida.

Quanto á capacidade de regulação da temperatura classificam-se em:Homeotérmicos: animais cuja temperatura do corpo consegue manter-me constante independentemente das variações de temperatura do meioPoiquilotermicos: animais cuja temperatura do corpo consegue varia com a temperatura do meio.

Quanto á fonte de calor da temperatura classificam-se em:Endotermicos: animais em que a temperatura consegue manter-me constante devido ao seu metabolismo. Os seres endotermicos regulam a temperatura interna através do aumento/diminuição da produção de calor interno (taxa metabólica e contrações musculares) ou aumentar/diminuir as perdas de calor interno (transpiração/ vasoconstrição).Exotermicos: animais em que a temperatura do corpo depende de fontes de calor externas (ex: radiação solar), variando em função da temperatura do meio.

Controlo dos mecanismos de termorregulaçãoA termorregulação é controlada pelo sistema nervoso e também, por vezes, pelo sistema hormonal.

Constituição de um sistema de termorregulação: - Receptores térmicos superficiais de natureza nervosa - Sistema de mensageiros da informação recolhida, constituído por nervos sensitivos ou aferentes - Centro regulador, hipotálamo, recebe as informações e activa respostas - Sistema de mensageiros, nervos motores ou eferentes que conduzem as mensagens do hipotálamo até aos órgãos efetores - Órgãos efetores que desencadeiam acções que permitem corrigir os desvios provocados pelo estimulo agindo de forma contrária no caso de feedback negativo.

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Osmorregulação Conjunto de mecanismos pelos quais são controladas as concentrações de água e de solutos, ou seja, a pressão osmótica do meio interno.

Quanto á capacidade de regulação classificam-se em:Animais osmoconformantes: não têm a capacidade de regular a pressão osmótica do meio interno, a qual varia de acordo com a pressão osmótica do meio externo.Animais osmorreguladores: têm a capacidade de controlar a pressão osmótica interna face a variações da pressão osmótica externa. Esta função é desempenhada pelo sistema excretor.

Osmorregulação nos vertebrados

Ambiente de água doce O meio interno é hipertónico em relação ao externo. A água movimenta-se por osmose para o interior do corpo. O excesso de água, precisa de ser eliminado, por isso o peixe não bebe agua, e elimina uma grande quantidade de urina diluída, (graças á presença de grandes glomérulos de Malpighi e ausência de ansas de Henle) e faz transporte de iões por transporte ativo ao nível das brânquias.

Ambiente marinho O meio interno é hipotónico em relação ao externo, por isso há perda de água por osmose. Para compensar as perdas de água, bebe agua e excreta os iões pelas brânquias, e liberta pequena quantidade de urina concentrada.

Ambiente terrestre Perda de água por evaporação. Os mecanismos de osmorregulação centram-se na conservação de água do meio interno.

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Sistema excretor nos seres humanos

Estrutura de um rim

Três regiões na estrutura do rim: Zona cortical – camada mais superficial, clara e granulosa.

Zona medular – região mais interna, com aspecto ligeiramente estriado, constituído por estruturas em forma de pirâmide.

Bacinete – zona central, para onde convergem as estruturas em forma de pirâmide, de onde parte o uréter.

Estrutura de um tubo uriníferoCada rim é constituído por milhares de unidades funcionais: os nefrónios - constituídos por um tubo urinífero (unidade estrutural do rim), e a rede de vasos sanguíneos que o rodeia. Os vários tubos uriníferos terminam num tubo colector.

Cápsula de Bowman – zona inicial, em forma de bola, de parede dupla, localizada na zona cortical.

Tubo contornado proximal – porção tubular que se segue à cápsula de Bowman e que se localiza ainda na zona cortical.

Ansa de Henle – porção do tubo urinífero em forma de “U”, constituída por um ramo descendente e por um ramo ascendente, ambos localizados na zona medular do rim.

Tubo contornado distal – zona terminal do tubo urinífero localizada no córtex.

Porção vascular do nefrónio: Glomérulo de Malpighi – resulta da capilarização de uma arteríola aferente no interior da cápsula de Bowman.

Rede de capilares peritubulares – situa-se à volta do tubo urinífero.

Arteríola aferente – arteríola que entra na cápsula de Bowman

Arteríola aferente – arteríola que sai da cápsula de Bowman

Processos que estão na base da formação da urina Filtração – dá-se na cápsula de Bowman. Há passagem de plasma através da parede dos capilares do glomérulo e da parede interna da cápsula para o tubo urinífero. Reabsorção – ocorre nos tubos contornados e na ansa de Henle. A água passa para o sangue por osmose, sais minerais por difusão e transporte activo, glicose e ureia por difusão. Secreção – as células da parede do tubo urinífero segregam, a partir do plasma, substância para serem excretadas. Ocorre ao nível do tubo contornado distal e do tubo colector.

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2. Hormonas vegetaisO crescimento e desenvolvimento das plantas são influenciados pela luz, gravidade, contacto com outras plantas ou objectos, fotoperíodo… Como resposta, executam movimentos chamados tropismos. Que podem ser positivos ou negativos conforme se movem na direção do estimulo ou não.

Os movimentos das plantas que não envolvem crescimento direcionado relativamente ao estímulo denominam-se movimentos násticos ou nastias.

• Processo de floração Fotoperíodo – n.º de horas de iluminação diária. O período crítico de obscuridade marca um número máximo de horas de obscuridade contínua para as plantas florescerem. (período a partir do qual a planta floresce ou não)

Plantas de noite curta (dia longo): Floração ocorre quando a duração da noite é menor ou igual ao período crítico de obscuridade.

Plantas de noite longa (dia curto): Floração ocorre quando a duração da noite é maior ou igual ao período crítico de obscuridade.

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2.1. Acção das fito-hormonas no desenvolvimento das plantas A primeira porção da plântula que emerge do solo é o coleóptilo que é sensível à luz. O ápice do coleóptilo controla o crescimento e a resposta da plântula em relação à luz.

O controlo é efectuado por uma hormona (auxina) elaborada no ápice. Se não houver luz uniforme, a acumulação de auxina na zona não iluminada do coleóptido faz com que as células dessa zona se alonguem mais do que as células do lado iluminado, fazendo com que esta se curve para a luz.

Principais fito-hormonasHormonas Acções

AuxinasTem efeitos variados dependendo da sua concentração: alongamento do caule, formação de raízes e o inicio da floração e frutificação em certas plantas. Inibem a queda das folhas

e dos frutos. Controlam o gravitropismo, fototropismo e heliotropismo.

GiberelinasEstimulam o alongamento dos caules, a germinação de sementes, a floração de algumas

plantas e o desenvolvimento de frutos. (podem ser usadas na produção de frutos sem semente).

EtilenoEstimula o amadurecimento dos frutos e a queda das folhas, flores e frutos. Inibe o

crescimento de raízes e gomos laterais.

CitocininasEstimulam a divisão celular e o desenvolvimento de gomos laterais. Prolongam a vida de

folhas, flores e frutos. Inibem a formação de raízes e retardam a queda das folhas.

Ácido abcísico Estimula a formação de raízes e o fecho de estomas. Inibe a germinação de sementes.

3. Crescimento e renovação celular

Molécula de DNADNA – molécula pertencente à categoria dos ácidos nucleicos; na sua estrutura encontra-se, em código, a informação que programa todas as actividades celulares e que é transmitida de geração em geração.O núcleo das células eucarióticas é separado do citoplasma pelo invólucro nuclear (membrana dupla). Em determinados locais as duas membranas fundem-se e formam poros nucleares – regulam o movimento de macromoléculas entre o núcleo e o citoplasma. O invólucro nuclear está em continuidade com o retículo endoplasmático rugoso. No núcleo, podem existir nucléolos – regiões em cuja constituição entram ácidos nucleicos e proteínas.

Existem diferenças relativas ao material genético dos procariontes e dos eucariontes:

Procariontes EucariontesLocalização Disperso no citoplasma Núcleo das células, mitocondrias / cloroplastosOrganização Possuem só 1 molécula de DNA Possuem vários cromossomas

Forma Circular Linear Histonas (proteínas) Ausentes Presentes

Transcrição Simples Complexa

Natureza química e estrutura do DNA Nucleótido Ácido fosfórico (grupo fosfato) Pentose (desoxirribose) Bases azotadas (adenina, citosina, guanina, timina e uracilo) - Bases pirimídicas (bases de anel simples) – Citosina, Timina (e Uracilo)

-Bases púricas (anel duplo) – Adenina e Guanina

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Molécula de DNA – duas cadeias de polinucleótidos, enrolados em forma de uma hélice dupla.

As pentoses e os grupos fosfato estão orientados para o exterior das cadeias e as bases azotadas emparelham no interior da hélice, onde se estabelecem ligações hidrogénio.

- Cada nucleótido adquire o nome da base azotada que o constitui.

- Os nucleótidos ligam-se por ligações covalentes que se estabelecem entre o grupo fosfato de um nucleótido e a pentose do nucleótido seguinte.

- O crescimento da cadeia de DNA efectua-se na direcção 5’ > 3’.

- É nas sequências nucleotídicas (n.º e ordem dos nucleótidos) que está codificada a informação genética que define as características de cada indivíduo.

Gene: segmentos do DNA com uma sequencia nucleotíca própria que contem determinada informação.Genoma: totalidade do DNA contida numa célula de um individuo.Cariótipo: conjunto de cromossomas de uma célula caracterizado pelo numero, tamanho e forma desses cromossomas.

A molécula de DNA independentemente de espécie para espécie é sempre constituída por um grupo fosfato, um açúcar (desoxirribose) e 4 bases azotadas (T, A, G, C), - nucleótidos - só que a o numero de nucleótidos e a sua sequencia varia de gene para gene, podendo-se assim falar-se da universalidade e da variabilidade da molécula de DNA.

Replicação do DNA Segundo a hipótese da replicação semiconservativa, a dupla cadeia de DNA separa-se, na presença de enzimas específicas, (DNA polimerases) por ruptura das ligações de hidrogénio. Cada cadeia serve de molde à formação de uma nova cadeia a partir de nucleótidos livres na célula. As cadeias complementares desenvolvem-se em direcção antiparalela em relação à cadeia que serve de molde. No fim do processo, formam-se duas moléculas de DNA, idênticas à molécula original. Em cada uma das novas moléculas, uma das cadeias pertence à molécula inicial.

DNA vs RNA

Estrutura da molécula de RNAMolécula de RNA – cadeia simples de polinucleótidos. As moléculas de RNA têm dimensões inferiores às das de DNA e podem ocorrer em formas estruturais diferentes, que desempenham funções diferentes.

Tipos de RNA: RNA mensageiro (mRNA), RNA de transferência (tRNA) e RNA ribossómico (rRNA).

tRNA

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A estrutura típica de um tRNA apresenta 2 locais:- Extremidade 3’: que termina em todos os tRNA com a sequencia CCA, á qual se liga um aminoácido.- Conjunto de 3 nucleótidos (anticodão): difere em cada tRNA e que determinao aminoácido a que este se pode ligar. É o local de ligação ao mRNA.

Biossíntese de proteínas (fluxo da informação genética)

Código genético: é a “linguagem” que a célula utiliza na transferência da informação genética (DNA, RNA) e expressão dessa informação em proteínas.

Mecanismo de síntese de proteínas

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Transcrição: síntese de RNA a partir de DNA. A molécula de DNA serve de molde para a síntese da molécula de mRNA (que é uma cópia das instruções do DNA). A RNA polimerase provoca a abertura da molécula de DNA e inicia a síntese de RNA a partir de nucleótidos livres. A molécula de mRNA transporta a mensagem para o citoplasma, onde ocorre síntese proteica. Cada tripleto de mRNA (complementar dos codogenes) é um codão que pode codificar um aminoácido ou ordenar o início ou o fim da síntese. Antes do mRNA forma-se o RNA pré-mensageiro ao qual são retirados os intrões (sequências que não codificam) e unem-se os exões (sequências que codificam).

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A síntese de proteínas é um processo complexo em que varias moléculas de mRNA podem ser sintetizadas a partir do mesmo DNA, e em que a mesma mensagem do mRNA pode ser descodificada por vários ribossomas (polirribossoma). Neste processo salienta-se características importantes como a rapidez e amplificação.

Alteração do material genéticoAs alterações na sequencia do DNA têm o nome de mutações genéticas. Quando estas mutações ocorrem ao nivel dos gâmetas chamam-se mutações germinais, podem ser transmitidas á geração seguinte. Quando estas mutações têm lugar nas outras células, chamam-se mutações somáticas, estas não são transmissíveis.

Ciclo celular

InterfaseA interfase corresponde ao período entre o final de uma divisão celular e o início de outra. As células encontram-se nesta fase a maior parte da sua vida. É o período onde ocorre a duplicação do material genético.

A interfase divide-se em três fases:

Fase G1: Há intensa actividade biossintética, de proteínas, enzimas e RNA e também formação de organelos celulares. Após esta etapa, as células podem continuar o ciclo ou entrar na fase G0 (estádio no qual as células continuam ativas mas não se dividem).

Fase S: Ocorre a replicação do DNA da célula. Às novas moléculas de DNA associam-se proteínas e cada cromossoma passa a ser constituído por dois cromatídeos.

Fase G2: Decorre entre o fim da replicação do DNA e o início da mitose. Dá-se a síntese de moléculas necessárias à divisão celular e também de outros constituintes celulares. O volume da célula praticamente duplica.

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Fase mitóticaComo já foi dito a fase mitótica divide-se em duas fases: a Mitose e a Citocinese.

• PrófaseÉ a etapa mais longa da mitose - caracterizada pela condensação dos filamentos de DNA (nucleofilamentos) e o aparecimento do fuso acromático, terminando com a desorganização dos nucléolos e a fragmentação do invólucro nuclear.»Os filamentos de cromatina enrolam-se, tornando-se cada vez mais curtos.»Os dois pares de centríolos afastam-se em sentidos opostos, entre eles forma-se o fuso acromático.»Quando os centríolos alcançam os pólos da célula o Invólucro nuclear quebra e os nucléolos desaparecem.

• MetáfaseOs Cromossomas atingem a máxima condensação;O fuso acromático completa o desenvolvimento e algumas fibrilas ligam-se aos centrómeros.Os Cromossomas encontram-se alinhados no plano equatorial da célula.

• AnáfaseDá-se a clivagem dos centrómeros. Os cromatídios que antes pertenciam ao mesmo cromossoma, agora separados, constituem dois cromossomas independentes (cromossomas-filhos).As fibras do fuso, ligadas aos centrômeros, encurtam, puxando os cromossomas para os pólos opostos da célula (ascensão polar dos cromossomas-filhos).

• TelófaseO invólucro nuclear forma-se à volta dos cromossomas de cada pólo da célula-filha, passando a existir assim dois núcleos com informação genética igual;Os nucléolos reaparecem; O fuso mitótico dissolve-se;Os Cromossomos descondensam e alongam tornam-se menos visíveis:

CitocineseDiz respeito à divisão do citoplasma e, portanto, à consequente individualização das duas células-filhas.A citocinese difere conforme a célula for animal ou vegetal.

Na célula animal a citocinese consiste no estrangulamento do citoplasma:

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- No fim da mitose formam-se, na zona do plano equatorial, um anel contráctil de filamentos proteicos que se contraem até que as duas células-filhas se separam.

Na célula vegetal:

- A parede celular não permite o estrangulamento do citoplasma; sendo formada na região equatorial uma nova parede celular. Para isso vesículas provenientes do complexo de Golgi alinham-se no plano equatorial da célula (fragmoplasto). Mais tarde, por deposição de fibrilas de celulose forma-se nessa região a parede celular.

Importância da divisão celular:

- Regeneração de tecidos

- Originar novos seres, contribuindo para a sua reprodução

- Crescimento de organismos pluricelulares

- Assegurar a estabilidade genética ao longo das gerações

Regulação do ciclo celular

Na fase G1 as células que forem detetados erros no DNA, são destruídas por apotose celular.As células que não iniciam um novo ciclo permanecem num estágio denominado G0.Estas podem se encontrar neste estado devido:

- Ao facto de serem células que não se dividem mais, permanecerão neste estágio até a sua morte.Ex: os neurónios e as células das fibras musculares.

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Estes mecanismos de regulação do ciclo celular são importantes, uma vez que, quando estes mecanismos falham, pode ocorrer um cancro ou neoplastia maligna. Numa neoplastia, as células dividem-se descontroladamente, podendo espalhar-se por outras partes do corpo – metastização.

Células indiferenciadas – células que não possuem uma função definida, mas que têm a capacidade de originar células de qualquer um dos tecidos do organismo. São células muito semelhantes entre si e á célula que lhe deu origem.

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Células diferenciadas – células que possuem uma estrutura relacionada com o desempenho da sua função.

Totipotentes Embrionárias Pluripotentes Células estaminais Multipotentes Adultas Unipotentes

Totipotência: é a capacidade de uma célula, se dividir todas as células diferenciadas no organismo, incluindo os tecidos extraembrionários.

Pluripotência: células pluripotentes, podem dar origem a qualquer tipo de célula fetal / adulta, mas não podem por si próprias desenvolver-se em um organismo fetal / adulto, poruqe não possuem a capacidade de criar tecido extraembrionário, como a placenta.

Multipotência: células multipotêntes são capazes de se diferenciar em um número limitado de outros tipos de células. Ex: célula homeopática – uma célula-tronco do sangue pode-se desenvolver em diversos tipos de células sanguíneas mas não se pode desenvolver em neuronios ou outro tipo de células.

Reprodução- capacidade de contituir descendência portadora de genes, assegurando a renovação continua da espécie e a transmissão de informação

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• Reprodução assexuada-Sem intervenção de células sexuais e sem fecundação- Descendência a partir de um único progenitor - Os descendentes são geneticamente idênticos entre si e o progenitor

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