Coleção 10 V - Livro 5 - Biologia - Professor by Editora Elabore

Ana Clara Oliveira Líliam Faleiro

FRENTE

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BIOLOGIA Por falar nisso As pessoas costumam não se dar conta, mas o fato é que os organismos geneticamente modificados já se incorporaram ao nosso cotidiano. Eles estão presentes no nosso dia a dia em medicamentos, em produtos de limpeza, em filtros de papel e nos mais variados tipos de alimentos, como leite, soja, arroz, queijo, entre outros. Todos os anos, por exemplo, 20 milhões de pessoas sobrevivem a infartos, e a responsável por isso é uma proteína produzida por um organismo transgênico. A proteína é injetada no paciente logo após o ataque cardíaco, e sua ação ajuda a dissolver o entupimento da artéria comprometida. Para entender um pouco mais sobre transgenia e organismos geneticamente modificados, é preciso estudar primeiro as moléculas responsáveis pelo controle das atividades celulares, e é o que faremos nesta unidade. Nas próximas aulas, estudaremos os seguintes temas

A17 A18 A19 A20

Genes e RNA: o processo de transcrição........................................8 Síntese de proteína........................................................................15 Genoma e expressão gênica..........................................................22 DNA recombinante: a base da engenharia genética.....................28

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BIOLOGIA

MÓDULO A17

ASSUNTOS ABORDADOS nn Genes e RNA: o processo trans-

crição

nn Mecanismos moleculares da transcrição do RNA nn Processamento do RNA

GENES E RNA: O PROCESSO TRANSCRIÇÃO O DNA é a molécula que armazena a informação hereditária, e ele não é capaz de sair do núcleo, mas as mensagens que ele carrega para produção de proteínas têm de ser enviadas ao citoplasma, pois é lá que essas moléculas são formadas. Portanto, embora o DNA seja o controlador das atividades celulares, é o RNA que orienta a síntese de proteínas.

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nn Principais tipos de RNA

Figura 01 - O genoma de uma célula eucariótica está organizado em cromossomos. No momento da transcrição, o gene, que está contido em um cromossomo, é lido e convertido em RNA.

DNA

REPLICAÇÃO

TRANSCRIÇÃO

RNA

Mecanismos moleculares da transcrição do RNA

Opirus/Arte

TRANSCRIÇÃO

PROTEÍNA

Figura 02 - Dogma central da Biologia, em que o DNA pode ser transcrito em RNA e depois traduzido em proteína.

Francis Crick postulou, em 1956, que o dogma central da Biologia consiste na síntese de proteínas de acordo com o que for determinado pelo DNA por meio de uma molécula biológica intermediária dessa informação, o RNA. Perguntamo-nos: como uma sequência específica de nucleotídeos capaz de gerar um produto biológico funcional, o gene, é copiado, ou seja, transcrito em RNA? Isso é o que veremos a seguir.

O RNA é sintetizado a partir do DNA por um processo chamado transcrição, que ocorre no núcleo das células eucarióticas. Depois esse RNA migra para o citoplasma, onde exerce sua função na síntese de proteínas. Apenas regiões particulares do DNA, chamadas genes, são transcritas, e essa região pode abranger dezenas ou milhares de pares de nucleotídeos. Cada gene determina a produção de uma molécula de RNA na trans-

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

crição. Mas, o que define o início e o fim de um gene em uma molécula de DNA? O início é marcado por uma sequência especial de pares de bases nitrogenadas conhecida como região promotora do gene. Essa sequência determina o local do DNA onde a enzima polimerizadora de RNA, a RNA-polimerase, irá se ligar e iniciar a síntese, que continua até quando a enzima encontra outra região especial de pares de bases nitrogenada, que indica o fim do gene e é chamada sequência de término de transcrição. Em procariotos, a RNA-polimerase reconhece e se liga diretamente à região promotora, enquanto nos eucariotos, proteínas conhecidas como fatores de transcrição se ligam a uma região promotora rica em adenina e timina (denominada TATA box) e a partir daí, então, a RNA-polimerase se liga e inicia a transcrição. Os fatores de transcrição dos eucariotos são, portanto, mediadores da ligação da RNA-polimerase ao promotor.

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Apesar do DNA ser uma molécula de dupla fita, apenas uma delas é usada para a síntese do RNA a ser transcrito. Essa fita de DNA atua, então, como um molde (fita ativa) para transcrição, enquanto a outra, que é chamada de informativa, não. O processo transcricional inicia-se quando a RNA-polimerase (ou polimerase do RNA) se liga à região promotora e quebra as ligações de hidrogênio que mantêm as bases complementares unidas e, dessa maneira, promove a abertura desse trecho da dupla hélice de DNA.

Uma vez que a fita de DNA está aberta, a RNA-polimerase começa a ler a sequência de nucleotídeos daquela região e emparelha sequencialmente os nucleotídeos de RNA de forma complementar aos nucleotídeos do DNA: T com A e A com U (onde houver uma adenina no DNA, haverá uma uracila no RNA), C com G e G com C. Exemplificando, se um trecho de DNA tiver a sequência CGTAA, o RNA transcrito correspondente será GCAUU. A ordem da síntese do RNA é, portanto, antiparalela à fita de DNA-molde. Os nucleotídeos vão se unindo na nova fita de RNA por meio das ligações fosfodiéster, entre as moléculas de açúcar e fosfato. A molécula de RNA é construída do sentido 5’ para 3’. A RNA-polimerase

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DNA

RNA

DNA

T C

G C

Figura 04 - Representação esquemática da complementariedade de bases entre DNA e RNA no processo de transcrição.

A17  Genes e RNA: o processo transcrição

Figura 03 - Representação esquemática de transcrição do DNA. A RNA-polimerase adiciona os ribonucleotídeos complementares à fita de DNA molde. Note que o sentido da polimerização é de 5’ para 3’, contrário à orientação do DNA.

Biologia

não requisita para o processo nenhum oligonucleotídeo iniciador (os primers), como ocorre na replicação. Nos pontos já transcritos, as hélices do DNA se unem novamente. A molécula de DNA é constituída por duas cadeias polinucleotídicas unidas por suas bases nitrogenadas. A primeira etapa no processo de síntese de RNA é a separação das duas cadeias do DNA que constitui o gene. Uma das cadeias do DNA serve de molde para a formação do RNA, determinando a ordem em que devem se unir os ribonucleotídeos. A outra cadeia de DNA permanece inativa, esperando o final do processo. A RNA-polimerase continua percorrendo o gene até encontrar a sequência de término da transcrição, que leva ao fim do processo. Nesse momento, a enzima se depreende da fita de DNA e libera a fita recém-sintetizada de RNA. RNA- POLIMERASE

Sequência de término da transcrição

promotor

DNA Molécula de DNA dupla hélice é aberta

Região promotora

Início da transcrição pela adição de nucleotídeos na fita de RNA

A17  Genes e RNA: o processo transcrição

O QUE É DNA NÃO CODIFICANTE? Hoje se sabe que apenas uma pequena parcela do DNA dos seres eucarióticos tem sua informação transcrita em moléculas de RNA, que depois serão traduzidas a proteínas. Cientistas acreditam que apenas 3% do DNA cromossomal dos humanos sejam genes, enquanto que os outros 97% são sequências de nucleotídeos que não produzem RNA. Antigamente, esse DNA não codificante era chamado de “DNA-lixo”, entretanto essa nomenclatura não é mais utilizada, uma vez que passa a ideia de um DNA que não tem serventia para a célula, o que não é o caso. Muitos tipos de DNA não codificante desempenham importantes funções nas células, como por exemplo: na estrutura e funcionamento dos cromossomos, nos centrômeros e na regulação gênica.

5’

3’

3’ 5’

3’ Elongação da fita de RNA pela adição de múltiplos nucleotídeos 5’

3’ 5’

3’ O segmento da fita de RNA já transcrito se desprende do DNA

5’

5’ 3’

3’ 5’ Terminação seguida de liberação do RNA recém-transcrito 3’ 5’

Figura 04 - Representação esquemática do processo de transcrição.

Opirus/Arte

SAIBA MAIS

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Processamento do RNA Nas células eucarióticas, o RNA recém-transcrito (chamado RNA primário) não é imediatamente utilizado para a síntese proteica, pois essa molécula precisa ser processada primeiramente, até se tornar funcional. O RNA primário é formado por trechos não funcionais, chamados íntrons (do inglês, intragenic region), que são sequências de nucleotídeos que não codificam proteínas; e por segmentos funcionais, chamados éxons (do inglês, expressed region). Durante o processamento ocorre o splicing, que consiste na remoção dos íntrons, seguida da união dos éxons. Esse processo ocorre por um conjunto de proteínas e pequenos RNAs nucleares, chamado spliceossomo. Esse processo gera uma molécula menor, que pode sair do núcleo, chamada RNA mensageiro final (RNAm final). Nas células procarióticas não existem íntrons. Assim sendo, o RNA primário é apenas cortado de maneiras diferentes para originar diferentes proteínas. A união de éxon pode ser feita de forma alternativa pela célula, dependendo de um conjunto grande de fatores: sexo do organismo, estado de desenvolvimento, tecido, ambiente etc. Adicionalmente, há muitas formas de recombinar os éxons, desde que mantida a ordem em que aparecem na sequência de DNA. Esse processo de união alternativa de éxons é chamado de splicing alternativo. Por meio dele, um único gene pode produzir diferentes RNA mensageiros finais e, consequentemente, proteínas diferentes. O splicing alternativo tem aparecido nos últimos anos como o mecanismo que pode explicar a enorme diferença entre o tamanho modesto do conjunto de genes humano e a elevada complexidade do proteoma (conjunto de proteínas de um organismo). Pelo menos um terço, e provavelmente a maioria, dos genes humanos são alternativamente processados, e alguns genes podem gerar milhares de isoformas de proteínas por eventos complexos de splicing alternativo. RNA primários

Exon 1

mRNA

Exon 2

Splicing

Exon 3

transcrição de RNAr, dentro do núcleo. Nesses locais, o RNAr combina-se com proteínas e origina as subunidades ribossomais. Os genes que servem de molde para a formação de RNAr ficam em locais específicos dos cromossomos, chamados de regiões organizadoras do nucléolo. Os genes que codificam RNA ribossomal, portanto, não codificam proteínas e, consequentemente, não existe seu RNAm. RNA mensageiro (RNAm) As moléculas de RNA que são copiadas a partir dos genes (e que definem a síntese de proteína) são chamadas de RNA mensageiro. Portanto, ele é responsável por levar a informação do DNA ao citoplasma, onde será traduzido, seguindo a sequência de nucleotídeos do RNA, produzindo uma proteína. RNA transportador (RNAt) O RNA transportador faz o transporte de um aminoácido específico para a síntese de proteína. Essa classe de RNA, que é semelhante em procariontes e eucariontes, apresenta-se como um trevo de quatro folhas, pois a estrutura da molécula mostra-se dobrada em quatro alças. Uma dessas alças é a do anticódon, região responsável por reconhecer o códon que complementa a molécula do RNAm. Existe ainda uma região denominada de eixo aceptor, local onde o aminoácido liga-se e é levado para que ocorra a síntese proteica. Essa molécula é sintetizada por genes localizados em regiões específicas dos cromossomos.

Exon 4

4 1 2 Proteína B

Figura 05 - Representação esquemática do splicing e do splicing alternativo de um RNA primário. Perceba que a molécula de RNA primária é a mesma, o que muda é a sequência da união dos éxons.

Anticódon

Principais tipos de RNA RNA ribossômico (RNAr) O RNA ribossômico, também chamado de RNA ribossomal, constitui o ribossomo. O nucléolo é o local de intensa

Figura 06 - Representação esquemática de uma RNAt e RNAm. Observe o RNAt ligando-se ao RNAm no processo de síntese de proteína.

A17  Genes e RNA: o processo transcrição

1 2 3 Proteína A

Opirus/Arte

mRNA

Opirus/Arte

Splicing alterna vo

Biologia

Exercícios de Fixação 01. (OBB) A figura abaixo representa as fases para a expressão de um gene eucarioto, que codifica determinado polipeptídeo.

05. (UECE) No mecanismo da transcrição, uma das fitas do DNA (a fita molde) é transcrita em RNA mensageiro pela ação de a) um peptídeo sinalizador iniciador. b) dois RNAs ribossômicos acoplados. c) uma enzima denominada RNA polimerase dependente de DNA. d) uma associação de RNAs ribossômicos com vários RNAs transportadores.

06. (Unievangélica GO) Leia o texto a seguir.

UNIDADE DE TRANSCRIÇÃO Gene A 1

Pré-RNAm RNAm Polipep deo A

Com base na figura e nos seus conhecimentos, analise as afirmativas abaixo. I. Na etapa 1, a enzima RNA polimerase se liga a região promotora do gene, dando início ao processo de transcrição e originando o RNA mensageiro primário (pré-RNAm). II. Na etapa 2, que ocorre no citoplasma, o pré-RNAm sofre alterações que incluem a retirada de éxons. III. Na etapa 3, realizada no citoplasma, o RNAm será traduzido em polipeptídeo. Está correto o que se afirma em: a) I e III. b) II e III. c) I e II. d) apenas III. e) I, II e III.

A17  Genes e RNA: o processo transcrição

02. (Unimep RJ) Um determinado segmento de DNA apresenta a seguinte sequência de bases nitrogenadas: C A T C G T T G G. Qual será a sequência do RNAm transcrito a partir desse segmento de DNA? a) G T A G C A A C C. b) C C A A C G A T G. c) A U U T C A G A U. d) C U T G A U U C C. e) nenhuma das anteriores. 03. (UFRJ) O gene do RNA ribossomal é um dos mais abundantes na célula. Por que nunca se encontra, nas células, o RNAm correspondente a esse gene?

O gene RNA ribossomal apenas transcreve RNA ribossomal; como esse gene não codifica proteínas, não existe seu RNAm.

04. (Puc RS) A molécula de RNA sintetizada é _________ à fita de DNA que lhe deu origem e ________ à outra fita de DNA, sendo as ___________ substituídas pelas uracilas. a) idêntica complementar adeninas. b) complementar complementar guaninas. c) idêntica idêntica citosinas. d) complementar complementar adeninas. e) complementar idêntica timinas.

O RNA celular é produzido a partir de um molde de DNA. No processo de produção do RNA, as duas cadeias do DNA se separam e apenas uma delas serve de molde para o RNA; a outra cadeia de DNA não participa da síntese. A produção de RNA a partir de DNA é catalisada pela enzima RNA polimerase. SILVA JÚNIOR, César da; SASSON, Sezar; CALDINI JÚNIOR, Nelson. Biologia. São Paulo: Saraiva, 2011. p. 98.

O processo que leva à produção de RNA é denominado a) tradução gênica. b) transcrição gênica. c) mutação gênica. d) duplicação gênica. 07. (OBB) Entre os biólogos, há um conceito molecular clássico de que um gene é um segmento de DNA que codifica um produto funcional. Em uma célula eucariota, diferentes elementos presentes no DNA podem estar incluídos nessa definição clássica e, portanto, um gene é uma sequência de DNA que inclui os: a) éxons e os íntrons. b) éxons, regiões reguladoras não codificantes e regiões intergênicas. c) éxons, íntrons e regiões reguladoras não codificantes. d) éxons e regiões reguladoras não codificantes. e) éxons, íntrons e regiões reguladoras codificantes. 08. (Puc SP) A mesma molécula- o RNA- que faturou o Nobel de Medicina ou Fisiologia na segunda-feira foi a protagonista do prêmio de Química entregue ontem. O americano Roger Kornberg, da Universidade Stanford, foi laureado por registrar em imagens o momento em que a informação genética contida no DNA no núcleo da célula é traduzida para ser enviada para fora pelo RNA – o astro da semana. Esse mecanismo de transcrição, através do qual o RNA carrega consigo as instruções para a produção de proteínas (e por isso ele ganha o nome de RNA mensageiro), já era conhecido pelos cientistas desde a década de 1950. (Girardi, G. Estudo de RNA rende o segundo Nobel – O Estado de S. Paulo, 5 out. 2006).

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

A partir da leitura do trecho acima e de seu conhecimento de biologia molecular, assinale a alternativa: a) A produção de RNA mensageiro se dá por controle do material genético. b) No núcleo da célula ocorre transcrição do código da molécula de DNA para a de RNA. c) O RNA mensageiro leva do núcleo para o citoplasma instruções transcritas a ele pelo DNA. d) No citoplasma, o RNA mensageiro determina a sequência de aminoácidos apresentada por uma proteína. e) Cada molécula de RNA mensageiro é uma longa sequência de nucleotídeos idêntica ao DNA. 09. (Ufam AM) O RNA que carrega anticódon específico para a inserção de aminoácido em uma cadeia polipeptídica em biossínGabarito questão 01 tese é denominado: a) O processo de transcrição compreende a transa) RNA mensageiro. ferência das instruções contidas no DNA para o b) RNA ribosomal. RNA. Conclui-se que a produção de uma proteína processada basicamente na transcrição do cóc) RNA transportador. édigo genético e na tradução desse código. d) Íntron. b) Os cromossomos são constituídos por inúmegenes. Cada gene, por sua vez, corresponde e) Região promotora. ros ao segmento da molécula de DNA capaz de codi-

10. (Uel PR) Abaixo está representado o filamento I de uma molécula de ácido nucleico presente no interior do núcleo de uma célula vegetal. Qual seria a sequência correta encontrada na molécula de RNA mensageiro, transcrita a partir do filamento II?

RNA mensageiro

C T T C G A

a) G – A – A – G – C – U. b) G – U – U – G – C – A. c) G – U – U – G – C – U. d) C – U – U – C – G – A. e) C – A – A – C – G – U.

ficar a síntese de uma proteína.

Exercícios Complementares

02. (UFRJ) Em um organismo pluricelular com vários tecidos, como no caso dos seres humanos, todas as células possuem um genoma idêntico. Analogamente, é correto afirmar que os ARN mensageiros (ARNm) dos diferentes tecidos são todos idênticos? Justifique sua resposta. 03. (Unifor CE) Uma cadeia de RNA foi sintetizada tendo como molde a seguinte fita de DNA:

podem servir de molde na transcrição de moléculas. Esses segmentos de DNA a) são capazes de controlar a produção de RNA e estão presentes em apenas algumas células do corpo. b) não são capazes de controlar a produção de RNA e estão presentes em apenas algumas células do corpo. c) são capazes de controlar a produção de RNA, sendo transmitidos de uma célula às suas filhas no processo de mitose. d) não são capazes de controlar a produção de RNA e não são transmitidos de uma célula às suas filhas no processo de mitose. e) não são capazes de se replicar nem de controlar a produção de RNA. 05. (UEFS BA) O esquema representa, de forma simplificada, o processo de expressão da informação genética contida nos seres vivos de padrão eucarionte.

–ATCGCAATG– A sequência de bases nitrogenadas nessa cadeia de RNA é: a) – T A G C G T T A C – Gabarito questão 02 Não. Os tecidos de um mesmo organismo b) – U A G C G U U A C – diferenciam-se pelas diferentes proteínas c) – T U G C G T T U C – que contêm. Assim, a diferenciação dos tecidos resulta principalmente da transcrição d) – T A U C U T T A C – de genes diferentes, o que naturalmente e) – T A G U G T T A U – produz uma composição de RNAm qualita-

Íntron

Éxon I

Éxon II

Éxon IV Éxon V

Transcrição gênica Pré-RNAm Splicing

tivamente diferente de tecido para tecido.

04. (Puc SP) Pesquisas recentes indicam que segmentos de DNA dispostos entre os genes nos cromossomos, conhecidos por “DNA lixo”, teriam importante papel na regulação da atividade gênica. Até o momento, sabe-se que tais segmentos

Éxon III

A17  Genes e RNA: o processo transcrição

01. (UFG GO) O DNA é o material genético responsável pela transmissão dos caracteres hereditários na maioria dos seres vivos. Considerando sua estrutura, composição e função, a) descreva o processo da transcrição e explique as funções dos elementos transcritos; b) estabeleça uma comparação entre DNA, cromossomos e genes.

Tradução gênica Proteína

AMABIS, J.L.; MARTHO, G.R., Biologia das populações. ed. São Paulo: Moderna. 2004.v. 3, p.100.

Biologia

A respeito dos mecanismos de ação e da importância desse processo biológico, é correto afirmar que: a) A transcrição e a tradução gênica são processos biológicos exclusivos dos seres que apresentam material genético delimitado pela carioteca. b) O “splicing” permite, durante a formação do RNA mensageiro, eliminar as porções inativas presentes no gene, unindo, em uma única cadeia, apenas as porções ativas. c) Cada gene é capaz de codificar, a partir da sequência de suas bases nitrogenadas, apenas um único tipo de proteína final. d) Durante a transcrição, o DNA produz uma cópia da sua própria molécula para que possa, dessa forma, sequenciar uma nova molécula de RNA. e) Os éxons presentes na sequência gênica são descartados durante a tradução gênica por apresentarem apenas porções não codificantes do código genético. 06. (UFRJ) A sequência de DNA de um gene dos procariotos pode ser deduzida a partir da sequência de seu RNA mensageiro (RNAm). Já no caso dos eucariotos, frequentemente essa técnica não é adequada para determinar a sequência completa dos nucleotídeos do gene. Explique por que, no caso dos eucariotos, nem sempre é possível obter a sequência de um gene a partir do RNAm. 07. (Udesc SC) O esquema abaixo representa um filamento de DNA e, a partir dele, ocorre a síntese do RNA-mensageiro. DNA T A C

G GA C T A

GC T T A G

A17  Genes e RNA: o processo transcrição

Assinale a alternativa correta sobre a transcrição deste filamento. a) A transcrição da mensagem genética significa passar o código da sequência de letras do RNA para uma sequência de aminoácidos da proteína. b) A sequência AUG CCU GAU CGA AUC no RNA-mensageiro formou-se a partir desta transcrição. c) A sequência UAC GGA CUA GCU UAG no RNA-mensageiro formou-se a partir desta transcrição. d) O processo de transcrição ocorre no citoplasma da célula. 08. (Puc RJ) O projeto genoma humano fez uma estimativa do número de genes em um ser humano como sendo em torno de 30 000, sendo que cada gene tem uma extensão média de aproximadamente 5 000 nucleotídeos. No entanto, parte do genoma humano é formada por DNA não codificador. Sobre o DNA não codificador, é incorreto afirmar que a) ele não codifica proteínas ou moléculas que controlam a produção de proteínas. b) ele é constituído em parte por sequências nucleotídicas repetidas. c) ele é tratado por alguns pesquisadores como DNA-lixo ou DNA sem função. d) ele pode possuir apenas função estrutural. e) ele constitui a menor parte do genoma humano. 14

09. (Enem MEC) A figura seguinte representa um modelo de transmissão da informação genética nos sistemas biológicos. No fim do processo, que inclui a replicação, a transcrição e a tradução, há três formas proteicas diferentes denominadas a, b e c. tradução

replicação DNA

transcrição

RNA

Proteína “a” Proteína “b” Proteína “c”

Depreende-se do modelo que a) a única molécula que participa da produção de proteínas é o DNA. b) o fluxo de informação genética, nos sistemas biológicos, é unidirecional. c) as fontes de informação ativas durante o processo de transcrição são as proteínas. d) é possível obter diferentes variantes proteicas a partir de um mesmo produto de transcrição. e) a molécula de DNA possui forma circular e as demais moléculas possuem forma de fita simples linearizadas. 10. A respeito do processo de transcrição, marque a alternativa que indica corretamente o nome da enzima responsável por orientar o emparelhamento dos ribonucleotídeos. a) RNA polimerase. b) DNA polimerase. c) Fator de liberação. d) Aminoacil-tRNA sintetase. e) Peptidil transferase. 11. (UCB DF) A informação hereditária das células está contida no respectivo material genético, o DNA. As instruções genéticas contidas nos genes são expressas ou lidas por meio da transcrição e da tradução. Acerca dos processos de transcrição e de tradução em eucariotos, assinale a alternativa correta. a) No processo de transcrição gênica, a polimerase do RNA reconhece a região promotora do gene, separa a dupla fita de DNA e promove a síntese do RNA, utilizando ambas as fitas como molde, até encontrar a sequência de nucleotídeo sinalizadora do fim da transcrição. b) O RNA transportador possui, na respectiva estrutura, uma porção onde se liga um aminoácido específico e outra região denominada de anticódon, composta por uma trinca de bases de nucleotídeo, por meio do qual se emparelha, por complementaridade, à região do códon no RNA mensageiro. c) O splicing é um processo pós-transcricional, em que ocorre a retirada de éxons do pré-RNA mensageiro. d) O splicing ocorre no citoplasma e é realizado por um complexo ribonucleoproteico denominado spliciossomo. e) A síntese da cadeia polipeptídica é realizada pelo deslocamento do ribossomo pelo RNA mensageiro, e esse processo só é finalizado quando o ribossomo atinge o fim da molécula de RNA.

Gabarito questão 06 Nos eucariotos, logo após a transcrição ocorre, tipicamente, o processo da editoração do RNA, que consiste na eliminação dos íntrons e na junção das extremidades remanescentes (éxons) que comporão o RNAm. A dedução da sequência do gene não é possível porque o caminho inverso produzirá informação incompleta, isto é, sem as sequências dos íntrons.

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BIOLOGIA

MÓDULO A18

CÓDIGO GENÉTICO E TRADUÇÃO DO RNA

ASSUNTOS ABORDADOS

O DNA das células contém a informação genética, que é transcrita em RNA e interpretada pelos ribossomos. Mas como a sequência de nucleotídeos pode, por exemplo, orientar a síntese de uma proteína como a actina, atuante na contração muscular, com cerca de 27 mil aminoácidos em sua estrutura?

nn Código genético e tradução do

RNA

nn Síntese de proteínas: tradução

A resposta é que as bases do DNA estão em código e uma determinada sequência de três nucleotídeos do RNAm, denominada códon, é capaz de ser traduzida em um aminoácido ou uma informação sobre a síntese da proteína, como por exemplo, a sinalização para início (códon de iniciação) ou finalização (códon de parada) do processo de tradução do mRNA. Os cientistas, no início da década de 1960, já tinham conhecimento da existência dos quatro nucleotídeos e dos 20 aminoácidos. Se um determinado nucleotídeo fosse o responsável pela síntese de um aminoácido, então teríamos 16 outros sem correspondentes no material genético. Se a sequência de dois nucleotídeos, como AG ou CA, codificassem um aminoácido, ainda teríamos quatro outros sem correspondência. Portanto, a quantidade mínima em sequências suficientes para codificar todos os aminoácidos seriam três nucleotídeos. Assim, 64 diferentes combinações de três nucleotídeos eram capazes de traduzir 20 aminoácidos. Descobriu-se que o código genético era degenerado ou redundante, ou seja, diferentes trincas de bases eram capazes de traduzir o mesmo aminoácido. Ressalta-se, entretanto, que o inverso não é válido, isto é, uma determinada trinca é capaz de traduzir apenas um único aminoácido. Esse código é universal, e é o mesmo para todas as espécies de seres vivos do Planeta. As únicas exceções são encontradas no RNA produzido por mitocôndrias de algumas espécies. 2ª BASE

CUU CUC CUA CUG

Fenilalanina (Fen) Leucina (Leu)

Leucina (Leu)

UCU UCC UCA UCG

Serina (Ser)

CCU CCC CCA CCG

Prolina (Pro)

CAU CAC CAA CAG

Treonina (Tre)

AAU AAC AAA AAG

Alaninna (Ala)

GAU GAC GAA GAG

AUU Isoleucina AUC (lle) AUA AUG Me onina (Met)

ACU ACC ACA ACG

GUU GUC GUA GUG

GCU GCC GCA GCG

Códon de iniciação

Valina (Val)

A UAU UAC UAA UAG

Tirosina (Tir) Códon de finalização Códon de finalização

His dina (His) Glutamina (Glu) Aspargina (Asn) Lisina (Lis) Ácido Aspár co (Asp) Ácido Glutâmico (Glu)

G UGU UGC UGA UGG CGU CGC CGA CGG AGU AGC AGA AG GGU GGC GGA GGG

Cisteína (Cis) Códon de finalização

Triptofano (Trp)

Arginina (Arg)

U C A G U C A G

Serina(Ser)

U C Arginina (Arg) A G

Glicina (Gli)

3ª BASE

1ª BASE

UUU UUC UUA UUG

U C A G

Opirus/Arte

Figura 01 - Representação do código genético e sua correspondência entre trinca de bases do RNAm e os respectivos aminoácidos. Três deles representam a finalização da síntese: UAA, UAG e UGA.

Biologia

Síntese de proteínas: tradução A mensagem contida no RNAm para a síntese de proteínas é decodificada nos ribossomos na sequência 5’ para 3’, e para cada códon da molécula mensageira, se pareia um anticódon de um RNAt, uma sequência de bases complementar ao códon do RNAm. O RNAt carrega um aminoácido na sua extremidade 3’ para ser adicionado ao peptídeo crescente. ALA

3’

5’

tRNA (An códon) C G G

mRNA

3’

(Códon) Sen do da tradução

Opirus/Arte

5’

Figura 02 - Pareamento do códon do mRNA (em verde) com o anticódon do tRNA (em vermelho) do aminoácido alanina (ALA).

A ligação de um RNAt ao seu aminoácido correspondente é mediada pela enzima aminoacil-RNAt-sintetase. Existe uma sintetase para cada aminoácido, ou seja, existem 20 enzimas diferentes desse tipo. Ao se unir a um RNAt cujo anticódon seja o seu aminoácido respectivo, a aminoacil-RNAt-sintetase liga este último à extremidade 3’ do primeiro. Os ribossomos auxiliam o pareamento dos anticódons do RNAt com os códons do RNAm e possuem enzimas específicas que catalisam as ligações peptídicas dos aminoácidos. Compostos por RNAr e proteínas, os ribossomos são constituídos pela associação de uma subunidade menor, onde se liga inicialmente o RNAm, e uma subunidade maior, onde os RNAt se encaixam e a proteína é sintetizada.

Opirus/Arte

Da mesma forma que os processos de replicação do DNA e transcrição do RNA, a tradução pode ser dividida nas etapas de iniciação, elongação e término. Iniciação

Met

A18  Código genético e tradução do RNA

Subunidade ribossomal maior

5’

U AG AUG Subunidade ribossomal menor

3’

Figura 03 - Estrutura do ribossomo no início da tradução: as duas subunidades se encaixam e o tRNA iniciador se encontra no sítio P.

O RNA mensageiro se liga primeiramente à subunidade menor do ribossomo. O RNAm é então conferido, pelo ribossomo, até que seja localizado o códon de iniciação (AUG), que irá parear um RNAt com o anticódon UAC, que traduz invariavelmente o aminoácido metionina. Depois da tradução finalizada, a proteína pode sofrer modificações no citoplasma da célula e a metionina inicial da cadeia pode ser removida. Após o pareamento desse primeiro códon, a subunidade maior do ribossomo se liga à subunidade menor. Elongação Um novo RNAt entra no sítio A ribossomal e pareia seu anticódon com o códon complementar no mRNA. Uma ligação peptídica é catalisada entre o primeiro e o segundo aminoácido da cadeia polipep-

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SAIBA MAIS

Opirus/Arte

tídica nascente. O ribossomo se desloca no sentido 3’ da molécula de RNAm. O RNAt desativado é transferido para o sítio E para ser liberado, com um novo custo de energia. O RNAt, com a cadeia polipeptídica em sua extremidade, passa do sítio A para o P, dando espaço para o encaixe de um próximo RNAt no sítio A, agora vazio. Polipep deo em alongamento

Sí o A liberado para o próximo tRNA

mRNA

3’

E P A sí o sí o

5’

Reconhecimento do códon

2 GTP 2 GDP

CORRESPONDENDO TRINCAS À AMINOÁCIDOS Sabe-se que uma trinca de bases corresponde a um aminoácido, mas qual? Na década de 60, Marshall Nirenberg e Heinrich Matthaei produziram um mRNA sintético composto apenas por bases de uracila e o misturaram a um extrato celular reunindo todos os componentes, recursos e condições para a síntese de proteínas, verificando a formação de uma polifenilalanina. Assim, concluíram que a trinca UUU codifica a fenilalanina. Isto deflagrou a síntese de vários mRNAs sintéticos contendo todas as sequências possíveis de trincas e a descoberta de seus produtos proteicos resultantes.

Fonte: Wikimedia commons

P A

P A GDP Translocação

Ligação pep dica

GTP E P A

Quando o códon de parada do RNA mensageiro chega no sítio A do ribossomo, o processo de transcrição do RNAm e elongamento da cadeia polipeptídica chega ao fim. Quando isso ocorre, o sítio A é ocupado por proteínas (fatores de liberação) que liberam a cadeia polipeptídica recém-formada do último RNAt mobilizado na tradução do RNAm. A partir daí não haverá mais adição de novos aminoácidos. As subunidades ribossomais se separam e o RNAm é degradado em 5 ribossomos lendo o Cadeia mesmo RNA polipep dica nucleotídeos que serão reutilizados no núcleo da célula. As proteínas, após sua síntese, sofrem modificações pós-traducionais, como a adição de moléculas de fosfato, carboidratos ou sinalizadores celulares, para se tornarem ativas ou serem direcionadas para locais específicos. Um processo bastante recorrente é a formação de poliribossomos, ou seja, ribossomos alinhados em sequência, utilizando o mesmo RNAm para sintetizar diversas cópias da mesma proteína.

sequenciamente códon iniciador

AUG 5’

nascente

Polipep deo completo 50S UAG mRNA 3’ Códon de parada tRNA 30S

Movimento ribossômico Figura 05 - Microfotografia de um polirribossomo (acima). Esquema da tradução feita por vários ribossomos em sequência e dissociação no códon de parada ou stop códon (abaixo).

A18  Código genético e tradução do RNA

Término

Foto de Marshall Nirenberg (direita) e Heinrich Matthaei em 1960, no Instituto Nacional de Saúde (National Institutes of Health - NIH), onde desenvolveram os estudos sobre os aminoácidos.

Opirus/Arte

Figura 04 - Esquema geral dos processos de elongação durante a tradução, indicando as etapas em que ocorre hidrólise de GTP para fornecimento de energia.

Biologia Gabarito questão 04 Os ribossomos são compostos por RNAr e proteínas e são divididos em subunidade menor, onde se liga primariamente o RNAm a ser traduzido, e em subunidade maior, que contém três sítios para a ligação dos RNAt, que se movimentam entre eles, de acordo com o processo de tradução.

Exercícios de Fixação 01. Qual a unidade básica de leitura do código genético? ConO código genético é lido em códons, sequências especeitue-a.

08. A sequência de RNAm 5’-AUGCGUAGCUGUCUGGAU-3’ resulta em que sequência de aminoácidos? 5’-Met-Arg-Ser-Cis-Leu-Asp-3’

02. (Puc RS) Analise as informações sobre as características das moléculas e relacione a coluna 1 com a coluna 2.

09. (UEG GO) Em pleno século XXI, na era metabolômica, ainda temos a influência de registros importantes que fundamentaram as eras genômica, proteômica e metabolômica. Um desses registros foi em 1961, quando Francis Crick, Sidney Brenner e outros colaboradores da pesquisa relataram dados experimentais importantes para a compreensão do código genético. Sobre o conceito e o funcionamento do código genético, tem-se o seguinte: a) o códon especifica o aminoácido a ser incorporado ou o término da cadeia polipeptídica. b) é todo o material genético de um conjunto nuclear de cromossomos e DNA citoplasmático. c) a deleção de um nucleotídeo na trinca mantém preservada a leitura das trincas seguintes. d) o somatório da carga genética dos gametas resulta no código genético de cada indivíduo. e) a redundância do código genético explica a semelhança entre pessoas aparentadas.

cíficas de três nucleotídeos capazes de codificar um aminoácido determinado.

Coluna 1 1. DNA. 2. RNAm. 3. RNAr. Coluna 2 ( ) contém ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. ( ) origina-se a partir do processo de transcrição. ( ) é composto pelos nucleotídeos timina, adenina, citosina e guanina. ( ) é sintetizado no nucléolo da célula. A numeração o correta, de cima para baixo, é a) 1 – 2 – 1 – 3. Gabarito questão 03 b) 1 – 3 – 1 – 2. O anticódon correspondente à iniciação da tradução é o AUG, que codifica uma metionina. Os anc) 1 – 3 – 2 – 2. ticódons correspondentes ao término da tradução são UAG, UAA e UGA, que codificam uma moléd) 2 – 2 – 1 – 3. cula de água, capaz de clivar a ligação peptídica, e) 2 – 3 – 2 – 1. liberando-a para o citoplasma. 03. Quais são os anticódons correspondentes à iniciação da tradução e seu término? O que eles codificam? 04. Descreva a estrutura dos ribossomos. 05. Como se dá o elongamento da sequência polipeptídica durante a tradução?

A18  Código genético e tradução do RNA

06. (Uncisal AL) Alguns genes codificam proteínas enquanto outros especificam RNA como seu produto final. As recentes evidências científicas apontam que, juntamente com as proteínas, os RNA não codificadores de proteínas são capazes de coordenar o metabolismo celular e definir os fenótipos dos organismos. Síntese de proteínas, regulação da expressão gênica e splicing são processos do metabolismo celular que dependem de RNA não codificadores. São RNA não codificadores que participam diretamente do processo de síntese proteica: Gabarito questão 07 a) RNAm e RNAt. A enzima aminoacil-tRNA-sintetase catalisa a ligação específica de um RNAt ao seu aminoácido resb) RNAr e RNAt. pectivo por meio do reconhecimento do seu antic) RNAr e RNAm. códon. Existe uma sintetase para cada aminoácido. d) RNA polimerase e RNAr. e) snRNA e RNAt. 07. Como os RNAt são ligados ao aminoácido correspondente ao seu anticódon?

10. (Uncisal AL) A síntese de proteínas inicia com a transcrição ou síntese de uma molécula de RNA que possui uma sequência de bases complementares a um gene específico. O RNA transcrito é processado para tornar-se um RNA mensageiro, o qual se move do núcleo da célula para o citoplasma pelo poro nuclear. No citoplasma, o RNA mensageiro liga-se aos ribossomos para iniciar a tradução, sintetizando uma proteína a partir de aminoácidos específicos. Sobre a localização da informação genética na célula e a transcrição, é correto afirmar que o a) DNA é confinado quase que exclusivamente no núcleo de células procarióticas, e a transcrição é catalisada por DNA-polimerases, complexos de múltiplas subunidades. b) DNA é confinado quase que exclusivamente no núcleo de células procarióticas, e a transcrição é catalisada por RNA-polimerases, complexos de múltiplas subunidades. c) DNA é confinado quase que exclusivamente no núcleo de células eucarióticas, e a transcrição é catalisada por RNA-polimerases, complexos de múltiplas subunidades. d) DNA é confinado exclusivamente no núcleo de células eucarióticas, e a transcrição é catalisada por RNA-polimerases, complexos de múltiplas subunidades. e) DNA é confinado quase que exclusivamente no núcleo de células eucarióticas, e a transcrição é catalisada por RNA-polimerases, complexos que contêm uma única subunidade.

Gabarito questão 05 O RNAt ativado se pareia ao códon respectivo do RNAm no sítio A da subunidade maior do ribossomo. Este catalisa uma ligação peptídica com a cadeia em alongamento na extremidade 3’ do tRNA localizado no sítio P. O RNAm é translocado e o RNAt do sítio A passa para o sítio P, contendo a cadeia em alongamento, e o RNAt desativado passa do sítio P para o sítio E, por onde é liberado. O sítio A fica disponível para o pareamento de um novo RNAt correspondente.

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Exercícios Complementares

02. (Puc SP) Um trecho de uma das cadeias da molécula de DNA tem a seguinte sequência de bases nitrogenadas: ACATAGCCAAAA Abaixo, temos os códons correspondentes a quatro aminoácidos: Aminoácido

Códons

Cisteína

UGU, UGC

Fenilalanina

UUU, UUC

Glicina

GGU, GGC, CGA, GGG

Isoleucina

AUU, AUC

Suponha que, em um caso de mutação, a terceira base daquele trecho de DNA, que se encontra sublinhada (A), seja substituída pela base Guanina. Essa nova situação a) acarretaria modificação em parte da sequência de aminoácidos da proteína a ser sintetizada. b) acarretaria modificação em todos os códons subsequentes no trecho do RNA mensageiro correspondente. c) não acarretaria modificação na sequência de nucleotídeos do RNA mensageiro correspondente. d) não acarretaria modificação na sequência de aminoácidos da proteína a ser sintetizada. 03. (UEG GO) A parte endócrina do pâncreas é formada pelas ilhotas pancreáticas, que contêm dois tipos de células: beta e alfa. As células betas produzem a insulina, hormônio peptídico que age na regulação da glicemia. Esse hormônio é administrado no tratamento de alguns tipos de diabetes. Atualmente, por meio do desenvolvimento da engenharia genética, a insulina administrada em pacientes diabéticos é, em grande parte, produzida por bactérias que recebem o segmento de

a) peptídeo e transcrevem para o DNA humano a codificação para produção de insulina humana. b) RNA mensageiro e codifica o genoma para produção da insulina da própria bactéria no organismo humano. c) plasmídeo da insulina humana e codifica o genoma agregando peptídeos cíclicos no organismo humano. d) DNA humano responsável pela produção de insulina e passam a produzir esse hormônio idêntico ao da espécie humana. 04. (Unitau SP) O processo biológico de produção de proteínas, denominado tradução, possibilita a união de aminoácidos, de modo ordenado, seguindo a sequência de ribonucleotídeos de um RNA mensageiro. Para tal, o ribossomo associa-se ao RNAm, possibilitando a formação da nova proteína. Assinale a alternativa que apresenta uma informação INCORRETA sobre o processo de tradução. a) Mais de um ribossomo pode traduzir simultaneamente um mesmo RNAm, sendo denominados, em conjunto, polirribossomos. b) Ribossomos apresentam, em sua constituição, os sítios A e P, que atuam na ligação do RNA transportador e na produção das ligações peptídicas. c) Na subunidade maior do ribossomo, localiza-se a enzima peptidil transferase, que age catalisando as ligações peptídicas entre os aminoácidos. d) O aminoácido na tradução é carregado pelo RNA transportador, que apresenta uma trinca de bases, o códon, referente ao aminoácido transportado. e) Os ribossomos são constituídos por duas subunidades que diferem em tamanho. A de menor tamanho é a que se associa ao RNAm. 05. (UFRGS) No bloco superior abaixo, são citados processos relacionados à síntese proteica; no inferior, seus eventos característicos. Associe adequadamente o bloco inferior ao superior. 1. Transcrição. 2. Tradução. ( ) A síntese de RNA, a partir do DNA, é catalisada pela polimerase do RNA. ( ) O RNAt que transporta o aminoácido metionina emparelha-se com um códon AUG, presente na molécula de RNAm. ( ) O sítio P é sempre ocupado pelo RNAt que carrega a cadeia polipeptídica em formação. ( ) A região promotora é uma sequência de bases nitrogenadas do DNA que determina o local de encaixe da polimerase do RNA. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) 1 – 1 – 2 – 2. d) 2 – 1 – 1 – 1. b) 1 – 2 – 2 – 1. e) 2 – 1 – 1 – 2. c) 1 – 2 – 2 – 2.

A18  Código genético e tradução do RNA

01. (FGV SP) A decodificação realizada pelos ribossomos durante a síntese de proteínas, tendo por base as informações genéticas contidas na molécula de RNAm, consiste no encadeamento de a) 20 tipos de aminoácidos, a partir dos 61 códons com sentido no RNAm. b) 20 tipos de aminoácidos, a partir dos 20 códons possíveis no RNAm. c) 64 tipos de aminoácidos, a partir dos 64 códons possíveis no RNAm. d) 20 tipos de anticódons do RNAt, a partir dos 61 códons com sentido no RNAm. e) 64 tipos de anticódons do RNAt, a partir dos 64 códons possíveis no RNAm.

Biologia

2ª Posição Phe

Phe

Ser Ser

Tyr Tyr

Cys Cys

Stop

Leu

Ser

Stop

Trp

Leu

Pro

His

Arg

Leu

Pro

His

Arg

Leu

Pro

Gin

Arg

Gin

Arg

U UUU

Ser

Pro

Segunda letra

Leu

5’-GAATGTCAGAACTGCCATGCTTCATATGAATAGACCTCTAG-3

3ª Posição

UUC UUA UUG

C Primeria letra (5’)

1ª Posição

07. (Puc RJ) A sequência de DNA a seguir ocorre no filamento codificante de um gene estrutural em uma bactéria.

Phe(F) Leu(L)

Thr

Asn

Ser

UAC

UCA

Ser(s)

UCG

CAU CAC

Leu(L)

CUA

CCA

Pro (P)

CAA

CUG

CCG

CAG

AUU

ACU

AAU

lle(I)

AUA

GUC GUA

ACC ACA

Val (V)

Thr (T)

AAC AAA

ACG

AAG

GCU

GAU

GCC GCA

Tyr(Y)

G UGU UGC

U Cys(C)

Parada Parada UAA (terminador) UGA (terminador) A Parada UAG (terminador) UGG Trp (W) G

CCC

AUG (iniciador)

UCC

CCU

GUU

Ile

UAU

CUC

Met(M)

UCU

CUU

AUC A

Ala (A)

GAC GAA

His(H) Gln(Q)

Asn(N) Lys(K)

Asp(D) Glu(E)

CGU CGC CGA

Arg (R)

CGG AGU AGC AGA AGG

G U Ser(S) Arg(R)

GGA

C A G U

GGU GGC

C A Terceira letra (3’)

06. (Udesc SC) Tabela dos códons do RNA mensageiro

Gly (G)

C A

Ile

Thr

Asn

Ser

Ile

Thr

Lys

Arg

Met

Thr

Lys

Arg

Val

Ala

Asp

Gly

b) Qual é a sequência de aminoácidos do polipeptídeo codi-

Val

Ala

Asp

Gly

ficado por esse RNA mensageiro? (use a tabela do código

Val

Ala

Glu

Gly

Val

Ala

Glu

Gly

GCG

GUG

GAG

GGG

a) 5’-GAAUGUCAGAACUGCCAUGCUUCAUAUGAAUAGACCUCUAG-3’

a) Qual é a sequência do RNA mensageiro, transcrita a partir desse trecho de DNA?

b) AUG–UCA–GAA–CUG–CCA–UGC–UUC–AUA–UGA-AUAGACCUCUAG

genético) Met–Ser–Glu–Leu–Pro–Cys–Phe–Ile–Término

c) Se uma mutação ocorre no nucleotídeo T (indicado com uma seta), substituindo-o por A, qual será a sequência de aminoácidos depois da transcrição e tradução? (use a tabela

Ala

Alanina

Gly

Glicina

Pro

Prolina

Asp

Ácido Aspártico

Gln

Glutamina

Ser

Serina

Glu

Ácido Glutâmico

His

Histidina

Tyr

Tirosina

Arg

Arginina

Ile

Isoleucina

Thr

Treonina

Asn

Asparagina

Leu

Leucina

Trp

Triptofano

Cys

Cisteína

Lys

Lisina

Val

Valina

Phe

Fenilalanina

Met

Metionina

A18  Código genético e tradução do RNA

Considere a seguinte sequência de códons de um segmento de RNA mensageiro: AUG – CUC – UAU – CCC – GUC – GGG – AGG – UGA Assinale a alternativa que contém os nomes do primeiro e do último aminoácido (sequência da esquerda para a direta) que estarão presentes na cadeia polipeptídica a ser formada. a) Metionina e Triptofano. b) Arginina e Tirosina. c) Tirosina e Arginina. d) Metionina e Arginina. e) Leucina e Tirosina. 20

do código genético)

c) AUG–UCA–GAA–CUG–CCA–UGC–UUC–AUA–AGA-AUA-GAC-CUC-UAG Met–Ser–Glu–Leu–Pro–Cys–Phe–Ile–Arg-Ile-Asp-Leu-Término

08. (OBB) Analise a figura abaixo que representa alguns anticódons associados aos seus respectivos aminoácidos.

A A A

G C U

U U C

FEN

ARG

LIS

A C G C A G

CIS

VAL

An códons dos RNAt

Trecho da proteína

Suponha que outra proteína possua o mesmo trecho de aminoácidos destacado na figura. O DNA codificante dessa região na segunda proteína será: a) igual ao da primeira uma vez que os nucleotídeos codificantes do RNAm serão os mesmos. b) igual ao da primeira uma vez que os nucleotídeos codificantes do RNAt serão os mesmos. c) igual ao da primeira uma vez que os nucleotídeos codificantes dos íntrons serão os mesmos. d) diferente ao da primeira uma vez que o código genético é degenerado. e) diferente ao da primeira uma vez que os RNAr pode ter variado.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

09. (Unitau SP) Em fevereiro de 2013, foi noticiado o resultado de um tratamento experimental realizado em suínos que haviam sofrido ataque do coração, o que resultou na regeneração das células lesionadas do músculo cardíaco e em melhor bombeamento do sangue. O tratamento, denominado terapia gênica, envolveu o uso de um gene que, quando induzido, agiu para a regeneração celular. O tratamento foi possível somente porque

A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a 04 01. V F F V. 02. F V F F. 03. V F V V. 04. F F V V. 05. F V V F.

a) o gene é composto pela sequência de aminoácidos necessários para a produção da proteína regeneradora das células. b) o gene é o fragmento de DNA que pode ser transcrito em molécula de RNA, que será traduzida em proteína regeneradora das células. c) o gene é a sequência do RNA que carrega a sequência de aminoácidos para a produção da proteína regeneradora das células. d) o gene é uma sequência da molécula de RNA, a qual será transcrita em uma proteína regeneradora das células. e) o gene é formado por polipeptídeos presentes no DNA que, ao serem traduzidos, resultarão na proteína regeneradora das células.

11. (Uerj RJ) Observe a sequência de bases nitrogenadas que compõem a porção inicial de um RNA mensageiro transcrito em uma determinada proteína de uma célula eucariota:

Disponível em: <http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/1149081-quase-todo-o-genoma-humano-tem-alguma-funcao-diz-pesquisa.shtml>. Acesso em: 20 jan. 2013.

Nessa proteína, o aminoácido introduzido pelo códon iniciador foi removido durante o processo de síntese. Admita que uma mutação tenha atingido o códon correspondente ao aminoácido número 3 da estrutura primária desse polipeptídeo, acarretando a troca de uma base A, na célula original, pela base U, na célula mutante. A tabela abaixo permite a identificação dos códons dos aminoácidos encontrados tanto na proteína original como na mutante, codificados pelo trecho inicial desse RNA mensageiro: Aminoácido

Códons

Alanina

GCU, GCC, GCA, GCG

Arginina

CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG

Aspártico

GAU, GAC

Fenilalanina

UUU, UUC

Leucina

UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG

Lisina

AAA, AAG

Metionina e códon de iniciação

AUG

Serina

UGU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC

Tirosina

UAU, UAC

Triptofano

UGG

A respeito do processo representado na ilustração, marque com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas.

Agora, a estrutura primária da proteína mutante tem como terceiro aminoácido: a) tirosina.

( ( ( (

b) leucina. c) triptofano. d) fenilalanina.

) A proteína é produzida ainda no núcleo celular. ) O RNA formado durante a etapa 1 é um RNAt. ) Em 1, está ocorrendo a transcrição e, em 2, a tradução. ) Em 1, ocorre a separação das cadeias nucleotídicas do DNA para que o RNA seja sintetizado

A18  Código genético e tradução do RNA

10. (Unifacs BA)

AUGGCUAAAUUAGAC..........

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO A19

GENOMA E EXPRESSÃO GÊNICA

ASSUNTOS ABORDADOS nn Genoma e expressão gênica nn Regulação gênica em nível transcricional nn Regulação gênica a nível pós-transcricional

Em Biologia, o genoma de um organismo é toda a informação hereditária (que passa para seus descendentes) que está codificada em seu DNA (ou, em alguns vírus, no RNA). Isso inclui tanto os genes como as sequências não codificadoras que são muito importantes para a regulação gênica, dentre outras funções. O DNA contém a informação necessária para a produção de proteínas e está localizado quase que totalmente no núcleo das células, no entanto a síntese proteica ocorre no citoplasma. Por isso, a informação genética precisa ser copiada do DNA e levada ao citoplasma por meio de moléculas que atuam como “mensageiras”, os RNA mensageiros. Os genes são as sequências de nucleotídeos do DNA a partir das quais os RNA são produzidos. Dizemos que um determinado gene se expressa quando ele é traduzido em RNA mensageiro e depois traduzido a proteína. A expressão gênica tem, portanto, duas etapas de regulação distintas: a produção do RNAm (transcrição) e a síntese da proteína (tradução), isto é, o controle da expressão de um gene pode ser tanto transcricional como traducional. A regulação gênica evita que o genoma inteiro de um organismo seja continuamente transcrito em cada célula e em todas as condições externas (do ambiente). Houve, portanto, evolução de mecanismos altamente refinados que regulam e otimizam a eficiência genética.

Regulação gênica em nível transcricional Remodelamento da cromatina

sciencepics/Shutterstock.com

O DNA de eucariotos está associado a proteínas chamadas histonas, formando estruturas denominadas nucleossomos. A interação entre proteínas histonas e outras proteínas (não histônicas) permite que vários nucleossomos se associem, formando estruturas maiores. Assim, regiões do DNA de eucariotos que contenham grande quantidade de nucleossomos associados serão mais condensadas que as demais, e essa região da cromatina é chamada de heterocromatina. Já a área que se encontra menos condensada, pois as proteínas histonas estão mais frouxas, é chamada de eucromatina.

Figura 01 - O nucleossomo é uma unidade fundamental dos cromossomos dos seres eucarióticos. A cromatina é a junção de DNA com as proteínas histônicas, formando o nucleossomo.

A capacidade celular de alterar a associação entre o DNA e as proteínas histonas é essencial para permitir ou impedir que as proteínas reguladoras da transcrição tenham acesso ao DNA (e consequentemente, aos genes). Portanto, nas regiões de heterocromatina, por estarem fortemente compactadas, a RNA-polimerase não consegue se ligar, e, consequentemente, não irá transcrever aquele gene. Já nas regiões de eucromatina, o DNA está mais acessível ao complexo de transcrição e, consequentemente, ele será mais frequentemente transcrito e traduzido naquela célula. 22

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Reforçadores e silenciadores Os promotores são sequências específicas de nucleotídeos no DNA que servem como sítios de reconhecimento para a RNA polimerase se ligar e iniciar a transcrição. Além da região promotora, encontramos também nos genes, sequências de nucleotídeos chamadas: reforçadores (ou enhancers). Esses reforçadores interagem com diversas proteínas reguladoras da transcrição, aumentando a eficiência desse processo, de maneira a garantir o nível máximo de transcrição daquele gene. Outro elemento regulador da transcrição são os silenciadores. Os silenciadores são pequenas sequências de DNA em uma região do gene, inibindo o nível de transcrição deste gene.

Regulação gênica a nível pós-transcricional O processo da transcrição resulta na produção de um transcrito primário denominado pré-RNAm. Essa molécula sofrerá várias modificações para formar o RNAm que, após ser exportado para o citoplasma, será traduzido em proteína. Esses passos são essenciais para que o gene se expresse e, portanto, qualquer mecanismo que interfira nesse processo, inibindo ou induzindo, estará regulando a expressão do gene. Quando a expressão de um dado gene é regulada por meio de mecanismos que interfiram em etapas posteriores à transcrição, o processo é denominado regulação pós-transcricional. Encadeamento alternativo do RNAm (splicing alternativo) A retirada de íntrons e a emenda dos éxons compõem um passo crucial do processamento do RNA em eucariotos. Esse processo permite a eliminação das sequências correspondentes aos íntrons do transcrito primário (pré-RNAm) e a subsequente reunião (emenda) dos éxons. Um mesmo pré-RNAm pode dar origem a duas ou mais formas alternativas de RNAm, em função dos éxons utilizados na montagem de cada uma. Consequentemente, cada um desses RNAm variantes dará origem a uma diferente forma da proteína. Por meio dos mecanismos de “encadeamento alternativo do mRNA” (ou splicing alternativo), um mesmo gene pode dar origem a diferentes proteínas. Transcrito Primário (pré-RNAm)

Éxon 1

Éxon 2

Éxon 3

Éxon 4

Emenda alterna va de éxons 1

RNAms

Domínios da proteína Proteínas

Opirus/Arte

Tradução

Figura 02 - Mecanismo de emenda alternativa de éxons (splicing). A partir de um mesmo transcrito primário (pré-RNAm), diferentes RNAms podem ser formados. Como resultado, o processo de tradução desses RNAms gerará isoformas distintas da proteína codificada.

SAIBA MAIS EPIGENÉTICA E METILAÇÃO DO DNA A metilação consiste na adição de grupamentos metila no DNA. Tanto o procariótico quanto o eucariótico podem ser metilados. Quando o gene sofre esse tipo de modificação, ele fica menos acessível ao complexo de proteínas da transcrição e, consequentemente, ele é menos expresso naquela célula em que foi metilado. A modificação química dos nucleotídeos é importante para a regulação de genes em eucariontes, principalmente em mamíferos. Nas células somáticas das fêmeas dos mamíferos, um dos dois cromossomos X é inativado e a metilação do DNA está envolvida nesse processo de desativação, que acontece no início do desenvolvimento embrionário, em cada célula somática. Além disso, diferentes estudos já encontraram relação entre padrões de metilação de grupos de genes e tipos de câncer específicos. Essas modificações que os genes sofrem, mas que não alteram a sequência de nucleotídeos, são chamadas de alterações epigenéticas. As modificações epigenéticas podem ser herdadas no momento da divisão celular e irão ter um profundo efeito na biologia do organismo, definindo diferentes fenótipos. As modificações epigenéticas no DNA são muito importantes, pois conseguem mudar rapidamente a expressão gênica de uma célula, em resposta aos diversos sinais que essa célula pode receber. Cientistas vêm provando que as experiências vividas por nós no dia a dia (o que comemos, poluentes a que somos expostos, hábitos de exercícios, tabagismo, produtos químicos, entre outros) são capazes de provocar modificações epigenéticas em nossos genes (como a metilação) e, dessa maneira, alterar a nossa expressão gênica.

A19  Genoma e expressão gênica

Nas células, existem proteínas remodeladoras de DNA específicas que regulam o conjunto de genes que deverão ser transcritos e os que devem ser “silenciados”. Por esse motivo, as células do estômago e do cérebro de um homem, mesmo pertencendo ao mesmo organismo (ou seja, células de mesmo genoma), conseguem desempenhar funções tão distintas no organismo, pois expressam genes diferentes.

Biologia

Exercícios de Fixação

02. (Unitau SP) O genoma de um determinado organismo pluricelular é idêntico em todas as suas células somáticas, porém o conjunto de proteínas (proteoma) produzidas irá variar quanto ao tipo celular, quanto à fase de desenvolvimento do organismo e em relação às condições ambientais envolvidas. Um dos mecanismos que possibilita essa diversidade de produção de proteínas a partir de um mesmo conjunto de genes é o processamento alternativo (ou splicing alternativo) do pré-RNA mensageiro (ou transcrito primário) no núcleo celular de organismos eucariotos. Explique de que modo o processamento alternativo do pré-RNA possibilita a produção de um número de proteínas maior que a quantidade de genes presentes em eucariotos. 03. (Unifor CE) Um organismo multicelular apresenta vários tipos de células, embora todas elas contenham o mesmo material genético. Isso se deve ao processo de: a) transmutação celular por perda de componentes nucleares. b) transmutação celular ao longo das etapas embrionárias. c) perda de cromatina em diferentes tipos celulares. d) diferenciação celular por mutações localizadas. e) diferenciação celular por expressão de diferentes genes.

A19  Genoma e expressão gênica

04. Indique se as afirmações sobre as várias etapas de regulação gênica em eucariotos são verdadeiras (V) ou falsas (F). F-V-V-F-V 1) a alteração da cromatina é irrelevante. 2) a formação do complexo transcricional é uma etapa importante no controle da expressão gênica. 3) no processamento do RNAm o splicing alternativo é responsável pela expansão do proteoma. 4) após a produção do RNAm, a célula obrigatoriamente produzirá a proteína codificada. 5) a partir de um RNAm maduro pode-se produzir proteínas distintas por processamento da cadeia polipeptídica original.

simultaneamente o genoma? a) porque ele permite a clivagem alternativa de proteínas após sua síntese. b) porque ele permite que éxons sejam selecionados na forma final do RNAm. c) porque ele permite que o DNA seja rearranjado no nível das células somáticas. d) porque ele gera sítios alternativos de início da transcrição no genoma. e) porque ele gera sítios alternativos de início da tradução no transcriptoma. 06. (UERN) Em 1978, o geneticista Walter Gilbert propôs os termos éxon para designar as regiões de um gene que codifica uma sequência de aminoácidos, e íntron para designar as regiões de um gene não traduzidas, localizadas entre os éxons.

Proteína A

CÉLULA TIPO A

d) O genoma corresponde aos genes da espécie e às sequências não codificantes de seu material genético.

05. Por que o splicing pode aumentar o proteoma sem expandir

Splicing

Pré-RNAm Transcrição gênica DNA

Éxon I

Éxon II

Éxon III

Éxon IV Éxon V

Transcrição gênica Pré-RNAm

CÉLULA TIPO B

01. (Unirv GO) A descoberta dos íntrons e do processamento do RNA, conhecido como splicing, renderam aos cientistas Philip Sharp e Richard Roberts o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1993, e proporcionou uma importante evolução para a biologia molecular. Em relação ao splicing e outros conceitos em biologia molecular, marque as afirmações a seguir em V para as verdadeiras e F para as falsas: V-F-F-V a) O splicing é um processo no qual ocorre retirada de íntrons e fusão dos éxons. b) O splicing é realizado no citosol da célula. c) O proteoma da espécie humana é numericamente equivalente ao seu número total de genes.

Splicing Tradução gênica Proteína B

(Biologia das Populações – Amabis e Martho)

A Ciência estima que seja de 30 mil o número de genes da espécie humana, no entanto o número de proteínas diferentes esteja estimado entre 100 mil a 120 mil. Isso ocorre devido ao(à) a) união de proteínas recém-sintetizadas, formando novos compostos. b) Splicing, isto é, cortes e montagens diferentes do mesmo RNA-mensageiro. c) genes que, ativos em uma célula, podem estar inativados em outra. d) diferença da carga genética nos tipos de células diferenciados.

Gabarito questão 02 No processamento alternativo, após a retirada dos íntrons, o religamento dos éxons poderá ocorrer de forma alternada, isto é, os éxons podem ser religados em ordens variadas, modificando, a cada sequência de éxons, a sequência de bases nitrogenadas e, fatalmente, a de aminoácidos para a produção de proteínas variadas, a partir de um mesmo segmento de DNA original.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios Complementares

02. (UEMG) “A epigenética investiga a informação contida no DNA, a qual é transmitida na divisão celular, mas que não constitui parte da sequência do DNA. Os mecanismos epigenéticos envolvem modificações químicas do próprio DNA, ou modificações das proteínas que estão associadas a ele. Essas modificações ocorrem, por exemplo, nas histonas que se ligam e compactam a cadeia do DNA ou nas proteínas nucleares e nos fatores de transcrição, moléculas que interagem e regulam a função do DNA. As modificações epigenéticas envolvem: a ligação de um grupo metil (-CH3) à base citosina do DNA; a ligação de grupo acetil (CH3CO-) ao aminoácido lisina no final de duas histonas; a remodelagem de outras proteínas associadas à cromatina; e a transposição de certas sequências da fita de DNA causando mudanças súbitas na maneira com a qual a informação genética é processada na célula. Cada uma dessas modificações age como um sinal de regulação e modificação na expressão gênica.” Disponível em: http://www.jornaldaciencia.org.br/ Detalhe.jsp?id=30541. Acesso em 3/8/2011.Texto adaptado.

Utilizando as informações fornecidas no texto acima e outros conhecimentos que você possui sobre o assunto, assinale a única alternativa em que a situação apresentada NÃO pode ser explicada por meio da epigenética: a) As diferenças fenotípicas existentes entre gêmeos univitelinos. b) A diferenciação dos tecidos no corpo de um indivíduo. c) As diferenças existentes entre indivíduos de duas espécies. d) O desenvolvimento de tumores em tabagistas crônicos.

03. (Acafe SC) O Projeto Genoma Humano (PGH) teve por objetivo o mapeamento do genoma humano e a identificação de todos os nucleotídeos que o compõem. Após a iniciativa do National Institutes of Health (NIH) dos Estados Unidos, centenas de laboratórios de todo o mundo se uniram à tarefa de sequenciar, um a um, os genes que codificam as proteínas do corpo humano e também aquelas sequências de DNA, que não são genes. Laboratórios de países em desenvolvimento também participaram do empreendimento com o objetivo de formar mão-de-obra qualificada em genômica. Fonte: Sobiologia, 16/05/2015 Disponível em: http://www.sobiologia.com.br

Nesse sentido, analise as afirmações a seguir e marque com V as verdadeiras e com F as falsas. ( ) A transcrição ocorre no citoplasma das células e consiste na síntese de uma molécula de RNAm a partir da leitura da informação contida numa molécula de DNA. ( ) Éxon é um segmento de bases nitrogenadas de um determinado gene eucarioto que consiste em DNA que codifica uma sequência de nucleotídeos no RNA mensageiro. ( ) Os íntrons são segmentos de DNA que não codificam qualquer parte da proteína codificada pelo gene. ( ) O íntron é inicialmente transcrito na molécula de pré-RNAm (transcrito primário), mas depois é eliminado durante o processamento ou splicing do RNA, antes de sair do núcleo celular. ( ) A replicação é um processo no qual cada cadeia de DNA origina duas cadeias filhas idênticas a ela por meio de um processo semiconservativo. Este processo ocorre durante a subfase G1 da intérfase. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) V - F - V - F – V. b) F - V - V - V – F. c) V - V - F - F – V. d) F - F - F - V – V. 04. (UFCG PB) O DNA existente em um cromossomo contém os genes, mensagens codificadas na forma de sequências de nucleotídeos (tijolos básicos que compõem o material genético das células), onde estão as instruções para a formação de todas as células e tecidos do nosso corpo e para a síntese de proteínas (responsáveis por todos os processos biológicos), além de outras sequências capazes de sintetizar ‘mensageiros’ que atuam na regulação de processos celulares e áreas que não carregam qualquer tipo de instrução, ou codificação.

A19  Genoma e expressão gênica

01. (Puc SP) Pesquisas recentes indicam que segmentos de DNA dispostos entre os genes nos cromossomos, conhecidos por “DNA lixo”, teriam importante papel na regulação da atividade gênica. Até o momento, sabe-se que tais segmentos podem servir de molde na transcrição de moléculas. Esses segmentos de DNA a) são capazes de controlar a produção de RNA e estão presentes em apenas algumas células do corpo. b) não são capazes de controlar a produção de RNA e estão presentes em apenas algumas células do corpo. c) são capazes de controlar a produção de RNA, sendo transmitidos de uma célula às suas filhas no processo de mitose. d) não são capazes de controlar a produção de RNA e não são transmitidos de uma célula às suas filhas no processo de mitose. e) não são capazes de se replicar nem de controlar a produção de RNA.

(Fonte: SBPC. Telômeros – os guardiães da vida. Revista ciênciahoje, v. 39, p.17-23, 2006).

Biologia

Relacione essas informações às assertivas abaixo e marque a

07. (Puc MG) Analise a figura e assinale a alternativa INCORRETA.

INCORRETA: a) Um gene expressa-se por meio da transcrição gênica, como é denominado o processo de síntese de RNA que tem por modelo o DNA. b) A polimerase do RNA de eucarioto transcreve as regiões dos éxons e dos íntrons, produzindo uma molécula de RNAm, correspondente a toda unidade de transcrição, chamada de pré-RNA mensageiro. c) O processo de corte e emenda – splicing - de remoção dos éxons do pré-RNAm realizado pelo complexo spliciossomo ocorre no núcleo da célula. d) Nos eucariotos a maioria das cadeias polipeptídicas não é perfeitamente colinear à sequência de bases do DNA que as codifica. Em bactérias, há colinearidade entre as cadeias e os segmentos de DNA que as codificam. e) Os genes humanos apresentam splicing alternativo. Os tipos de proteínas humanas são superiores ao número de genes. 05. (Unimontes MG) Processamento do RNA ou splicing é a remoção de sequências não codificadoras de proteínas (íntrons), produzindo um RNA que é traduzido em uma proteína funcional. A teoria do splicing alternativo mostra que um mesmo RNAm pode ser clivado em diferentes locais, unindo os fragmentos em diferentes ordens e tamanhos. Considerando a informação apresentada e o assunto relacionado com ela, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa INCORRETA. a) O tamanho do genoma é diretamente proporcional à quantidade de proteínas traduzidas. b) Um gene pode corresponder a mais de um tipo de proteína. c) O splicing alternativo é um dos mecanismos geradores de diversidade protéica. d) A teoria do splicing alternativo altera o dogma um gene, uma proteína. 06. Sobre expressão gênica, assinale a alternativa incorreta: a) Um segmento de DNA que codifica um polipeptídeo é conhecido como gene estrutural. b) A regulação da expressão gênica em procariotos ocorre maA19  Genoma e expressão gênica

joritariamente ao nível de transcrição.

a) A estrutura representada apresenta dupla membrana com poros que permitem a passagem de algumas moléculas. b) A cromatina é constituída por moléculas de DNA enroladas em torno de histonas e pode apresentar-se em níveis variados de condensação. c) Durante a divisão celular, a cromatina se desenrola das histonas para que possa ocorrer a duplicação do DNA. d) Cromatina e cromossomos são encontrados em fases diferentes, na interfase e na divisão celular, respectivamente. 08. (Escs DF) O famoso dogma da biologia molecular “um gene, uma cadeia polipeptídica” foi recentemente abandonado e substituído pela afirmação “um gene, várias proteínas diferentes”. A base científica para essa mudança é dada na seguinte alternativa: a) um gene pode sofrer mutações e, em consequência, formará diferentes proteínas. b) por meio da permutação gênica na meiose (“crossing over”), um gene pode modificar sua estrutura, originando uma proteína diferente. c) a presença de íntrons nos genes e a editoração (“splicing”) do RNAm permitem que um único gene possa formar muitas proteínas diferentes. d) mutações no promotor de um gene podem originar proteínas diferentes. e) diferentes códons codificam um mesmo aminoácido.

c) Com poucas exceções, a quantidade de DNA por célula é a mes-

09. (UFMS) Inúmeras experiências já provaram que o núcleo nas

ma para todas as células diplóides de uma determinada espécie.

células desempenha o papel de portador dos fatores heredi-

d) Em células eucarióticas, menos que 10% de todo o DNA pre-

tários e controlador das atividades metabólicas. Assinale a(s)

sente codifica para proteínas.

alternativa(s) correta(s) referente(s) ao tema: F-V-V-F-F-V

e) Diferentemente do que ocorre em procariotos, nos euca-

01. Durante o processo de espiralização dos cromonemas, as

riotos a transcrição é regulada por enzimas que se ligam a

regiões denominadas de heterocromáticas são as que mais

moléculas de RNA.

sofrem alterações, ou seja, correspondem às regiões do DNA em que os genes estão ativos.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Questão 13. a) Devido à universalidade do código genético. b) Não. As bactérias não apresentam o equipamento proteico para a remoção dos íntrons, isto é, das regiões não codificantes do DNA (splicing).

mos facilita o movimento e a distribuição equitativa do material genético para as células-filhas durante a divisão celular. 04. O gene é uma porção de DNA que contém em sua sequência de bases a informação específica para a síntese de uma cadeia polipeptídica. 08. Os genes podem ser facilmente visualizados ao microscópio óptico nas células em divisão. 16. As regiões da eucromatina correspondem a genes inativos ou desligados. 32. As cromátides-irmãs são aquelas originadas de um mesmo cromossomo, que é duplicado durante o período S do ciclo celular. 10. (Uninove SP) O gene IGF2 codifica um potente fator de multiplicação celular. Pesquisadores verificaram que o gene IGF2 de fetos, cujas mães passaram por grande privação de alimento, sofre a perda de radicais metila (CH3). A metilação é a adição de CH3 à citosina e quando sequências de nucleotídeos estão metiladas, não há transcrição. Considerando-se as informações, foram feitas as afirmações a seguir: I.

Nos fetos estudados, a multiplicação celular foi reduzida.

II.

A metilação ocorre em bases nitrogenadas do DNA.

III.

Quando o gene IGF2 está metilado, há baixa produção do fator de multiplicação celular.

IV.

Pode haver relação entre a baixa metilação do IGF2 e o desenvolvimento de tumores.

Está correto o contido em a) I, apenas. b) I e II, apenas. c) I, III e IV, apenas. d) II, III e IV, apenas. e) I, II, III e IV. 11. (UnB DF) A variação fenotípica nos mamíferos não pode ser atribuída aos efeitos de um único gene. Existem outras causas para essa variação, tais como variedade de genes, influências ambientais e efeitos epigenéticos. Os efeitos epigenéticos devem-se a modificações químicas do DNA — como a adição de um grupo metil à citosina presente na estrutura do DNA —, que não alteram a sequência de nucleotídeos do DNA, mas, sim, a probabilidade da transcrição dos genes. Um exemplo disso é o silenciamento gênico de um dos cromossomos X em mamíferos. Considerando o fragmento de texto acima e conceitos correlatos, julgue os itens seguintes. C-C-C ( ) A metilação do DNA é um meio de regulação da expressão gênica.

( ) Em mamíferos, no cromossomo X inativo, o padrão de metilação do DNA é diferente do padrão do cromossomo X ativo. ( ) As mudanças na expressão genética não atribuíveis a alterações na sequência do DNA podem ser transmitidas durante as divisões celulares e, por vezes, de geração em geração. 12. (FFFCMPA RS) A metilação do DNA (adição de grupos metila CH3 à molécula de DNA) é uma forma de controlar a expressão de genes e, assim, determinar a diferenciação das células. Ao longo do desenvolvimento, à medida que aumenta o grau de metilação da célula, aumenta seu estado de diferenciação. Qual das células abaixo é a que está com o menor nível de metilação? a) Neurônio. b) Bastonete. c) Blastômero. d) Leucócito. e) Hepatócito. 13. (Fuvest SP) A produção de insulina humana para o tratamento do diabetes pode ser feita, inserindo-se, em bactérias, a sequência de nucleotídeos correspondente à cadeia polipeptídica desse hormônio. a) Por que é possível sintetizar uma proteína humana, a partir de sequência de nucleotídeos específica humana, utilizando a maquinaria da bactéria? b) Para a produção de insulina, a sequência de nucleotídeos inserida na bactéria pode ser idêntica à do gene humano, contendo íntrons e éxons? Justifique sua resposta. 14. (Uem PR) Para construção de suas proteínas, o ser humano utiliza 20 tipos de aminoácidos, sendo que 11 deles, denominados naturais, são sintetizados pelo organismo. Os outros nove, chamados de essenciais, devem ser obtidos pela alimentação. Dentre os alimentos ricos em aminoácidos essenciais destacam-se o arroz, que contém leucina, fenilalanina, treonina, valina, metionina e triptofano; o feijão, que contém lisina, isoleucina, leucina, fenilalanina, treonina e valina; e a soja, que contém histidina. Considerando os alimentos arroz, feijão e soja como três conjuntos, A, B e C, respectivamente, cujos aminoácidos são seus elementos, e tendo em conta os conhecimentos sobre o assunto, assinale o que for correto. Gab: 27 01. Analisando os conjuntos A e B podemos dizer que AB = {leucina, fenilalanina, treonina, valina}. 02. Os conjuntos A e C são disjuntos. 04. Analisando os três conjuntos, podemos dizer que C A e B C. 08. Os vegetais fabricam todos os aminoácidos de que necessitam a partir de cadeias de carbono obtidas na fotossíntese e de nitrato retirado do ambiente. 16. As proteínas podem diferir umas das outras pela quantidade de aminoácidos da cadeia polipeptídica, pelos tipos de aminoácidos presentes na cadeia e pela sequência em que os aminoácidos estão unidos na cadeia. 27

A19  Genoma e expressão gênica

02. A condensação dos filamentos de cromatina em cromosso-

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO A20

ASSUNTOS ABORDADOS nn DNA recombinante e transgênicos nn DNA recombinante: a base da engenharia genética nn Reações em cadeia da polimerase (PCR) nn DNA fingerprinting nn Transgênicos

DNA RECOMBINANTE E TRANSGÊNICOS DNA recombinante: a base da engenharia genética Em 1971, um artigo publicado por Kathleen Danna e Daniel Nathans marcou o início da era do DNA recombinante. Nesse artigo, eles descreviam o isolamento de um grupo de enzimas (chamadas, enzima de restrição) de uma linhagem de bactéria que tinha a capacidade de clivar o DNA em regiões específicas. Uma vez cortado, esse fragmento do DNA podia ser unido a outra molécula de DNA, criando uma nova combinação de genes na molécula circular de DNA (plasmídeos) das bactérias. Essa técnica então ficou conhecida como tecnologia do DNA recombinante. O termo DNA recombinante se refere a uma molécula de DNA construída em laboratório, mediante união de sequências de DNA de diferentes fontes biológicas, e que, portanto, não é encontrada na natureza. O poder da tecnologia do DNA recombinante é extraordinário e possibilitou aos cientistas identificar e isolar um único gene ou segmento de interesse, dentre os milhares presentes em um genoma (o genoma humano, por exemplo, contém mais de 3 bilhões de nucleotídeos e 20 000 a 25 000 genes). Após o isolamento do gene, é possível cloná-lo e produzir grandes quantidades de cópias idênticas dessa molécula de DNA específica. Os clones de DNA podem ser manipulados para diversos fins, como para pesquisa sobre estrutura do DNA e até para a produção comercial das proteínas codificadas por esses genes. Nesta aula, iremos estudar como a técnica para a produção de um DNA recombinante é feita, assim como a sua aplicação nas diversas áreas da sociedade. Etapas da tecnologia do DNA recombinante O método básico e simplificado envolve as seguintes etapas: nn Isola-se o DNA que se deseja clivar (tanto animal quanto vegetal). nn Adiciona-se ao DNA a enzima de restrição. As enzimas de restrição são diversas

e cada uma delas reconhece uma sequência específica de nucleotídeos no DNA. A enzima, então, atua como verdadeira tesoura molecular, abrindo a dupla cadeia de DNA em locais específicos e produzindo duas extremidades adesivas. nn Os

fragmentos produzidos pelas enzimas de restrição são unidos (por enzimas chamadas de DNA ligase) a outras moléculas de DNA, chamadas de vetores. Normalmente os vetores são vírus e plasmídeos (pequenas moléculas de DNA circulares, extracromossômicas, presentes em bactérias). O plasmídeo bacteriano é aberto pela mesma enzima de restrição utilizada no DNA principal, gerando pontas adesivas iguais no DNA plasmidial e DNA principal. Dessa maneira, o fragmento de DNA terá total afinidade para se ligar ao plasmídeo aberto. molécula de DNA recombinante (fragmento clivado + vetor) é transferida para uma célula hospedeira. Uma vez dentro da célula hospedeira, a molécula recombinante se replica, produzindo inúmeras cópias idênticas (ou clones) do DNA recombinante. Inicialmente (quando a técnica ainda era recente), as células hospedeiras utilizadas eram as bacterianas, pois elas se multiplicam rapidamente e, dessa forma, várias moléculas de DNA recombinante eram facilmente produzidas. Hoje em dia, com os avanços da genética molecular, uma molécula de DNA recombinante pode ser inserida em diferentes tipos celulares.

nn A

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

nn Quando

o material genético das células hospedeiras se duplica, as moléculas de DNA recombinante que se encontram em seu interior também o fazem e são transmitidas a toda a sua prole, criando uma população de células hospedeiras, cada uma carregando cópias da sequência de DNA recombinante. nn O DNA recombinante pode ser transcrito a RNA mensageiro, traduzido a proteína a qual pode ser isolada e usada na pesquisa ou comercialização. Corte do plamídeo por enzima de restrição Corte do DNA a ser clonado com a mesma enzima de restrição

União do plamídeo com o DNA a ser clonado

Ligase

SAIBA MAIS Qual a diferença entre um organismo transgênico e um organismo geneticamente modificado? Um organismo geneticamente modificado foi submetido a técnicas laboratoriais que, de alguma forma, modificaram seu genoma, por exemplo, inativando ou ativando genes, enquanto que um organismo transgênico foi submetido à técnica específica de inserção de um trecho de DNA de outra espécie. Assim, o transgênico é um tipo de organismo geneticamente modificado, mas nem todo organismo geneticamente modificado é um transgênico. Devido a relação existente entre esses termos, frequentemente, eles são utilizados de forma equivocada como sinônimos. Fonte: Wikimedia Commons

DNA recombinante (plamídeo + DNA a ser clonado)

Introdução do DNA recombinante na bactéria hospedeira

Figura 02 - Cientistas da Universidade de Agricultura do Sul da China modificaram geneticamente 10 leitões para que os animais brilhem no escuro. Os pesquisadores injetaram DNA de uma água-viva nos porcos.

Nucleoide Mul plicação dos plasmídios recombinantes e divisão da bactérias

Opirus/Arte

Bactéria hospedeira com DNA recombinante

A20  DNA recombinante e transgênicos

Figura 01 - Representação esquemática da tecnologia do DNA recombinante. Nesse exemplo, o vetor é o plasmídeo (a molécula circular de DNA) e a célula hospedeira é uma célula bacteriana.

Aplicações da tecnologia do DNA recombinante Indústria farmacêutica A tecnologia do DNA recombinante tem grande aplicação na fabricação de produtos farmacêuticos. A primeira aplicação do DNA recombinante nessa área foi na produção de insulina humana em escala comercial a partir de bactérias transformadas por plasmídeos portadores do gene humano codificador da referida proteína. Antes da tecnologia do DNA recombinante, a insulina usada no tratamento de diabéticos era isolada do pâncreas de animais utilizados na pecuária de corte, mas não funcionava em todas as pessoas, pois algumas delas apresentavam reação alérgica à insulina animal. 29

Opirus/Arte

Biologia

Figura 03 - Representação esquemática da utilização da tecnologia do DNA recombinante na produção da insulina a partir do gene humano e utilizando células de bactérias como hospedeira.

Bactérias especializadas para indústria A partir do aprimoramento da tecnologia do DNA recombinante, cientistas passaram a produzir em laboratórios linhagens de bactérias especializadas: uma das primeiras foi uma cepa de bactérias marinhas, que, por meio da combinação de vários genes para metabolizar petróleo, tornou esse organismo capaz de consumir mancha de petróleo nos oceanos. Além disso, muitas bactérias são modificadas por meio da engenharia genética de maneira que funcionem mais eficientemente em diversos processos industriais, como a produção de etanol a partir de material vegetal, lixívia de minérios, tratamento de esgotos e detritos, dentre outros. Terapia gênica Terapia gênica é a transferência direta de genes perfeitos para humanos portadores de doenças genéticas, constituindo uma das aplicações mais recentes da técnica do DNA recombinante. Ela tornou-se uma realidade em 1990 quando médicos transferiram um gene funcional para uma jovem 30

com doença de imunodeficiência grave. O gene transferido foi transcrito e traduzido no organismo da jovem. Os sinais da imunodeficiência genética desapareceram e a técnica institui-se como estratégia de tratamento. A paciente continua com a versão defeituosa do gene em seu genoma, mas o gene introduzido se expressa e a presença da proteína correta elimina os sintomas anteriores.

joker1991/Shutterstock.com

A20  DNA recombinante e transgênicos

Outros fármacos que também são produzidos por essa tecnologia incluem o hormônio de crescimento humano (para crianças com problemas de crescimento), fatores de coagulação (para hemofílicos) e atualmente estão sendo testadas drogas para o tratamento de AIDS e câncer.

Atualmente milhares de pacientes já receberam terapia gênica, enquanto muitas tentativas clínicas estão em curso. A terapia gênica está sendo usada para tratar doenças genéticas, câncer, doença cardíaca e mesmo algumas doenças infecciosas, tais como a AIDS. Todas essas tentativas dependem da habilidade de um gene introduzido produzir uma proteína

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

terapêutica. Diferentes métodos para transferir genes para células humanas estão atualmente em desenvolvimento. Os vetores geralmente usados, para carregar a versão correta do gene para o interior da célula humana, são retrovírus geneticamente modificados. Por mais promissora que essa técnica seja, ela ainda encontra problemas de padronização e rejeição do DNA recombinante do paciente, e por isso, não é uma técnica amplamente utilizada na medicina para o tratamento de diferentes doenças.

As técnicas de DNA recombinante deram origem à rápida extensão da indústria biotecnológica, no entanto, a clonagem de DNA por meio da tecnologia do DNA recombinante (isto é, a clonagem que era feita pelas bactérias em seu ciclo de duplicação) envolvia muito tempo e esforço, o que tornava os 5´ avanços demorados. Em 1986, uma técnica chamada reação em cadeia da polimerase (do inglês, polymerase chain reaction) foi desenvolvida. Essa 3´ DNA Genômico técnica revolucionou a metodologia do DNA recombinante e acelerou o 5´ ritmo das pesquisas e na indústria 1- Desnaturação: Aquecimento para a biotecnológica.

3´

separação da dupla fita de DNA

3´

os de

3- Extenção DNA polimerase adiciona nucleo deos ao lado 3’ de cada primer

Primers

Ciclo 1 2 moléculas

2- Anelamento: Resfriamento para permi r que os primers formem pontes de hidrogênio com as sequências alvo do DNA

5´

Ciclo 2 4 moléculas

Ciclo 3 8 moléculas

Figura 04 - Representação esquemática da técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR). Nessa reação, o DNA-alvo é desnaturado em fita simples; cada fita é, então, anelada com um primer iniciador complementar. A DNA-polimerase estende os iniciadores na direção 5’-3’, usando o DNA de fita simples como molde. Ciclos repetidos de PCR podem amplificar rapidamente uma sequência de DNA em mais de um milhão de vezes.

A20  DNA recombinante e transgênicos

De maneira geral essa técnica ocorre, primeiramente, com a desnaturação do DNA, ou seja, o DNA genômico contendo a sequência a ser amplificada é desnaturado por aquecimento, deixando a dupla fita aberta. Em seguida, cada cadeia de DNA separada servirá de molde para a construção da cadeia complementar no trecho que se deseja amplificar.

5´

cle

Essa reação permite a amplificação de qualquer sequência de DNA coletada de amostras de materiais biológicos, como sangue, urina, outros fluidos corporais, cabelo e fragmentos teciduais. Amostras de micro-organismos, células vegetais ou animais, mesmo que com milhares de anos, também podem ser detectadas pela PCR.

Sequência a ser copiada

A técnica da PCR permite que um fragmento específico da molécula de DNA seja amplificado milhares de vezes em apenas algumas horas, e assim, obter cópias de uma parte do material genético em quantidade suficiente para analisar a sequência que é alvo do estudo. Essa técnica revolucionou as pesquisas em biologia molecular, pois até então demorava-se muito tempo para a amplificação do DNA.

3´

Opirus/Arte

Reações em cadeia da polimerase (PCR)

Biologia

Opirus/Arte

Finalmente, com o molde já identificado, a enzima DNA-polimerase adiciona as bases complementares, formando uma nova fita e, então, se tem novamente a duplicação da fita de DNA. Após a separação das fitas, um par de iniciadores ou primers (uma fita de RNA específica para o gene que se quer estudar) complementa a fita oposta da sequência de DNA a ser amplificada. Com o molde já identificado, a enzima DNA-polimerase adiciona as bases complementares, formando uma nova fita e então tem-se novamente a duplicação da fita de DNA. A DNA-polimerase utilizada é termoestável, extraída de uma bactéria que vive em fontes hidrotermais, e recebe o nome de Taq DNA-polimerase.

DNA fingerprinting O fingerprinting de DNA consiste no uso de DNA para identificar pessoas. Consiste em um poderoso instrumento para testes de paternidade, investigações criminais e outras aplicações forenses. Seu funcionamento reside no desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinante que identifica sequências repetitivas, VNTR (Variable Numberof Tandem Reapts) de DNA, específicas em cada indivíduo. Em uma aplicação típica, o fingerprinting de DNA pode ser usado para confirmar se um suspeito esteve presente na cena de um crime, objeto de investigação.

Para determinação da paternidade, são comparados os fingerprintings da mãe, da criança e do suposto pai. Nesse caso, parte das bandas do filho veio da mãe e a outra parte do pai. Lembrando que, nem todas as bandas do filho serão correspondentes aos dos pais e vice-versa, uma vez que os cromossomos podem sofrer crossing-over na gametogênese, o que faz com que os filhos possam ter, em pequena quantidade, padrões genéticos diferentes dos pais. As bandas de origem paterna no fingerprinting do DNA do filho devem se ajustar ao do suposto pai para que a identificação de paternidade seja positiva. 32

Figura 05 - Representação esquemática simulando um teste de paternidade por análise do DNA. O resultado de uma eletroforese mostrado na primeira raia F1; a mãe na 2a raia; na 3a raia, F2; na 4a raia F3; na 5a raia, o suposto pai; e na 6a raia F4. Observamos que o primeiro alelo de F1 é coincidente com o primeiro alelo de mãe (a primeira linha preta de F1 no gel acima) - esse é, portanto, denominado alelo materno. Seu 2o alelo, que por exclusão é seu alelo paterno, é coincidente com o 2o alelo paterno de suposto pai, na raia 5.

Transgênicos A tecnologia do DNA recombinante é considerada um dos maiores avanços da Ciência no século passado. A possibilidade de alteração do material genético de organismos vivos, quer pela introdução, quer pela supressão de genes estruturais, abriu novas perspectivas para o desenvolvimento de organismos transgênicos. Transgênico é o termo utilizado para designar organismos que foram submetidos a técnicas de engenharia genética para inserção de uma parte do genoma de outra espécie em seu genoma. Nesses organismos, é inserida uma parte do DNA de uma espécie doadora em uma espécie receptora para atender a objetivos específicos. Esses objetivos baseiam-se em conferir à espécie Figura 06 - Símbolo que identifica um produto receptora característi- transgênico. Usualmente, é possível encontrar cas da espécie doadora. esse símbolo em alimentos industrializados. Vanessa Volk/Shutterstock.com

A20  DNA recombinante e transgênicos

Para identificar um suspeito no local do crime, a técnica funciona da seguinte forma: uma amostra de DNA do sangue, sêmen, cabelo ou outro tecido corpóreo é coletada no local do crime. Se a amostra for muito pequena, pode ser usada a PCR (reação em cadeia da polimerase) para amplificá-la, de modo a ter DNA suficiente para o teste. Amostras adicionais de DNA são coletadas de um ou mais suspeitos. Cada amostra é cortada com uma ou mais enzimas de restrição e os fragmentos resultantes (VNTRs) são separados. O padrão das bandas produzidas pelo DNA da amostra coletada no local do crime, baseado no tamanho dos fragmentos ou número de repetições das VNTRs, e comparado com os padrões produzidos pelo DNA dos suspeitos que foram submetidos ao mesmo procedimento.

Opirus/Arte

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

2- Isolamento do DNA bacteriano 1- Bactéria 3- Clonando o DNA

4- Extração do gene de interesse

5- Fabricando o gene (transgene)

8- Reprodução 7- Planta transgênica

6- Inserção do transgene no tecido da planta

Figura 07 - Representação esquemática simplificada da produção de uma planta transgênica.

A20  DNA recombinante e transgênicos

Atualmente, alimentos transgênicos, como soja, milho e outros são utilizados para consumo animal e humano. Essas plantas receberam genes bacterianos que, quando expressos, produzem uma substância que as torna resistentes a herbicidas e permitem que agrotóxicos utilizados exterminem apenas as plantas invasoras, sem causar prejuízo para a plantação de interesse. Existem também espécies vegetais que receberam genes de um bacilo e passaram a produzir substâncias inseticidas, tornando-se resistentes a insetos. Outras promessas de aplicações dessa tecnologia na agricultura e na pecuária baseiam-se na produção de alimentos mais nutritivos, resistentes ao clima e de maior qualidade, além de contribuir para maximizar a produção de carne, leite e outros produtos de origem animal e vegetal. Outra grande promessa é a utilização dos transgênicos para a produção de vacinas comestíveis. Figura 08 - Representação esquemática ilustrando a área plantada com transgênicos no mundo.

Opirus/Arte

Em geral, os transgênicos são amplamente utilizados comercialmente em processos industriais e podem contribuir para melhorar a qualidade de vida das pessoas. Desde o primeiro produto comercializado, no caso a insulina, vários outros produtos obtidos a partir de transgênicos vêm sendo desenvolvidos para melhorar a qualidade de vida das pessoas.

Biologia

Exercícios de Fixação 01. (UFRS) Escolha a alternativa que apresenta um exemplo de transgenia. a) Incorporação e expressão de gene humano que codifica insulina por bactérias. b) Desenvolvimento de um organismo completo a partir de uma célula somática. c) Organismo que apresenta tanto estruturas reprodutoras masculinas quanto femininas. d) Gene que sofreu mutações, originando múltiplos alelos para um mesmo locus. e) Organismo mais vigoroso, com muitos genes em heterozigose, resultante do cruzamento de duas variedades puras distintas. 02. (Uncisal AL) Atualmente, a biotecnologia tem sido usada como ferramenta na elucidação de várias situações. No teste de paternidade, é usado o exame de a) RNA. b) sangue. c) hormônios. d) DNA. e) proteínas. 03. (OBB) A enzima TAQ utilizada na reação de PCR (reação em cadeia de polimerase) é responsável por: a) abrir a dupla hélice do DNA. b) síntese do primer. c) produzir nova fita de DNA resistindo a elevadas temperaturas. d) produzir novos nucleotídeos. e) unir os fragmentos de Okasaki.

A20  DNA recombinante e transgênicos

04. (Fac. Cultura Inglesa SP) Algumas plantas, quando ingeridas por bovinos, causam danos à saúde do animal, podendo ocasionar até mesmo a sua morte. A intoxicação é causada por substâncias químicas que interferem no funcionamento do organismo animal. Para proteger o gado contra o envenenamento por uma toxina vegetal, um laboratório desenvolveu um processo de transferência de um gene proveniente de outra espécie resistente à toxina vegetal, para o organismo animal. Esse processo de transferência é definido como a) clonagem. b) transgenia. c) polinização artificial. d) inseminação assistida. e) aconselhamento genético. 05. (UFGD MS) Leia o texto a seguir: Terapia gênica é o tratamento baseado na introdução de genes sadios com uso de técnicas de DNA recombinante.

O primeiro teste clínico bem-sucedido dessa técnica foi divulgado em 1990. Embora ainda em estágio experimental, progressos recentes indicam oportunidades crescentes de investimento pela indústria, bem como justificam a expectativa de que, em alguns casos, essa tecnologia poderá chegar à prática clínica dentro de poucos anos. A base da terapia gênica consiste na introdução de genes em células. Porém, a entrada de DNA puro através da membrana plasmática de células eucarióticas é extremamente rara. Essa dificuldade é, naturalmente, benéfica para o organismo, pois dificulta alterações espúrias do metabolismo celular e até mesmo transformações semelhantes às que se observam na evolução das espécies. LINDEN, Rafael. Terapia gênica: o que é, o que não é e o que será. Estud. av., São Paulo, v. 24, n. 70, p. 31-69, 2010.

Escolha a alternativa que representa um exemplo de terapia gênica. a) Desenvolvimento de um organismo completo a partir de uma célula somática. b) Desenvolvimento de Vacina de DNA, que consiste na aplicação de um gene que codifica uma proteína típica do agente agressor. c) Obtenção de uma nova espécie de bactéria produtora de insulina humana, que consiste na substituição do processo de extração de insulina de pâncreas de suínos. d) Uso de células-tronco, que consiste na reparação de tecidos que perderam sua função, por exemplo, por mutação genética. e) Sequenciamento do genoma humano visando à determinação de defeitos genéticos. 06. (UFCG PB) A tecnologia do DNA recombinante usa polimerases resistentes às altas temperaturas para síntese de fragmentos de DNA in vitro, com o auxílio de equipamentos de última geração chamados termocicladores. Esse método permite copiar segmentos do DNA celular e amplificá-los várias vezes. Outra ferramenta utilizada nesse tipo de biotecnologia são as enzimas de restrição, que têm como função a) promover a desnaturação da dupla fita do DNA permitindo a quebra de ligações moleculares, momento em que ocorre a sua duplicação. b) realizar uma reação em cadeia de polimerase (PCR), a partir da extração do DNA celular de qualquer ser vivo, por meio de reação catalítica. c) substituir as bases na duplicação semiconservativa do DNA, na qual se observa a síntese de uma fita complementar desse DNA a partir de uma outra já existente. d) substituir a DNA-polimerase sensível a altas temperaturas, na técnica de reação em cadeia, evitando a sua desnaturação. e) cortar o DNA, em sequências de bases nitrogenadas pré-determinadas e em pontos específicos.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Questão 10. Sabe-se que o cromossomo bacteriano é representado por uma longa molécula de DNA celular, e também são encontrados os plasmídeos (pequenos DNA circulares) com alguns genes livres no meio intracelular. Por meio de técnicas especiais os cientistas fazem as bactérias se romperem. Seus plasmódios são, então, recolhidos e colocados em solução rica em enzimas de restrição, ou seja, enzimas que fazem cortes em pontos certos e nesses pontos são inseridos genes de interesse humano. Neste caso, fez-se uma “recomendação” no DNA plasmidial de uma bactéria.

MUTANTE GENÉTICO

Fragmento de ADN

Célula

Núcleo ADN da cobaia

Gene

O resultado esperado para este trabalho é que as células que receberam o implante: a) morram pela presença de ácido nucléico estranho à composição do núcleo. b) morram por ficarem prejudicadas na realização da síntese proteica. c) reproduzem-se, produzindo células defeituosas incapazes de sobreviverem. d) reproduzem-se, transferindo as características implantadas para as células-filhas. e) cresçam, produzindo anticorpos contra as proteínas estranhas que serão fabricadas. 08. (Gama Filho RJ) “Milho resistente” “Pesquisadores da empresa Ciba Geigy anunciaram os primeiros resultados satisfatórios na criação de um tipo de milho resistente à ação dos insetos. O milho transgênico contém genes introduzidos em laboratórios para resistir ao inseto Ostrinia nubilaris. O gene induz a produção de uma toxina natural que serve como inseticida, matando os insetos que tentam destruir a planta.” (Jornal do Brasil - 02/03/93)

Esse processo é possível, pois no gene introduzido no milho está contida a informação para a: a) liberação de antígeno. b) liberação de DDT. c) produção de proteína. d) formação de glicídios. e) síntese de lipídios. 09. (Puc RJ) Por meio da Engenharia Genética já é possível a produção de insulina, utilizando-se, para isso, bactérias. A técnica do DNA recombinante utilizada no processo consiste em: a) enxertar, na bactéria, moléculas de DNA de células pancreáticas, que codifiquem a produção de insulina.

b) isolar insulina de células pancreáticas e introduzi-la na bactéria. c) adicionar ao DNA bacteriano ribossomos que produzem insulina. d) colocar pedaços de células pancreáticas no núcleo da bactéria. e) introduzir nas células pancreáticas moléculas de DNA bacteriano que produzam insulina. 10. (UFPA) Ao servir o almoço e querendo agradar o grupo, o jovem barraqueiro dispôs-se a elogiar a qualidade dos alimentos servidos e, numa linguagem muito própria, afirmou que a salada era especial, feita com folhas que cresceram na água e os tomates eram daqueles feitos no laboratório, sendo mais saborosos porque demoravam mais tempo amadurecendo no pé. Ao compreender que o rapaz falava de alface hidropônica e de tomates geneticamente modificados (ou transgênicos), estabeleceu-se um clima de incerteza quanto à ingestão ou não da salada. Considerando que, atualmente, muitas espécies vegetais vêm sendo aperfeiçoadas pela Engenharia Genética por meio da manipulação do DNA, como é o caso do tomate referido pelo barraqueiro, indique as respectivas funções das enzimas de restrição e dos plasmídeos, no processo de construção de uma molécula de DNA recombinante. 11. (Puc Campinas SP) Leia atentamente a afirmação abaixo, sobre produtos transgênicos: Alimentos transgênicos são alimentos geneticamente modificados com alteração do código genético. A afirmação é a) correta, pois os organismos transgênicos possuem o código genético alterado para serem mais produtivos. b) correta, pois a alteração do código genético faz com que os organismos sintetizem novas proteínas. c) correta, e por isso só são criados em laboratórios especializados que possuem tecnologia para modificar o código genético. d) incorreta, pois tanto organismos transgênicos como não transgênicos possuem o mesmo código genético. e) incorreta, pois o código genético dos organismos transgênicos é alterado apenas em algumas partes do genoma. 12. (Puc Campinas SP) Em 2014, o Brasil se consolidou como o país que possui a segunda maior área plantada com transgênicos no mundo, com destaque para os estados do Mato Grosso, Paraná, Rio Grande do Sul e Goiás. Os cultivos com maior proporção de transgênicos são: a) soja, milho e algodão. b) laranja, cana-de-açúcar e soja. c) café, milho e cana-de-açúcar. d) soja, arroz e trigo. e) algodão, tomate e laranja.

A20  DNA recombinante e transgênicos

07. (Unificado RJ) Cientistas conseguiram inserir um grande trecho de DNA estranho ao DNA de cobaias como mostra o desenho abaixo:

Biologia

Exercícios Complementares 01. (UFF RJ) Pesquisadores de alguns centros de pesquisa brasileiros, utilizando técnicas de engenharia genética, obtiveram, recentemente, plantas que produzem proteínas humanas, entre as quais o hormônio do crescimento (GH). Essas plantas são chamadas transgênicas. Considere essas informações e assinale a opção incorreta: a) O gene para a produção de GH é, em geral, introduzido no plasmídeo antes de sua introdução na célula vegetal. b) A utilização de células vegetais diminui a possibilidade de contaminação humana por vírus animais. c) Antes de se obter a planta produtora de GH é necessária a produção do DNA recombinante. d) O RNA mensageiro, relacionado ao GH, quando introduzido na célula vegetal é transcrito em DNA na presença da enzima transcriptase vegetal. e) O DNA relacionado à síntese do GH pode ser obtido a partir do RNA mensageiro. 02. (UFRRJ)

03. Várias pesquisas com plantas transgênicas já estão sendo feitas, como a soja resistente a diferentes tipos de herbicidas, milho e algodão resistentes a insetos e herbicidas. 04. (Unifesp SP) As figuras representam os resultados de dois exames de DNA em que as amostras de DNA dos envolvidos são fragmentadas com enzimas específicas e submetidas à eletroforese, gerando um padrão de faixas ou “bandas”. A situação 1 refere-se a um caso de investigação de paternidade: o suposto pai deseja saber se a criança é, de fato, seu filho biológico. A situação 2 refere-se a uma investigação criminal: na cena do crime foram encontradas manchas de sangue e o delegado precisa saber se o sangue é da vítima, de um indivíduo apontado como suspeito de ser o criminoso ou de uma terceira pessoa não identificada até o momento. Situação 1 criança

mãe

Situação 2 suposto amostra de sangue recolhido no local pai

ví ma Suspeito

“A reforma da natureza Em termos de cardápio diário, preocupação de longo prazo têm os ingleses. Nos últimos anos, o país vem consumindo cada vez mais alimentos geneticamente modificados, a chamada comida GM. Esses alimentos (...) têm seu código genético alterado para ficarem mais viçosos ou resistentes a herbicidas e pragas.” Adaptado da revista VEJA, 16/06/99, p. 53.

Vegetais modificados geneticamente são considerados transgênicos. Sua obtenção se dá com: a) o cruzamento de duas espécies distintas. b) a incorporação de RNAm na célula zigoto das espécies. c) a seleção de DNA mais adaptado existente numa determinada espécie. d) a introdução de DNA em genomas das células dos vegetais já formados. e) a adição de DNA exógeno manipulado, da mesma espécie ou de outra espécie no genoma da espécie em estudo.

A20  DNA recombinante e transgênicos

03. (UFMT) As pesquisas no campo da Engenharia Genética avançaram consideravelmente na última década. Prova disso são os experimentos com clones e, mais recentemente, os organismos transgênicos. Sobre os transgênicos, julgue os itens. V-F-V-V 00. São quaisquer organismos em que se tenha introduzido uma ou mais sequências de DNA (genes) provenientes de uma outra espécie, ou uma sequência modificada de DNA da mesma espécie. 01. No genótipo da Escherichia coli foi introduzido um gene humano responsável pela síntese de glucagon utilizado no controle da diabetes. 02. Recentemente os porcos transgênicos “humanizados” estão sendo produzidos para fins de doação de órgãos para humanos.

A partir da análise dos resultados, responda: a) A criança é filho biológico do suposto pai? Justifique sua resposta. b) A amostra de sangue recolhida no local do crime é da vítima, do suspeito ou de uma terceira pessoa não identificada? Justifique sua resposta. 05. (UFSC) No noticiário atual ou mesmo em séries de TV e novelas, tem sido frequente a referência aos “exames de DNA” ou “testes de DNA” para determinação de paternidade, identificação de criminosos ou de suas vítimas e mesmo de cadáveres. Com relação a esses testes e ao DNA, é CORRETO afirmar que: 08 01. nos testes de DNA, é necessário fazer o sequenciamento de todo o DNA presente na célula de um indivíduo para compará-lo com o DNA de outra pessoa. 02. para realizar este tipo de exame, é necessário coletar células sanguíneas, principalmente as hemácias, pela quantidade de DNA que essas apresentam. 04. nesses testes, é possível fazer exclusão de paternidade, pois um filho deve apresentar pelo menos um cromossomo de origem paterna.

Gabarito questão 04 a) Sim. A criança é filho biológico do suposto pai, porque as bandas de DNA que o filho não herdou de sua mãe coincidem com as desse indivíduo. b) A amostra de sangue recolhida no local do crime é de uma terceira pessoa não identificada, pois várias bandas de DNA verificadas no exame não coincidem com as amostras da vítima ou do suspeito.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

08. exames de DNA podem ser utilizados para traçar semelhanças evolutivas entre espécies. 16. para realizar esse tipo de teste, é necessário que o DNA seja “fragmentado” por enzimas especiais e depois analisado com o auxílio de microscópios. 32. os testes de DNA só são possíveis quando se comparam as sequências das bases nitrogenadas e a sequência das pentoses. 06. (UFPB) Com o atual avanço da tecnologia envolvendo a Biologia Molecular, a polícia pode contar com inúmeras técnicas seguras que auxiliam na solução de crimes. Após um homicídio, a polícia forense foi chamada para fazer a perícia na cena do crime e encontrou amostras biológicas que possibilitaram a realização de testes com o uso de enzimas de restrição. A imagem a seguir representa um gel de eletroforese com os resultados da análise feita com três amostras diferentes: uma amostra coletada de material biológico encontrado no local do crime, uma amostra coletada no corpo da vítima e outra amostra coletada nos suspeitos de terem cometido o crime. A

Susp. 1 +v

Susp. 2 +v

Susp. 3 +v

Amostra Ví ma

d) O teste usando amostras do suspeito e da vítima, conjuntamente, indica o suspeito 3 como culpado. e) Todos os suspeitos compartilham bandas com a vítima, portanto, não é possível definir quem é o culpado. 07. (Unitau SP) A identificação de pessoas por meio de DNA fingerprint assemelha-se à técnica de papiloscopia (identificação por impressão digital), recebendo por isso o nome “impressão digital do DNA”. Assim sendo, tem auxiliado nas análises e na solução de perícias forenses. Quanto a essa técnica, é CORRETO afirmar, EXCETO, que a) na técnica são utilizadas sequências de DNA não codificantes, denominadas VNTRs, formadas por repetições de unidades compostas por poucos nucleotídeos. b) para obtenção de DNA a ser utilizado na técnica, devem ser obtidas células nucleadas, que garantirão a presença do material genético. c) para a comparação do DNA com a amostra, ou entre possíveis parentes, realiza-se a digestão deste por um mesmo tipo de enzima de restrição específica para a técnica. d) a técnica é realizada com amostras celulares que contenham DNA mitocondrial ou nuclear completo, para a identificação de paternidade, nos casos de estupro e assassinatos. e) a técnica é mais precisa que a tipagem sanguínea na análise forense, já que o uso de sistemas sanguíneos, resulta, habitualmente, apenas na exclusão de suspeitos. 08. (UFRR) A “impressão digital do DNA” ou DNA fingerprinting, tem sido muito usada na medicina forense para a identificação de vítimas, criminosos e na confirmação de paternidades. Esse exame baseia-se na identificação de trechos do DNA cujas sequências repetidas de nucleotídeos são exclusivas para cada pessoa e transmitidas de pais para filhos de acordo com herança mendeliana. O resultado do teste, representado a seguir, contém padrões dessas marcas para uma determinada família. Pai

III

Legenda: A – marcador de peso molecular para referência. Susp. + vit – amostra dos suspeitos conjuntamente. com a amostra da vítima. Amostra – amostra coletada no local do crime. Vítima – amostra da vítima. Disponível em: http://www.ufpe.br/biolmol/aula7_PCR-RAPDaplicar.htm#PCR na investigação de crimes. Acesso em: 31 jul. 2012.

Analisando a imagem, conclui-se: a) A imagem gerada fornece informações suficientes para definir que o culpado do crime é o suspeito 1. b) O padrão de bandas do gel indica dois possíveis culpados para o crime: os suspeitos 1 e 3. c) O suspeito 2 é culpado, por apresentar duas bandas coincidentes com a amostra coletada no local do crime.

Com base nesse resultado assinale a alternativa, INCORRETA: a) III é irmão biológico de I. b) III não pode ser filho biológico deste casal. c) II não é filho deste pai. d) I é filho biológico do casal. e) I, II e III possuem a mesma mãe. 37

A20  DNA recombinante e transgênicos

Mãe

FRENTE

BIOLOGIA

Exercícios de Aprofundamento 01. (Efei MG) Em Maio de 1999, um estudo publicado na revista Nature (v.399,p.316) tenta esclarecer se a famosa ovelha Dolly, clonada a partir de uma célula somática (não embrionária) de uma ovelha adulta, já nasceu velha ou não. O resultado sugere que o DNA de Dolly é velho, ou seja, que o seu tamanho, que diminui a cada duplicação, é compatível com o tamanho do DNA de ovelhas de 6 anos. Entretanto, exames clínicos não encontraram nenhum sinal de envelhecimento precoce, ou seja, a certeza sobre se Dolly realmente nasceu velha só virá com o tempo. Considere a seguinte sequência de um molde de DNA. 3’ A C T G G A T T G A G C C T A A G 5’ a) Escreva a sequência da fita de DNA resultante da duplicação desse molde. a) 5’ T G A C C T A A C T C G G A T T C 3’ b) Escreva a sequência da fita de RNA resultante da transcrição desse molde. b) 5’ U G A C C U A A C T C G G A U U C 3’ c) Que tipo de RNA é formado na transcrição? c) RNA mensageiro. 02. (Uerj RJ) Em células eucariotas, o antibiótico actinomicina D atua bloqueando o mecanismo de transcrição da informação gênica, impedindo a síntese de RNA. Já o antibiótico puromicina é capaz de bloquear o processo de tradução da informação e, portanto, a síntese de proteínas. Considere um experimento em que a actinomicina D foi adicionada a uma cultura de células eucariotas, medindo-se, em função do tempo de cultivo, a concentração de três diferentes proteínas, A, B e C, no citosol dessas células. Em experimento similar, esse antibiótico foi substituído pela puromicina, sendo medidas as concentrações das mesmas proteínas. A tabela abaixo mostra os resultados dos dois experimentos.

Antibiótico

Actinomicina D

Puromcina

Tempo de cultivo (min)

Concentração das proteínas no citosol (μM) A

2 × 10

15 × 10

12 × 10

18 × 10-3

2 × 10-5

7 × 10-3

16 × 10-3

5 × 10-6

3 × 10-3

14 × 10-3

2 × 10-2

15 × 10-4

8 × 10-5

1 × 10-5

-2 -4

-2 -3

-2

Considere que a meia-vida de uma molécula na célula é igual ao tempo necessário para que a concentração dessa molécula se reduza à metade. Estabeleça a ordem decrescente dos tempos de meia-vida dos RNA mensageiros das proteínas A, B e C. Compare, também, o tempo de meia-vida dessas proteínas e estabeleça a relação entre esses tempos. C – B – A . As meias-vidas são iguais. 03. (UFC CE) Considere as seguintes sequências hipotéticas de DNA extraídas de alguns indivíduos de espécies indeterminadas. Indivíduo I: ATTGGCCATATGACC. Indivíduo II: TGAGCGAATGTTCTA. Indivíduo III: CCGTAGATCAGTACA. Indivíduo IV: ATATAGCTTTCACGG. Indivíduo V: GGATCATTGGAATGC. Suponha que essas sequências foram comparadas com sequências de RNAm cujos processos em que estão envolvidas já são determinados e que estão disponíveis em bancos de dados de RNA, segundo a tabela abaixo. Sequências de RNAm provenientes de bancos de dados de diferentes espécies

Processo associado à

CCUAGUAACCUUACG

Produção de lactase

GGCAUCUAGUCAUGU

Deficiência no desenvolvimento e maturação de monócitos

UAUAUCGAAAGUGCC

Deficiência na produção de colecistocinina

ACUCGCUUACAAGAU

Produção do hormônio ecdisona

UAACCGGUAUACUGG

Produção de osteoblastos

Utilizando as informações acima, responda ao que se pede a seguir: a) Indivíduo II; a) Que indivíduo provavelmente corresponde a um artrópode? b) Que indivíduo provavelmente tem a digestão de lipídeos deficiente? b) Indivíduo IV; c) Que indivíduo provavelmente é mais propenso a infecções e doenças ao longo de sua vida? c) Indivíduo III. 04. (Vunesp SP) Algumas células de cultura de tecido foram deixadas em um meio contendo um precursor radioativo de RNA. Posteriormente, essas células foram transferidas para um meio sem essa substância. Após 3 minutos, algumas células foram fixadas e radioautografadas. Esse procedimento se repetiu após 15 e após 90 minutos. Os esquemas representam as células ra-

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Gabarito 06. Letra c) III - Tem a função de transportar os aminoácidos que serão incluídos no novo peptídeo que está sendo formado. IV - A principal função dos ribossomos é servir de sítio para a tradução, ou seja, para a síntese de proteínas.

Citoplasma Núcleo Núcleolo

I. Após 3 minutos, incorporação apenas no núcleo, principalmente no nucléolo.

II. Após 15 minutos,

III. Após 90 minutos,

os precursores radioa vos se espalham pelo núcleo, começando a aparecer no citoplasma.

a indicação de radioa vidade desaparece do núcleo e se apresenta no citoplasma.

Esses resultados ocorrem porque a) o RNA transportador leva o isótopo até o nucléolo e posteriormente ao núcleo e citoplasma celular. b) a substância, ao ser deixada em situação de desequilíbrio osmótico em relação à cultura sem isótopo, dirige-se gradativamente para o citoplasma celular, buscando a situação de equilíbrio. c) a síntese de RNA, que se intensifica aos 90 minutos, esgota toda a substância presente no núcleo, restando apenas no citoplasma. d) a produção de RNA, que ocorre inicialmente no núcleo celular, prossegue posteriormente no citoplasma da célula. e) a síntese de RNA ocorre no núcleo, sendo que posteriormente o RNA aí produzido migra para o citoplasma celular. 05. (Ufam AM) Considerando que no RNAm de uma determinada espécie animal, 20% do total das bases nitrogenadas é uracila, no DNA correspondente dessa espécie, a proporção de Guanina será: a) 60%. Gabarito questão 07 a) Não. Como as células da mucosa bucal não produzem hemoglobib) 10%. na, seu DNA não expressa o gene que produz o RNAm para essa proc) 40%. teína. Assim, no DNA complementar obtido a partir dos RNAs dessas células não será possível detectar a troca. d) 30%. b) Sim. Todas as células somáticas nucleadas apresentam toda a infore) 20%. mação genética do organismo, sendo possível detectar a troca de bases. 06. (Ufes ES) A figura abaixo representa os passos envolvidos na síntese de novas proteínas.

I 1 II

V III IV

a) I = DNA; II = RNA mensageiro; III= RNA transportador; IV = Ribossomo; V= Peptídeo

a) Identifique o que representam I, II, III, IV e V, na figura. b) Informe como são denominados os processos indicados pelos números 1 e 2. b) 1 = Transcrição. 2 = Tradução. c) Descreva a função das estruturas III e IV, representadas em 2. 07. (Fuvest SP) A hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de oxigênio dos pulmões para os tecidos do corpo, é produzida nas células precursoras das hemácias. A anemia falciforme é uma doença genética causada por alteração da hemoglobina. É determinada por mutação no gene HBB, que leva à substituição de um aminoácido: no lugar de um ácido glutâmico, a proteína tem uma valina. De células da mucosa bucal de uma pessoa com anemia falciforme, foram obtidos: nn DNA do genoma total (DNA genômico) e nn RNA mensageiro, que serviu de molde para a síntese do

DNA complementar, pelo processo de transcrição reversa (RNA → DNA). a) A base nitrogenada trocada, que levou à substituição do aminoácido na hemoglobina, pode ser detectada no DNA complementar obtido a partir das células da mucosa bucal? Justifique sua resposta. b) Essa troca de bases pode ser detectada no DNA genômico obtido a partir das células da mucosa bucal? Justifique sua resposta. 08. (UEA AM) Analise a tabela de códons. Códon

Aminoácido

CUC

Leunina

UGU

Cisteína

CAU

Histidina

AAA

Lisina

GUU

Valina

AUG

Metionina

UAG

Fim

O segmento do ácido nucleico, que servirá de modelo para transcrição responsável pela informação do peptídeo formado pela sequência metionina – valina – lisina – leucina – histidina – cisteína, é a) TACCAATTTGAGGTAACAATC. b) AUGGUUAAACUCCAUUGUUAG. c) CUCUGUCAUAAAGUUAUGUAG. d) ATGGTTAAACTCCATTGTTAG. e) UACCAAUUUGAGGUAACAAUC. 09. (Unimontes MG) Epigenética é uma área da Biologia que estuda de que maneira os fatores ambientais podem mudar o modo como os genes são expressos, sendo hoje considerada uma das áreas mais atuantes da pesquisa científica em geral. A figura a seguir ilustra esse conceito. Analise-a. 39

FRENTE A  Exercícios de Aprofundamento

dioautografadas nos três momentos, revelando a distribuição do precursor radioativo nas mesmas.

Biologia

DNAs

REGULAÇÃO EPIGENÉTICA

REPLICAÇÃO

TRANSCRIÇÃO REVERSA

TRANSCRIÇÃO

RNAs TRADUÇÃO Proteínas

da vida deles. Essas novas descobertas permitem a reflexão sobre a validade da “Herança dos Caracteres Adquiridos”, formulada por ___________, teoria que ficou desacreditada por muito tempo. a) Carlos Lineu. b) Charles Darwin. c) Gregor Mendel. d) Alexander Oparin. e) Jean-Baptiste Lamarck. 12. (UnB DF) O esquema abaixo se refere ao modelo de Jacob e Monod, proposto em 1961. Baseado nele, julgue as afirmativas a seguir: C-E-C-C A) OPERON DESLIGADO

Redes epigené cas

OPERON Gene Regulador

Gene Operador

Genes Estruturais ADN

Função

Considerando a figura e o assunto relacionado com ela, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa INCORRETA. a) As redes epigenéticas alteram a sequência de nucleotídeos no DNA, ocasionando mutações pontuais. b) O ataque de patógenos e o tipo de alimentação podem acarretar mudanças epigenéticas. c) A transcrição reversa representada na figura não é uma propriedade presente em todos os seres vivos. d) O silenciamento de genes por RNAs de interferência que podem bloquear a tradução é um exemplo de regulação epigenética.

mARN

Proteínas Repressoras B OPERON INDUZIDO OPERON Gene Regulador

Gene Operador

Genes Estruturais Z

mARN

ADN

mARN

10. (Udesc SC) Considere a seguinte sequência de aminoácidos: METIONINA – VALINA – ARGININA – TRIPTOFANO – ISOLEUCINA

FRENTE A  Exercícios de Aprofundamento

Assinale a alternativa que indica o número de RNA mensageiros que podem formar a cadeia polipeptídica acima. a) 12. b) 18. c) 24. d) 86. e) 72. 11. (Puc RS) A epigenética é uma área nova, a qual mostra que características adquiridas pelos pais são transmitidas para os filhos. Mesmo sem mudar a sequência de bases nucleotídicas, os hábitos paternos modificam alguns ligantes de seu DNA, e as modificações passam para a geração seguinte. Assim, algumas características que o filho apresentará serão reflexos das variações induzidas pelo ambiente sobre os pais, durante o decurso 40

Proteínas Lactose Repressoras (indutor)

Proteína Proteína Z Y

Proteína X

Ina vação do repressor

00. O esquema representa o operon da lactose e consistem em um modelo para explicar a regulação gênica em procariotos. 01. O esquema mostra que os genes estruturais apenas funcionam e produzem proteínas na ausência do indutor. 02. Se o gene regulador sofrer uma mutação, as proteínas z, y e x poderão ser produzidas na presença ou ausência de lactose. 03. Usando-se técnicas de engenharia genética, é possível trocar os genes estruturais, que estão dispotos após o gene operador, por genes de insulina e fazer com que essa proteína seja produzida. 13. (Unifacs BA) Novas descobertas sugerem que experiências de vida podem contribuir para doenças mentais adicionando ou retirando marcas “epigenéticas” dos cromossomos. Essas etiquetas são formadas por compostos químicos específicos que

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

podem influir na atividade dos genes sem alterar a informação codificada neles. Estudos realizados em camundongos demonstram o papel importante das modificações epigenéticas de longa duração em transtornos como dependência de drogas e depressão. Mudanças epigenéticas também podem afetar comportamentos maternais de forma a reproduzir os mesmos comportamentos em sua progênie. NESTLER, Eric J. Comutadores ocultos do cérebro. Scientific American Brasil. São Paulo: Duetto. n. 54, 2013.Ed. Especial Saúde. ( NESTLER. 2013. p. 58).

A partir das informações contidas no texto e no conhecimento atual a respeito da epigenética, é correto afirmar: 03 01. O uso de drogas, como a cocaína, provoca alterações na disposição do material genético durante o processo de divisão celular, alterando o número cromossômico na descendência gerada. 02. Marcadores epigenéticos alteram as porções íntrons e éxons existentes no interior dos genes, produzindo mudanças no RNA mensageiro a ser transcrito. 03. Características adquiridas a partir do estilo de vida de determinados indivíduos podem ser transmitidas a sua descendência, mesmo que não tenham produzido alterações na informação codificada do seu DNA. 04. A observação feita pela prole do comportamento exercido pela mãe pode induzir, por meio da epigenética, na repetição por aprendizado desses mesmos comportamentos nesses descendentes. 05. A mutação gênica é o principal fator ambiental no estabelecimento de marcadores epistáticos responsáveis pela inativação ou ativação das informações genéticas presente nas moléculas de DNA.

tre cromossomos permite a aproximação entre regiões regulatórias e proteínas, o que favorece a coordenação da regulação da atividade de famílias semelhantes de genes. Internet: <www.globo.com> (com adaptações).

Considerando o texto e a figura acima, julgue os itens a seguir. I. Cada território cromossômico é organizado de forma a ativar ou suprimir a expressão de genes durante a intérfase, e a sua formação pode ser evidenciada pela eucromatina e pela heterocromatina. II. A referida organização em territórios, que inibe a condensação e a segregação dos cromossomos durante a mitose, também pode ser visualizada em células procarióticas. III. A posição dos cromossomos e a de seus vizinhos mais próximos influem no funcionamento celular. IV. Por estar ancorada no envoltório nuclear, a cromatina tem mobilidade quase nula. São corretos apenas os itens a) I e IV. Gabarito questão 15 Não. Quando microinjetado nas células o RNAm do hormôb) II e III. nio do crescimento poderia, quando muito, traduzir apenas c) II e IV. algumas cópias do produto proteico antes de ser completamente degradado. Por outro lado, no animal transgênico o d) I e II. gene do hormônio do crescimento é integrado ao genoma e) I e III. transcrevendo continuamente seu RNA-m correspondente. 15. (UFRJ) O camundongo gigante da figura cresceu a partir de um zigoto no qual foi microinjetado o gene do hormônio do crescimento do rato. Esse camundongo é chamado de transgênico.

14. (Escs DF) envoltório nuclear

território de cromossomos

No núcleo celular, a cromatina organiza-se em pequenos aglomerados individuais, denominados territórios cromossômicos. Em geral, os genes ativos, normalmente encontrados na região da eucromatina, tendem a localizar-se na periferia desses territórios cromossômicos, conforme se verifica na figura acima. Essa estrutura nuclear não é rígida, pois os cromossomos se movimentam, trocam de posição e podem formar alças de DNA que invadem territórios alheios. A mobilidade da cromatina sugere que os genes podem aproximar-se fisicamente, mesmo estando inicialmente distantes uns dos outros. A interação en-

16. (UFU MG) Na figura 1, considere um fragmento com uma árvore matriz com frutos (M1) e outras cinco que produziram flores, sendo consideradas apenas provedoras de pólen em potencial (DP1, DP2, DP3, DP4 e DP5). Foi excluída a capacidade de autopolinização da árvore. Os genótipos das matrizes, sementes (S1, S2, S3 e S4) e prováveis fontes de pólen foram obtidos pela análise de dois lócus (loco A e loco B) de marcadores, amostrados em perfil eletroforético para os locus (figura 2). Aqueles indivíduos que apresentarem uma banda (alelo) no gel são considerados homozigotos para tal locus. Aqueles que apresentarem duas bandas (alelos diferentes) são heterozigotos. 41

FRENTE A  Exercícios de Aprofundamento

domínio intracromossomal

Se, ao invés de injetar o zigoto com o DNA, fosse injetado o RNAm do gene do hormônio do crescimento do rato, o resultado seria o mesmo? Justifique sua resposta.

Biologia

DP2 DP2 DP2 DP2 DP1 DP1 DP1 DP1

DP3 DP3 DP3 DP3

1 1 FiguraFigura

M1 M1 M1 M1

permitem visualizar essa variabilidade, revelando padrões de fragmentos de DNA que são “uma impressão digital molecular”. Não existem duas pessoas com o mesmo padrão de fragmentos com exceção dos gêmeos monozigóticos. Metade dos fragmentos de DNA de uma pessoa é herdada de sua mãe e metade, de seu pai. Com base nos padrões de fragmentos de DNA representados abaixo, qual dos casais pode ser considerado como pais biológicos do Bebê 81?

Bebê a) b) c) d) e) 81 Pai Mãe Pai Mãe Pai Mãe Pai Mãe Pai Mãe

DP5 DP5 DP5 DP5

DP4 DP4 DP4 DP4

Bloco Bloco A A Bloco Bloco B B

M1 S1

S4 DP1 DP2 DP3 DP4 DP5

M1 S1

S4 DP1 DP2 DP3 DP4 DP5

18. (UFBA)

M1 S1

S4 DP1 DP2 DP3 DP4 DP5

M1 S1

S4 DP1 DP2 DP3 DP4 DP5

2 2 FiguraFigura

Gel 1 alelo 1 Gelalelo 1 2 1 alelo 3 4 alelo 2 alelo 3 alelo 4 Gel 2 alelo 1 Gelalelo 2 2 1 alelo 3 4 alelo 2 alelo 3 alelo 4

COLLEVATTI, R. G.; TELLES, M. P. de.; SOARES, T. N. Dispersão do Pólen entre pequizeiros: uma atividade para a Genética do Ensino Superior. Genética na Escola, v.8, n.1, 2013, p. 18-27. (Adaptado).

FRENTE A  Exercícios de Aprofundamento

Qual foi a doadora de pólen para a progênie S2? a) DP2. b) DP1. c) DP5. d) DP4. 17. (Fuvest SP) Teste de DNA confirma paternidade de bebê perdido no tsunami Um casal do Sri Lanka que alegava ser os pais de um bebê encontrado após o tsunami que atingiu a Ásia, em dezembro, obteve a confirmação do fato através de um exame de DNA. O menino, que ficou conhecido como “Bebê 81” por ser o 81º sobrevivente a dar entrada no hospital de Kalmunai, era reivindicado por nove casais diferentes. Folhaonline, 14/02/2005 (adaptado).

Algumas regiões do DNA são sequências curtas de bases nitrogenadas que se repetem no genoma, e o número de repetições dessas regiões varia entre as pessoas. Existem procedimentos que 42

Invasores silenciosos chegam às prateleiras de supermercados de todo o mundo, infiltrados na composição de centenas de alimentos. São os chamados transgênicos. Eles já compõem a receita de inocentes papinhas para bebês, biscoitos, achocolatados, molhos, suplementos, massas e uma infinidade de guloseimas feitas, principalmente, à base de milho e soja, cereais que já têm a metade de sua produção dominada pelas lavouras transgênicas nos Estados Unidos. Ecólogos e ambientalistas alertam sobre a falta de dados científicos capazes de assegurar que uma planta transgênica é realmente segura ao ambiente e à saúde humana. Eles enumeram razões para isso. Nas lavouras de um milho transgênico resistente à praga da broca, por exemplo, constatou-se que seu pólen matava lagartas da borboleta Monarca, colocando-a em risco de extinção. Suspeita-se ainda que joaninhas que se alimentam de pragas presentes em lavouras de batata transgênica tenham o seu tempo de vida reduzido. A soja Roundup ready, da multinacional Monsanto, alterada geneticamente para resistir a herbicidas, provoca hoje uma das mais acirradas polêmicas entre biotecnólogos e ambientalistas.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Outro risco à saúde diz respeito às plantas transgênicas que contêm genes de resistência a antibióticos.

20. (UFU MG) Observe a tabela a seguir.

1 2 3 4 5 Pai Mãe Pai Mãe Pai Mãe Pai Mãe Pai Mãe

Aminoácido

Códons

Aminoácido

Códons

Aminoácido

UUU

Phe

UCU

Ser

UAU

Tyr

UGU

Cys

UUC

Phe

UCC

Ser

UAC

Tyr

UGC

Cys

UUA

Leu

UCA

Ser

UAA

Pare*

UGA

Pare*

UUG

Leu

UCG

Ser

UAG

Pare*

UGG

Trp

CUU

Leu

CCU

Pro

CAU

His

CGU

Arg

CUC

Leu

CCC

Pro

CAC

His

CGC

Arg

CUA

Leu

CCA

Pro

CAA

Gin

CGA

Arg

CUG

Leu

CCG

Pro

CAG

Gin

CGG

Arg

AUU

Ile

ACU

Thr

AAU

Asn

AGU

Ser

AUC

Ile

ACC

Thr

AAC

Asn

AGC

Ser

AUA

Ile

ACA

Thr

AAA

Lys

AGA

Arg

AUG

Met

ACG

Thr

AAG

Lys

AGG

Arg

GUU

Val

GCU

Ala

GAU

Asp

GGU

Gly

GUC

Val

GCC

Ala

GAC

Asp

GGC

Gly

GUA

Val

GCA

Ala

GAA

Glu

GGA

Gly

GUG

Val

GAG

Ala

GAG

Glu

GGG

Gly

Abreviatura dos aminoácidos: Phe = fenilalanina; His = histidina; Leu = leucina; Gin = glutamina; Ile-isoleucina; Asn = aspargina; Met = metionina; Lys = lisina; Val = valina; Asp = ácido aspártico; Ser = serina; Glu = ácido glutâmico; Pro = prolina; Cys = cisteína; Thr = treonina; Trp = triptofano; Ala = alanina; Arg = arginina; Tyr = tirosina; Gly = glicina. * A abreviatura Pare corresponde aos códons de parada.

Considere a seguinte sequência de bases nitrogenadas do DNA: TAGGCTAATGCTCGTATT Que casal pode ser considerado como pais biológicos do bebê? a) 1. Questão 20. a) A sequência de bases nitrogenadas é: b) 2. - FITA MOLDE: TAG GCT AAT GCT CGT ATT COMPLEMENTAR: ATC CGA TTA CGA GCA TAA c) 3. -b)FITA O RNA mensageiro resultante do processo de transcrição apresentará 6 códons. d) 4. A sequência de códons será: AUC-CGA-UUA-CGA-GCA-UAA. c) Os aminoácidos constituintes da proteína serão: Isoleucina, Arginina, Leucina e) 5. e Alanina.

A partir das informações apresentadas, responda: a) Qual será a sequência de bases nitrogenadas na duplicação do DNA? b) A transcrição gênica formará quantos códons e quais são eles? c) A tradução sintetizará quais aminoácidos?

A sequência de aminoácidos será:

AUC - CGA - UUA - CGA - GCA - UAA

43 ILE- ARG- LEU- ARG- ALA- STOP

FRENTE A  Exercícios de Aprofundamento

Bebê

Códons

19. (Enem MEC) Cinco casais alegavam serem os pais de um bebê. A confirmação da paternidade foi obtida pelo exame de DNA. O resultado do teste está esquematizado na figura, em que cada casal apresenta um padrão com duas bandas de DNA (faixas, uma para o suposto pai e duas para a suposta mãe), comparadas a do bebê.

Aminoácido

A preocupação de especialistas e estudiosos do assunto referido no texto tem como fundamento: F-F-F-V-V-F-V 01. A composição genômica, totalmente diversa em plantas e no homem, inviabiliza possíveis danos à saúde com a utilização de transgênicos na alimentação humana. 02. A modificação genética, que resulta em organismos transgênicos, tem seus efeitos limitados a uma única geração, por inviabilizar a replicação do DNA. 04. A produção de plantas resistentes a antibióticos cria possibilidade de controle de doenças infecciosas causadas por bactérias. 08. As plantas transgênicas resistentes a herbicidas podem se transformar em pragas ao enfrentar, com sucesso, maior pressão ambiental. 16. A agricultura transgênica teria como possível consequência a quebra de cadeias alimentares, pela eliminação de organismos consumidores. 32. O uso de herbicidas e inseticidas de caráter seletivo, em lavouras transgênicas, minimiza a contaminação do solo e de lençóis freáticos por agrotóxicos. 64. A introdução comercial de organismos geneticamente modificados acena para um risco potencial de perda de biodiversidade, que representa experimentos naturais, produtos de milhões de anos de evolução.

Códons

(MUNIZ, p. 40-1)

FRENTE

Por Mikhail Kolesnikov / Shutterstock.com

BIOLOGIA Por falar nisso Nós conseguimos facilmente distinguir um leão de uma leoa, mas não o fazemos tão facilmente com um tucano macho e um tucano fêmea, não é mesmo? Isso acontece, porque em algumas espécies há a ocorrência de indivíduos do sexo masculino e feminino com caracteres físicos, não sexuais, marcadamente distintos. A esse processo, damos o nome de dimorfismo sexual. Algumas espécies, como os leões, os seres humanos e os pavões, apresentam essas diferenças entre sexo bastante acentuadas. Outras espécies, como algumas aves, peixes e répteis, apresentam dimorfismo sexual de uma maneira mais sutil e de difícil percepção para um indivíduo leigo. Nas próximas aulas, estudaremos os seguintes temas

B17 B18 B19 B20

Sistema genital feminino...............................................................46 Sistema genital masculino.............................................................50 Ciclo menstrual..............................................................................56 Métodos contraceptivos e doenças sexualmente transmissíveis......63

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B17

ASSUNTOS ABORDADOS nn Sistema genital feminino nn Genitália externa nn Vagina e útero nn Tubas uterinas (oviduto) e ovário

SISTEMA GENITAL FEMININO O sistema reprodutor e genital, tanto feminino quanto masculino, engloba os órgãos que produzem, transportam e armazenam as células germinativas, que são as responsáveis por dar origem aos gametas. O sistema genital feminino, além dessas funções, exerce também a tarefa de abrigar um novo indivíduo durante o seu período de desenvolvimento embrionário e crescimento. O aparelho genital feminino é formado pelos órgãos genitais localizados no interior do abdome da mulher: útero, vagina, tubas uterinas e ovários; e pelos órgãos genitais localizados externamente ao corpo da mulher, formam a genitália externa ou o pudendo feminino.

Genitália externa Antigamente chamada de vulva, ela está situada entre as coxas e é o conjunto dos órgãos genitais externos feminino, onde se encontram o clitóris, os lábios maiores e lábios menores. Os lábios maiores são dobras de pele que protegem a abertura da vagina. Internamente a eles, há os lábios menores, que, por sua vez, delimitam a entrada da vagina, região denominada vestíbulo vaginal.

Opirus/Arte

O vestíbulo vaginal é recoberto por uma fina membrana mucosa vascularizada chamada de hímen. É importante perceber que o hímen não “fecha” o canal: ele está presente ao redor do orifício. As glândulas vestibulares maiores (ou glândulas de Bartholin) produzem uma secreção lubrificante, que facilita a entrada do pênis, no vestíbulo, durante o ato sexual. Acima do orifício da uretra está o clitóris, que é um pequeno órgão formado pela união da região superior dos pequenos lábios. Esse órgão possui muitas terminações nervosas, é muito sensível a estímulos e, por essa razão, tem função muito importante na excitação sexual feminina. O clitóris é considerado um órgão homólogo ao pênis. No organismo feminino, diferente do masculino, o sistema genital não compartilha alguns órgãos com o sistema excretor. Assim, na genitália externa também há um orifício para o sistema excretor (urinário), a abertura da uretra.

Vagina e útero A vagina é um espaço tubular fibromuscular, recoberto com uma mucosa pregueada, com aproximadamente 10 centímetros de comprimento. É ela que faz a comunicação entre o meio externo e o útero. Sua função é dar saída ao fluxo menstrual, ser o órgão copulador feminino e formar o canal do parto. Devido a esta última função, a vagina possui grande elasticidade.

Figura 01 - Representação esquemática do sistema genital feminino, mostrando os componentes da genitália feminina.

O útero é o órgão responsável por alojar o embrião e mantê-lo durante todo o seu desenvolvimento até o nascimento. Tem a forma de uma pera invertida, mas pode variar de forma, tamanho e posição em algumas mulheres. Geralmente, tem 7,5 centímetros de com-

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Opirus/Arte

primento, 5 centímetros de largura e o seu volume pode chegar até 5 litros. O colo uterino é formado por tecido conjuntivo fibroso, o que o torna a parte mais resistente do órgão; enquanto que a parede uterina (com 2,5 centímetros de espessura) é constituída por tecido muscular liso.

Figura 03 - Representação esquemática do sistema genital feminino, em vista lateral e em corte da região pélvica.

Figura 02 - Representação esquemática do sistema genital feminino, da vista frontal e em corte dos órgãos genitais internos.

A porção superior do útero está conectada às tubas uterinas (antigamente chamadas de trompas de Falópio), cujas extremidades estão muito próximas aos ovários.

Tubas uterinas (oviduto) e ovário

Os ovários são duas glândulas situadas uma em cada lado do útero, abaixo das trompas. São responsáveis por produzir gametas ou óvulos e também por produzir hormônios sexuais femininos, estrógeno e progesterona. Esses hormônios vão estimular o desenvolvimento das características sexuais secundárias femininas a partir da puberdade, controlar o ciclo menstrual, provocar o crescimento do endométrio e estimular o desenvolvimento dos vasos sanguíneos e glândulas do endométrio, tornando-o espesso, vascularizado e cheio de secreções nutritivas.

SAIBA MAIS GRAVIDEZ ECTÓPICA Phonlamai Photo/Shutterstock.com

Gravidez

A gravidez comum começa com a formação do zigoto, que, quando no estágio de blastocisto, se fixa ao útero. No caso da gravidez ectópica, o óvulo fertilizado se implanta em algum lugar fora do útero. Uma gravidez ectópica tipicamente ocorre em uma das tubas uterinas, e esse tipo é conhecida como gravidez tubária. Em alguns casos, no entanto, uma gravidez ectópica pode ocorrer na cavidade abdominal. Uma gravidez ectópica não pode prosseguir normalmente. O embrião não sobrevive, e pode, até, gerar um quadro inflamatório agudo com necessidade de intervenção cirúrgica. Se não for tratada, há o risco de hemorragias, que podem ser fatais.

B17  Sistema genital feminino

As tubas uterinas estão conectadas aos ovários pela extremidade distal, onde ocorrem digitações ou fimbrias que acolhem o ovócito II quando este é liberado pelo ovário (ovulação). São dois canais finos, de aproximadamente 10 centímetros, que saem de cada lado do fundo do útero e terminam com as extremidades próximas aos ovários. As tubas, onde os espermatozoides unem-se aos óvulos, são o local da fecundação e do início das primeiras divisões mitóticas que formam o embrião. O epitélio ciliado do interior da tuba uterina auxilia no deslocamento da estrutura embrionária recém-formada para o útero, onde ocorre a implantação. Caso não ocorra fecundação em até 24 horas, o ovócito II se degenera e é reabsorvido.

Útero

Opirus/Arte

Figura 03 - Imagem, em 3D, de um óvulo e vários espermatozoides no momento da fecundação, processo este que ocorre no terço inicial do oviduto.

Ovário

Biologia

Exercícios de Fixação 01. O sistema reprodutor feminino é formado, além dos órgãos internos ao abdômen, por dois lábios maiores, dois lábios menores, clitóris e vestíbulo vaginal. Esses órgãos, situados externamente ao corpo da mulher, recebem o nome de: a) vagina. b) pudendo feminino. c) sistema urinário feminino. d) hímen. e) vestíbulo feminino. 02. O ovócito secundário, após ser liberado no momento da ovulação, vai imediatamente para qual órgão do sistema genital feminino? a) vagina. b) ovário. c) útero

d) tuba uterina. e) clitóris.

03. No sistema genital feminino, entre a borda do hímen e os pequenos lábios, abrem-se canais de glândulas que, sob a ação de estímulos sexuais, produzem um líquido que lubrifica a vagina. Marque a alternativa que contém o nome dessas glândulas. a) glândulas de Cowper. b) glândulas bulbouretrais. c) glândulas sebáceas. d) glândula pituitária. e) glândulas vestibulares maiores. 04. O esquema a seguir representa, de modo simplificado, uma seção vertical de algumas estruturas do abdômen de uma mulher.

05. Os ovários são duas glândulas situadas uma em cada lado do útero, abaixo das trompas. Produzem os óvulos e também os hormônios sexuais femininos. Assinale a alternativa que indica quais hormônios são produzidos pelos ovários. a) estrógeno e progesterona. b) estrógeno e testosterona. c) progesterona e testosterona. d) testosterona e hormônio estimulador das células intersticiais. e) ICSH e estrógeno. 06. O sistema reprodutor é um termo aplicado a um grupo de órgãos necessários ou acessórios aos processos de reprodução. Sobre o sistema reprodutor feminino julgue os itens: C-E-E-C

( ) O aparelho genital feminino, ao contrário do masculino, é independente do sistema urinário, tendo função na reprodução e no ato sexual. ( ) O aparelho reprodutor feminino tem toda a sua estrutura e suas funções controladas pelo chamado hormônio sexual, a testosterona. ( ) Os hormônios sexuais femininos são fabricados pelo útero. ( ) A menina já nasce com cerca de 2 milhões de folículos, porém a maioria degenera e na época da puberdade restam cerca de 300 000 folículos. 07. O sistema reprodutor feminino é formado por: a) dois ovários, duas tubas uterinas, útero, vulva e uretra. b) Epidídimo, vagina, dois ovários, trompas de falópio, escroto e vulva. c) vagina, vulva, dois ovários, uretra, útero, escroto e vesículas seminais. d) dois ovários, duas tubas uterinas (trompas de Falópio), um útero, uma vagina, uma vulva.

B17  Sistema genital feminino

08. Relacione as colunas:

Marque a alternativa que contém os itens que fazem parte do sistema reprodutor feminino. a) 1 – Bexiga; 2 – Uretra. b) 7 – Ânus. c) 3 – Tuba uterina; 4 – Ovário; 5 – Útero; 6 – Canal vaginal. d) 2 – Uretra; 6 – Canal vaginal; 7 – Ânus. e) Todos os itens fazem parte do sistema reprodutor feminino.

Órgão (a) Ovários. (b) Tubas uterinas. (c) Vagina. (d) Útero. Função ( ) Canal que recebe o pênis durante o ato sexual. ( ) Órgão que aumenta de tamanho durante a gravidez. ( ) Glândula onde ocorre a produção de gametas. ( ) Por onde o óvulo desloca após a ovulação rumo ao útero. A relação correta é: a) a, d, b, c. b) d, a, c, b. c) c, d, a, b. d) b, d, a, c.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Questão 04. A fecundação do óvulo, na maioria das vezes, ocorre nas tubas uterinas. Geralmente, o zigoto formado é movido até o útero, onde ocorrem a nidação e o desenvolvimento embrionário. Em certos casos, no entanto, o ovo não consegue descer até o útero e o embrião se implanta no tecido das trompas. A gravidez tubária é uma condição de alto risco, pois geralmente a tuba se rompe na gestação, causando hemorragia interna e morte da mãe.

Questão 07 a) Número 1. b) 1: Ovário; 2: Tubas uterinas; 3: Útero; 4: Vagina. c) São os ovários que produzem estrogênio e progesterona.

Exercícios Complementares 01. (UECE) A televisão, em setembro de 1999, noticiou o nascimento de trigêmeos ingleses, um dos quais, por ter-se desenvolvido na cavidade abdominal, estava pondo em risco o nascimento dos outros dois, em razão da pressão que exercia sobre o canal por onde sairiam as crianças no momento do parto. Realizados partos cesarianos, as crianças passavam bem. Analisando-se a anatomia do sistema reprodutor feminino, chegamos à conclusão de que o canal pelo qual nasceriam os gêmeos no útero é: a) trompas de falópio. b) vestíbulo vaginal.

c) vulva. d) uretra.

02. (UECE) Na reprodução humana, a fecundação e a segmentação inicial do ovo ocorrem no (a) a) ovário. b) vagina. c) endométrio. d) trompa de falópio.

Identifique: a) Os órgãos produtores de gametas no sistema reprodutor representado. b) Os órgãos indicados pelas setas 1, 2, 3 e 4. c) Quais são os órgãos produtores de hormônios e que hormônios são esses? 06. Sobre o sistema genital feminino, apenas uma alternativa está incorreta. Marque-a. a) O clitóris é responsável pelo prazer sexual da mulher. b) O útero aumenta de tamanho quando recebe um bebê. c) Toda mulher tem o hímen rompido na primeira relação sexual. d) Os dois ovários são responsáveis pela produção dos hormônios estrógeno e progesterona. 07. (Unicamp SP) Observe o esquema responda o que se pede.

03. O sistema genital feminino é formado por órgãos localizados no interior do abdômen da mulher e alguns situados externamente. A respeito desse sistema, marque a alternativa correta. a) O pudendo feminino é formado pelos lábios maiores, lábios menores, vestíbulo vaginal e vagina. b) O ovário é a região do sistema genital feminino onde ocorre o desenvolvimento do embrião. c) O hímen é uma membrana que recobre parcialmente a entrada da vagina. d) O miométrio é eliminado com sangue no momento da menstruação. e) No interior das tubas uterinas, são produzidos os óvulos. 04. O que é a chamada gravidez tubária? 05. (Unicamp SP) Observe o esquema.

a) Quais são os órgãos produtores de gametas no sistema reprodutor representado? b) Quais são os órgãos indicados pelas setas 1, 2, 3 e 4? c) Quais são os órgãos produtores de hormônios e que hormônios são esses? 08. Em que parte do aparelho feminino ocorre a fecundação?

A fecundação geralmente ocorre nas tubas uterinas, mas também pode ocorrer no útero. Em casos patológicos, pode acontecer até mesmo antes de o óvulo entrar na tuba, caracterizando-se uma gravidez abdominal.

09. O processo de união dos núcleos do óvulo e do espermatozoide é chamado de:

B17  Sistema genital feminino

a) segmentação. b) estrobilização. c) fecundação. d) nidação. e) permutação. 10. Que órgão libera o gameta feminino em formação, como se desencadeia essa liberação e que órgão recolhe esses gametas? Questão 05 a) Os órgãos produtores de gametas são os ovários. b) 1 indica o ovário; 2, tuba uterina; 3, útero e 4, vagina. c) Os órgãos produtores de hormônios são os ovários. Os hormônios são o estrógeno e a progesterona.

O órgão que libera o gameta feminino em sua superfície é o ovário, que é a gônada feminina. A liberação do óvulo acontece em resposta a estímulos hormonais. O óvulo imaturo cai na cavidade abdominal e é recolhido pelas trompas de Falópio, que ligam o ovário ao útero.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B18

ASSUNTOS ABORDADOS nn Sistema genital masculino nn Órgãos externos nn Órgãos internos

SISTEMA GENITAL MASCULINO O sistema genital é o conjunto de órgãos responsáveis pela produção de gametas e hormônios sexuais secundários, e tem como finalidade a reprodução da espécie. O sistema genital masculino humano compõe-se de órgãos externos: o pênis e o escroto, e de órgãos internos: ductos (ou canais) deferentes, as glândulas seminais, a próstata, duas glândulas vesiculosas e duas glândulas bulbouretrais.

Órgãos externos O pênis é o órgão copulador masculino formado por diferentes tipos de tecido erétil: o corpo cavernoso, localizado lateralmente ao pênis, e o corpo esponjoso, localizado ao redor da uretra. Os corpos cavernosos do pênis são formados por tecido erétil que se enchem de sangue durante a excitação sexual, fazendo com que ocorra a ereção do pênis. Na extremidade do pênis, encontramos a glande, que é protegida pelo prepúcio. Internamente ao pênis está a uretra, que é o canal que faz parte do sistema genital, e serve para eliminar esperma, e do sistema urinário/excretor, uma vez que também elimina urina. A bolsa escrotal, um órgão par, também conhecido como escroto ou saco escrotal, é uma bolsa de pele que se localiza abaixo do pênis. No interior dessa bolsa, encontram-se as gônadas masculinas, os testículos, onde ocorre a produção dos espermatozoides. O escroto é responsável por manter a temperatura testicular abaixo da temperatura abdominal, cerca de 25°C, para favorecer a espermatogênese.

Opirus/Arte

Um testículo é formado por milhares de tubos finos e enovelados, os túbulos seminíferos, onde os espermatozoides são produzidos por meio da espermatogênese. Nos túbulos seminíferos, os espermatozoides são nutridos pelas células de Sertoli. Entre os túbulos seminíferos situam-se as células intersticiais (ou células de Leydig), que produzem o hormônio sexual masculino, a testosterona, que é responsável pelo desenvolvimento dos órgãos sexuais masculinos e pelas características secundárias masculinas, como tom grave de voz, barba, massa óssea etc.

Figura 01 - Representação esquemática do sistema genital masculino humano.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Depois de formados, os espermatozoides saem dos túbulos seminíferos e são encaminhados para os ductos eferentes, de onde seguirão para os epidídimos. No epidídimo, o espermatozoide sofrerá maturação - ganhando motilidade progressiva e maiores chances de sucesso na fecundação. Ao alcançarem a porção caudal do epidídimo, os espermatozoides são conduzidos para os ductos deferentes, antigamente chamados de canais deferentes. Os ductos deferentes são dois tubos que saem um de cada epidídimo e passam pelo abdome, contornando a bexiga até fundirem-se ao ducto das glândulas seminais, compondo o ducto ejaculatório, que desemboca na uretra. Todos os espermatozoides produzidos ficam armazenados no epidídimo e nos ductos deferentes até serem eliminados na ejaculação.

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Órgãos internos

Figura 02 - Representação esquemática de um testículo humano em corte, mostrando as estruturas internas em detalhe.

As glândulas seminais produzem uma secreção que é lançada no ducto ejaculatório no clímax da excitação sexual. Essas glândulas produzem um líquido contendo proteínas, vitamina C e frutose, nutrientes importantes para os espermatozoides. A próstata é uma glândula localizada embaixo da bexiga urinária, produtora de um líquido de aspecto leitoso que neutraliza a acidez de restos de urina na uretra e, em uma relação sexual, a acidez natural da vagina, protegendo, assim, os espermatozoides.

A ejaculação é o processo de eliminação do esperma por meio da uretra e ocorre no clímax da excitação sexual masculina. De maneiBexiga urinária ra resumida, podemos dizer que o Glândula caminho dos espermatozoides no seminal Glândula sistema genital masculino se dá da bulbouretal Reto seguinte maneira: são produzidos nos testículos e seguem para o epiÂnus Próstata dídimo. Do epidídimo, o canal defe- Uretra rente transporta os espermatozoi- Pênis des até junto à vesícula seminal. O Epidídimo percurso do canal deferente termina Tes culo na porção da uretra que atravessa a Escroto próstata, uma glândula que também produz secreções. O trajeto final do Figura 03 - Representação esquemática do sistema genital masculino humano mostrando as glândulas que o compõem: próstata, glândula bulbouretral e glândula seminal. sémen é feito ao longo da uretra. 51

B18  Sistema genital masculino

Eliminação dos espermatozoides

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Em sua “viagem” até a uretra, os espermatozoides recebem os líquidos produzidos pelas glândulas seminais e pela próstata. Ao passar pela extremidade proximal da uretra, os espermatozoides recebem também um líquido lubrificante produzido pelas glândulas bulbouretrais (localizadas embaixo da próstata). Ao conjunto formado pelos espermatozoides e os líquidos produzidos pelas glândulas seminais, pela próstata e pelas glândulas bulbouretrais dá-se o nome de esperma ou sêmen.

Biologia

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de sêmen, contendo de 300 milhões a 500 milhões de espermatozoides. Quando não ocorre a ejaculação, os espermatozoides são reabsorvidos pelo organismo após algum tempo.

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Vesícula seminal Canais deferentes Uretra Epidídimo Tes culo

Figura 04 - Espermatozoides, em perspectiva 3D, com cores e tamanhos ilustrativos.

A expulsão do esperma dá-se por contrações espasmódicas dos músculos que envolvem o corpo esponjoso em torno da uretra. A cada ejaculação são expulsos cerca de 3 mL a 4 mL

Figura 05 - Representação esquemática das estruturas anatômicas (em laranja) do sistema genital masculino, por onde o espermatozoide passa até chegar na uretra.

Exercícios de Fixação 01. (Eepa PA) A utilização de substâncias que promovem a ereção peniana é um fato corriqueiro no nosso cotidiano, sendo amplamente citado nas mídias, inclusive em programas de humor. As restrições e contra indicações destes medicamentos são informadas pelos médicos durante a consulta e na prescrição de tais substâncias. O objetivo da medicação é alcançado quando a estrutura anatômica responsável pela ereção está funcionando adequadamente. A estrutura anatômica referida no texto é a (o): a) Uretra. b) Próstata. c) Epidídimo. d) Vesícula seminal. e) Corpo cavernoso. 02. (FGV SP) Trata-se de um líquido constituinte do esperma que apresenta aspecto leitoso e é alcalino, contribui para neutralizar a acidez das secreções vaginais além de promover um aumento da motilidade dos espermatozoides. Esse líquido é produzido: B18  Sistema genital masculino

a) pelo epidídimo. b) pelo testículo. c) pela próstata. d) pela vesícula seminal. e) pelos ductos deferentes. 03. (UEG GO) Identifique e descreva as funções das glândulas do sistema genital masculino enumeradas ao lado:

2 3 4

1 LOPES, S.; ROSSO, S. Bio Vol.2, São Paulo: Saraiva, 2010, p.16.

04. (UEG GO) Sobre o sistema reprodutor masculino, é correto afirmar que:

Reto Vesícula e canal seminal Glândula de Cowper Ânus Canal deferente Epidídimo Tes culo

Bexiga Próstata Corpos cavernosos Uretra Glande Prepúcio Bolsa escrotal

Questão 03. Os testículos (1) atuam como glândulas responsáveis pela produção da testosterona. As glândulas vesiculosas (2) produzem secreção fluida com nutrientes que dá volume ao sêmen ejaculado e regula o pH vaginal. A próstata (3) produz uma secreção leitosa importante na alcalinização do pH vaginal, representando aproximadamente 25% do volume do sêmen. A glândula bulbouretral (4) produz secreção mucosa para lubrificação da uretra, que representa aproximadamente 10% do volume do sêmen.

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05. (UFPI) Assinale a alternativa que mostra a(s) estrutura(s) compartilhada(s) pelos sistemas excretor e reprodutor de mamífeQuestão 06. ros machos.

a) 1. Próstata; 2. Vesícula seminal; 3. Glândula bulbouretral ou de Cowper. b) 1. nutrição; 2. controle do pH; 3. transporte dos espermatozoides/aumento do volume do esperma; 4. lubrificação/limpeza da uretra.

a) Os testículos. b) A uretra. c) Os ureteres. d) Os vasos deferentes. e) A próstata.

06. (UFC CE) Os seres humanos reproduzem-se sexuadamente, com os gametas masculinos, presentes no sêmen, fertilizando os óvulos no sistema genital feminino. Além de espermatozoides, o sêmen humano é formado por secreções de glândulas anexas (ou acessórias) do sistema genital masculino. a) Cite os nomes dos três tipos de glândulas anexas presentes no sistema genital masculino. b) Relacione quatro diferentes funções exercidas pelas secreções das glândulas anexas. 07. (Uepa PA) O aparecimento de características sexuais secundárias no menino, a partir da puberdade, resulta da ação da testosterona sobre o organismo em desenvolvimento. No sistema reprodutor, a estrutura que abriga as células responsáveis pela síntese do referido hormônio é denominada: a) uretra. b) próstata. c) testículo. d) vesícula seminal. e) glândula bulbouretral. 08. (Puc RJ) “A frequência do câncer da próstata na espécie humana aumentou de forma explosiva nos últimos anos. Notícias

e reportagens inundaram os meios de comunicação, mas informações desencontradas têm gerado aflições indevidas pela importância funcional deste órgão.” Adaptado: http://www.uronline.unifesp.br/ uronline/ed1098/caprostata.htm

Quanto à função da próstata, é correto afirmar que é a) uma glândula exócrina responsável pela produção de um fluido cuja alcalinidade ajuda a neutralizar o pH do trato vaginal, prolongando a vida dos espermatozoides. b) um órgão sexual localizado abaixo da bexiga urinária cuja principal função é produzir líquido seminal responsável pelo movimento das espermátides. c) uma glândula endócrina responsável pela produção de hormônios que estimulam a maturação das espermatogônias em espermatozoides. d) uma parte modificada da uretra cuja principal função é armazenar espermatozoides maduros até a ejaculação do sêmen. e) um órgão do aparelho geniturinário masculino, protegido por uma bolsa externa ao corpo e responsável pela produção de testosterona. 09. (UFJF MG) Durante o ano de 1998, uma nova droga foi lançada no mercado, ficando famosa mundialmente pelo fato de atuar com êxito na impotência masculina. O Viagra prolonga os efeitos do GMPc (guanosina monofosfato cíclico), substância química liberada no pênis, sob estimulação nervosa e responsável pelo relaxamento muscular e dilatação das artérias do tecido erétil. Esse tecido, que possui baixos níveis de GMPc em homens com impotência fisiológica, recebe, assim, fluxo sanguíneo adequado para permitir e manter a ereção, estando localizado em estruturas conhecidas como: a) glândulas bulbouretrais. b) canais deferentes. c) ducto ejaculatório. d) corpos cavernosos. 10. (Uepa PA) A caxumba é uma doença viral que acomete as glândulas salivares parótidas, mas, em alguns homens, a infecção alcança os testículos e epidídimo, promovendo distúrbios na função destas estruturas, podendo resultar na esterilidade. Os elementos em destaque no enunciado são responsáveis, respectivamente, pelas seguintes funções: a) produção de hormônio folículo estimulante e ereção peniana. b) produção de espermatozoides e armazenamento dos espermatozoides. c) produção de hormônio luteinizante e produção do liquido seminal. d) espermiogênese e produção do liquido prostático. e) ejaculação e produção do hormônio luteinizante.

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a) Os espermatozoides maduros são produzidos nos testículos e armazenados no epidídimo desde os primórdios da formação do indivíduo do sexo masculino, quando este ainda se encontrava no interior do útero. b) A próstata é um órgão muito importante, pois durante o estado de excitação envia líquidos para os corpos esponjosos do pênis, permitindo a ereção. c) Por estar conectada diretamente com o pênis, a bexiga urinária também faz parte do sistema reprodutor masculino, pois a passagem da urina lubrifica a uretra, facilitando a passagem dos espermatozoides. d) O prepúcio é uma membrana que envolve a glande do pênis e que geralmente se solta durante a puberdade. Caso haja a persistência dessa membrana, recomenda-se cirurgia de laqueadura. e) Os testículos são normalmente originados na cavidade abdominal e descem para a bolsa escrotal durante o período fetal, onde encontram uma temperatura mais amena para a produção dos espermatozoides.

Biologia Questão 01. Porque a testosterona é liberada diretamente no sangue; por esse motivo, ela continua atuando normalmente sobre as células mesmo após a interrupção (corte) dos vasos deferentes.

Exercícios Complementares 01. (UFRJ) A figura mostra como é feita a vasectomia, um procedimento cirúrgico simples que envolve a interrupção dos vasos deferentes. Essa interrupção impede que os espermatozoides produzidos nos testículos atinjam a uretra, tornando os homens inférteis. A vasectomia não inibe o ato sexual. Para que um homem se mantenha sexualmente ativo, é preciso que haja produção e secreção do hormônio testosterona. A testosterona, que também é produzida nos testículos, é responsável pela indução do desejo sexual (libido) e é também necessária para que ocorra a ereção do pênis. Vasos deferentes

a) A e B. b) C e B.

c) C e D. d) E e C.

e) E e B.

03. (FCM MG) Local da Vasectomia

Condição Normal

Condição Anormal

Tes culos

Bolsa Escrotal

Por que a vasectomia não bloqueia os efeitos da testosterona, uma vez que esse hormônio também é produzido nos testículos?

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02. (UFABC SP) Cientistas desenvolvem droga contra câncer de próstata Um grupo de cientistas britânicos desenvolveu um medicamento contra o câncer de próstata, que é considerado a descoberta mais importante em 60 anos. A substância chamada de abiraterona possui a propriedade de inibir a formação de testosterona, sendo capaz de reverter a forma mais agressiva do câncer. Cerca de 70% dos pacientes que usaram a droga apresentaram uma melhora significativa. O medicamento bloqueia os hormônios que nutrem as células cancerígenas. (Band News, julho de 2008)

Observando o esquema do sistema genital masculino, pode-se afirmar que o local específico onde a droga atuará e o local onde haverá melhora em relação à doença estão indicados, respectivamente, pelas letras

Escroto

O desenho acima retrata a condição que ocorre quando a descida de um ou ambos os testículos não se faz de modo normal. Com relação à condição anormal, podemos afirmar, EXCETO: a) Pode causar infertilidade. b) Recebe o nome de Criptorquidia. c) Pode ser corrigida cirurgicamente. d) É responsável pelas hérnias inguinais. 04. (Unifesp SP) Um homem dosou a concentração de testosterona em seu sangue e descobriu que esse hormônio encontrava-se num nível muito abaixo do normal esperado. Imediatamente buscou ajuda médica, pedindo a reversão da vasectomia a que se submetera havia dois anos. A vasectomia consiste no seccionamento dos ductos deferentes presentes nos testículos. Diante disso, o pedido do homem

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

a) não tem fundamento, pois a testosterona é produzida por glândulas situadas acima dos ductos, próximo à próstata. b) não tem fundamento, pois o seccionamento impede unicamente o transporte dos espermatozoides dos testículos para o pênis. c) tem fundamento, pois a secção dos ductos deferentes impede o transporte da testosterona dos testículos para o restante do corpo. d) tem fundamento, pois a produção da testosterona ocorre nos ductos deferentes e, com seu seccionamento, essa produção cessa. e) tem fundamento, pois a testosterona é produzida no epidídimo e dali é transportada pelos ductos deferentes para o restante do corpo.

08. (Puc SP) Analise a tira de quadrinhos abaixo:

05. (Unioeste PR) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s) com relação à reprodução humana. Gab: 98 01. A espermiogênese é desencadeada pela ação do hormônio luteinizante sobre os espermatócitos primários. 02. O ciclo menstrual pode ser dividido em três fases: menstrual, proliferativa e secretória. 04. As células de Sertoli são responsáveis pela produção de testosterona. 08. O crescimento do folículo é provocado por estrogênios. 16. As células de Leydig são responsáveis pela nutrição dos espermatozoides. 32. A progesterona, secretada pelo corpo lúteo, estimula o desenvolvimento dos vasos sanguíneos e das glândulas do endométrio. 64. A ovulação consiste na liberação de um oócito secundário. 06. (Uniube MG) André e Lucas são gêmeos idênticos. Atualmente eles têm 30 anos de idade, mas aos oito anos de idade, André teve um tumor nos testículos e precisou retirá-los. Após a cirurgia, não recebeu tratamento com hormônios devido às precárias condições de atendimento das instituições de saúde da região em que mora. André apresenta diferenças morfofisiológicas nítidas em relação ao seu irmão Lucas. Dentre elas, podemos afirmar a (o):

Folha de São Paulo

Nela, o personagem humano refere-se a um caráter sexual secundário, cuja manifestação é devida ao hormônio a) testosterona, produzido pela hipófise. b) testosterona, produzido pelas células intersticiais do testículo. c) progesterona, produzido pela hipófise. d) progesterona, produzido pelos túbulos seminíferos. e) folículo-estimulante produzido pela hipófise. 09. (UFV MG) Com relação ao esquema de parte do aparelho reprodutor humano (I, II e III), representado abaixo, assinale a alternativa CORRETA: ll

lll

07. (Puc RS) Num zoológico de dimensões limitadas, uma espécie de macaco está apresentando alta taxa reprodutiva, o que levou à decisão de estancar o seu crescimento populacional por meio de uma cirurgia de vasectomia. Isso significa que os veterinários do zoológico irão fazer uma incisão _________ dos machos. a) nos canais deferentes. b) nos túbulos seminíferos. c) no epidídimo. d) na uretra. e) no ureter.

a) Os espermatozoides são produzidos em II. b) Os túbulos seminíferos percorrem a estrutura indicada por I. c) A liberação dos espermatozoides ocorre na sequência II, III e I. d) O epidídimo está representado por III. e) As células de Sertoli encontram-se em III.

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a) falta de raciocínio lógico e ausência da produção de urina. b) ausência de crescimento dos pés e das mãos. c) engrossamento da voz, acromegalia e crescimento excessivo dos músculos. d) esterilidade e ausência de pelos pubianos. e) ausência de pênis e esterilidade.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B19

ASSUNTOS ABORDADOS nn Ciclo menstrual nn Alterações hormonais na gravidez

CICLO MENSTRUAL A cada 28 dias, aproximadamente, o organismo da mulher se prepara para uma possível fecundação, produzindo óvulos e desenvolvendo a mucosa do útero para receber um futuro embrião. Havendo fecundação, o embrião se implantará e desenvolverá dento da cavidade uterina. Caso contrário, parte da mucosa uterina, denominada endométrio, sofre uma descamação e o óvulo é eliminado pela vagina. Tal evento é chamado de menstruação, cujo tempo de duração é, em média, cinco dias. O período entre o primeiro dia de uma menstruação e o primeiro dia da menstruação seguinte é denominado ciclo menstrual. No corpo feminino, as gonadotrofinas, hormônio folículo-estimulante (FSH) e hormônio luteinizante (LH), atuam sobre os ovários, estimulando-os a produzir os principais hormônios femininos: o estrógeno e a progesterona. Esses hormônios são responsáveis pelo desenvolvimento das características femininas secundárias, como os pelos pubianos, o desenvolvimento das mamas, o amadurecimento do sistema reprodutor, incluindo o aumento do útero e dos ovários, e, por fim, a primeira menstruação e o início do período fértil. O ciclo menstrual dura cerca de 28 dias e o primeiro dia do ciclo corresponde ao primeiro dia da menstruação. Ele é dividido em três fases ovarianas, de acordo com a flutuação e interação dos hormônios sexuais hipofisários e ovarianos. Fase folicular Essa fase começa no primeiro dia da menstruação (dia 1) e é marcada por atividade do folículo ovariano, seja para produção do gameta feminino, seja para secreção hormonal. No início da fase folicular, o revestimento do útero (endométrio) está espesso de fluidos e nutrientes destinados a nutrir um embrião. Se nenhum óvulo for fecundado, os níveis de estrogênio e progesterona estarão baixos e, como resultado, as camadas superiores do endométrio descamam e ocorre o sangramento menstrual.

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Nesse período, a glândula hipófise aumenta ligeiramente sua produção de hormônio folículo-estimulante (FSH), o qual estimula o crescimento de 3 a 30 folículos. Cada folículo contém um ovócito I, que, estimulado pelo FSH, deve terminar a meiose I e iniciar a meiose II. Mais tarde nessa fase, como o nível desse hormônio diminui, somente um desses folículos (denominado folículo dominante) continua a crescer e produz estrógeno o qual estimula o desenvolvimento do endométrio, que aumenta a sua espessura. Ao atingir uma determinada concentração no sangue, o estrógeno começa a estimular a hipófise a liberar grandes quantidades de hormônio luteinizante (LH), que irá induzir a ovulação, a qual geralmente ocorre no décimo quarto dia após o início do ciclo menstrual.

Figura 01 - Representação esquemática da variação do LH e FSH durante o ciclo menstrual. Perceba que no primeiro dia do ciclo (Dia 1) esses hormônios têm um leve aumento, o que estimula a ovulação, e no meio do ciclo (Dia 14) eles têm um pico. Essa alta concentração de LH aumenta o nível de estrogênio, que, por sua vez, estimula a ovulação.

Em média, a fase folicular dura cerca de 13 ou 14 dias. Das três fases, esta é a que mais varia em duração. Ela termina quando o nível do hormônio luteinizante (LH) aumenta dramaticamente e resulta na liberação do ovócito II (ovulação ou ovocitação).

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Fase ovulatória

ICA EÍN T Regressão do LU to corpo amarelo SE n e A F ção im o ma olv rel For esenvo ama e d corp do

Essa fase inicia-se quando o nível de hormônio luteinizante aumenta e estimula o folículo dominante a se sobressair da superfície do ovário e, finalmente, romper-se, liberando o óvulo (ovócito II). A fase ovulatória geralmente dura de 16 a 32 horas. Ela termina quando o óvulo é liberado, cerca de 10 a 12 horas após o pico do nível do hormônio luteinizante. O óvulo pode ser fecundado por, aproximadamente, 12 horas após sua liberação. No momento da ovulação, a qual pode ocorrer de forma não alternada entre os dois ovários, algumas mulheres sentem uma dor. A liberação do ovócito II (óvulo) ocorrerá mensalmente por meio do único ovário.

Folículos não desenvolvido desenvolvidos

Ovócito ll

Folículo maduro

Fase lútea

m lvi vo n ese ed d e fas s em LAR folículo ICU L O F FASE

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Ovócito ll

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Ovulação

Figura 02 - Representação esquemática da maturação dos folículos no ovário seguida da

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FSH LH

estrógeno

progesterona

ovulação

corpo lúteo

folículos em crescimento Endométrio

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Figura 03 - Representação esquemática dos eventos que ocorrem na hipófise, os hormônios liberados pelo ovário, a liberação do óvulo pelo ovário e a variação no endométrio no útero.

B19  Ciclo menstrual

Hormônio do ovário Liberação do óvulo Útero

Se o óvulo não for fecundado ou se o óvulo fecundado não se implantar, o corpo lúteo se degenera após 14 dias a partir da ovulação, os níveis de estrogênio e progesterona diminuem e um novo ciclo menstrual se inicia. Se o embrião for implantado, as células ao redor do embrião em desenvolvimento começam a produzir um hormônio chamado gonadotrofina coriônica humana (HCG). Esse hormônio mantém a estimulação sobre o corpo lúteo, que continua a produzir progesterona até que a placenta assume a função secretora de progesterona, garantindo a manutenção da gravidez. Os testes de gravidez são baseados na detecção de um aumento no nível de gonadotrofina coriônica humana.

Hormônio da hipófise

Essa fase começa após a ovulação e dura cer- liberação de, na maioria dos casos, apenas um óvulo (ovócito II). ca de 14 dias, a menos que ocorra fecundação. Nessa fase, o LH estimula as células do folículo ovariano rompido a se transformarem em corpo lúteo (ou corpo amarelo), que, por sua vez, produz quantidades cada vez maiores de progesterona. A progesterona, produzida pelo corpo lúteo, mantém o endométrio íntegro e secretor de muco, criando condições para a implantação do embrião. Durante a maior parte da fase lútea, o nível de estrogênio é alto e estimulante sobre o endométrio.

Biologia

Alterações hormonais na gravidez A gestação constitui um período da vida da mulher de grande atividade hormonal. A produção dos hormônios existentes adapta-se à nova fase e outros hormônios, específicos da gravidez, passam a ser produzidos.

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A progesterona é responsável pela manutenção da gestação no primeiro trimestre. Com a elevação desse hormônio há um aumento do fluxo sanguíneo para o útero, criando um ambiente favorável para o embrião. A progesterona é responsável pela fadiga que as mulheres grávidas sentem, por alterações de humor, por esquecimento ocasional e por obstipação intestinal. Ao longo da gestação, o cérebro adquire tolerância aos altos níveis do hormônio. A gonadotrofina coriônica humana (HCG) encontra-se elevada no primeiro trimestre da gestação. A sua função consiste em manter o corpo lúteo (corpo formado por uma deposição de lipídeo no folículo de onde saiu o ovócito secundário para a ovulação), que produz progesterona e estrógeno. Um efeito desagradável provocado pelo HCG é o enjoo matinal.

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O estrógeno promove rápida proliferação da musculatura uterina; grande desenvolvimento do sistema vascular do útero; aumento dos órgãos sexuais externos e da abertura vaginal, proporcionando uma via mais ampla para o parto; rápido aumento das mamas. Esse hormônio contribui, ainda, para a manutenção hídrica e aumenta da circulação.

Figura 04 - Representação esquemática das concentrações dos hormônios progesterona, estrógeno e HCG durante a gravidez.

SAIBA MAIS

B19  Ciclo menstrual

MENOPAUSA Durante a fase reprodutiva, os períodos menstruais geralmente ocorrem aproximadamente em ciclos mensais, nos quais há liberação de um óvulo (ovócito II) pelo ovário (ovulação) cerca de duas semanas após o primeiro dia da menstruação. Para que esse ciclo ocorra regularmente, os ovários devem produzir estrogênio e progesterona suficientes. Após a primeira menstruação, a produção de hormônios sexuais femininos se mantém constante por cerca de 40 anos. Passado esse período, ou seja, por volta dos 50 anos de idade, começa a ocorrer uma diminuição na produção de estrógeno e de progesterona, até que o corpo para de produzi-los. A menopausa ocorre porque, com o avanço da idade, os ovários ficam sem óvulos disponíveis e param de produzir estrogênio e progesterona (falência ovariana). Durante os anos antes da menopausa, a produção de estrogênio e progesterona começa a diminuir e os períodos menstruais e a ovulação ocorrem com menor frequência. Por fim, os períodos menstruais e a ovulação cessam permanentemente e não há mais a possibilidade de gravidez. A última menstruação pode ser identificada apenas posteriormente, quando não tiver ocorrido qualquer menstruação durante um período mínimo de 1 ano. 58

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios de Fixação 01. (Fuvest SP) O gráfico representa as variações nos níveis de dois importantes hormônios relacionados com o ciclo menstrual na espécie humana. Qual das alternativas indica fenômenos que ocorrem, respectivamente, nos momentos 1 e 2 do ciclo? nível hormonal

1 progesterona hormônio luteinizante (LH)

05. (Ufop MG) Os hormônios folículo-estimulante, progesterona e estrógeno são produzidos respectivamente por: a) hipófise, corpo lúteo, folículo ovariano. b) corpo lúteo, hipófise, ovário. c) ovário, hipófise, folículo ovariano. d) ovário, corpo lúteo, hipófise. e) corpo lúteo, tireoide, hipófise. 06. (Uerj RJ) TÉCNICA REVERTE MENOPAUSA E DEVOLVE FERTILIDADE

5º

10º

15º

20º

25º dias do ciclo

a) amadurecimento do óvulo e ovulação. b) menstruação e crescimento do endométrio. c) liberação do óvulo e menstruação. d) ovulação e formação do corpo amarelo ovariano. e) menstruação e formação do corpo amarelo ovariano. 02. (Unimep RJ) A progesterona, conhecido como hormônio da gravidez, após o 4° mês da fecundação passa a ser produzido em quantidade crescente pelo (a): a) testículo. b) corpo lúteo do ovário. c) lobo posterior da hipófise. d) glândula mamária. e) nenhuma das anteriores. 03. (Puc RJ) O ciclo menstrual nas mulheres pode ser definido como um conjunto de alterações hormonais periódicas. Quando este ciclo se encontra por volta de 14°/15° dia podemos afirmar que: a) é alta a taxa de FSH. b) a concentração de LH está no máximo. c) a concentração de progesterona atingiu seu ápice. d) o corpo lúteo inicia a produção de estrógeno. e) os folículos iniciam o seu amadurecimento. 04. (Unipac MG) Sobre os hormônios que participam do ciclo menstrual da mulher, podemos afirmar que: a) FSH- é produzido no ovário e tem a função de estimular o amadurecimento do folículo. b) Progesterona - é produzida no epidídimo, e sua maior concentração no sangue ocorre na segunda fase do ciclo. c) Estrógeno - é produzido pelo ovário, e sua maior concentração no sangue ocorre na fase secretora do ciclo. d) LH - é produzido na hipófise e sua maior concentração no sangue ocorre no período fértil do ciclo.

Mulher estéril voltou a produzir óvulos após receber um transplante de ovário congelado nos Estados Unidos (O Globo, 24/09/99)

No procedimento médico-cirúrgico acima, o tecido ovariano transplantado foi induzido por hormônios a produzir óvulos. Isso foi possível porque a função ovariana é estimulada pelos seguintes hormônios secretados pela hipófise: a) estrogênio e progesterona. b) estrogênio e hormônio luteinizante. c) folículo estimulante e progesterona. d) folículo estimulante e hormônio luteinizante. 07. (UEG GO) A gonadotrofina coriônica humana HCG pode ser detectada cerca de uma semana após nidação. Testes clínicos que revelam a presença desse hormônio na urina, indicam: a) Diabetes. b) Processo gravítico. c) Infecção urinária. d) Nanismo. e) Hipertireoidismo. 08. (Fuvest SP) Se uma mulher tiver seus ovários removidos por cirurgia, quais dos seguintes hormônios deixarão de ser produzidos? a) Hormônio folículo-estimulante (FSH) e hormônio luteinizante (LH). b) Hormônio folículo-estimulante (FSH) e estrógeno. c) Hormônio folículo-estimulante (FSH) e progesterona. d) Hormônio luteinizante (LH) e estrógeno. e) Estrógeno e progesterona. B19  Ciclo menstrual

1º

09. (Ufal AL) a) Explique o que ocorre no útero de uma mulher quando não há fecundação do óvulo. b) Por que isso ocorre? a) Quando não há fecundação, o endométrio uterino se desprende durante o fluxo menstrual. b) Isso acontece devido à queda da taxa de progesterona, responsável pela manutenção do endométrio.

Biologia Questão 01. a) RELAÇÃO: o pico de LH estimula a ovulação. JUSTIFICATIVA: o LH provoca o término da maturação do folículo, seu rompimento e da superfície ovariana. b) EFEITO: menstruação. EXPLICAÇÃO: a queda desses hormônios está associada à diminuição da vascularização e subsequente degeneração de parte do endométrio.

Exercícios Complementares 01. (Uerj RJ) O gráfico abaixo ilustra um padrão de níveis plasmáticos de vários hormônios durante o ciclo menstrual da mulher.

b) A produção de estrógeno depende de FSH produzido pela hipófise. c) A ovulação depende da diminuição da concentração de estrógeno. d) O FSH estimula a produção de progesterona pelo corpo lúteo. e) A progesterona produzida pelo corpo lúteo diminui a produção de estrógeno. 03. (Uel PR) Em um experimento para se determinar a importância dos hormônios hipofisários na reprodução de mamíferos, procedeu-se à remoção da hipófise (hipofisectomia) de um grupo de ratas adultas. Após a hipofisectomia, os animais receberam doses fisiológicas de hormônio folículo-estimulante (FSH) e hormônio luteinizante (LH). Como resultado deste procedimento experimental, espera-se que: a) Os ovários permaneçam inativos. b) Não ocorra mais ovulação. c) Ocorra liberação de estrógenos e ovulação. d) Ocorra atrofia uterina. e) Desapareçam as características sexuais secundárias.

B19  Ciclo menstrual

02. (Ufop MG) O ciclo menstrual depende basicamente de uma atividade coordenada entre a hipófise e o ovário. A hipófise é responsável pela produção de FSH (Hormônio Folículo Estimulante) e LH (Hormônio Luteinizante). O primeiro atua sobre o ovário, estimulando a produção de estrógeno. O estrógeno inibe a produção de FSH e estimula e produção de LH que, por sua vez, estimula a ovulação. A ação do FSH sobre o ovário também estimula o amadurecimento do folículo, resultando na formação do corpo lúteo. Este último produz progesterona, que inibe a produção dos hormônios da hipófise, diminuindo, consequentemente, a produção dos hormônios ovarianos. O revestimento do útero não pode mais sustentar-se sem apoio hormonal e é eliminado no fluido menstrual. Considerando o texto, todas as afirmativas estão corretas, exceto: a) A formação do corpo lúteo depende de FSH produzido pela hipófise.

HCG Parto Estrógeno

Concentração

a) Estabeleça a relação existente entre o nível plasmático do hormônio LH e a ocorrência de ovulação e justifique. b) Cite o principal efeito no endométrio da queda simultânea dos níveis plasmáticos dos hormônios estrógenos e progesterona e explique o fenômeno ocorrido.

04. (UFV MG) O gráfico abaixo representa a variação nos níveis de concentração de três hormônios durante o processo normal da gestação humana.

Progesterona

7 8 9 10 Meses de gestação

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Estrógeno

14º

Progesterona

28º

Taxa de progesterona no sangue

Taxa de estrógeno no sangue

05. (Unifor CE) O gráfico abaixo mostra a variação dos níveis de estrógenos e de progesterona durante o ciclo menstrual das mulheres.

De acordo com o gráfico, verifica-se que: a) a taxa de estrógenos é mais alta nos dias que precedem a menstruação. b) em todo o ciclo menstrual, os menores níveis de estrógenos e progesterona ocorrem durante a ovulação. c) as taxas de estrógenos e progesterona são altas durante a menstruação. d) durante a menstruação, somente a taxa de estrógenos é baixa. e) a taxa de progesterona aumenta depois da ovulação. 06. (UFMS) A regulação do ciclo sexual da fêmea humana envolve a participação de hormônios hipofisiários (FSH e LH) e ovarianos (estrógeno e progesterona), numa sequência de eventos em que são registradas alterações no ovário (a maturação do folículo, a ovulação e a formação do corpo lúteo), no útero (preparação da mucosa uterina), e a menstruação ou possível gravidez. O início da menstruação na mulher, em média a cada 28 dias, marca o fim de um e o início do ciclo sexual seguinte. Considerando a interação de todos esses elementos, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). Gab: 28 01. Durante o período da menstruação, a hipófise reinicia a produção do LH que, lançado na corrente sanguínea, induz os folículos ovarianos a produzir estrógeno. 02. O estrógeno produzido pelos folículos ovarianos em maturação, não somente estimula o crescimento inicial da parede do útero, como também estimula a hipófise a liberar o FSH. 04. O FHS e o LH, atuando juntos, induzem a ovulação e a formação do corpo lúteo, que produz estrógeno e progesterona e atinge seu desenvolvimento máximo de 8 a 10 dias após a ovulação.

08. O estrógeno e a progesterona atuam no útero, continuando a preparação para uma eventual gravidez, ao mesmo tempo em que inibem a hipófise, que passa a liberar níveis mais baixos de FSH e LH. 16. A redução na taxa de LH tem como consequência a regressão do corpo lúteo, a queda nos níveis de estrógeno e progesterona e, sem o estímulo para manutenção das camadas do útero, uma nova menstruação. 32. A manutenção das camadas uterinas, quando acontece a fecundação, se dá graças à produção da gonadotropina coriônica pelo embrião, que estimula na hipófise a liberação do FSH, a manutenção do corpo lúteo e as condições do útero para a gravidez. 07. (Mackenzie SP) Na figura, a seta indica o ____I____. Essa estrutura mantém-se ativa durante a gravidez, pois produz ____ II____, que ____III____. Os números I, II e III devem ser substituídos, correta e respectivamente, por:

III

Corpo amarelo

Estrógeno e progesterona

Impedem a descamação do endométrio

Ovário

Hormônios folículo estimulante (FSH) e luteinizante (LH)

Estimulam o amadurecimento de novos folículos

Útero

Estrógeno e progesterona

Provocam o espessamento da parede muscular do útero

Folículo maduro

Prolactina e ocitocina

Estimulam a produção e ejeção de leite

Folículos primários

Gonadotrofina coriônica e ocitocina

Impedem nova ovulação.

08. (Fuvest SP) Foram feitas medidas diárias das taxas dos hormônios: luteinizante (LH), folículo estimulante (FSH), estrógeno e progesterona, no sangue de uma mulher adulta, jovem, durante vinte e oito dias consecutivos. Os resultados estão mostrados no gráfico:

B19  Ciclo menstrual

Pelos dados do gráfico é INCORRETO afirmar que: a) aproximadamente no segundo mês de gestação, a concentração de HCG é máxima. b) durante a gravidez, as concentrações de progesterona e estrógeno aumentam gradativamente. c) no início do parto, as concentrações de HCG, progesterona e estrógeno são altas. d) no quinto mês de gestação, a concentração de HCG é inferior às de progesterona e estrógeno. e) no final da gestação, ocorre diminuição nas concentrações de progesterona e estrógeno.

Biologia

Úl mo dia da análise

Estrógeno

Progesterona A

e) Nos primeiros 14 dias do ciclo, pela ação do FSH ocorre a maturação do folículo ovariano, que secreta quantidades crescentes de estrógeno, provocando a proliferação das células do endométrio. 10. (Escs DF) Um casal acompanhou a fisiologia da mulher por seis meses, para determinar os dias em que teria maior sucesso de fecundação. Verificou-se que a mulher possuía ciclo ovariano regular e que ocorria um aumento de cerca de 0,50 °C em sua temperatura corporal, sempre no 14º dia do ciclo. Há mais chances de fecundação no período entre:

FSH

Taxa de hormônios ovarianos

Taxa de hormônios hipofisários

Primeiro dia da análise

Os períodos mais prováveis de ocorrência da menstruação e da ovulação, respectivamente, são:

a) o 1o e o 3o dia do ciclo; b) o 25o e o 28o dia do ciclo; c) o 8o e o 12o dia do ciclo; d) o 12o e o 15o dia do ciclo; e) o 15o e o 18o dia do ciclo. 11. (Uniube MG) A menstruação é a eliminação de células da mucosa uterina e sangue pela vagina, ocorrendo em média a cada 28 dias na maioria das mulheres em idade fértil. O intervalo entre uma menstruação e outra é chamado ciclo menstrual. A figura abaixo mostra as variações nas taxas de hormônios sexuais durante o ciclo menstrual.

a) A e C. b) A e E. c) C e A. d) E e C. e) E e A. 09. (Fatec SP) O gráfico a seguir evidencia a produção e flutuação dos quatro diferentes hormônios sexuais envolvidos no ciclo menstrual.

ovulação

Concentração de hormônios no sangue

Hormônios luteinizantes (LH) Hormônios folículo-es mulantes (FSH)

ESTRÓGENO PROGESTERONA

Fase Período Menstrual Prolifera va

Fase secretora

28 Dias do ciclo menstrual

Com relação ao assunto apresentado, considere as seguinte afirmações:

Baseando-se nas curvas do gráfico e em seus conhecimentos sobre fisiologia animal, assinale a alternativa correta. a) Os hormônios gonadotróficos são produzidos no ovário. b) Durante esse ciclo menstrual ocorreu a fecundação do óvulo, pois a taxa de progesterona diminui sensivelmente, o que B19  Ciclo menstrual

prepara a mucosa uterina para a gravidez. c) Quando a taxa de estrógeno no sangue atinge um nível elevado, a liberação de FSH e LH diminui e ocorre a menstruação. d) A ovulação ocorre ao redor do 14º dia do ciclo e caracteriza-se pela saída do óvulo do folículo ovariano e consequente diminuição das taxas de estrógeno e progesterona.

I. Logo após o final da menstruação, a concentração de estrógeno no sangue é baixa. II. A ovulação ocorre, geralmente, na metade do ciclo menstrual, em função do aumento dos níveis de progesterona. III. O aumento de progesterona ocorre após a formação do corpo lúteo no ovário. Marque a alternativa correta. a) Estão corretas as afirmações II e III. b) Somente a afirmação II está correta. c) Estão corretas as afirmações I e III. d) Somente a afirmação I está correta.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO B20

MÉTODOS CONTRACEPTIVOS E DOENÇAS SEXUALMENTE TRANSMISSÍVEIS

ASSUNTOS ABORDADOS nn Métodos contraceptivos e doen-

Métodos contraceptivos

ças sexualmente transmissíveis

Os métodos contraceptivos são utilizados para prevenir a gravidez, podendo atuar de diferentes maneiras no processo reprodutivo. Enquanto alguns são capazes de impedir a produção dos gametas, outros evitam o encontro do óvulo com os espermatozoides. Existem, ainda, os que impedem implantação do embrião na mucosa uterina. Não existe um método que seja 100% seguro (embora alguns cheguem próximos a essa estimativa).

nn Doenças sexualmente transmissíveis

nn Métodos contraceptivos

Métodos não tecnológicos São chamados de métodos não tecnológicos, ou métodos naturais, aqueles que não envolvem técnicas físicas, farmacológicas ou cirúrgicas. Consiste em retirar o pênis da vagina antes que a ejaculação ocorra. Apesar de muito utilizado, trata-se de um método pouco eficaz. As secreções eliminadas pelo homem antes da ejaculação podem conter quantidades de espermatozoides suficientes para engravidar a mulher. Além disso, o homem nem sempre consegue retirar o pênis no momento exato, resultando na ejaculação total ou parcial dentro da vagina. “Tabelinha” (método do calendário) Consiste em acompanhar o ciclo menstrual e realizar abstinência sexual nos dias com maior probabilidade de engravidar (os dias próximos à ovulação). Num ciclo regular de 28 dias, a ovulação ocorre, geralmente, catorze dias após o início da menstruação. Como o espermatozoide é capaz de manter-se vivo e ativo no interior das tubas uterinas por, em média, três dias e o óvulo sobrevive durante cerca de dois dias, deve-se evitar manter relações sexuais alguns dias antes e após a data estimada de ovulação. A principal dificuldade é, portanto, determinar o período fértil da mulher. Na prática, o dia em que ovulação ocorre pode variar e um grande número de mulheres não apresenta ciclo menstrual regular, fazendo com que o tabelinha apresente pouca eficácia, principalmente se utilizada como único método contraceptivo.

Fonte: Wikimedia Commons

Coito interrompido

Métodos de barreira Englobam as técnicas relacionadas a criação de uma barreira física que evita o encontro do óvulo com os espermatozoides. Preservativos O preservativo masculino, popularmente conhecido como camisinha, é uma membrana de látex utilizada para envolver o pênis ereto durante o ato sexual e cuja função é reter o sêmen ejaculado (antes que esse sêmen seja depositado na vagina). A camisinha deve ser colocada antes de qualquer contato do pênis com a região genital da mulher. O preservativo feminino deve ser introduzido na vagina antes da relação sexual. Ele possui o mesmo princípio de funcionamento da camisinha (criar uma barreira que impeça o encontro dos gametas). Basta utilizá-la de acordo com as instruções presentes na embalagem e em caso de dúvida, procurar orientação médica. Os preservativos, além de prevenir a contaminação por doenças sexualmente transmissíveis, são eficazes métodos contraceptivos quando utilizados de maneira correta.

Figura 01 - Preservativo masculino – camisinha (primeira). Preservativo feminino (segunda). Além de constituírem um método contraceptivo eficaz, os preservativos impedem a propagação de doenças sexualmente transmissíveis.

Biologia

Diafragma

Fonte: Wikimedia Commons

O diafragma é um dispositivo flexível de borracha (ou silicone) que deve ser colocado na parte mais profunda da vagina (colo do útero) de modo a impedir a passagem dos espermatozoides. Para utilizar o diafragma é necessário ir ao médico, e ele determinará o tamanho do dispositivo e ensinará a maneira adequada de utilizá-lo. Para maior eficácia, é comum a aplicação de substâncias espermicidas nas bordas desse preservativo. A retirada deve ocorrer, no mínimo, oito horas após o ato sexual.

Figura 02 - O diafragma é o método contraceptivo de barreira constituído por um disco com bordas firmes e flexíveis, que deve ser colocado no fundo da vagina, cobrindo o colo do útero.

Método de prevenção da ovulação Refere-se a um dos métodos mais efetivos de contracepção, comparando-se aos procedimentos cirúrgicos, desde que corretamente utilizado. Pílula anticoncepcional

Fonte: Wikimedia Commons

B20  Métodos contraceptivos e doenças sexualmente transmissíveis

Figura 03 - As pílulas anticoncepcionais são comercializadas na forma de cartelas-calendário.

O método baseia-se na utilização de derivados sintéticos dos hormônios estrógeno e progesterona para interferir na maturação do folículo ovariano, impedindo o processo ovulatório. A pílula anticoncepcional ideal para cada pessoa deve ser receitada por um médico e a mulher não pode se esquecer de tomar os comprimidos diariamente. O procedimento não interfere na menstruação, desde que seja realizada a suspensão adequada da ingestão das pílulas. Trata-se de um método seguro e muito útil para quem tem relações sexuais com frequência. Algumas mulheres, entretanto, não podem tomar a pílula devido a possíveis efeitos colaterais. É importante que o médico seja consultado.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Método de prevenção da implantação

Laqueadura tubária

Caso haja fecundação, esse método impede que o embrião se fixe no útero. Dispositivo intrauterino (DIU) Trata-se de uma pequena peça de plástico ou cobre colocada no interior do útero pelo médico. O DIU atua causando uma resposta inflamatória que evita a implantação do óvulo fecundado. Acredita-se que o cobre seja capaz, também, de destruir parte dos espermatozoides. É um método eficiente, mas requer acompanhamento de um especialista.

Consiste na secção das tubas uterinas a fim de se impedir a chegada do óvulo ao útero ou a chegada dos gametas masculinos ao óvulo. Uma pequena incisão é realizada na região próxima ao umbigo, por onde o procedimento é realizado. Assim como no método de esterilização masculina, a produção hormonal e a resposta sexual não sofrem interferência. A mulher continua menstruando normalmente. LAQUEADURA TUBÁRIA

Os ovidutos são cortados e as extremidades são dobradas e amarradas

Ovidutos

Útero

Opirus/Arte

Fonte: Wikimedia Commons

Ligamento Ovário

Figura 06 - Técnica de esterilização feminina (laqueadura tubária).

Figura 04 - Diferentes tipos de dispositivos intrauterinos. O DIU deve ser inserido no útero pelo médico.

SAIBA MAIS Métodos cirúrgicos

Vasectomia Consiste na secção dos ductos deferentes de modo que os espermatozoides sejam impedidos de chegar à uretra. Trata-se de uma operação simples, de anestesia local e que exige um pequeno corte na bolsa escrotal. A vasectomia não afeta os níveis hormonais do homem e nem interfere na sua resposta sexual. Não ocorre redução da quantidade de sêmen ejaculado porque, apesar desse sêmen não conter espermatozoides, as secreções produzidas pelas glândulas sexuais acessórias continuam sendo liberadas normalmente.

Canal Deferente

Tes culo Escroto Figura 05 - Técnica de esterilização masculina (vasectomia).

Doenças sexualmente transmissíveis As relações sexuais também podem resultar em doenças. São as Doenças Sexualmente Transmissíveis (ou DSTs), que podem ser transmitidas de uma pessoa contaminada para uma sã durante uma relação sexual. O agente causador varia muito, mas os mais comuns são bactérias e vírus, como também protozoários, fungos e até mesmo artrópodes.

...e as extremidades são amarradas

Opirus/Arte

VASECTOMIA

Uma pequena porção do canal deferente é re rada

O planejamento familiar não é uma responsabilidade somente do casal que o pratica, mas constitui, também, uma questão de gestão pública da saúde. O crescimento populacional desenfreado gera diversas dificuldades socioeconômicas; tais como o aumento da taxa de desemprego, analfabetismo e elevação dos índices de doenças causadas por desnutrição, além de resultar na exploração inadequada dos recursos naturais. Para realizar o controle de natalidade, que na maioria dos países é negligenciado, podem ser utilizados diversos métodos contraceptivos. Para isso é importante conhecê-los e proporcionar aos outros as informações e os meios necessários para que possam decidir o número de filhos que desejam e quando querem tê-los, de forma consciente e voluntária.

Algumas DSTs podem não apresentar sintomas, tanto no homem quanto na mulher. Essas doenças, quando não diagnosticadas e tratadas a tempo, podem evoluir para complicações graves, como infertilidades, câncer e até a morte. 65

B20  Métodos contraceptivos e doenças sexualmente transmissíveis

PARA QUE SERVE A CONTRACEPÇÃO?

A esterilização é um procedimento cirúrgico voluntário que, por ser praticamente irreversível, é indicado para pessoas que definitivamente não pretendem mais ter filhos.

Biologia

Usar preservativos em todas as relações sexuais é o método mais eficaz para a redução do risco de transmissão das DSTs. Outra forma de infecção pode ocorrer pela transfusão de sangue contaminado ou pelo compartilhamento de seringas e agulhas, principalmente no uso de drogas injetáveis. O tratamento das DSTs melhora a qualidade de vida do paciente e interrompe a cadeia de transmissão dessas doenças. Doenças sexualmente transmissíveis causadas por bactérias Doença

Agente causador

Sintomas

Prevenção

Cancro mole

Haemophilus ducreye

Feridas na região genital, de formato irregular, com secreção amarelo-esverdeada e purulenta.

Uso de preservativo em todas as relações sexuais. Durante o período com feridas abertas o contato íntimo é desaconselhado.

Gonorreia

Neisseria gonorrhoeae

Coceira, corrimento purulento, dor ao urinar e pode levar à infertilidade.

Usar preservativos na relação sexual e evitar relações sexuais com pessoas diagnosticadas com a doença até que estejam completamente tratadas.

Treponema pallidum

Ferida coberta de secreção clara, com pus e, normalmente, pouco dolorosa. Pode levar a complicações no sistema nervoso central e sistema cardiovascular.

Usar preservativos na relação sexual e evitar relações sexuais com pessoas diagnosticadas com a doença até que estejam completamente tratadas.

Chlamydia trachomatis

De início, vesículas no local de penetração das bactérias. A seguir, formação de ínguas (inchaços nos linfonodos), que evoluem para um inchaço avermelhado e doloroso

Evitar o contato sexual com portadores e usar preservativos na relação sexual.

Sífilis

Linfogranuloma venéreo

B20  Métodos contraceptivos e doenças sexualmente transmissíveis

Doenças sexualmente transmissíveis causadas por vírus

Doença

Agente causador

Sintomas

Prevenção

Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS)

Vírus da imunodeficiência humana (HIV)

Queda da imunidade, perda de peso, fraqueza, febre e aparecimento de infecções oportunistas.

Não entrar em contato com os líquidos transmissores de HIV (sangue, esperma, leite materno contaminado); usar camisinha e não compartilhar agulhas ou seringas.

Herpes genital

HSV tipo 2

Pode ser assintomática ou, quando sintomática, causar dores e irritação, manchas vermelhas, bolhas e úlceras.

Uso de preservativos durante a relação sexual.

Condiloma acuminado

Papilomavírus humano (HPV)

Formação de verrugas na região genital ou colo do útero, podendo causar câncer no colo do útero.

Evitar o contato com pessoas contaminadas, usar camisinha e vacinar.

Hepatite B

Vírus da hepatite B

Amarelamento da pele e da conjuntiva ocular. Dores abdominais. Cirrose hepática. Insuficiência hepática. Câncer hepático.

Uso de preservativos durante a relação sexual, evitar contato sexual com portadores e fazer uso da vacina.

Hepatite C

Vírus da hepatite C

Icterícia, febre, cansaço fácil. Pode evoluir para câncer hepático.

Uso de preservativos durante a relação sexual.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Doenças sexualmente transmissíveis causadas por fungos Candidíase genital A candidíase é uma infecção causada pelo fungo Candida, normalmente da espécie albicans, que provoca coceira intensa, vermelhidão e placas esbranquiçadas, afetando principalmente a boca e os órgãos genitais de homens ou mulheres. A candidíase tem cura e o seu tratamento pode ser feito com pomadas ou medicamentos que eliminam os fungos, ajudando no alívio dos sintomas. Esse tipo de fungo vive no organismo humano, mas o sistema imune é capaz de evitar a sua proliferação exagerada. Porém, quando o corpo está mais fraco ou sofre alguma alteração hormonal, como após uma gripe ou durante a gravidez, esses fungos podem se reproduzir de forma exagerada causando a candidíase. Para tratar a candidíase genital recomenda-se: lavar a região genital somente com água e sabonete neutro ou sabonete próprio para a região, evitar absorventes internos e evitar ter contato íntimo desprotegido durante o tempo de tratamento com os remédios. Para prevenção, recomenda-se o uso de preservativos em relações sexuais. Doenças sexualmente transmissíveis causadas por protozoário Tricomoníase Também chamado de tricomoniose ou tricomonose, tem como agente etiológico o protozoário Trichomonas vaginalis. Ele habita o trato geniturinário feminino e masculino e atinge principalmente as mulheres. A forma mais comum de adquirir a tricomoníase é por meio do contato sexual, porém pode ser transmitida também por roupas íntimas, roupas de cama, toalhas de banho úmidas contaminadas, assentos de banheiros e por instrumentos ginecológicos. Na mulher, os sintomas mais comuns da doença são a presença de edema na vagina, manchas avermelhadas na vulva, corrimento, prurido intenso e dor ao urinar. Já nos homens a infecção geralmente é assintomática, aparecendo às vezes uretrite com corrimento purulento, ligeira dor durante a micção e inflamação na próstata. Para evitar esse tipo de doença, deve-se melhorar as condições higiênicas, usar preservativos no ato sexual e evitar usar roupas que não sejam de uso próprio.

Pediculose pubiana

Fonte: Wikimedia Commons

Chato (Pthirus pubis) é o parasita que causa pediculose pubiana ou ftiríase e habita, principalmente, os pelos da região pubiana, ainda que possa também ser encontrado nas coxas, baixo tórax, axilas e até na barba e no couro cabeludo. Assim como o piolho do cabelo, o chato aloja-se na base dos pelos, onde deposita seus ovos. A transmissão é feita por meio do contato íntimo, ou de roupas de uso pessoal, roupas de cama e de toalhas. Os sintomas dessa doença sexualmente transmissível (DST) têm início de uma a duas semanas após o contato com o parasita. A principal queixa é a coceira. Nos locais da picada, podem ocorrer alterações da pele semelhantes à urticária, bolhas e manchas azuladas. Para tratamento, é recomendada a remoção manual dos artrópodes, corte dos pelos e uso de fármacos e para evitar uma nova infestação, aconselha-se descartar as roupas infestadas e adoção de bons hábitos de higiene.

Figura 07 - A pediculose pubiana, também chamada de ftiríase, é uma infestação da região pubiana, causada por um inseto pertencente ao grupo dos piolhos, o Phthirus pubis, conhecido como chato ou piolho caranguejo.

B20  Métodos contraceptivos e doenças sexualmente transmissíveis

Doenças sexualmente transmissíveis causadas por artrópodes

Biologia Questão 01. Os preservativos masculino e feminino são os únicos métodos que, além de evitar a gravidez, auxiliam na prevenção de doenças sexualmente transmissíveis. Isso ocorre porque se trata de dispositivos que evitam o contato direto do pênis com a vagina. O preservativo deve ser colocado antes de qualquer contato do pênis com a região genital da mulher.

Questão 04. DIU é sigla para “Dispositivo Intrauterino”. Este atua causando uma resposta inflamatória que evita a implantação do óvulo fecundado. Acredita-se que o cobre seja capaz, também, de destruir parte dos espermatozoides.

Exercícios de Fixação 01. Qual o método contraceptivo você aconselharia a um casal que, além de prevenir a gravidez, deseja evitar doenças sexualmente transmissíveis? Justifique. 02. (Uepa PA) Foi veiculado na imprensa televisiva a provação pela ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) da utilização da Vacina Quadrivalente produzida pelo Laboratório Merck Sharp & Dohme contra o papilomavírus humano (HPV), para meninas e mulheres de 9 a 26 anos que não tenham a infecção, o que irá conferir proteção contra esse agente etiológico. Esta notícia foi bem recebida e amplamente comentada pela população em decorrência do meio onde foi veiculada. Disponível em: http://www.dst.com.br/gener.htm

A vacina referida no texto, é utilizada como medida preventiva para: a) condiloma acuminado. b) candidíase. c) gonorreia. d) sífilis. e) AIDS. 03. O que é vasectomia? Explique por que esse procedimento vasectomia é um método de esterilização masculina que conevita a gravidez. Asiste na secção dos ductos deferentes de modo que os esper-

matozoides sejam impedidos de chegar à uretra. O sêmen de um homem vasectomizado não contém espermatozoides.

04. O que significa a sigla DIU? Como esse procedimento evita a gravidez?

B20  Métodos contraceptivos e doenças sexualmente transmissíveis

05. (UPE PE) As doenças sexualmente transmissíveis são conhecidas desde os primórdios da civilização humana. Na primeira coluna, estão listadas algumas dessas doenças; na segunda coluna, seus respectivos agentes etiológicos e, na terceira coluna, seus principais sintomas. Estabeleça a associação entre as colunas. Doença A. Condiloma acuminado. B. Cancro mole. C. Gonorreia. Agente etiológico 1. Haemophilus ducreyi. 2. Neisseria gonorrhoeae. 3. Papilomavirus humano (HPV). Sintoma I. Coceira, corrimento purulento e ardor ao urinar. II. Verrugas na região anogenital ou no colo do útero. III. Feridas dolorosas no pênis ou na região anal, com secreção clara.

Assinale a alternativa que apresenta a correlação correta entre as colunas. a) A-3-I / B-2-II / C-1-III. b) A-3-II / B-1-III / C-2-I. c) A-2-II / B-3-III / C-1-I. d) A-1-II / B-3-I / C-2-III. e) A-2-III / B-1-II / C-3-I. 06. (UFRGS) Em 2006, chegaram ao Brasil dois tipos de vacinas para prevenir a infecção por HPV, que é doença viral sexualmente transmissível mais comum. O HPV é causador a) da sífilis. b) da gonorreia. c) da AIDS. d) do câncer de útero. e) do cancro mole. 07. (UFPA) A sífilis é uma doença sexualmente transmissível que inicialmente se apresenta como uma pequena ferida nos órgãos sexuais (cancro duro) e com ínguas (nódulos) nas virilhas, que surgem entre a 2ª ou 3ª semana após a relação sexual, desprotegida, com pessoa infectada. Não havendo tratamento, a doença continua evoluindo no organismo. Seu agente etiológico denomina-se a) Papiloma vírus. b) Treponema pallidum. c) Clostridium botulinum. d) Neisseria gonorrhoeae. e) Chlamydia trachomatis. 08. (Unimontes MG) Um estudo realizado nos Estados Unidos, nos últimos tempos, investigou a utilização correta de preservativos masculinos. Nesse estudo, 40% dos entrevistados declararam não ter tirado o ar da ponta do preservativo antes de colocá-lo, o que favorece o seu rompimento, e mais de 40% dos homens relataram o rompimento do preservativo durante o ato sexual. Dados sugerem que usar preservativo é importante, mas que o mesmo deve ser usado da maneira correta. Considerando os diversos aspectos relacionados a esse assunto, analise as alternativas abaixo e assinale a alternativa que REPRESENTA UMA DOENÇA BACTERIANA que pode ser adquirida pelo ato sexual sem preservativo ou pelo seu rompimento durante o ato sexual. a) AIDS. b) Candidíase. c) Gonorreia. d) Tricomoníase. 09. O que são métodos contraceptivos de barreira? Explique e cite exemplos. O termo “contraceptivos de barreira” refere-se às técnicas relacionadas à criação de uma barreira física que evita o encontro do óvulo com os espermatozoides. Exemplos: Camisinha, preservativo feminino e diafragma.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios Complementares 01. (IF SC) As Doenças Sexualmente Transmissíveis (DSTs) são muito frequentes em nosso meio, bastando dizer que, de cada dez consultas realizadas no Brasil, duas são relacionadas a esse tipo de doença. As DSTs são doenças que passam de uma pessoa para outra através da relação sexual sem preservativo, seja de homem com mulher, homem com homem ou mulher com mulher. Qualquer pessoa pode contrair essas doenças. Nesse sentido, destaque-se entre os princípios básicos indispensáveis para um melhor controle das DSTs: (i) interromper a cadeia de transmissão: por meio de diagnóstico precoce dos casos e tratamento adequado dos portadores, bem como de seus parceiros; (ii) prevenir novas ocorrências: implica dispor da informação correta e necessária à adoção de práticas sexuais mais seguras (uso de preservativos) e, quando diagnosticado, o seguimento das orientações e das prescrições dadas pelo profissional de saúde.

02. (UECE) Diante das dificuldades impostas pelo mundo atual, a humanidade vem tentando controlar o nascimento de novos indivíduos através da utilização de métodos contraceptivos. Para tanto, muitas pesquisas têm colocado no mercado uma infinidade de produtos que podem ser bastante eficientes para o planejamento familiar. Numere a segunda coluna de acordo com a primeira, relacionando os métodos contraceptivos listados na 1ª com os modos de ação listados na 2ª.

FONTE:http://www.dive.sc.gov.br/conteudos/ publicacoes/manuais_cartilhas/Cartilha_de_DST.pdf. Acesso em 02/09/2015 [adaptado].

Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo. a) 4, 2, 1, 3. b) 2, 3, 4, 1. c) 2, 4, 3, 1. d) 3, 4, 2, 1.

Diafragma. Pílula anticoncepcional. Dispositivo intrauterino. Ligadura tubária. ) Previne a ovulação. ) Impede a chegada do óvulo ao útero. ) Impede a implantação do óvulo fertilizado. ) Impede a entrada dos espermatozoides no útero.

03. (Uepa PA) Campanhas publicitárias recomendam a utilização de preservativos (camisinhas) na prevenção de doenças sexualmente transmissíveis. Essa orientação, amplamente veiculada nos meios de comunicação, não surte o efeito desejado na seguinte DST: a) AIDS. b) Sífilis. c) Gonorreia. d) Candidíase vaginal. e) Pediculose pubiana.

B20  Métodos contraceptivos e doenças sexualmente transmissíveis

Em relação às Doenças Sexualmente Transmissíveis (DSTs), assinale no cartão-resposta a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). Gab: 09 01. A Gonorreia é uma DST causada pela bactéria Neisseria Gonorrheae, que infecta especialmente a uretra. Nos homens, a doença, em geral, provoca sintomas mais aparentes que nas mulheres, como secreção purulenta, ardor e eritema. 02. As relações sexuais constituem uma via importante de transmissão da hepatite A, considerada uma doença sexualmente transmissível (DST), porque a bactéria atinge concentrações altas nas secreções sexuais. 04. A AIDS pode ser transmitida por relação sexual, sem preservativo com indivíduo infectado; de mãe infectada para filho, por meio do parto ou amamentação; pelo contato direto com sangue infectado e pelo uso da mesma agulha ou seringa utilizadas por um indivíduo infectado. 08. A Tricomoníase é uma doença sexualmente transmissível, causada pelo parasita protozoário Trichomonas vaginalis. Sua transmissão pode ocorrer por meio de relações sexuais ou contato íntimo com secreções de uma pessoa contaminada. 16. São doenças sexualmente transmissíveis a AIDS, Gonorreia, Sífilis, Herpes Genital, Hepatites A e B, Cancro mole, HPV, Leishmaniose e Candidíase. 32. O tratamento da Sífilis é feito com antibióticos, especialmente amoxicilina. Em vista disso, o uso de preservativos durante as relações sexuais é dispensado na prevenção dessa DST.

1. 2. 3. 4. ( ( ( (

04. (Unirg TO) Leia o texto a seguir: A partir da década de 1960 e, em especial, na década de 1980, com a liberação sexual e o aumento do uso de drogas injetáveis, registrou-se um aumento mundial nos casos de sífilis. Como consequência do aumento nos casos de sífilis adquirida, houve um aumento proporcional de sua transmissão vertical. LORENZI, D.R.S. et al., Transmissão vertical da sífilis: prevenção, tratamento e diagnóstico. Caxias do Sul, Femina, v. 37, n. 2, 2009. [Adaptado].

A transmissão vertical referida no texto ocorre a) pela injeção de drogas com agulha contaminada. b) mediante ferimento na mucosa da boca. c) por meio de relação sexual. d) por via transplacentária.

Biologia

05. (Unemat MT) Diversas reformas são esperadas na Igreja Católica e a escolha de um novo papa sempre traz esperança de renovação. Uma dessas reformas diz respeito a como a Igreja encara o uso da contracepção, em virtude do risco de contaminação por Doenças Sexualmente Transmissíveis (DSTs). Sobre a contracepção e DST, escolha abaixo a alternativa correta: a) AIDS, sífilis, candidíase e herpes são doenças causadas por bactérias. b) A prolactina é o principal hormônio usado na fabricação de pílulas contraceptivas. c) O preservativo, ou camisinha, não previne contra o HIV. d) A pílula do dia seguinte não evita a fecundação, e sim a fixação do embrião no útero. e) O dispositivo intrauterino pode causar alergia, porque o chumbo de sua composição entrará em contato com tecido conjuntivo da parede do útero. 06. (Unesp SP) Considere a tabela seguinte que contém diversas formas de contraceptivos humanos e três modos de ação.

B20  Métodos contraceptivos e doenças sexualmente transmissíveis

Modos de ação Impede o encontro de gametas

Impede a implementação do embrião

Previne a ovulação

Camisinha masculina

Dispositivo intrauterino (DIU)

Pílula comum

Coito interrompido

Laqueadura tubária

Camisinha feminina

III

Diafragma

Pílula do dia seguinte

Pílula comum

Dispositivo intrauterino (DIU)

Laqueadura tubária

Camisinha feminina

Vasectomia

Camisinha masculina

Diafragma

A relação entre tipos de contraceptivos e os três modos de ação está correta em: a) I, apenas. b) I e II, apenas. c) I e III, apenas. d) III e IV, apenas. e) III e V, apenas. 07. (UECE) Os métodos contraceptivos são recomendados para controle da natalidade; contudo, um deles, a camisinha – conhecido também como côndon, denominação derivada do inglês – é um meio seguro de proteção contra a AIDS. São métodos anticoncepcionais exclusivos, respectivamente, do homem e da mulher: 70

a) vasectomia e DIU. b) diafragma e côndon. c) ligadura de trompa e pílula anticoncepcional. d) tabela e coito interrompido. 08. (UFF RJ) Uma reportagem, publicada em revista de circulação nacional, afirmava que o coito interrompido é um método contraceptivo usado por 20% dos brasileiros que fazem controle de natalidade, superado apenas pelo uso da laqueadura (32%) e da pílula (28%). Sobre esse método pode-se afirmar que: a) embora cause outros danos à saúde, evita o contágio com doenças venéreas. b) tem eficiência restrita, pois frequentemente os homens não conseguem controlar a ejaculação. c) a baixa frequência de relações sexuais aumenta o fluxo menstrual e a ocorrência de cólicas. d) poucas relações sexuais durante o mês permitem margem de segurança na ordem de 85%. e) em longo prazo, induz à diminuição do número de espermatozoides e, às vezes, impotência. 09. (Udesc SC) As doenças bacterianas podem ser transmitidas pelo contato com alimentos e objetos contaminados, pelo contato sexual ou pela saliva dos portadores destas doenças. Assinale a alternativa que contém os nomes de doenças transmitidas apenas por bactérias. a) doença de Chagas, sífilis, tétano, cólera e dengue. b) meningite meningocócica, tuberculose, micose, ancilostomíase e giardíase. c) ascaridíase, ancilostomíase, leishmaniose, sarampo e gonorreia. d) dengue, leptospirose, giardíase, leishmaniose e herpes. e) tuberculose, tétano, hanseníase, meningite meningocócica e cólera. 10. (Unificado RJ) A esterilização masculina chamada vasectomia é um método contraceptivo que só deve ser utilizado por homens que não desejam mais ter filhos, pois sua reversão é muito difícil. O processo de vasectomia consiste em: a) inutilizar os tubos seminíferos para que os espermatozoides não sejam mais produzidos. b) seccionar os canais deferentes, não sendo mais possível a eliminação dos espermatozoides. c) remover a vesícula seminal para que o sêmen fique bastante diminuído. d) inocular hormônios nos testículos para dificultar a ereção do pênis. e) alterar o funcionamento da próstata, reduzindo a quantidade de espermatozoides produzida.

FRENTE

BIOLOGIA

Gabarito 01. A genitália feminina externa é chamada de vulva. A vulva é a entrada para o canal vaginal. A vagina é o órgão de cópula da mulher, e sua extremidade posterior se comunica com o colo uterino pelo canal cervical. O útero é dividido em duas porções: colo e corpo. As paredes laterais do fundo do corpo do útero comunicam-se com as tubas uterinas, que, se abrem em franjas na cavidade abdominal.

Exercícios de Aprofundamento 01. Descreva, em detalhes, as relações anatômicas entre os órgãos do aparelho reprodutor feminino, desde a vulva externa até os ovários. 02. O útero é internamente revestido por um tecido rico em glândulas, em vasos sanguíneos e em vasos linfáticos, chamamos esse tecido de: a) endometriose. b) ovidutos. c) endométrio. d) ovócitos. e) miométrio.

Componentes

Funções

Ovário

Trompas de Falópio (ovidutos)

Útero

III

Canal cervical e vagina

Considerando o quadro apresentado e o assunto abordado, analise as alternativas abaixo e assinale a que corresponde à função indicada por II. a) Origem de gametas e produção de hormônios. b) Produção de hormônios e local de gestação. c) Transporte de gametas e local de fecundação. d) Órgãos de comunicação com o meio exterior.

03. (Mackenzie SP)

Sistema reprodutor feminino

C D

05. (Uepa PA) O Brasil é uma nação que não enfrenta problemas com superpopulação, por isso neste país não existe um programa oficial de controle da natalidade. Dessa forma, a reprodução humana ocorre de forma livre, natural, algumas vezes irresponsável e inconsequente, causando inúmeros problemas, principalmente, para famílias menos privilegiadas financeiramente. (Texto Modificado: Bio: Volume único, Sônia Lopes, 2008).

A respeito do esquema acima, assinale a alternativa correta. a) A parede interna do órgão B é descamada durante o período de ovulação. b) Estrógeno e progesterona são hormônios produzidos em A e agem em C. c) Se em uma cirurgia o órgão B for removido, a mulher não menstruará mais. d) A laqueadura é uma cirurgia em que é feita a remoção do canal indicado em D. e) A produção de gametas e a fecundação são eventos que ocorrem em A. 04. (Unimontes MG) O quadro ao lado apresenta componentes do sistema reprodutor feminino e os relaciona com suas respectivas funções. Analise-o.

Quanto às palavras em destaque no texto, analise as afirmativas abaixo e identifique as verdadeiras (V) e as falsas (F). ( ) Próstata, vesículas seminais e bexiga são glândulas acessórias do sistema reprodutor masculino. ( ) Os testículos produzem os espermatozoides e o hormônio masculino Testosterona. ( ) Os ovários produzem os ovócitos e os hormônios femininos Estrógeno e Progesterona. ( ) O útero é o órgão feminino onde ocorre o desenvolvimento embrionário e fetal. ( ) A ereção peniana é causada pelo aumento do volume sanguíneo no corpo esponjoso. A sequência correta é: a) V, F, V, F, V. b) F, V, V, V, F. c) F, V, V, F, V. d) V, F, F, V, F. e) F, V, F, V, F. 06. (UFF RJ) A fecundação é o processo reprodutivo que se desencadeia pela fusão do gameta masculino com o feminino.

Biologia

07. (Escs DF) Observe que o esquema abaixo representa o sistema reprodutor feminino. A

09. (Ufu MG) A análise dos componentes dos túbulos seminíferos de um menino, antes do início da puberdade, mostra quais tipos celulares? Assinale a alternativa correta. a) Espermatogônias e células de Sertoli. b) Espermatócitos primários, espermatócitos secundários e células de Sertoli. c) Espermatogônias, espermatócitos primários e espermatócitos secundários. d) Espermatócitos secundários, espermátides, células de Sertoli e células de Leydig. 10. (UnB DF) O esquema abaixo refere-se às alterações hormonais, ovarianas e uterinas no decorrer do ciclo menstrual. A esse resGab: C-E-E-C-E peito, julgue os itens seguintes:

FRENTE B  Exercícios de Aprofundamento

Com base nesse esquema, os órgãos onde atuam os métodos anticoncepcionais DIU, pílula e camisinha, estão respectivamente identificados pela seguinte sequência: a) A, B e C. b) B, C e D. c) A, D e C. d) C, B e D. e) C, A e D. 08. (IF SC) Sobre reprodução humana, analise as afirmativas abaixo e escreva verdadeiro (V) ou falso (F). ( ) As células de Leydi estão localizadas ao redor dos túbulos seminíferos e são responsáveis pela produção da testosterona. ( ) As espermatogônias são as células que iniciam o processo de espermatogênese. Estas células ficam inativas até o início da puberdade dos homens. ( ) As células de Sertoli são importantes para o ovulogênese, sendo responsável pela produção de progesterona. ( ) O corpo lúteo, também chamado de corpo amarelo, é uma estrutura fundamental na nutrição dos espermatozoides em regiões específicas dos testículos. 72

folículo em crescimento do folículo folículo de Graaf ruptura folículo primário (maduro)

corpo lúteo

Mucosa Hormônios Uterina Ovarianos

Folículo

A sequência correta é a) V, V, F, F. b) V, F, F, F. c) V, V, V, F. d) V, F, V, F. e) F, F, V, V.

Hormônios da Hipófise

Marque a opção que apresenta o trajeto correto do espermatozoide desde o local de sua produção até o local onde acontece a fecundação. a) Testículo → Epidídimo → Ducto Deferente → Uretra → Vagina → Útero → Tuba Uterina. b) Testículo → Epidídimo → Túbulo Eferente → Uretra → Vagina → Útero → Tuba Uterina → Ovário. c) Testículo → Epidídimo → Ducto Deferente → Uretra → Vagina → Útero → Tuba Uterina → Ovário. d) Testículo → Ducto Deferente → Próstata → Uretra → Vagina → Útero → Tuba Uterina. e) Testículo → Epidídimo → Túbulo Eferente → Uretra → Vagina → Útero → Tuba Uterina.

Dias do Ciclo

1º menstruação

14º

28º

ovulação

menstruação

00. O ciclo menstrual é controlado por uma série de diferentes hormônios produzidos pela hipófise e pelos ovários. 01. A progesterona é produzida pelo corpo lúteo por estímulo do hormônio folículo estimulante (FSH). 02. A presença de estrógenos na corrente sanguínea induz o crescimento de folículos no ovário. 03. O aumento da taxa de progesterona no sangue faz com que a hipófise pare de produzir hormônio luteinizante (LH). 04. A mulher tem maior chance de engravidar quando as taxas de estrógeno e progesterona são concomitantemente altas. 11. (Unesp SP) Um casal procurou ajuda médica, pois há anos desejava gerar filhos e não obtinha sucesso. Os exames apontaram que a mulher era reprodutivamente normal. Com relação ao homem, o exame revelou que a espermatogênese era comprometida por uma alteração cromossômica, embora seu fenótipo e desempenho sexual fossem normais. Por causa dessa alteração, não ocorria o pareamento dos cromossomos homólogos, a meiose não avançava além do zigóteno e os espermatócitos I degeneravam.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Desse modo, é correto afirmar que a análise do esperma desse homem revelará a) secreções da próstata e das glândulas seminais, mas não haverá espermatozoides, em razão de não se completar a prófase I. b) sêmen composto por espermátides, mas não por espermatozoides, em razão de não se completar a espermatogênese pela falta de segregação cromossômica. c) espermatozoides sem cromossomos, em função da não segregação cromossômica, e sem mobilidade, em razão do sêmen não ter secreções da próstata e das glândulas seminais. d) uma secreção mucosa lubrificante, eliminada pelas glândulas bulbouretrais, além de espermatogônias anucleadas, em razão da não formação da telófase I. e) secreções das glândulas do sistema genital masculino, assim como espermatozoides com 2n cromossomos, em razão da não segregação das cromátides na anáfase II.

14. (UnB DF) Um estudante leu uma reportagem a respeito de uma mulher norte-americana que cometeu um crime, mas foi absolvida por apresentar tensão pré-menstrual (TPM). Interessado no assunto, o estudante leu que a TPM afeta 35 % das mulheres em idade reprodutiva e que seus sintomas mais frequentes são irritabilidade, ansiedade, tensão, depressão, fadiga, choro fácil, cansaço e dor nas mamas. Os sintomas psíquicos da TPM parecem estar relacionados a uma diminuição da serotonina, uma substância neurotransmissora, em resposta às alterações dos hormônios sexuais. O aumento da serotonina, por sua vez, pode acontecer pela prática de exercícios físicos. Os sintomas físicos da TPM parecem estar relacionados com as alterações hormonais típicas da segunda metade do ciclo menstrual.

Conc. de hormônios

12. (UnB DF) O gráfico abaixo mostra a concentração relativa dos hormônios gonadotrofina coriônica, estrógenos e progesterona excretados na urina da mulher no decorrer da gravidez. Com base no gráfico e em conhecimentos relacionados, julgue os itens abaixo. Gab: E-E-C-C Gonadotrofina coriônica

no na ge ro tó e s t e es og pr

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 x x x x Implantação Semanas após fecundação parto do embrião

Folículo ovariano a. b. c. d.

Secreção de Estrógeno

Ovulação

no ge na tó ro s e e t es og pr

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38

Implantação do embrião

Semanas após fecundação

parto

Figura II- Concentração rela va dos hormônios excretados na urina da mulher no decorrer da gravidez. Figuras adaptadas de: Amabis e Martho. Biologia e saúde humanas. p. 101-3.

Com o auxílio das informações obtidas pelo estudante, julgue os itens abaixo. Gab: V-V-V-V-F 01. Logo após a ovulação, ocorre um aumento dos níveis de progesterona.

FRENTE B  Exercícios de Aprofundamento

13. (Unipac MG) A produção hormônio F.S.H. provoca quais efeitos na reprodução feminina?

Gonadotrofina coriônica

Conc. de hormônios

00. Os hormônios são geralmente excretados na urina em concentração proporcional à sua concentração no sangue. 01. A gonadotrofina coriônica é produzida ativamente pelo embrião até a oitava semana de gravidez. 02. A elevada concentração de gonadotrofina coriônica, no início da gestação, permite sua utilização em testes de gravidez. 03. A gonadotrofina coriônica estimula os ovários a produzirem aumento progressivo de estrógenos e progesterona durante a gravidez.

Biologia

02. As alterações dos níveis de estrógenos que ocorrem antes da menstruação ou logo após o parto, ilustradas nas figuras I e II, podem levar a mulher a estados de depressão. 03. A reposição hormonal pode aliviar problemas de depressão para a mulher em menopausa. 04. Os níveis de hormônios produzidos pelos ovários são controlados pelo sistema nervoso. 05. Inexiste correlação entre a produção de substâncias neurotransmissoras e a produção do hormônio LH.

FRENTE B  Exercícios de Aprofundamento

15. (UFSC) As figuras abaixo mostram as variações hormonais da mulher, no decorrer do ciclo menstrual, que determinam as alterações nos folículos ovarianos e na parede do útero. A partir da interpretação e análise das figuras, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). Gab: 78.

01. A ovulação ocorre por volta do 14o dia do início do ciclo, quando a taxa de hormônio luteinizante (LH) está muito baixa. 02. Por volta do 28° dia do início do ciclo, as taxas de progesterona e de estrógeno no sangue estão muito baixas, o que determina uma perda de sangue denominada menstruação. 04. Após a ovulação, forma-se o corpo lúteo, que coincide com o pico de produção da progesterona. 08. A ovulação é precedida por um aumento na taxa de estrógenos no sangue. 16. Ao longo do ciclo, observa-se uma retração do endométrio. 32. A cada ciclo menstrual, normalmente um novo folículo maduro entra em crescimento para formar dois novos folículos. 64. Durante a segunda metade do ciclo menstrual, enquanto astaxas de LH e FSH se equivalem, as de progesteronae estrógeno se diferenciam. 16. (Unifor CE) A imagem revela a batalha entre o sistema imunológico e o vírus HIV. Considerando o contexto abaixo, responda corretamente:

Disponível em: <http://longevidade-silvia.blogspot.com/2008/11/sistema-imunologico-sem-aids-e-com-aids.htm>. Acesso em 09/11/11.

a) A infecção pelo HIV e a produção de anticorpos anti-HIV no sangue pelo sistema de defesa do organismo em resposta ao HIV é constatada imediatamente após a exposição ao vírus. b) A fase assintomática da AIDS ocorre com o frequente ataque do vírus às células de defesa que funcionam com menos eficiência até serem destruídas, e se caracteriza pela alta redução dos linfócitos T CD4. c) Na fase avançada da AIDS, ocorre o aparecimento de doenças oportunistas, tais como candidíase oral ou de esôfago, tuberculose, sarcoma de Kaposi, toxoplasmose cerebral e pneumonia, entre outras. d) O HIV possui DNA, e sua principal característica é a presença da enzima transcriptase reversa, que produz moléculas de RNA a partir do DNA que penetra no núcleo da célula, e recombina-se com o DNA celular. e) O HIV é bastante resistente no meio externo, sendo ativado por uma variedade de agentes físicos (calor) e químicos (hipoclorito de sódio, glutaraldeído). As partículas virais dentro do corpo sobrevivem lutando contra nosso sistema de defesa. 17. (UFGD MS) “As doenças sexualmente transmissíveis (DST) são consideradas como um dos problemas de saúde pública mais comuns em todo o mundo. Em ambos os sexos, tornam o organismo mais vulnerável a outras doenças, inclusive a AIDS, além de terem relação com a mortalidade materna e infantil. No Brasil, as estimativas da Organização Mundial de Saúde (OMS) de infecções de transmissão sexual na população sexualmente ativa, a cada ano, são: Sífilis: 937.000; Gonorreia: 1.541.800; Clamídia: 1.967.200; Herpes genital: 640.900; HPV: 685.400”. Fonte: http://www.aids.gov.br/pagina/dst-no-brasil

Em relação às enfermidades citadas, assinale aquela que corresponde corretamente a cada doença abordada: a) A Sífilis é uma doença transmitida pelo vírus (Treponema pallidum), de transmissão vertical. Pode ser fatal, caso não haja tratamento.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Questão 20. a) O parasita Chlamydia trachomatis é uma bactéria porque, de acordo com a tabela, possui estrutura celular: membrana plasmática, ribossomos, DNA e RNA. O parasita Herpes simplex é um vírus pois, de acordo com a tabela, não possui estrutura celular. Não há membrana, ribossomos e possui apenas DNA (não há RNA). b) Apenas as bactérias podem ter seu crescimento populacional representado pelo gráfico apresentado, porque se reproduzem por bipartição e em escala logarítmica. Os vírus não seguem esse padrão por vários motivos: não se reproduzem por bipartição (somente em raros casos de lisogenia o seu DNA é duplicado pela célula hospedeira); podem ser neutralizados por anticorpos específicos; a célula parasitada pode ser fagocitada por macrófagos etc.

18. (Unifesp SP) Uma mulher com idade entre 25 e 35 anos foi contaminada pelo vírus HIV depois de receber transfusão de sangue (...). A contaminação da mulher pode ter ocorrido em razão da chamada “janela imunológica”. (Folha de S.Paulo, 06.08.2005.)

Janela imunológica é o nome dado ao período compreendido entre a infecção do organismo e o início da formação de anticorpos contra o agente infeccioso. Considerando tais informações e o que se conhece sobre a infecção por HIV, podemos afirmar corretamente que: a) essa fatalidade poderia ter sido evitada se o sangue do doador tivesse passado, antes, por testes sorológicos para a detecção de HIV. b) a ação do HIV no organismo é justamente destruir o sistema imune. Por isso, são feitos testes para detecção do vírus e não de anticorpos. c) a mulher já estava com o sistema imune fragilizado, o que facilitou ainda mais a entrada e a instalação de agentes infecciosos, aqui, no caso, do HIV. d) o doador era portador do HIV e os testes não detectaram a infecção. Ter feito o teste recentemente não garante total segurança, devendo-se, portanto, evitar a exposição a situações de risco. e) transfusões de sangue hoje são um dos principais meios de transmissão do HIV. Isso demonstra a necessidade de campanhas para alertar doadores e receptores de sangue sobre os cuidados a serem tomados.

Sobre as razões pelas quais a vacina é indicada para mulheres entre 9 e 26 anos, afirmou-se que I. abaixo dos 9 anos de idade, e acima dos 26, ainda que portadora do vírus, a mulher não corre risco de desenvolver câncer de colo de útero; II. abaixo dos 9 anos de idade a mulher não tem o útero suficientemente desenvolvido para que haja a replicação do vírus e o desenvolvimento do câncer de colo de útero e, acima dos 26, com o término das funções reprodutivas, o câncer de colo de útero deixa de ser um fator de risco para a mulher; III. nessa faixa etária, a prevenção pela vacina é importante já que a contaminação com o vírus pode ocorrer a partir de relações sexuais, sobretudo no início da vida sexual da mulher. É correto o que se afirma em a) I, II e III. c) I, apenas. e) III, apenas. b) I e III, apenas. d) II, apenas.

20. (Fuvest SP) Duas doenças sexualmente transmissíveis muito comuns são a uretrite não gonocócica que, tudo indica, é causada pela Chlamydia trachomatis e o herpes genital, causado pelo Herpes simplex. A tabela a seguir compara algumas características desses dois agentes infecciosos. Características

Chlamydia trachomatis

Herpes simplex

Presença intracelular obrigatório

Presença de membrana plasmática

Presença de núcleo celular

Presença de DNA

Presença de RNA

Presença de ribossomo

a) Esses organismos são vírus, bactérias, protozoários, algas, fungos, plantas ou animais? Justifique sua classificação com base nas características mencionadas na tabela. b) Esses dois agentes infecciosos indicados podem ter seu crescimento populacional representado pelo gráfico a seguir? Justifique sua resposta.

FRENTE B  Exercícios de Aprofundamento

b) A Gonorreia é uma doença bacteriana causada pela Neisseria gonorrhoeae; porém, o tratamento por meio da antibioticoterapia terapia é eficaz e rápido, quando a doença é diagnosticada corretamente pelo médico. c) A Clamídia é uma DST de maior prevalência mundial. Causada pela bactéria Chlamydia trachomatis, a qual infecta ambos os sexos, entretanto a transmissão vertical não ocorre. A infecção atinge principalmente órgãos genitais e uretra e, em casos mais graves, observam-se também doenças pulmonares. d) O Herpes pode ser causado por dois tipos de vírus, um acomete lábios e as faces e o outro a área genital. A sintomatologia pode desaparecer até quatro semanas. Quando tratada corretamente, o agente etiológico é eficazmente eliminado do organismo hospedeiro. e) O Papilomavírus Humano (HPV) engloba mais de cem tipos virais. As lesões genitais são consideradas de médio risco, pois raramente evolui para tumores malignos e acomete somente mulheres. É um grande problema de saúde pública, embora já se tenha a vacina para esta enfermidade.

19. (UFTM MG) Aprovada pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária a vacina contra o HPV, vírus que causa o câncer de colo de útero. A vacina é indicada para mulheres de 9 a 26 anos e começará a ser vendida em outubro. (Veja, 06.09.2006)

FRENTE

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BIOLOGIA Por falar nisso O tecido ósseo é o principal componente dos ossos que constituem o esqueleto. Uma pessoa adulta possui 206 ossos, que formam o esqueleto. O arranjo entre ossos, por meio das articulações, serve de suporte para as partes moles e protege os órgãos vitais, como nos do interior da caixa torácica e da craniana. O osso, como órgão, possui em sua estrutura diversos tipos de tecidos, como conjuntivo fibroso (periósteo e endósteo) e sanguíneo. No seu interior, está localizada também a medula óssea vermelha (ou tecido conjuntivo hematopoiético), em que ocorre a produção das células do sangue, e a medula óssea amarela (ou tecido conjuntivo adiposo), que funciona como reserva energética do organismo. Nas próximas aulas, estudaremos os seguintes temas

C17 C18 C19 C20

Tecido conjuntivo ósseo..................................................................78 Tecido conjuntivo cartilaginoso.......................................................86 Tecido muscular...............................................................................92 Tecido nervoso................................................................................102

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C17

ASSUNTOS ABORDADOS nn Tecido conjuntivo ósseo nn Constituição do tecido conjuntivo ósseo nn Tipos de tecido ósseo nn Nutrição do tecido ósseo compacto nn Articulações nn Formação do tecido ósseo

TECIDO CONJUNTIVO ÓSSEO Constituição do tecido conjuntivo ósseo O tecido ósseo é um tecido sólido formado por alguns tipos de células e material extracelular calcificado denominado matriz óssea. A matriz óssea inorgânica corresponde a 50% do peso da matriz total e constitui uma reserva mineral do organismo, contendo fosfato, cálcio, bicarbonato, magnésio, potássio, sódio e citrato. A parte orgânica da matriz é formada por fibras colágenas (95%), proteoglicanas e glicoproteínas.

Opirus/Arte

Principais tipos celulares do tecido conjuntivo ósseo Osteócitos São células localizadas no interior da matriz óssea e ocupam cavidades (lacunas) de onde partem os canalículos. Por meio desses canalículos, por onde passam vasos sanguíneos, as células ósseas se nutrem e se comunicam. Os osteócitos possuem organelas em quantidade reduzida e núcleo com cromatina condensada. Osteoblastos

Osteócito Figura 01 - Osteócitos dentro das lacunas e em contato pelos canalículos.

Canalículo

São células jovens que sintetizam colágeno e demais substâncias da parte orgânica da matriz óssea. Os osteoblastos possuem retículo endoplasmático rugoso e complexo golgiense desenvolvidos. O núcleo é grande e ativo. Essas células na superfície óssea lembram um epitélio simples e uma vez aprisionadas pela matriz recém-produzida, elas passam a ser denominadas de osteócitos. À medida que a matriz envolve os osteoblastos e seus prolongamentos, formam-se as lacunas e os canalículos.

Osteoclastos São células móveis, extensamente ramificadas e multinucleadas, resultantes da fusão de monócitos que abandonaram a corrente sanguínea. Os osteoclastos secretam ácidos, colagenase e outras hidrolases que atuam digerindo a matriz orgânica e dissolvendo sais de cálcio, promovendo a remodelagem do osso. Sua atividade é controlada por citocinas (proteínas sinalizadoras), e por hormônios, como a calcitonina e o paratormônio, que controlam a concentração de cálcio no sangue.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Osteoblastos

Osteócitos

Osteoclastos

Opirus/Arte

Tipos de tecido ósseo

Figura 02 - Representação esquemática das células do tecido conjuntivo ósseo.

Periósteo e endósteo: cápsulas fibrosas do osso Periósteo É uma camada de tecido conjuntivo denso (cápsula fibrosa) que envolve externamente o osso. A camada superficial é rica em fibras colágenas e fibroblastos e essas fibras penetram no tecido ósseo. A camada profunda do periósteo apresenta células osteoprogenitoras que se multiplicam por mitose e se diferenciam em osteoblastos. Essas células são importantes no crescimento ósseo e na reparação de fraturas. Normalmente, na região da fratura ocorre intensa proliferação de células do periósteo, que formam um anel conjuntivo regenerando o local da fratura. Células cartilaginosas também se proliferam no local, produzindo pontos de ossificação pela cartilagem hialina. A

Periósteo

Se observarmos, a olho nu, um osso serrado, vamos notar que ele pode ser formado por partes com muitas cavidades visíveis intercomunicantes. Trata-se de um osso esponjoso. Porém, se esse osso se mostra sem cavidades intercomunicantes, ele é um osso compacto. Nos ossos longos, as extremidades (ou epífises) são formadas por osso esponjoso com uma camada superficial de osso compacto. A diáfise (parte cilíndrica) é quase totalmente compacta, apresentando uma pequena quantidade de osso esponjoso internamente delimitando o canal medular. As cavidades do osso esponjoso e o canal medular da diáfise dos ossos longos são preenchidos pela medula óssea vermelha ou amarela. Os ossos curtos apresentam o centro esponjoso e a superfície recoberta por osso compacto. Nos ossos chatos, como os da abóbada craniana, existem duas camadas de osso compacto, as tábuas externa e interna, separadas por osso esponjoso, que, nesse local, recebe o nome de díploe. Car lagem lagem ar cul ar cular Epífise

Osso esponjoso Disco epifisário

Osso compacto Canal medular

B Diáfise

Proliferação do Periósteo

Medula óssea vermelha

Medula óssea amarela Periósteo

Car lagem hialina

Osso

D Osso primário neoformado Fratura reparada (tecido ósseo secundário)

Figura 03 - Etapas da ossificação após uma fratura

Endósteo É uma camada de tecido conjuntivo denso que reveste o osso internamente e está relacionada com a nutrição do tecido ósseo e o fornecimento de osteoblastos, para o crescimento e a reparação de fraturas.

Nutrição do tecido ósseo compacto Os osteócitos, presentes em lacunas ou espaços no tecido ósseo compacto, formam camadas concêntricas em torno de cada canal central ou canal de Havers. O sistema de Havers (ou ósteon) permite a chegada de alimentos e oxigênio por meio dos vasos sanguíneos. Esses nutrientes saem dos vasos, passam pelos canalículos e chegam aos osteócitos. 79

C17  Tecido conjuntivo ósseo

Tecido ósseo secundário recém-formado

Figura 04 - Estruturas do osso longo. Opirus/Arte

Calo

Epífise

Opirus/Arte

Biologia

O canal de Havers é uma escavação paralela à diáfise do osso longo, com 4 a 20 lamelas ósseas concêntricas. Esse canal é revestido pelo endósteo e possui vasos sanguíneos e nervos no seu interior. Os canais de Havers comunicam-se entre si, com o canal medular e com a superfície externa do osso por meio de canais transversos (perpendiculares à diáfise), os canais de Volkmann. Dessa trama, resulta uma eficiente nutrição e oxigenação dos osteócitos. Observe a figura a seguir.

nado de sinovial. Diferentemente das outras formas de articulação, essas peças unem-se por meio da cápsula articular, em que o líquido está localizado. Ocorre, por exemplo, no joelho. Periósteo

Trajeto helicoidal das fibras colágenas

Membrana Sinovial Camada fibrosa da cápsula

Sistema de Havers

Lamelas circunferenciais internas

Cavidade ar cular

Lamelas circunferências externas

Car lagem ar cular Tecido ósseo esponjoso

Canal medular

Endósteo

Canal de Havers

Opirus/Arte

Canal de Vaso Volkmann Sanguíneo

Figura 05 - Esquema da parede de diáfise dos ossos longos. Aparecem três tipos de tecido ósseo lamelar: os sistemas de Havers e lamelas circunferenciais externas e as internas.

Articulações As articulações podem ser definidas como: o local de união entre dois ou mais ossos e podem ser classificadas em fibrosas, cartilaginosas e sinoviais. Classificação das articulações Articulação fibrosa Também chamada articulação imóvel, ela possui pequena separação com tecido conjuntivo fibroso entre os ossos. Seu papel principal é proporcionar a absorção de choque. São aquelas articulações encontradas nos ossos do crânio.

C17  Tecido conjuntivo ósseo

Articulação cartilaginosa Também chamada de articulação semimóvel, ela apresenta tecido cartilaginoso entre os ossos. Esse tecido cartilaginoso pode ser do tipo hialino ou fibroso. As articulações cartilaginosas são encontradas nos ossos do quadril e entre as vértebras. Articulação sinovial Nessa articulação, também chamada de móvel, observa-se o livre deslizamento entre a superfície de um osso e outro em virtude da presença de um líquido denomi80

Opirus/Arte

Tecido ósseo compacto

Figura 06 - Ponto de articulação entre dois ossos longos: articulação móvel (sinovial).

Formação do tecido ósseo Ossificação intramembranosa Esse tipo de ossificação ocorre a partir de um molde de tecido conjuntivo cujas células mesenquimatosas se diferenciam originando osteoblastos que sintetizam o osteoíde (que é uma matriz ainda não mineralizada). Os vários centros de ossificação crescem radialmente, substituindo a membrana conjuntiva preexistente. A parte da membrana conjuntiva que não sofre ossificação origina o periósteo e o endósteo. A ossificação intramembranosa é o processo formador dos ossos chatos do crânio e, contribui para o crescimento dos ossos curtos e para o crescimento em espessura dos ossos longos. Ossificação endocondral É o tipo de ossificação responsável pela formação dos ossos curtos e longos e sempre tem início sobre uma peça de cartilagem hialina. Em primeiro plano, ocorre hipertrofia dos condrócitos, redução da matriz cartilaginosa e da sua mineralização, e morte dos condrócitos por apoptose. Em segundo plano, as cavidades ocupadas pelos condrócitos são invadidas por capilares sanguíneos e células osteogênicas vindas do tecido conjuntivo adjacente. Essas células diferenciam-se formando osteoblastos e, dessa forma, surge tecido ósseo onde antes havia cartilagem.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Opirus/Arte

No nascimento, o molde de cartilagem já foi quase totalmente substituído por tecido ósseo. Os ossos longos mantêm em suas extremidades (entre a epífise e a diáfise) uma região cartilaginosa denominada cartilagem epifisária (ou disco epifisário ou disco de conjunção). Essa região permite o crescimento longitudinal dos ossos.

Etapas de ossificação Figura 07 - Processo de ossificação

SAIBA MAIS OSTEOPOROSE Opirus/Arte

C17  Tecido conjuntivo ósseo

Os osteoclastos são as células responsáveis pela reabsorção da matriz óssea. No início de cada ciclo de remodelamento, os osteoclastos escavam o osso formando lacunas na sua superfície. Os osteoblastos, em contrapartida são responsáveis pela síntese da parte orgânica da matriz óssea. É como se houvesse uma “briga” eterna entre essas células. Durante a fase de crescimento a atividade dos osteoblastos é intensificada. No entanto, a partir dos 50 anos, inicia-se um lento balanço negativo que vai provocar uma discreta perda de massa óssea no indivíduo. Os osteoclastos consomem, de forma mais intensa, a matriz óssea e a reposição dessa matriz não acompanha o ritmo da perda. Isso acarretará na fragilidade do tecido ósseo, levando à formação de lacunas e cavidades aumentadas na matriz, deixando o osso com muitos poOsso saudável Osso com osteoporose ros internos e frágil à quebra. À intensificação desse quadro dá-se o Comparação do osso saudável com o osso acometido por nome de osteoporose. Os nossos ossos recebem forte influência do osteoporose. estrogênio, um hormônio feminino, porém há um análogo presente nos homens. Esse hormônio ajuda a manter o equilíbrio entre a perda e o ganho de massa óssea. Por esse motivo, as mulheres são as mais atingidas pela doença, uma vez que, na menopausa, os níveis de estrogênio caem bruscamente. Com essa queda, os ossos passam a perder mais volume de massa óssea e se descalcificam. De acordo com estatísticas, a osteoporose afeta um homem para cada quatro mulheres. O risco de desenvolver a osteoporose pode ser reduzido, se medidas como uma alimentação rica em cálcio, manutenção de uma atividade física e aporte adequado de Vitamina D forem proporcionados ao longo da vida. A vitamina D é essencial para o tratamento da osteoporose, pois ela promove a absorção em nível intestinal de cálcio da dieta, nutriente necessário para a reposição da matriz óssea.

Biologia

Exercícios de Fixação 01. Sabemos que o tecido ósseo apresenta diferentes tipos ce-

04. A maioria dos ossos é formada por um processo em que a

lulares que desempenham variadas funções. Dentre elas,

cartilagem hialina é substituída por tecido ósseo. Esse pro-

podemos destacar os ____________, que são responsáveis

cesso recebe o nome de:

pela produção da matriz óssea.

a) ossificação intermembranosa.

Marque a alternativa que indica corretamente o nome da

b) ossificação intramembranosa.

célula que completa o espaço acima:

c) ossificação endocondral.

a) Osteócitos

d) ossificação exocondral.

b) Osteoblastos c) Osteoclastos d) Endósteo 02. (Unisc SC) Os aparelhos ortodônticos exercem forças diferentes daquelas a que os dentes estão naturalmente sub-

05. Nos ossos, são encontrados canais, situados paralelamente à superfície do órgão, por onde passam capilares responsáveis pela nutrição e oxidação do tecido. Esses canais, que são circundados por anéis concêntricos de osso, são chamados de:

metidos. Nos pontos em que há pressão ocorre reabsorção óssea, enquanto no lado oposto há deposição. Desse modo,

o dente é deslocado na arcada dentária, à medida que o osso alveolar é remodelado. Esse é um exemplo da plasticidade do tecido ósseo, apesar das características de rigidez desse tecido. O processo de reabsorção acima descrito ocorre através da atividade dos a) fibroblastos. b) condroblastos. c) osteoblastos. d) osteócitos. e) osteoclastos. 03. (UEMS) Indique a alternativa que se refere corretamente ao tecido ósseo. a) Tecido conjuntivo com matriz calcificada composta por fibras orgânicas e sais inorgânicos;vascularizado. b) Tecido de origem mesodérmica, avascular; suas células, os condroblastos, produzem abundante material intercelular.

C17  Tecido conjuntivo ósseo

c) Constituído de células arredondadas, com núcleo e gran-

b) lamelas. c) canais de Havers. d) canais de Volkmann. 06. (UECE) Relacione os tipos de células do tecido ósseo com suas respectivas funções, numerando a Coluna II de acordo com a Coluna I.

de parte do citoplasma restritos à periferia das mesmas

Coluna I

pelo acúmulo de gordura.

1. Osteócitos.

d) Constituído de células alongadas, plurinucleadas, en-

2. Osteoblastos.

volvidas por bainha de tecido conjuntivo; tem origem

3. Osteoclastos.

mesodérmica. e) Pode derivar-se embrionariamente da ectoderme, da mesoderme ou da endoderme e, com algumas exceções, é vascular.

a) lacunas.

Coluna II ( ) Produção da região orgânica da matriz óssea. ( ) Reabsorção óssea. ( ) Manutenção da matriz óssea.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

09. (Puc MG) Observe a figura adiante. O osso é também tecido

A sequência correta, de cima para baixo, é: a) 3, 1, 2

vivo, apresentando certa complexidade em sua estrutura.

b) 2, 3, 1 c) 1, 2, 3 1- Car lagem

d) 1, 3, 2 07. (Cefet MG) Osteoclastos são células específicas do tecido de número

2- Trabéculas

3- Medula óssea vermelha

4- Medula óssea amarela

a) 2. b) 3.

5- Osso compacto

c) 4. d) 5. 08. (Puc MG) Observe a figura que representa alguns tipos de os-

É correto afirmar sobre a estrutura representada, EXCETO: a) 3 é o local de produção de eritrócitos, de alguns leucócitos e

sos encontrados no corpo humano.

de plaquetas. b) em 1 aparecem condrócitos. c) em 2 há tecido ósseo esponjoso. d) em 5 há tecido ósseo compacto com células mortas. e) em 4 há tecido adiposo. Osso plano (esterno)

10. (IF SP) Ao examinar cinco tipos de tecidos animais expostos, um aluno relacionou três características de um deles.

Osso longo (úmero)

madas de minerais depositados ao redor de canais con-

Osso irregular (vértebra)

Osso curto (trapezoide, osso do carpo)

Possuem várias unidades microscópicas formadas por catendo vasos sanguíneos e nervos.

II.

Suas células ficam em uma matriz rica em fibras coláge-

III.

Células localizadas um pouco distantes umas das outras,

nas e fosfato de cálcio, dentre outros minerais. por secretarem a matriz extracelular.

Assinale a afirmativa INCORRETA.

Assinale a alternativa que identifica corretamente esse tecido.

a) As fibras colágenas conferem resistência aos ossos e os sais

a) Ósseo.

de cálcio, rigidez.

b) Cartilaginoso.

b) Tecido ósseo é avascular e não apresenta inervação.

c) Conjuntivo propriamente dito.

c) A capacidade de regeneração dos ossos diminui com o avan-

d) Muscular.

çar da idade.

e) Nervoso.

d) Ossos longos podem apresentar medula óssea vermelha.

C17  Tecido conjuntivo ósseo

Osso sesamoide (patela)

Biologia

Exercícios Complementares 01. O tecido ósseo, apesar do que muitos pensam, é também um tecido vivo. Ele é composto por diferentes tipos celulares e uma matriz mineralizada. A respeito desse tecido, marque a alternativa incorreta: a) Nutrientes e gases difundem-se pela matriz óssea. b) Células especiais do tecido ósseo são responsáveis pela produção de matriz óssea. c) Algumas células do tecido ósseo são capazes de destruir a matriz e reabsorvê-la. d) O tecido ósseo é responsável por fornecer sustentação e proteção, além de auxiliar na movimentação do corpo. e) Vasos sanguíneos são encontrados nas cavidades dos ossos. 02. (Unirio RJ) A osteoporose é a mais comum de todas as doenças ósseas em adultos, especialmente na velhice. Estima-se que 5,5 milhões de brasileiros sofram dessa doença, responsável por 1 milhão dos casos registrados de fraturas, dos quais 50%, na coluna vertebral. Até novembro de 2003, os medicamentos usados no Brasil no combate à osteoporose tinham como objetivo reduzir a atividade das células responsáveis pela destruição da matriz óssea. A partir dessa data, foi colocado à disposição do doente um novo medicamento que age estimulando a reconstituição óssea.

Com base no texto e nos conhecimentos sobre tecido ósseo, é correto afirmar que: a) A matriz óssea tem um caráter de plasticidade em razão da presença de grande quantidade de água associada aos cristais de hidroxiapatita. b) A plasticidade do tecido ósseo é resultante da capacidade de reabsorção e de síntese de nova matriz orgânica pelas células ósseas. c) O tecido ósseo é considerado plástico em decorrência da consistência gelatinosa da proteína colágeno que lhe confere alta compressibilidade. d) A plasticidade do tecido ósseo, por decorrer da substituição do colágeno, aumenta progressivamente, ao longo da vida de um indivíduo. e) A matriz óssea é denominada plástica porque os ossos são os vestígios mais duradouros que permanecem após a morte do indivíduo. 04. (UFSC) Os ossos são estruturas muito resistentes e também elásticas e têm importantes funções no nosso organismo, como a de sustentação. Na figura abaixo, são mostradas as partes principais de um osso longo humano. Medula óssea vermelha

Limite da super cie ar cular

(Adaptado: Revista Veja, 2003)

Esse novo medicamento tem como função: a) aumentar o número de osteoblastos, diminuindo a desproporção metabólica entre osteoblastos e osteoclastos. b) estimular a produção do paratormônio, diminuindo a ação dos osteoblastos. c) aumentar o metabolismo dos osteoclastos, diminuindo a desmineralização do osso. d) inibir a produção de calcitonina, hormônio responsável pela deposição de cálcio na matriz óssea. e) diminuir o metabolismo dos osteoblastos responsáveis pela destruição da matriz óssea.

C17  Tecido conjuntivo ósseo

03. (Uel PR) O osso, apesar da aparente dureza, é considerado um tecido plástico, em vista da constante renovação de sua matriz. Utilizando-se dessa propriedade, ortodontistas corrigem as posições dos dentes, ortopedistas orientam as consolidações de fraturas e fisioterapeutas corrigem defeitos ósseos decorrentes de posturas inadequadas. A matriz dos ossos tem uma parte orgânica proteica constituída principalmente por colágeno e uma parte inorgânica constituída por cristais de fosfato de cálcio, na forma de hidroxiapatita.

diáfise

Car lagem ar cular

endósteo periósteo

Sobre os ossos, é CORRETO afirmar que: 04 + 16 = 20 01. os ossos estão presentes como elemento de sustentação em todos os representantes do filo dos Cordados. 02. além da função de sustentação, todos os ossos têm no seu interior a medula óssea vermelha, responsável pela produção das hemácias. 04. o crescimento dos ossos depende, entre outros, de fatores genéticos. 08. o tecido ósseo cessa seu crescimento e as trocas de sais minerais com o sangue na idade adulta dos indivíduos. 16. além do cálcio e do fósforo, a vitamina D é essencial para o desenvolvimento dos ossos. 32. o crescimento dos ossos longos ocorre na região da diáfise, ou seja, entre as suas epífises. 64. nos indivíduos adultos, a deposição de cálcio nos ossos é constante, tornando-os cada vez mais rígidos.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Sobre os vários fatores envolvidos na formação do osso, é cor-

relação a esse tecido, é correto afirmar que

reto afirmar que:

a) os compostos minerais do tecido ósseo são responsáveis por

a) A fixação do cálcio no tecido ósseo depende da presença de

sua flexibilidade. b) o disco epifisário é a estrutura a partir da qual ocorre o crescimento dos ossos longos. c) o osso não apresenta sensibilidade devido à ausência de fibras nervosas. d) os osteoblastos são estimulados por um hormônio das glândulas paratireoides para a remoção de cálcio do sangue. e) os osteoclastos formam osso novo para preencher o espaço deixado pelos osteoblastos. 06. (UEPB) Além da sustentação corporal, uma função importante dos ossos é servir de reservatório de cálcio para o organismo. Apesar de a maior parte da população não demonstrar preocu-

vitamina D, cuja síntese é diminuída em indivíduos que têm o hábito de tomar sol. b) O excesso de vitamina C pode levar à diminuição da densidade óssea, pois essa vitamina causa degradação das moléculas de colágeno. c) Os osteoblastos e os osteoclastos são células responsáveis, respectivamente, pela captura de cálcio e pela absorção de vitamina D. d) Os osteoblastos e os osteoclastos são células responsáveis, respectivamente, pela produção e pela degradação de componentes da matriz óssea. 08. (Cefet MG) NÃO pode ser considerada função dos ossos

pação com os próprios ossos, além do cuidado para não sofrer

a) proteger certos órgãos.

fraturas, algumas doenças podem atingir estes órgãos, como,

b) fazer reserva de minerais.

por exemplo, a osteoporose. Sobre a(s) causa(s) desta doença

c) possibilitar a realização de movimentos.

são apresentadas para análise as seguintes proposições:

d) produzir plasma sanguíneo.

A osteoporose pode ter como causa a produção excessiva de paratormônio, secretado pelas glândulas paratireoideas, que estimula o aumento do número de osteoclastos, o que ocasiona degeneração da matriz óssea, com consequente fraqueza dos ossos.

II.

Apesar de ser importante na manutenção do tônus muscular, o exercício físico não traz nenhum benefício para os ossos, uma vez que a osteogênese é controlada apenas pela ação hormonal.

III.

A osteoporose pode ter como causa a deficiência de vitamina A, já que esta é importante na regulação do equilíbrio entre as atividades de osteoblastos e osteoclastos: em indivíduos que apresentam deficiência desta vitamina, a ação dos osteoclastos suplanta a dos osteoblastos e o osso enfraquece.

Está(ao) correta(s) apenas a(s) proposição(ões): a) III. b) I. c) II. d) I e III. e) II e III. 07. (Unicamp SP) A osteoporose, principal causa de quedas entre idosos, é resultado da perda gradual da densidade da matriz óssea, que é remodelada por osteoblastos e osteoclastos. Segundo os especialistas, a prevenção contra a osteoporose deve começar na infância, com alimentação rica em cálcio e em vitamina D, exposição diária ao sol e exercícios físicos.

09. (UFPE) Vários fatores interagem no processo de formação e estruturação definitiva dos ossos, sendo muito importantes a nutrição (vitamina D, cálcio e fósforo) e os hormônios da tireoide e das paratireoides. Em relação a esses fatores, analise as proposições a seguir.

V-V-F-F-V

( ) O hormônio calcitonina remove cálcio do plasma sanguíneo, incorporando-o à matriz óssea. ( ) O Paratormônio remove o cálcio da matriz óssea, levando-o ao plasma. ( ) Um excesso de calcitonina no organismo descalcifica os ossos, tornando-os mais sujeitos a fraturas. ( ) O Paratormônio é responsável pela remoção do cálcio do plasma e por sua incorporação à matriz óssea. ( ) Os hormônios Paratormônio e calcitonina mantêm as taxas de cálcio e fósforo no plasma sanguíneo regulando as trocas desses elementos entre a matriz óssea e o plasma. 10. (Uerj RJ) O número crescente de vítimas de osteoporose, perda de massa óssea que atinge sobretudo as mulheres na pós-menopausa, aumentando o risco de fraturas, leva a uma corrida por novas drogas e terapias. (O GLOBO, 01/09/97)

A massa óssea a que se refere o texto anterior se constitui principalmente de: a) cristais de fluorapatita. b) escleroproteína queratina. c) glicoproteínas cristalizadas. d) fibras colágenas calcificadas.

C17  Tecido conjuntivo ósseo

05. (UFRGS) O tecido ósseo é o principal constituinte dos ossos. Em

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C18

ASSUNTOS ABORDADOS nn Tecido conjuntivo cartilaginoso nn Características do tecido conjuntivo cartilaginoso nn Tipos de cartilagens

TECIDO CONJUNTIVO CARTILAGINOSO O tecido cartilaginoso é uma forma especializada de tecido conjuntivo de consistência rígida. Desempenha a função de suporte dos tecidos moles, modelagem de órgãos, e reveste superfícies articulares, facilitando o deslizamento dos ossos nas articulações e absorvendo impactos.

Características do tecido conjuntivo cartilaginoso

Opirus/Artes

O tecido cartilaginoso origina-se a partir de células do mesênquima que se diferenciam formando células jovens denominadas condroblastos. Os condroblastos, por sua vez, originam os condrócitos, que ficam localizados em espaços denominados lacunas (também chamadas de condroplastos) no meio da matriz cartilaginosa. Ambas as células sintetizam proteínas, como, por exemplo, colágeno e elastina. Essas proteínas se destinam à matriz extracelular cartilaginosa, que se renova constantemente. O retículo endoplasmático granular ou rugoso e o complexo golgiense são organelas muito desenvolvidas nos condrócitos. A produção de energia nessas células ocorre, quase sempre, por atividade fermentadora, devido à baixa tensão de oxigênio, e resulta na produção de ácido lático.

Matriz car laginosa Lacunas Condrócitos

Figura 01 - Tecido conjuntivo cartilaginoso: condrócitos dentro das lacunas.

As funções do tecido cartilaginoso dependem principalmente da constituição da matriz, que é composta por colágeno, elastina, proteoglicanas, ácido hialurônico e glicoproteínas. O tecido cartilaginoso não possui vasos sanguíneos, vasos linfáticos e nervos, ou seja, é avascular. Por essa razão, as cartilagens têm metabolismo baixo e não se regeneram bem.

As cartilagens geralmente são envoltas por uma camada de tecido conjuntivo denso denominada pericôndrio (cápsula fibrosa). A nutrição das células da cartilagem ocorre por difusão de nutrientes e gás oxigênio dos vasos sanguíneos do pericôndrio para o interior do tecido cartilaginoso, assim como a eliminação de excretas metabólicas. A formação e o crescimento do tecido cartilaginoso também são dependentes do pericôndrio que o envolve. Células do pericôndrio se diferenciam em condroblastos. Nas superfícies articulares, entre ossos que se articulam, a cartilagem não possui pericôndrio.

Tipos de cartilagens O tecido cartilaginoso é constituído por três tipos de cartilagem: a cartilagem hialina, a cartilagem fibrosa e a cartilagem elástica. Hialina Principal tipo de cartilagem encontrado no corpo humano. Apresenta quantidade moderada de fibras colágenas. O esqueleto embrionário é formado inicialmente por cartilagem hialina. Assim, os condroblastos se originam a partir de células indiferenciadas (mesenquimatosas) que, durante o crescimento, são substituídas por tecido ósseo (ossificação endocondral).

Jovem no início da puberdade. Presença do disco epifisário

Jovem no final da puberdade. Ausência do disco epifisário

Figura 03 - Raio-x de osso visualizando o disco epifisário em organismo jovem.

Além do disco hipofisário, no adulto, esse tipo de cartilagem é encontrado principalmente na parede das fossas nasais, traqueia e brônquios, na extremidade ventral das costelas (onde as costelas ligam-se ao esterno) e recobrindo as superfícies articulares (cartilagens articulares) dos ossos longos.

Músculo

Nos ossos longos, entre a diáfise e as epífises, há um disco de cartilagem hialina denominado disco epifisário (ou cartilagem de crescimento) que é responsável pelo crescimento do osso em extensão. O adulto tem essa região substituída pelo tecido ósseo e quando isso ocorre, significa que o crescimento do organismo está finalizado. Por meio de radiografias é possível estimar a possibilidade de crescimento de um indivíduo ainda jovem analisando o disco epifisário.

Fêmur

Tendão C lagens Car ar culares

Osso adulto

Ligamento

Car lagem ar cular

Tíbia

Epífise

Fíbula

Opirus/Artes

Disco epifásico

Diáfise

Figura 02 - Disco epifisário do osso jovem.

Opirus/Artes

Figura 04 - Representação esquemática de uma articulação do joelho humano: cartilagens articulares.

Elástica Apresenta fibras colágenas e grande quantidade de fibras elásticas. Encontrada no pavilhão auditivo, no conduto auditivo externo, na tuba auditiva, na epiglote e na laringe. 87

C18  Tecido conjuntivo cartilaginoso

Osso infan l

Opirus/Artes

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Opirus/Artes

Biologia

Medula espinhal

Fibrosa (fibrocartilagem)

Núcleo pulposo

Disco invertebral (car lagem fibrosa)

Raiz nervosa

Apresenta grande quantidade de fibras colágenas, as quais ocupam quase toda a substância intracelular, e corresponde à cartilagem de maior resistência. Encontrada nos discos intervertebrais, na sínfise pubiana e nos pontos de inserção dos ligamentos (conexão osso-osso) e tendões (conexão músculo-osso) nos ossos. Na fibrocartilagem não existe pericôndrio.

Os discos intervertebrais, localizados entre os corpos das vértebras, são formados por dois componentes: um anel fibroso e um núcleo pulposo (líquido viscoso, rico em células), que evitam o atrito e o desgaste das vértebras absorvendo impactos durante o movimento da coluna vertebral.

Vértebras Figura 05 - Representação esquemática dos discos intervertebrais (cartilagem fibrosa).

SAIBA MAIS HÉRNIA DE DISCO

Disco

Vértebra

Opirus/Arte

Uma hérnia de disco (também chamada de deslocamento de disco ou ruptura do disco intervertebral) ocorre com mais frequência na parte baixa ou lombar das costas, ou na região da nuca (cervical). A coluna vertebral é formada por articulações compostas pelas vértebras e também pelos discos intervertebrais que ficam entre as vértebras. Esses discos são formados por cartilagem fibrosa e possuem um anel fibroso e um núcleo gelatinoso conhecido como núcleo pulposo. O disco intervertebral é um amortecedor que absorve os impactos que a coluna sofre diariamente. Assim, a hérnia de disco consiste na projeção do material do disco intervertebral (núcleo pulposo) além do espaço intervertebral do disco, rompendo o anel fibroso. O anel vai em direção ao canal medular ou em direção aos espaços por onde as raízes nervosas passam, gerando compressão dessas estruturas.

Disco normal

Figura 06 - Disco intervertebral amortecedor das vértebras.

O diagnóstico pode ser confirmado por exames de imagem, como a ressonância magnética. As causas da hérnia de disco podem ser o desgaste Disco degenerado pelo tempo, postura inadequada, excesso de peso (sobrepeso ou obesidade), atividades de grande esforço físico ou movimentos de repetição. Disco com hérnia

Nervo comprimido

C18  Tecido conjuntivo cartilaginoso

Disco protuso

Hérnia de Disco

Figura 07 - Alterações no disco intervertebral.

Disco invertebral Figura 08 - Hérnia de disco.

Vértebra

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios de Fixação

especial de tecido conjuntivo e as suas características descritas no texto.

É um tipo de tecido conjuntivo de consistência rígida, que tem função de sustentação e de revestimento de superfícies articulares. Suas células, condrócitos e condroblastos são responsáveis pela formação das fibras colágenas e da substância intercelular, denominada de matriz Assinale a alternativa que indica corretamente o tecido correspondente a) Tecido adiposo b) Tecido cartilaginoso c) Tecido epitelial d) Tecido ósseo e) Tecido sanguíneo 02. (Puc PR) Associe o tipo de tecido animal à sua correlação: 1) Tecido ósseo compacto 2) Tecido ósseo esponjoso 3) Cartilagem hialina 4) Cartilagem elástica 5) Cartilagem fibrosa (

) ocorre nos pontos de ligação do tendão do osso.

(

) é formado por sistemas organizados.

(

) ocorre na epiglote e pavilhão auditivo.

(

) é formada por trabéculos.

(

) constitui o primeiro esqueleto fetal.

Assinale a sequência correta: a) 4; 2; 3; 1; 5. b) 5; 3; 2; 1; 4. c) 1; 5; 4; 2; 3. d) 5; 1; 4; 2; 3. e) 5; 4; 1; 3; 2.

03. (Udesc SC) O tecido cartilaginoso pode ser encontrado na orelha, no nariz, na traqueia e nas articulações e possui algumas características que são comuns aos demais tecidos conjuntivos. Analise as proposições abaixo, quanto ao tecido cartilaginoso. I. As células jovens do tecido cartilaginoso são chamadas de condroblastos e as células adultas de condrócitos. II. As fibras colágenas e as fibras elásticas, em associação com proteínas e carboidratos, conferem consistência e flexibilidade ao tecido. III. O tecido cartilaginoso adulto é calcificado e apresenta os canais de Havers, responsáveis pela nutrição das células. IV. A abundância de glândulas mucosas, nervos e vasos sanguíneos permite a fácil regeneração deste tecido. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. Gab: 02 + 04 + 08 = 14.

04. (UEPG) Sobre histologia animal, assinale o que for correto. 01. Todos os peixes da classe Chondrichthyes apresentam tecido ósseo fazendo parte do seu esqueleto. 02. No interior de vários ossos, existe um tecido mole, a medula óssea vermelha, responsável pela fabricação das células do sangue. 04. O tecido ósseo é constituído por células vivas, os osteócitos, formados a partir de osteoblastos. 08. A cartilagem constitui o esqueleto provisório do embrião da maioria dos vertebrados, a qual é gradativamente substituída por uma sustentação definitiva de tecido ósseo. Esse tipo de ossificação é chamado endocondral. 16. O osso é um tipo especial de tecido desprovido de vasos sanguíneos e fibras nervosas.

05. (Cefet CE) São apenas tipos de tecido conjuntivo: a) ósseo, glandular, fibroso, de revestimento e adiposo. b) cartilaginoso, adiposo, liso, fibroso e esquelético. c) glandular, frouxo, adiposo, cartilaginoso e cardíaco. d) ósseo, fibroso, frouxo, cartilaginoso e adiposo. e) cartilaginoso, fibroso, cardíaco, glandular e adiposo.

C18  Tecido conjuntivo cartilaginoso

01. (UPE PE) Analise a figura de um corte histológico de um tipo

06. (Cefet CE) É composto por CONDRÓCITOS o tecido: a) muscular. b) ósseo. c) sanguíneo. d) epitelial. e) cartilaginoso.

Biologia

Exercícios Complementares Gab: 01 + 02 + 04 + 08 + 16 = 31.

01. (UEPG) Os tecidos conjuntivos formam-se do mesênquima, um tecido embrionário originado da mesoderme. Com relação às características desse tecido, assinale o que for correto. 01. Esses tipos de tecidos apresentam grande quantidade de substância intercelular (matriz extracelular) formada por proteínas fibrosas (fibras), que ficam imersas na substância fundamental, também chamada de substância fundamental amorfa. 02. Os tecidos conjuntivos são divididos em: propriamente dito frouxo e denso; adiposo; cartilaginoso; ósseo e hematopoiético. 04. O tecido conjuntivo propriamente dito frouxo possui poucas fibras; é delicado e flexível e está espalhado por todo o corpo, preenchendo espaços e servindo de apoio aos epitélios, sustentando os órgãos. 08. O tecido conjuntivo cartilaginoso possui glicídios e glicoproteínas, além de fibras colágenas e elásticas, que lhe dão consistência firme e flexível, tornando-o capaz de sustentar diversas partes do corpo e permitindo flexibilidade de movimento. 16. O excesso de tecido adiposo, principalmente no abdome, com a obesidade, predispõe a um risco maior de doenças cardiovasculares e diabete tipo 2. 02. (UFRGS) Considere a figura abaixo, que representa uma vista lateral de um joelho humano. 2 Fêmur 1

03. Tecidos biológicos são unidades cooperativas de células similares que desempenham uma função específica. Considere as afirmações a seguir sobre diferentes tipos de tecido: I. II. III.

O tecido cartilaginoso é muito vascularizado; O tecido sanguíneo é formado por células e plasma; O tecido epitelial cobre a superfície do corpo e dos órgãos internos; IV. O músculo esquelético é composto por fibras musculares lisas e estriadas; V. O tecido nervoso se origina da ectoderma. Está correto o que é afirmado somente em: a) I, II e III b) II, III e V c) I, IV e V d) I, III e IV 04. (Unirio RJ) Um dos grandes problemas do câncer é a metástase, uma vez que células do tumor se espalham pelo corpo e invadem outros tecidos. Por serem de rápido crescimento, tais células necessitam de grande suprimento de nutrientes. Quando essa invasão ocorre em cartilagens, não há o desenvolvimento de tumor, pois o tecido cartilaginoso: a) possui inibidores específicos do crescimento de células cancerosas. b) não possibilita a formação de vasos sanguíneos. c) possui muita matriz extracelular, dificultando o crescimento do tumor. d) não possui muita matriz extracelular, dificultando a instalação dos tumores. e) possui células fagocitárias que atacam o tumor. 05. Em relação ao tecido cartilaginoso indique a opção incorreta:

C18  Tecido conjuntivo cartilaginoso

Tíbia

Assinale a alternativa que apresenta os tipos dos tecidos conjuntivos que correspondem, respectivamente, aos números 1, 2, 3 da figura. a) cartilaginoso – denso – frouxo. b) reticular – frouxo – cartilaginoso. c) frouxo – reticular – frouxo. d) cartilaginoso – frouxo – denso. e) frouxo – cartilaginoso – denso.

a) suas células tem grande atividade metabólica, usando preferencialmente a respiração anaeróbica. b) é rico em fibras, que definem o tipo de tecido cartilaginoso. c) tem matriz rígida, mas flexível. d) funciona como amortecedor nas principais articulações do corpo. e) serve de molde á ossificação endocondral. 06. A cartilagem elástica apresenta colágeno tipo II e fibras elásticas e é encontrada: a) no septo nasal b) nos anéis da traqueia c) nos ligamentos d) nos tendões

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

reto afirmar que: a) eles apresentam feixes de fibras colágenas organizadas numa única direção. b) os tendões ligam as extremidades dos músculos aos ossos, possibilitando os movimentos esqueléticos. c) os ligamentos formam cápsulas protetoras na parede externa de órgãos como rins, fígado e baço. d) entre os feixes de fibras dos tendões e dos ligamentos, há fibroblastos. e) o tecido que forma tendões e ligamentos é denominado conjuntivo denso modelado (tendinoso). 08. Sobre o tecido cartilaginoso é correto tecido afirmar que: a) A cartilagem hialina está presente nos pontos de ligação entre os tendões e os ossos. b) A cartilagem hialina e a cartilagem fibrosa possuem pericôndrio que é formado principalmente por fibroblastos e fibras de colágeno. c) A cartilagem elástica possui feixes de fibras de colágeno idênticas a cartilagem hialina. d) A matriz cartilaginosa é diferente ao longo do mesmo tecido cartilaginoso. e) A cartilagem hialina constitui o primeiro esqueleto fetal. 09. (UFSC) Os tecidos conjuntivos são responsáveis, basicamen-

a) epitelial. b) ósseo. c) cartilaginoso. d) propriamente dito. e) hematopoiético. 11. (UFPE) Em relação ao tecido conjuntivo cartilaginoso podemos afirmar que:

V-V-F-V-F

( ) a cartilagem hialina ocorre no nariz, na laringe e na traqueia, e no esqueleto fetal, antes de ser substituída pelo tecido ósseo. ( ) os tendões e ligamentos fixam-se aos ossos nas articulações, em associação com cartilagens fibrosas. ( ) a cartilagem elástica é encontrada no pavilhão auditivo e é rica em fibras de tecido conjuntivo denso, o que a torna mais resistente à tensão. ( ) o pericôndrio, formado por tecido conjuntivo denso, é responsável pela nutrição e pela regeneração das cartilagens. ( ) a cartilagem hialina é ricamente vascularizada e, por isso, é menos sujeita a processos degenerativos. 12. (Unirio RJ) A atividade metabólica de cada tecido depende diretamente das trocas feitas com os capilares sanguíneos. Considerando os diferentes tecidos, assinale aquele que apresenta a menor taxa metabólica. a) Derme

te, pelo preenchimento dos espaços entre estruturas do

b) Cartilagem

nosso organismo.

c) Tecido ósseo

Indique a(s) proposição(ões) que é(são) verdadeira(s), em referência a esses tecidos. Gab: 02 + 32 = 34 01. A pele e as glândulas são exemplos de estruturas formadas, exclusivamente, por esses tecidos. 02. São ricos em substância intersticial. 04. O tecido adiposo localiza-se abaixo do tecido muscular. 08. O tecido ósseo apresenta substância intersticial muito fluida. 16. O colágeno é uma proteína produzida por células do tecido conjuntivo propriamente dito. 32. O tecido cartilaginoso forma o pavilhão da orelha e os anéis da traqueia. Dê como resposta a soma dos números associados às proposições corretas. 10. Tecido conjuntivo que forma o esqueleto de alguns animais vertebrados como o tubarão e a raia, que se caracteriza por apresentar resistência e flexibilidade, além de ser o único tecido conjunto avascular. Estamos falando do tecido conjuntivo:

d) Tecido nervoso e) Tecido muscular 13. (Mackenzie SP) A respeito do tecido cartilaginoso, é correto afirmar que: a) apresenta vasos sanguíneos para sua oxigenação. b) possui pouca substância intercelular. c) aparece apenas nas articulações. d) pode apresentar fibras protéicas como o colágeno entre suas células. e) se origina a partir do tecido ósseo. 14. O tecido cartilaginoso é um tecido flexível, mas resistente. Isso acontece porque a matriz desse tecido é formada principalmente por: a) cálcio. b) fósforo. c) potássio. d) colágeno. e) sódio.

C18  Tecido conjuntivo cartilaginoso

07. (Uespi PI) Com relação aos tendões e aos ligamentos, é incor-

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C19

ASSUNTOS ABORDADOS nn Tecido muscular n n Tecido muscular estriado esquelético n n Músculo estriado cardíaco: miocárdio nn Músculo liso

TECIDO MUSCULAR O tecido muscular é formado por células alongadas, contendo grande quantidade de filamentos citoplasmáticos de proteínas contráteis, miosina e actina. Essas células musculares são denominadas miócitos e propiciam a contração dos membros e outras estruturas. Algumas partes da célula muscular têm nomenclatura específica: a membrana plasmática é chamada de sarcolema, o retículo endoplasmático liso é retículo sarcoplasmático e o citoplasma é chamado de sarcoplasma. O tecido muscular tem origem mesodérmica e, durante sua diferenciação, ocorrem alongamento das células e síntese de proteínas filamentosas. Três modalidades de tecido muscular estão presentes, em geral, nos animais: o estriado esquelético, o cardíaco e o liso. Tecido muscular cardíaco

Miócito cardíaco Tecido muscular esquelé co

Miócito esquelé co

Miócito liso

Opirus/Arte

Tecido muscular liso

Figura 01 - Representação esquemática dos tipos de tecidos musculares

Tecido muscular estriado esquelético É formado por células cilíndricas, longas e ricas em filamentos denominados miofibrilas, com vários núcleos periféricos. As miofibrilas apresentam estrias transversais, ou seja, faixas claras intercaladas com faixas escuras. As faixas escuras correspondem ao empilhamento de miosina e as faixas claras correspondem ao empilhamento de actina, que é uma proteína mais delgada. Os miócitos estriados esqueléticos originam-se da união de várias células embrionárias, os mioblastos. Quando em repouso, os miócitos esqueléticos mantêm uma bomba iônica que retém íons cálcio dentro das cisternas do retículo sarcoplasmático. O músculo apresenta-se como um órgão constituído por um conjunto de feixes de fibras musculares que é envolvido por uma camada de tecido conjuntivo fibroso (cápsula fibrosa), o epimísio. O epimísio forma septos, para o interior do músculo, que envolvem cada feixe de fibras musculares, o perimísio. Cada célula ou fibra muscular é, então, envolta pelo endomísio. Os vasos sanguíneos e os nervos penetram nos mús92

culos pelo tecido conjuntivo fibroso e formam extensa rede entre as fibras musculares. Esse tipo de músculo está preso ao osso e as células adultas não realizam mitose. Em caso de lesões, células indiferenciadas (células satélites) presentes nesse tecido podem se diferenciar em novos miócitos. Esse tecido conjuntivo fibroso mantém as fibras musculares unidas fazendo com que a força de contração gerada pela célula atue sobre todo o músculo, além de transmitir a força de contração para outras estruturas, como os tendões. A reação do organismo aos estímulos do meio ocorre, principalmente, pela ação do tecido muscular esquelético, que apresenta contrações fortes, rápidas e voluntárias. Unidade contráctil dos miócitos esqueléticos: sarcômeros

Opirus/Arte

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Epimísio

Tendão

Perimísio Endomísio Fascículo

Fibrila

Microfibrila

Fibra muscular Figura 02 - Representação esquemática, em cores fantasia, da anatomia de um músculo e das fibras musculares que o compõem.

Dentro do miócito existem as miofibrilas, que contêm filamentos grossos e finos que são responsáveis pelas estriações do músculo. Ao longo das miofibrilas, esses filamentos grossos e finos, sequenciam-se unidades denominadas sarcômeros. O sarcômero é delimitado por duas linhas Z sucessivas. Partem das linhas Z filamentos de actina que empilhados formam uma faixa mais clara (banda I). A miosina empilhada na região central do sarcômero e sobreposta parcialmente à actina forma a banda A. Esta aparece como uma faixa escura nas miofibrilas. Por fim, o empilhamento exclusivo de miosina forma a banda H. Observe a imagem a seguir.

Opirus/Arte

Zona

Figura 03 - Sarcômero: unidade contráctil dos miócitos.

C19  Tecido muscular

A miosina é formada por dois peptídeos enrolados em hélice e tem a forma de um bastão. Em uma de suas extremidades, a miosina possui sítios de combinação com moléculas de ATP onde ocorre a hidrólise para liberação de energia. Nessa mesma extremidade, está presente o local de combinação com a actina. Mecanismo da contração muscular A contração muscular ocorre devido ao deslizamento dos filamentos de actina sobre os filamentos de miosina aumentando a área de sobreposição entre eles e diminuindo o comprimento do sarcômero, da miofibrila, da célula muscular e, finalmente, do músculo. 93

Biologia

Opirus/Arte

Membrana plasmá ca pré-siná ca Membrana plasmá ca pós-siná ca

Axônio do neurônio

Neurônio Bainha de mielina Vesículas com neurotransmissores

Membrana plasmá ca Mitocôndrias

Com a propagação do impulso elétrico, ao longo do axônio do neurônio, ocorre liberação do neurotransmissor acetilcolina. Esse mediador químico faz o preenchimento do espaço (chamado de placa motora) entre o neurônio e a célula muscular.

Como resultado do impulso nervoso, a membrana da célula muscular (sarcolema) sofre despolarização, o que faz com que o íon sódio entre na célula muscular e altere a bomba iônica que Miócito ou mantém o íon cálcio retido dentro do retículo endoplasmático fibra (retículo sarcoplasmático). Por sua vez, os íons cálcio emergem muscular e se associam à miosina no citoplasma (sarcoplasma) da célula neurônio e o miócito muscular. A miosina assume uma função ATPásica e desdobra o ATP, gerando energia. A extremidade da miosina se modifica e engata na actina. A actina, por meio dessa conexão, desliza-se sobre a miosina. O sarcômero está, nesse momento, contraindo-se. Ele ficará mais curto, as linhas Z se aproximarão. A banda I diminui de tamanho, assim como a banda H, porque os filamentos de actina penetram na banda A, a qual não se altera com a contração do sarcômero. Toda a musculatura encurtará puxando os tendões que, por sua vez, puxam os ossos. O movimento, então, acontece. Neurotransmissor ace lcolina

Opirus/Arte

Figura 04 - Placa motora: Conexão entre o (fibra muscular)

Figura 05 - Representação esquemática do sarcômero do músculo relaxado e do músculo contraído, evidenciando a diferença entre a Banda A, I e Z. C19  Tecido muscular

Terminada a despolarização da membrana do retículo, os íons cálcio são bombeados para dentro do retículo sarcoplasmático, restabelecendo as concentrações características do estado de repouso, e a contração muscular cessa. Esse processo de contração, geralmente desencadeado por impulsos elétricos (nervosos), obedece à lei do tudo ou nada. O impulso nervoso tem que ser suficiente para produzir a contração com toda intensidade no miócito ou não há contração nenhuma. 94

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Energia para a contração muscular A célula muscular esquelética possui quatro sistemas alternativos para produzir a energia que desencadeia a contração dos sarcômeros. 1) De imediato são consumidas as moléculas de ATP disponíveis dentro do sarcoplasma (citoplasma). 2) Em seguida, a fosfocreatina (composto energético dos miócitos esqueléticos) libera seu fósforo, que se associa ao ADP, gerando mais ATP. Esses dois sistemas de energia podem permitir surtos muito intensos de energia por períodos de 10 a 15 segundos. 3) Em um terceiro momento, o glicogênio estocado sofre glicogenólise e unidades de glicose são consumidas, inicialmente por fermentação láctica. As moléculas de ATP geradas na fermentação se esgotarão em poucos minutos. 4) A fase aeróbia se estabelece (respiração celular aeróbia) quando, finalmente, o sistema respiratório e circulatório, ativado pelo trabalho muscular, aumenta o aporte de gás oxigênio para as células da musculatura, já que a mioglobina, proteína muscular que armazena oxigênio, tem estoque celular pequeno de gás oxigênio. Por atividade mitocondrial, a produção de moléculas de ATP é estabelecida. Esse sistema aeróbico irá prover menos energia do que os dois primeiros sistemas, mas, sua duração é ilimitada, dependente apenas da disponibilidade de nutrientes apropriados como carboidratos, gorduras e proteínas.

SAIBA MAIS TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES ESQUELÉTICAS

C19  Tecido muscular

Opirus/Arte

Porcentagem de fibras musculares (%)

As fibras musculares podem ser classificadas por tipo I (também co100 nhecidas como “fibras lentas”, ou “vermelhas”) e tipo II (ou “fibras 80 rápidas”, ou ainda “fibras brancas”), de acordo com sua composição e 60 estrutura. As fibras tipo I têm mais mitocôndrias, maior irrigação san40 guínea e maior quantidade de mioglobina. Logo, as enzimas compro20 metidas na geração de energia pelo sistema aeróbico são mais ativas. 0 Esse tipo de fibra é mais eficiente para o esforço muscular prolongaPessoas Corredores Pessoas Pessoas Corredores Corredores Atletas de com lesão de comuns comuns de de grande do, ou seja, relaciona-se à resistência, como é necessário nas provas na medula velocidade sedentárias a vas meiamaratona resistência espinhal (velocistas) distância (ciclistas, atléticas de corridas de longa distância, as maratonas, por exemplo. nadadores etc.) As fibras do tipo II têm pequena quantidade de mitocôndrias e mioFibras rápidas ( po II) Fibras lentas ( po I) globina e são mais eficientes para esforços intensos de pequena duraGráfico 01 - Proporção de tipos de fibras musculares em atletas de ção como provas atléticas de salto. Nessas fibras, o sistema liberador diferentes perfis. de energia, por meio do desdobramento de ATP pela fosfocreatina, é mais ativo e há um alcance da potência máxima muscular. Os músculos esqueléticos nos seres humanos apresentam diferentes proporções entre fibras lentas e rápidas, dependendo do músculo considerado. O predomínio de um tipo ou outro de fibra depende da informação genética de cada indivíduo. É, portanto, um caráter hereditário. É possível orientar uma criança para o tipo de esporte adequado ao seu biotipo. Por meio de método laboratorial de biópsia muscular e análise histoquímica do tecido removido é possível obter com precisão a proporção entre fibras lentas e rápidas no organismo. Uma criança que possui predomínio de fibras rápidas no seu sistema muscular poderia investir em esportes que exijam grande explosão (potência), mas de transcurso rápido. A predominância de fibras lentas é adequada à prática de atividades esportivas de grande duração (resistência).

Biologia

Músculo estriado cardíaco: miocárdio Formado por células alongadas e ramificadas que apresentam um ou dois núcleos centrais, estriações transversais e se prendem por meio de junções intercelulares complexas denominadas discos intercalares. A célula muscular cardíaca tem mais mitocôndrias e glicogênio e apresenta miofibrilas sem a organização regular da fibra muscular esquelética. As fibras musculares cardíacas possuem um envoltório de tecido conjuntivo semelhante ao endomísio das fibras musculares esqueléticas. Esse envoltório possui uma rica rede de capilares sanguíneos responsável pela nutrição e oxigenação do miocárdio. O músculo cardíaco produz contrações rápidas e involuntárias e não tem capacidade de regeneração. Célula muscular

Disco intercalar

Opirus/Arte

Capilar

Figura 06 - Representação esquemática do músculo cardíaco Opirus/Arte

Feixe de His

C19  Tecido muscular

Nódulo sinoatrial

Nódulo atrioventricular

Figura 07 - Representação esquemática do conjunto formado pelos nódulos sinoatrial e atrioventricular, pelas fibras do feixe de His e suas ramificações. Juntos eles constituem um tecido de condução.

No coração, existe um conjunto de miócitos modificados para geração e condução do impulso elétrico. Esse sistema permite que as contrações de átrios e ventrículos ocorram sequencialmente. A contração da musculatura cardíaca é denominada sístole e seu relaxamento, diástole. Na parede do átrio direito, concentram-se miócitos que geram e propagam o impulso elétrico, trata-se do nódulo sinoatrial. Ele atua como um marca-passo cardíaco. O impulso elétrico gerado nesse ponto determina a contração dos átrios e se origina a partir de uma despolarização, ou seja, movimentação de íons para fora e para dentro dos miócitos. Esse impulso é recaptado e redistribuído por outro ponto, o nódulo atrioventricular. Assim, o estímulo elétrico se espalha pelas paredes dos ventrículos por meio de feixes de fibras (feixe de His e de Purkinje). Nesse momento, ocorre a contração dos ventrículos. A origem do impulso elétrico que desencadeia as sístoles cardíacas é, portanto, no próprio coração (origem miogênica). O sistema nervoso autônomo só regula a frequência desses disparos elétricos. Experimentalmente, verifica-se que o coração dos vertebrados continua a bater mesmo quando isolado e submetido a uma solução salina.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Músculo liso Formado por células longas, aspecto fusiforme, com um núcleo único, central e sem estrias transversais. As fibras musculares lisas podem variar de 20µm (parede de um vaso) até 500 µm (útero grávido).

Opirus/Arte

As fibras lisas são revestidas por uma lâmina basal e apresentam uma rede de fibras reticulares que as mantém unidas. Essa união facilita a contração simultânea das fibras musculares lisas na contração do músculo liso.

Figura 08 - Representação esquemática do músculo liso

O tecido muscular liso está presente na parede de órgãos do tubo digestivo, do útero, da bexiga, vesícula biliar, artérias, veias, brônquios, bronquíolos, ao redor de glândulas (auxiliando na eliminação de secreções) e preso aos pelos. É possível diferenciar uma artéria e uma veia de calibres aproximados por meio da espessura da camada de musculatura lisa em suas paredes. A artéria possui um estrato muscular mais espesso. Esse tipo de tecido muscular tem grande capacidade de regeneração por atividade mitótica. As fibras musculares lisas não possuem retículo sarcoplasmático, sarcômeros e, em consequência, o mecanismo muscular da contração do músculo liso é diferente do observado no músculo esquelético. Os filamentos de miosina só se formam no momento da contração. Outros fatores também podem estimular a contração da musculatura lisa, como hormônios, por exemplo. C19  Tecido muscular

O músculo liso é inervado por fibras do sistema nervoso autônomo. As terminações axonais formam dilatações entre as fibras musculares lisas. Essas dilatações contêm vesículas com neurotransmissores, como a acetilcolina (fibras colinérgicas) e noradrenalina (fibras noradrenérgicas). A musculatura lisa produz contrações lentas e involuntárias.

Biologia

Exercícios de Fixação 01. (Unicamp SP) O tecido muscular cardíaco apresenta fibras a) lisas, de contração voluntária e aeróbia. b) lisas, de contração involuntária e anaeróbia. c) estriadas, de contração voluntária e anaeróbia. d) estriadas, de contração involuntária e aeróbia. 02. (Ufla MG) Assinale a alternativa que caracteriza CORRETAMENTE a fibra muscular estriada esquelética. a) Multinucleada, núcleos centralizados, contração involuntária. b) Mononucleada, núcleo periférico, contração involuntária. c) Mononucleada, núcleo centralizado, contração voluntária. d) Multinucleada, núcleos periféricos, contração voluntária. 03. (Ufu MG) A exposição “O Fantástico Corpo Humano”, atualmente em cartaz em São Paulo, mostra corpos humanos inteiros e peças preservadas em silicone. O visitante dessa exposição poderá notar diversos feixes de fibras musculares e tendões em corpos mostrados em posições cotidianas, como alguém lendo um livro, chutando uma bola, comendo. Em relação ao músculo esquelético, é correto afirmar que a) nas extremidades do músculo esquelético, formam-se bainhas de tecido conjuntivo frouxo, os tendões, que prendem o músculo ao osso. b) o músculo esquelético propicia a locomoção, juntamente com os tendões e os ossos, devido à diminuição do comprimento dos sarcômeros das miofibrilas. No processo de contração muscular, os filamentos espessos de actina se sobrepõem aos filamentos delgados de miosina. c) a contração do músculo esquelético é dependente de íons de sódio, armazenados no retículo endoplasmático, que favorecem ligação da actina com a miosina. d) o músculo esquelético é formado por tecido muscular estriado esquelético e tecido conjuntivo rico em fibras colágenas, o qual envolve o músculo como um todo e mantém os feixes de fibras musculares, nervos e vasos sanguíneos unidos.

C19  Tecido muscular

04. (UEPG) Existem três tipos de tecido muscular, os quais diferem entre si pelas características de suas células e pela localização no organismo. Considerando o tecido muscular, assinale o que for correto. 01 + 02 + 04 = 07. 01. O tecido muscular estriado cardíaco é encontrado apenas no coração. Suas células são longas, ramificadas, com estrias transversais e contraem-se de forma involuntária e ritmada. 02. Entre as funções do tecido muscular liso estão: empurrar o alimento ao longo do tubo digestório e regular o fluxo de sangue por meio do controle do diâmetro dos vasos, contraindo-se involuntariamente.

04. As miofibrilas dos músculos estriados são constituídas pelas proteínas miosina e actina, as quais organizam-se em filamentos. A contração ocorre quando os filamentos de actina deslizam sobre os filamentos de miosina, diminuindo, assim, o comprimento do miômero (ou sarcômero). 08. O processo de contração de um tecido muscular estriado esquelético é voluntário (por exemplo, movimento das pernas ao caminhar), processo, então, que não depende do sistema nervoso. 05. (Cefet MG) Observe a estrutura indicada pela seta na imagem a seguir.

O tipo de contração muscular que ocorre nessa estrutura é semelhante àquela que acontece na(no) a) língua. b) bíceps. c) esôfago. d) panturrilha. 06. (Udesc SC) Analise as proposições abaixo em relação ao tecido muscular. I. Nos três tipos de tecidos musculares, ou seja, tecido muscular estriado cardíaco, tecido muscular estriado esquelético e tecido muscular liso, a contração muscular ocorre por meio do deslizamento dos filamentos de actina em relação ao de miosina, diminuindo assim a distância entre as duas linhas Z (o espaço entre as duas linhas Z é chamado de sarcômero, que é a unidade de contração das células musculares). II. O tecido muscular estriado cardíaco é constituído por células longas com estrias transversais, e sua contração é involuntária. III. O tecido muscular estriado esquelético é constituído por células mononucleadas com estrias longitudinais, e sua contração é lenta e involuntária. IV. O tecido muscular liso é constituído por células mononucleadas, sem estrias transversais, e sua contração é involuntária.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

07. (IF SP) Na tabela, a seguir, está listada a quantidade de água encontrada em diferentes órgãos humanos vivos, proporcionalmente à massa total de cada uma dessas estruturas: Quantidade de água (%)

Órgãos

dentes

ossos

rins

músculos

encéfalo

Considere que exista uma relação direta entre a quantidade de água presente nos tecidos humanos vivos e a taxa metabólica de suas células. Dessa forma, levando em consideração apenas os órgãos listados na tabela, é esperado que seja observado um maior consumo de oxigênio nos tecidos presentes a) nos rins. b) nos ossos. c) nos dentes. d) nos músculos. e) no encéfalo. 08. (Unesp SP) Alguns chefs de cozinha sugerem que o peru não deve ser preparado inteiro, pois a carne do peito e a da coxa têm características diferentes, que exigem preparos diferentes. A carne do peito é branca e macia, e pode ressecar dependendo do modo como é preparada. A carne da coxa, mais escura, é mais densa e suculenta e deve ser preparada separadamente. Embora os perus comercializados em supermercados venham de criações em confinamento, o que pode alterar o desenvolvimento da musculatura, eles ainda mantêm as características das populações selvagens, nas quais a textura e a coloração da carne do peito e da coxa decorrem da composição de suas fibras musculares e da adequação dessas musculaturas às funções que exercem. Considerando as funções desses músculos nessas aves, é correto afirmar que a carne a) do peito é formada por fibras musculares de contração lenta, pobres em mitocôndrias e em mioglobina, e eficientes na realização de esforço moderado e prolongado. b) do peito é rica em fibras musculares de contração rápida, ricas em mitocôndrias e em mioglobina, e eficientes na realização de esforço intenso de curta duração. c) da coxa é formada por fibras musculares de contração lenta, ricas em mitocôndrias e em mioglobina, e eficientes na realização de esforço moderado e prolongado.

d) da coxa é formada por fibras musculares de contração rápida, pobres em mitocôndrias e em mioglobina, e eficientes na realização de esforço intenso de curta duração. e) do peito é rica em fibras musculares de contração lenta, ricas em mitocôndrias e em mioglobina, e eficientes na realização de esforço moderado e prolongado. 09. (Udesc SC) O bolo alimentar passa do esôfago para o estômago com o auxílio de movimentos peristálticos. No estômago ele sofre a quimificação e, no intestino delgado, transforma-se em quilo (produto final da digestão), quando a maior parte dos nutrientes começa a ser absorvida pelas células que revestem o intestino. Assinale a alternativa correta que contém o tecido responsável pelos movimentos peristálticos e o tecido das células absortivas do intestino, respectivamente, a) tecido epitelial estratificado pavimentoso e tecido epitelial simples prismático. b) tecido muscular esquelético e tecido epitelial estratificado cúbico. c) tecido muscular liso e tecido epitelial simples prismático. d) tecido muscular liso e tecido epitelial estratificado pavimentoso. e) tecido muscular esquelético e tecido epitelial simples prismático. 10. (Puc RJ) A fotomicrografia apresentada é de um tecido que tem as seguintes características: controle voluntário, presença de células multinucleadas, condrioma desenvolvido, alto gasto energético, riqueza de microfilamentos. Podemos afirmar que se trata do tecido:

HAM, Arthur W. Histologia. RJ: Guanabara Koogan. 1977. C19  Tecido muscular

Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. e) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.

a) muscular estriado. b) epitelial. c) conjuntivo propriamente dito. d) adiposo. e) ósseo. 99

Biologia

Exercícios Complementares 01. (Puc MG) Observe o esquema, que representa células do tecido muscular estriado cardíaco humano.

Músculo estriado cardíaco

Sobre esse assunto, assinale a afirmativa INCORRETA. a) A contração dessa musculatura, em condições normais, depende de um sistema próprio gerador de impulsos. b) As células musculares cardíacas apresentam, em seu citoplasma, actinas, miosinas e mioglobinas. c) As células musculares cardíacas podem realizar contração, mesmo sem estímulos do sistema nervoso central. d) As células musculares cardíacas apresentam intenso consumo de oxigênio que é recebido diretamente do sangue contido nos átrios e nos ventrículos.

C19  Tecido muscular

02. (Uerj RJ) As células musculares presentes nas asas das aves migratórias possuem maior concentração de determinada organela, se comparadas às células musculares do restante do corpo. Esse fato favorece a utilização intensa de tais membros por esses animais. Essa organela é denominada: a) núcleo. b) centríolo. c) lisossoma. d) mitocôndria. 03. (UPE PE) Os músculos esqueléticos dos vertebrados são compostos por dois tipos de fibras: I – as fibras lentas oxidativas ou vermelhas, e II – as fibras rápidas ou brancas. O tipo de atividade física exercida por uma pessoa pode, até um certo grau, alterar a proporção dessas fibras em seu corpo. De acordo com a modalidade esportiva e o tipo de treinamento, quais desses atletas olímpicos apresentam maior número de fibras lentas? I. Corredor de 100 m. II. Maratonista (percorre 42 km). III. Nadador de 1500 m. IV. Levantador de peso. V. Atleta de salto.

100

a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) III e IV. e) IV e V. 04. (Ufes ES) A força humana está relacionada diretamente com os músculos, e, para que estes realizem trabalho, é necessário que ocorra a contração muscular. Sobre os mecanismos envolvidos na contração muscular, pode-se afirmar que: a) a miosina é responsável pela conversão da energia da hidrólise do ATP em movimento, devido à presença dos íons de ferro. b) a quimiossíntese ocorre nas células musculares, onde o ácido pirúvico é transformado em ácido lático, o que garante ATP em situações de emergência. c) o deslizamento durante a contração muscular ocorre quando as cabeças da miosina se prendem firmemente à actina, dobrando-se sobre o resto da molécula da miosina e permanecendo assim indefinidamente. d) o glicogênio armazenado nas células musculares pode ser convertido em ATP por meio de processos de fermentação alcoólica, o que causa dor e intoxicação das fibras musculares. e) a energia obtida do ATP confere à miosina uma configuração instável de alta energia potencial e faz com que ela puxe as fibras de actina, realizando o trabalho. 05. (UFRGS) Considere as afirmações a seguir sobre o tecido muscular esquelético. I. Para que ocorra contração muscular, há necessidade de uma ação conjunta dos íons cálcio e da energia liberada pelo ATP, o que promove um deslizamento dos filamentos de actina sobre os de miosina na fibra muscular. II. Exercícios físicos promovem um aumento no volume dos miócitos da musculatura esquelética, através da produção de novas miofibrilas. III. Em caso de fadiga muscular, parte do ácido lático produzido através da fermentação lática passa para a corrente sanguínea e é convertida em aminoácidos pelo fígado. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

07. (Puc MG) O gráfico apresenta as variações de três parâmetros adaptativos de músculo estriado esquelético após algum tempo de treinamento físico aeróbico. Quan dade média de mitocôndrias por fibra muscular Quan dade média de capilares sanguíneos por fibra muscular Quan dade média de glicogênio por fibra muscular

Unidades arbitrárias

1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0

Antes

Antes Depois

Com base na análise dos resultados e outros conhecimentos sobre o assunto, é INCORRETO afirmar: a) O aumento na quantidade de glicogênio nas fibras musculares determina obrigatoriamente o aumento na capacidade aeróbica dos músculos. b) O aumento da quantidade de capilares nas fibras representa aumento na vascularização capaz de melhorar as trocas gasosas e a nutrição muscular. c) O aumento na quantidade de mitocôndrias nas fibras musculares representa aumento na capacidade oxidativa. d) A capacidade aeróbica muscular pode também depender da quantidade de mioglobina no interior das fibras musculares. 08. (UFPE) Os animais utilizam-se dos músculos para movimentar o corpo ou partes dele. É graças à atividade muscular que conseguem andar, nadar, correr, etc. Sobre esse assunto, observe a figura adiante e analise as proposições a seguir.

2 tendão osso

Sarcômero relaxado

5 4

músculo

Sarcômero contraído

1) As fibras musculares esqueléticas apresentam em seu citoplasma finíssimas fibras contrácteis, as miofibrilas (1). 2) Cada miofibrila é formada por uma sequência linear de sarcômeros (2). 3) Cada sarcômero é constituído por filamentos protéicos de actina (4) e miosina (3). 4) A presença de íons cálcio (Ca++) no líquido intracelular é uma condição necessária para que ocorra a contração dos sarcômeros (6). 5) No relaxamento dos sarcômeros (5), não há gasto de ATP. Está(ão) correta(s) apenas: a) 1 e 2. b) 3. c) 4. d) 3 e 4. e) 1, 2 e 4. 09. (Enem MEC) A toxina botulínica (produzida pelo bacilo Clostridium botulinum) pode ser encontrada em alimentos mal conservados, causando até a morte de consumidores. No entanto, essa toxina modificada em laboratório está sendo usada cada vez mais para melhorar a qualidade de vida das pessoas com problemas físicos e/ou estéticos, atenuando problemas como o blefaroespasmo, que provoca contrações involuntárias das pálpebras. BACHUR, T. P. R. et al. Toxina botulínica: de veneno a tratamento. Revista Eletrônica Pesquisa Médica, n. 1, jan.-mar. 2009 (adaptado).

O alívio dos sintomas do blefaroespasmo é consequência da ação da toxina modificada sobre o tecido a) glandular, uma vez que ela impede a produção de secreção de substâncias na pele. b) muscular, uma vez que ela provoca a paralisia das fibras que formam esse tecido. c) epitelial, uma vez que ela leva ao aumento da camada de queratina que protege a pele. d) conjuntivo, uma vez que ela aumenta a quantidade de substância intercelular no tecido. e) adiposo, uma vez que ela reduz a espessura da camada de células de gordura do tecido. 101

C19  Tecido muscular

06. (Uem PR) Por ocasião das Olimpíadas sempre vem à tona a importância da prática de exercícios físicos. Assim, assinale o que for correto com relação aos tecidos musculares e processos de contração muscular. 01 + 02 = 03. 01. As células musculares são chamadas de fibras musculares (ou miócitos) e seus constituintes recebem denominações especiais. O seu citoplasma recebe o nome de sarcoplasma, o retículo endoplasmático é chamado de retículo sarcoplasmático e a membrana plasmática é o sarcolema. 02. Quando se move contrai-se um tipo de músculo que se prende aos nossos ossos: músculo estriado esquelético – formado por longas células cilíndricas e plurinucleadas. 04. O processo de contração muscular deve-se ao encurtamento de miofibrilas compostas de dois tipos de açúcares: miosina e actina. O deslizamento dessas estruturas, umas sobre as outras, libera energia suficiente para o processo de contração. 08. O tecido muscular estriado cardíaco possui células longas e mononucleadas, que se contraem voluntariamente e de maneira lenta, fazendo com que o coração bata de uma maneira constante e ritmada.

FRENTE

BIOLOGIA

MÓDULO C20

ASSUNTOS ABORDADOS nn Tecido nervoso nn Estudo das células do tecido nervoso nn O impulso nervoso nn Sinapse

TECIDO NERVOSO As diferentes interações que os animais pluricelulares estabelecem com o meio ambiente, a partir da relação de estímulo-resposta, e a integração das partes que compõem esses organismos ficam sob a responsabilidade de um tecido: o tecido nervoso. Esse tecido é formado por células chamadas neurônios que são originados a partir da ectoderma embrionária e representam 10% do tecido nervoso e a substância intercelular desse tecido é praticamente inexistente. Além dos neurônios, compõem 90% do tecido nervoso as chamadas células da glia ou neuroglia. O tecido nervoso é formador do encéfalo e da medula nervosa (ou raquidiana), os quais integram o sistema nervoso central. Além desses centros nervosos os neurônios estão presentes nos nervos cranianos e raquidianos, formando o sistema nervoso periférico, e em concentrados de células nervosas, os gânglios nervosos.

Estudo das células do tecido nervoso O neurônio é a unidade morfofisiológica do sistema nervoso e apresenta as seguintes regiões: dendritos, corpo celular e axônio. núcleo

axônio

dendritos Opirus/Arte

corpo celular

Figura 01 - Principais regiões do neurônio.

Os dendritos são prolongamentos que têm o papel de captar estímulos provenientes de outra célula nervosa ou de células sensoriais. O corpo celular é a região de maior volume, contendo a maioria das organelas citoplasmáticas e um núcleo grande. Nessas células, o retículo endoplasmático granuloso e complexo golgiense são muito desenvolvidos e o número de mitocôndrias é elevado. O axônio é um prolongamento, em geral, de tamanho maior do que os dendritos e ramificado na extremidade final. O axônio tem a função de transmitir o impulso nervoso do corpo celular de um neurônio para outro neurônio, ou para uma célula muscular ou ainda para glândulas.

102

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Quanto à forma Dendritos

Dendritos

Corpo celular

Núcleo

Axônio

Sen do de transmissão do impulso nervoso

Opirus/Arte

Mul polar

Figura 02 - Sentido de transmissão do impulso nervoso ao longo do neurônio.

No encéfalo, os neurônios se posicionam com os corpos celulares voltados para a região cortical, formando a massa cinzenta (córtex cerebral), a qual apresenta essa coloração por ser formada pelos corpos dos neurônios. Os dendritos e axônios estão voltados para a região interna, massa branca. Na medula raquidiana, a organização é oposta, massa branca externa e massa cinzenta interna. Substância cinzenta

Substância branca

Axônio

Bipolar

Sen do da transmissão do impulso nervoso

Pseudounipolar

unipolar

Opirus/Arte

Dendritos

Figura 04 - Tipos de neurônios quanto à forma.

Neurônios unipolares: presentes apenas nos primeiros grupos animais portadores de sistema nervoso. Neurônios multipolares: são os neurônios mais comuns. Estão presentes no encéfalo e na medula espinhal. São constituídos de um único axônio e vários dendritos. Neurônios bipolares: são os neurônios responsáveis pela transmissão de informações recebidas por órgãos do sentido ao sistema nervoso central. Neurônios pseudounipolares: são neurônios responsáveis pela transmissão de informações das células localizadas na pele (células receptoras) ao sistema nervoso central. Quanto à função que desempenham Neurônios sensitivos ou sensoriais: têm a responsabilidade de conduzir os impulsos dos órgãos dos sentidos e das células sensoriais para o sistema nervoso central.

Figura 03 - Representação esquemática do encéfalo evidenciando a substância cinzenta e a branca.

Como os neurônios não realizam mitoses, sua destruição representa uma perda permanente. Seus prolongamentos, no entanto, dentro de certos limites, podem se regenerar. As células da neuroglia, ao contrário, são dotadas de grande capacidade de proliferação. Tipos de neurônios Os neurônios podem ser classificados quanto à forma que possuem e quanto à função que desempenham.

Neurônios associativos: são neurônios que estão localizados no sistema nervoso central e têm a função de conectar os neurônios sensitivos aos neurônios motores. Células da glia Os gliócitos, também chamados de células gliais ou neuroglia, têm a função de proteger e nutrir os neurônios. Os principais tipos de células gliais são: nn Astrócitos: são as células gliais de maior tamanho; estão

localizados no sistema nervoso central. Sua função é a de estabelecer uma ponte nutritiva entre o sangue e os neurônios, além de fornecer sustentação física ao tecido nervoso e participar da recuperação de lesões. n n Oligodendrócitos:

São as células responsáveis por formar a bainha de mielina.

103

C20  Tecido nervoso

Opirus/Arte

Neurônios motores: são os neurônios que conduzem os impulsos do sistema nervoso central para os órgãos que efetuam as respostas (músculos e glândulas).

Biologia

Opirus/Arte

Vaso sanguíneo

Astrócito protoplasmá co

Pé vascular

Astrócito fibroso

nn Micróglia:

são células pequenas com poucos prolongamentos citoplasmáticos (geralmente ramificados). Sua função é fagocitar corpos estranhos e restos celulares presentes no tecido nervoso. Correspondem a macrófagos modificados. nn Célula de Schwann: são células gliais que desempenham papel semelhante aos oligodendrócitos. Porém, enquanto os oligodendrócitos estão localizados no sistema nervoso central (SNC), as células de Schwann estão localizadas no sistema nervoso periférico (SNP). nn Células Ependimárias: são células que revestem as cavidades internas do encéfalo e da medula. Participam da produção e reabsorção do líquido cefalorraquiano. Bainha de mielina Para que uma fibra nervosa tenha um bom desempenho na condução dos impulsos elétricos, é necessário que o axônio seja revestido por uma estrutura de composição lipoproteica, a bainha de mielina.

Micróglia Oligodendrócito Figura 05 - Representação esquemática das células da glia.

A função da bainha de mielina é isolar a neurofibrila, evitando que o impulso elétrico se propague entre as neurofibrilas adjacentes, e aumentar a velocidade dos impulsos nervosos. Dendritos

Bainha de mielina

Oligodendrócito Nódulo de Hanvier

Axônio

SN. Central SN. Periférico Célula de Schwann (Oligodendrócito especial)

C20  Tecido nervoso

Nódulo de Hanvier

Célula muscular Figura 06 - Representação esquemática de uma fibra nervosa mielínica.

104

Opirus/Arte

Placa motora

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Algumas neurofibrilas podem não apresentar esse revestimento mielínico, sendo chamadas de neurofibrilas não mielinizadas (fibras nervosas amielínicas). Nesse caso, a propagação do impulso é feita de forma contínua ao longo da membrana do neurônio, enquanto que nas neurofibrilas mielinizadas (fibras nervosas mielínicas) a condução é descontínua, de nódulo em nódulo de Ranvier, e é chamada de: condução saltatória.

Nódulos de Hanvier

Potencial de ação Condução saltatória

Neurônio mielínico: condução saltatória e rápida (aproximadamente 400km/h)

Opirus/Arte

Na+

Neurônio amielínico: condução con nua e lenta (aproximadamente 4km/h)

Nódulo de Hanvier

Opirus/Arte

Na+

Mielina Axônio

Figura 08 - Condução saltatória do impulso nervoso: a despolarização ocorre de nódulo em nódulo de Hanvier.

Figura 07 - Comparação esquemática da condução saltatória e contínua do impulso nervoso.

O impulso nervoso Os meios intra e extracelular são soluções eletrolíticas com maior concentração em potássio do lado intracelular e em sódio do lado extracelular e contêm ânions e cátions em proporção de equilíbrio. Nessas condições, existe um potencial elétrico em torno da membrana. Quando um neurônio encontra-se em repouso, ele a bomba iônica de sódio e potássio e sua membrana possui um grau de polaridade. A face interna é eletricamente negativa e a face externa é eletricamente positiva (potencial da ordem –70mV) – potencial de repouso.

Despolarização

Pico de ultrapassagem

–40

Repolarização Limiar de disparo

–60 Potencial de repouso

Hiperpolarização 0

Tempo (milissegundos)

C20  Tecido nervoso

–80

Opirus/Arte

Potencial da membrana (mV)

+40

Figura 09 - Neurônio em despolarização, bomba iônica interrompida, transmissão de impulso nervoso. Repolarização, retomada da bomba iônica, neurônio entrando em repouso.

105

Biologia

Quando um estímulo chega ao neurônio, pode ocorrer alteração da permeabilidade da membrana com a entrada de grande quantidade de íons sódio. Isso gera um acúmulo de cargas positivas no meio intracelular ocorrendo uma inversão da polaridade da membrana, denominada despolarização. A despolarização gera um potencial de ação que se propaga pelo neurônio no sentido: dendrito → corpo celular → axônio → terminação axonal. Após a despolarização, a membrana recupera sua propriedade de “permeabilidade seletiva” e novamente sofre repolarização por transporte ativo. Sequencialmente a bomba de sódio e potássio (processo de transporte ativo) restaura as concentrações dos íons nos meios intra e extracelular, voltando ao seu estado de repouso. Desse modo, a transmissão do impulso cessa no neurônio.

Neurônio

Corte longitudinal ampliado do axônio

Tempo

Sen do de deslocamento do impulso nervoso

Os neurônios obedecem à lei do “tudo ou nada”, ou seja, um estímulo tem que ser forte o suficiente para desencadear o impulso nervoso. Estímulos mais fortes não desencadeiam impulsos mais fortes.

Opirus/Arte

Sinapse

Cargas elétricas na super cie externa do axônio

Cargas elétricas na super cie interna do axônio

Figura 10 - Sequência de despolarização e repolarização, ao longo do neurônio, durante a condução do estímulo nervoso.

Região de comunicação entre dois neurônios ou entre um neurônio com células de órgãos efetores (músculos e glândulas). As sinapses podem ser químicas ou elétricas. As químicas são as mais comuns nos organismos. A sinapse envolve uma membrana pré-sináptica (membrana de terminação axonal), um espaço de cerca de 20 nm denominado fenda sináptica e uma membrana pós-sináptica (membrana de outro neurônio, de células glandulares ou de células musculares).

A porção terminal do axônio contém vesículas com neurotransmissores (que são mediadores químicos), enquanto a membrana pós-sináptica possui receptores para os vários tipos de neurotransmissores. Microtúbulos

Elemento pré-sináp co

Mitocôndria Vesícula sináp ca

Grânulo secretor

Zona a va

Fenda sináp ca

Elemento pós-sináp ca Figura 11 - Região da sinapse: terminação do axônio/ dendrito.

106

Receptores

Opirus/Arte

C20  Tecido nervoso

Neurotransmissores

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Quando a onda de despolarização atinge a membrana pré-sináptica, provoca a liberação de neurotransmissores na fenda sináptica. Os neurotransmissores liberados ligam-se aos receptores na membrana pós-sináptica e aderem a moléculas receptoras da membrana pós-sináptica, promovendo a condução do impulso nervoso por meio da fenda sináptica. Assim, alterações ocorrerão na permeabilidade da membrana pós-sináptica provocando a abertura dos canais de sódio e uma onda de despolarização percorre o próximo neurônio. Na fenda sináptica, os neurotransmissores são degradados por enzimas específicas ou são recaptados. Neste último caso, isso é feito por proteínas transportadoras específicas do neurotransmissor. Ocorre então a devolução do neurotransmissor para o neurônio pré-sináptico após a passagem do estímulo nervoso, o que evita uma estimulação além do necessário da membrana pós-sináptica. Neurotransmissores De acordo com a propriedade funcional do neurotransmissor e do terminal pós-sináptico, os neurotransmissores podem promover respostas excitatórias (quando têm efeitos excitatórios sobre o neurônio; eles aumentam a probabilidade de o neurônio disparar um potencial de ação) ou inibitórias (têm efeitos inibitórios sobre o neurônio; eles diminuem a probabilidade de o neurônio disparar um potencial de ação) entre os neurônios. Acetilcolina Estimula a contração dos músculos esqueléticos e é liberado pelas fibras autônomas parassimpáticas. É o neurotransmissor liberado na placa motora (entre o neurônio e a célula muscular). Adrenalina e Noradrenalina Liberados pelas fibras autônomas terminais (pós-ganglionares) simpáticas, esses neurotransmissores estão relacionados à excitação física e mental e à promoção do bom humor. São neurotransmissores ligados ao estresse, ao sistema de alerta, por isso são de extrema importância para o sistema de dor. A adrenalina e a noradrenalina promovem o aumento dos batimentos cardíacos e da pressão arterial, recrutam a glicose guardada no corpo para ser utilizada, preparam o músculo para agir rapidamente e aumentando a sua contratura, aumentam o estado de alerta e também estão ligados a problemas de sono. Dopamina Neurotransmissor importante na coordenação motora ele controla os movimentos voluntários do corpo e está associado ao mecanismo de recompensa do cérebro. Como a noradrenalina, a dopamina é produzida na glândula adrenal e tem diversas funções no cérebro, incluindo o comportamento, atividade motora, automatismos, motivação, recompensa, produção de leite, regulação do sono, humor, ansiedade, atenção, aprendizado. Serotonina

C20  Tecido nervoso

Neurotransmissor que atua na modulação da dor e no controle do humor. Participa também de outras funções importantes no organismo, como: apetite, controle de temperatura, sono, náuseas e vômitos, sexualidade e, é claro, é muito importante no sistema de dor. A serotonina é sintetizada no cérebro e no tubo digestivo, e armazenada em plaquetas e no sangue. Ela também é encontrada em muitas plantas, vegetais, frutas, cogumelos. Muitos medicamentos são voltados para repor a serotonina no cérebro, e com ação favorável em diversas doenças. A classe dos antidepressivos é repleta de medicamentos com ação na serotonina. 107

Biologia

FORMAS DE APRESENTAÇÃO E MECANISMOS DE AÇÃO DA COCAÍNA A cocaína é uma substância natural, extraída das folhas de uma planta encontrada exclusivamente na América do Sul, a Erythroxylum coca. As folhas podem ser mascadas, porém a quantidade absorvida é muito pequena. É a partir das folhas da coca que se inicia o processo que terá como produto final a cocaína refinada, e em pó.

Formas de apresentação da cocaína Pasta Base

Macerado das folhas, cal, solvente (querosene ou gasolina) e ácido sulfúrico

Pó

A pasta é tratada com ácido hipoclorídico, produzindo o Cloridrato de Cocaína (pó branco e sem cheiro)

Crack

Pasta de coca ou pó, bicarbonato de sódio ou amônia, água e aquecimento. A pasta é transformada em pedras por meio desse processo

Merla

Pasta de coca ou pó, ácido sulfúrico, querosene ou gasolina

A cocaína é considerada uma droga com potencial estimulante, que induz o corpo e o cérebro do indivíduo a trabalharem intensamente, causando taquicardia, aumento da pressão arterial e da temperatura corporal. Após o uso intenso e repetitivo, o usuário experimenta sensações muito desagradáveis, como cansaço e intensa depressão, o que faz com que ele procure a droga novamente para alívio dessas sensações e, dessa forma, crie um ciclo vicioso.

“Mecanismos de ação

C20  Tecido nervoso

Opirus/Arte

A B A ação da cocaína no organismo acontece por meio de mecanismos de ação que ocorrem no Sistema Nervoso Central, os Baixo nível Dopamina Dopamina quais consistem em aumentar a liberaSinalização de sinalização ção e prolongar o tempo de atuação dos neurotransmissores, dopamina, noradrenalina e serotonina, na fenda sináptica. A cocaína atua bloqueando o transporB tador de dopamina e, quando em conTransportador Transportador de dopamina de dopamina centrações maiores, os transportadores 9. de serotonina e noradrenalina. Devido a Adaptado de SWIFT & LEWIS A. Neurotransmissão dopaminérgica normal - a dopamina liberada pelas vesículas é re rada da sinapse por transportadores de racaptação de dopamina na membrana pré-sinap ca.C. A esse bloqueio, a cocaína reduz a recapta- sináp cas cocaína potencializa a neurotransmissão dopaminérgica bloqueando o transportador de recaptação da dopamina e ção, aumentando a concentração desses assim aumentando a concentração sináp ca de dopamina neurotransmissores na fenda sináptica, Figura 12 - Ação da cocaína na fenda sináptica: bloqueio do transportador de dopamina. potencializando a neurotransmissão. A inibição da recaptação de dopamina é responsável por causar os efeitos desejáveis pelo usuário, sensação intensa de euforia e poder, estado de excitação, hiperatividade, insônia, falta de apetite, perda da sensação de cansaço. Porém relaciona-se ainda com os efeitos indesejáveis, tais como: a paranoia, alucinação ou disforia. A cocaína ainda pode causar vasoespasmo, podendo ocasionar o acidente vascular cerebral, infarto do miocárdio ou dissecção aórtica.

Figura 13 - Diferentes formas de consumo de cocaína.

108

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios de Fixação 01. (IF CE) As células apresentam formas e estruturas diferentes para cada tipo de especialidade celular. Axônio, dendritos e telodendritos são estruturas pertencentes a células do tecido a) muscular. b) epitelial. c) nervoso. d) ósseo. e) adiposo. 02. (FGV SP) O tecido nervoso do ser humano é composto por bilhões de células, desempenhando diversas funções, entre elas a condução do impulso nervoso. A figura ilustra uma organização sequencial de neurônios nos quais a sinapse é química, e mediada por neurotransmissores.

nos neurônios, o que estimula o ataque por leucócitos do próprio organismo. Outro exemplo de doença desmielinizante é a esclerose múltipla (figura a seguir) que apresenta características semelhantes à ALD, mas possui causas distintas. Embora os estudos já realizados não permitam uma conclusão definitiva, acredita-se que a esclerose múltipla tenha um componente genético, mas que a expressão da doença seja desencadeada pela ação de determinados micro-organismos. Como funciona a esclerose múl pla Núcleo

Dendritos Axônio

Desmielinização Núcleo

Mielina Nervo Normal Bainha de mielina Dendritos

Sinapses Neurônio

Sinapse Bainha de mielina Corpo Axônio celular

Célula de Schuwann Nódulo de Ranvier

Nucléolo

Axônio

Tal organização é fundamental, pois o percurso celular de um impulso nervoso, neste caso, é a) unidirecional em todos os neurônios, e também em suas terminações. b) bidirecional em todos os neurônios, e também em suas terminações. c) reversível na maioria dos neurônios, não o sendo em suas terminações. d) unidirecional, dependendo de seu estímulo inicial em suas terminações. e) bidirecional, dependendo de seu estímulo inicial em suas terminações. 03. (Cefet RJ) Algumas doenças neurodegenerativas podem ser resultado da degradação progressiva da bainha de mielina dos neurônios pela ação do próprio sistema de defesa. Um exemplo é a adrenoleucodistrofia (ou ALD), uma doença hereditária na qual os portadores apresentam um acúmulo de grandes quantidades de um determinado tipo de gordura

Nervo Danificado

A partir do texto lido e dos seus conhecimentos sobre tecido nervoso e doenças relacionadas, analise as seguintes afirmativas e aponte a que apresenta um ERRO: a) Os neurônios, embora mais conhecidos, não são as únicas células encontradas no tecido nervoso. Encontramos também células que exercem outras funções, como nutrição, sustentação e proteção dos neurônios. b) Os danos à bainha de mielina dificultam a transmissão dos impulsos nervosos pelos neurônios, o que pode resultar, por exemplo, em problemas motores, de raciocínio e sensoriais. c) Leucócitos, ou glóbulos brancos, são as principais células do sistema de defesa do organismo. Por isso, as doenças citadas no texto podem ser caracterizadas como autoimunes. d) Ambas as doenças desmielinizantes citadas no texto possuem como causa a presença de um gene alterado herdado dos pais, não apresentando nenhuma influência do ambiente. 04. (Puc PR) Os neurônios são células extremamente especializadas do sistema nervoso. Cada neurônio é formado essencialmente por: a) Dendritos, corpo celular e axônio. b) Dendritos, sinapses e axônio. c) Sinapses, dendritos e corpo celular. d) Axônio e sinapses. e) Dendritos e axônios.

109

C20  Tecido nervoso

Núcleo

Corpo celular

Mielina danificada

Biologia

05. (Cefet RJ) A questão refere-se ao neurônio a seguir. l

Está(ão) correta(s) a(s) proposição(ões): a) I e II, apenas. b) I, II e III. c) I, apenas. d) II, apenas. e) II e III, apenas.

lll

08. (UFSJ MG) Observe a imagem abaixo.

A sequência que apresenta o sentido correto de propagação do impulso nervoso em um neurônio é a) I → II → III. b) I → III → II. c) II → I → III. d) III → II → I. 06. (Puc MG) Observe o esquema da célula nervosa representada.

Dendrito curto

Axônio longo

Dendrito longo

Axônio curto

1 2 3

4 5 Assinale a afirmativa INCORRETA. a) Nas partes 1 e 4, podem ocorrer sinapses químicas, dependentes de moléculas neurotransmissoras como a acetilcolina. b) Moléculas produzidas em 2 podem ser transportadas até 4 através do citoesqueleto. c) Em 3, observa-se um envoltório membranoso chamado de bainha de mielina, presente apenas em axônios dos neurônios do sistema nervoso central.

C20  Tecido nervoso

d) A parte 5 é responsável pela condução do impulso nervoso, que é unidirecional e dependente dos íons sódio e potássio. 07. (UEPB) Sobre o tecido nervoso são apresentadas as proposições a seguir. I. O tecido nervoso é composto pelos neurônios, que são células especializadas na condução de impulsos nervosos, e pelos gliócitos, cuja função é envolver, proteger e nutrir os neurônios. II. Quanto à função geral, os neurônios podem ser classificados em sensitivos, motores e associativos. III. As sinapses nervosas geralmente ocorrem entre o axônio de um neurônio e o dendrito de outro, mas também podem ocorrer sinapses entre um axônio e uma célula muscular.

110

A partir dessa imagem assinale a alternativa CORRETA. a) Os dendritos e os axônios são responsáveis pela condução do impulso nervoso. O que os diferencia é que o axônio é o prolongamento mais longo e não ramificado e os dendritos são prolongamentos mais finos e ramificados. b) O axônio é o prolongamento celular mais longo dos neurônios e é responsável por conduzir o impulso nervoso. c) Os dendritos e axônios são caracterizados por sua função em conduzir impulso nervoso e não por sua morfologia. Assim, através dos dendritos, o impulso nervoso é transmitido na direção do corpo celular e através dos axônios o impulso nervoso é conduzido a partir do corpo celular. d) Os neurônios são tipos celulares diferenciados que têm como característica prolongamentos celulares finos e ramificados chamados de dendritos e um prolongamento longo chamado de axônio. 09. (Cefet MG) O tecido nervoso, responsável pela recepção e escolha da resposta adequada às condições do ambiente, é constituído por um tipo especial de célula, o neurônio, que recebe os estímulos do meio e de outras células através do (a) a) axônio. b) dendrito. c) corpo celular. d) bainha de mielina. 10. (UECE) Sabe-se que a deficiência na produção de serotonina pode ser uma das causas do estado depressivo dos adolescentes, conforme indicam pesquisas no campo da psiquiatria. Essa substância é um neurotransmissor, sendo liberada na seguinte região do neurônio, para que o impulso nervoso se propague: a) corpo celular. b) terminal sináptico do dendrito. c) bainha de mielina do axônio. d) terminal sináptico do axônio.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Exercícios Complementares 01. (UFMS) Sobre o tecido nervoso, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). Gab: (01 + 08 + 16) = 25 01. O axônio constitui parte do neurônio especializado na transmissão do impulso nervoso. 02. A medula espinal (espinhal) é classificada como sistema nervoso periférico (SNP). 04. A bainha de mielina (estrato mielínico), encontrada em axônios mielínicos, proporciona uma condução não saltatória e uma redução da velocidade de condução do impulso nervoso. 08. O encéfalo é classificado como sistema nervoso central (SNC). 16. Neurônios multipolares possuem um único axônio e muitos dendritos. 32. A sinapse química é caracterizada pelo contato físico entre neurônios com ausência de neurotransmissores (mediadores químicos).

c) a estrutura número 3 pode ser formada pela célula de Schwann. Ela desempenha um papel protetor, isolante e facilita a transmissão do impulso nervoso. d) a estrutura número 4 está no centro metabólico do neurônio, onde também se encontra a maioria das organelas celulares. e) considerando o sistema nervoso central, a região número 5 está presente na substância cinzenta e ausente na branca. 03. (UFPE) Na figura, ilustra-se uma sinapse nervosa, região de interação entre um neurônio e outra célula. Com relação a esse assunto, é correto afirmar que: V-V-V-V-C

02. (Ufpel RS) O tecido nervoso é um dos quatro tipos de tecidos presentes no corpo humano, ele é fundamental na coordenação das funções dos diferentes órgãos. As células responsáveis pelas suas funções são os neurônios (figura 1). 1

3 4 2

5 Figura 01 – Esquema dos neurônios

Com base nos textos e em seus conhecimentos, é INCORRETO afirmar que a) geralmente o sentido da propagação do impulso nervoso é A para B, e por isso a estrutura 1 é especializada na transmissão do impulso nervoso para um outro neurônio ou para outros tipos celulares. b) tanto a estrutura representada pelo número 1 quanto 2 são ramificações do neurônio, sendo que geralmente a 2 é única e mais longa.

( ) A fenda sináptica está compreendida entre a membrana pré-sináptica do neurônio (1) e a membrana pós-sináptica da célula estimulada (2). ( ) Na extremidade do axônio existem vesículas sinápticas (3), que contêm substâncias como a acetilcolina e a noradrenalina. ( ) Os neurotransmissores liberados pelo axônio ligam-se a moléculas receptoras (4) na membrana pós-sináptica. ( ) Canais iônicos (5), na membrana pós-sináptica, permitem a entrada de íons Na+ na célula. ( ) A passagem do impulso nervoso pela sinapse é um fenômeno físico-químico; depende do número de vesículas sinápticas na parede da célula estimulada (6). 04. (Udesc SC) Assinale a alternativa que apresenta corretamente alguns tipos celulares e o tecido onde eles são tipicamente encontrados. a) Osteoblastos – Tecido Epitelial. b) Astrócitos – Tecido Conjuntivo. c) Fibroblastos – Tecido Muscular. d) Condrócitos – Tecido Nervoso. e) Gliócitos – Tecido Nervoso.

111

C20  Tecido nervoso

Biologia Questão 09. a) As três regiões do neurônio que permitem a propagação em um único sentido são: dendrito, corpo celular (corpo neural/pericário/corpo) e axônio (cauda). A vantagem do estrato mielínico é aumentar (acelerar/agilizar) a velocidade do impulso. b) Ao atingir a região terminal do axônio, haverá a liberação de neurotransmissores (mediadores químicos) na sinapse (fenda sináptica), atingindo (estimulando) os dendritos (neurorreceptores) do neurônio seguinte. O estimulo irá promover abertura dos canais de sódio/potencial de ação/despolarização do neurônio seguinte.

05. (UFJF MG) A figura a seguir ilustra o processo de transmissão do impulso nervoso. Es mulo

07. (Mackenzie SP)

2 Na+ Na+

Na+ Na+ 3

Na+ Na+

K+ K+ Na+ Na+ Na+

Sobre esse processo, é CORRETO afirmar que: a) nos neurônios, células especializadas na recepção e transmissão do impulso nervoso, não ocorre produção de proteínas e ATP. b) a bomba de sódio e potássio é responsável pelo transporte desses íons (sódio e potássio) a favor do gradiente de concentração. c) o potencial de repouso da membrana é restaurado quando a entrada de sódio é maior do que a saída de potássio. d) a chegada do impulso nervoso no terminal axônico promove a liberação de neurotransmissores. e) as regiões 1, 2 e 3 mostram que a membrana plasmática do axônio está, respectivamente, despolarizada, polarizada e redespolarizada. 06. (Mackenzie SP) B

C20  Tecido nervoso

Assinale a alternativa correta a respeito da célula representada acima. a) A seta A indica os dendritos, responsáveis por emitir impulsos nervosos para outra célula. b) A bainha de mielina está apontada pela seta C e tem como função acelerar a condução dos impulsos nervosos. c) A estrutura D é mais abundante na substância cinza do sistema nervoso. d) A seta B é o principal componente dos nervos. e) Em E ocorre a produção dos neurotransmissores. 112

A respeito da sinapse representada anteriormente, é correto afirmar que: a) só está presente no sistema nervoso central. b) o impulso nervoso passa de 2 para 1. c) a liberação das substâncias presentes em 3 determina a passagem de impulso de um neurônio para outro. d) as substâncias presentes em 3 são produzidas exclusivamente nas células desse sistema. e) é possível haver contato físico entre 1 e 2. 08. (Fatec SP) Analise a tabela a seguir: Cultura de tecido nervoso

Mielinização

Quantidade de nódulos de Ranvier

ATP disponível

+++

−

+++

Assinale a sequência de cultura de tecidos de neurônios, do mais veloz para o menos veloz. a) A D C B. b) A B C D. c) A B D C. d) A C D B. e) A D B C. 09. (FMJ SP) O sistema nervoso é formado por bilhões de neurônios, que possibilitam a condução do impulso nervoso em um único sentido. Cada neurônio é constituído por três regiões específicas, sendo que apenas uma delas é envolvida pelo estrato mielínico (bainha de mielina). a) Cite as três regiões do neurônio que permitem a propagação do impulso nervoso num sentido único. Qual é a vantagem da presença do estrato mielínico na condução do impulso nervoso? b) Explique como um neurônio consegue “se comunicar” com outro neurônio sem ter contato físico.

FRENTE

BIOLOGIA

Exercícios de Aprofundamento 01. (UEPG PR) A figura abaixo apresenta a representação da caixa torácica humana. Com relação à organização, estrutura e função dessa estrutura, assinale o que for correto. Gab: 01 + 02 + 04 + 08 = 15.

5 01. Em 1, é apontado o osso esterno. A esse osso achatado no meio do peito unem-se, por meio de cartilagens, os sete pares superiores de costelas. 02. Em 2, são apontadas duas costelas. As costelas ajudam a compor a caixa torácica, a qual tem função de proteção do coração, dos pulmões e dos principais vasos sanguíneos. 04. A escápula e a clavícula são apontadas em 3 e 4, respectivamente. Estes ossos formam a cintura articular escapular, os quais unem os membros superiores ao esqueleto axial. 08. O número 5 aponta uma vértebra. A coluna vertebral é formada por 33 ossos, as vértebras. Nos adultos, algumas vértebras se fundem, reduzindo o número a 26. As vértebras articulam-se em sequência e são unidas entre si por ligamentos, formando um eixo ósseo firme e flexível. 02. (UFRGS) Em uma partida de futebol, um jogador fraturou o fêmur. Considere os seguintes eventos, relacionados à recuperação da zona de lesão desse jogador. 1. preenchimento por proliferação do periósteo.

2. remoção de células mortas e de restos de matriz óssea, por fagocitose. 3. ossificação do tecido regenerado. 4. formação de calo ósseo com tecido ósseo primário. A ordem em que esses eventos ocorrem no processo de regeneração do tecido ósseo é a) 1 - 3 - 4 - 2. b) 2 - 1 - 3 - 4. c) 3 - 2 - 1 - 4. d) 4 - 1 - 3 - 2. e) 3 - 4 - 2 - 1. 03. (Unesp SP) Nas festas de final de ano, a tradição manda servir pernil de porco assado. Nos almoços de domingo, é comum a macarronada ou polenta servida com molho de tomates e coxa de frango. Já para o churrasco, a sobrecoxa do frango, por ser mais carnuda, é mais indicada. No pernil (coxa traseira) de porco, coxa e sobrecoxa de frango, encontram-se, respectivamente, os ossos a) fêmur, fêmur e úmero. b) fêmur, fêmur e tíbia. c) fêmur, tíbia e fêmur. d) tíbia, tíbia e fêmur. e) tíbia, tíbia e úmero. 04. (Ufes ES) Em relação ao tecido ósseo denso, é CORRETO afirmar que ele a) possui uma matriz parenquimatosa composta de fibroblastos, megacariócitos e fibrina. b) é composto por células conhecidas como condroblastos, que se transformam em condrócitos no tecido ósseo maduro. c) é caracterizado pela presença de tecido mieloide de caráter hematopoiético disperso no fragmoplasto. d) possui células conhecidas como osteoblastos, que geram o material intercelular, composto principalmente de quitina mineralizada. e) apresenta lamelas ósseas concêntricas, dispostas em torno de canais centrais através dos quais nervos e vasos penetram o osso. 05. Hoje em dia não se pode falar em medicina esportiva sem falar em ressonância magnética, especialmente no diagnóstico das lesões das articulações. O joelho, por exemplo, é uma das articulações que mais preocupam preparadores físicos e esportistas, pois os afastamentos por lesões costumam tirar os atletas de circulação por vários meses.

113

Biologia

O joelho constitui uma das maiores e mais complexas articulações do corpo humano, pois é formado por ossos, tendões, cartilagens, meniscos e ligamentos que permitem a movimentação, a estabilidade e a resistência para suportar, aproximadamente, 70% do total da massa corporal. Assim, baseado no exame de ressonância magnética do joelho de um atleta, que apresentava perfeitas condições nessa articulação, um médico fez os esquemas A e B, conforme a figura.

Com relação aos tecidos destacados na figura, foram feitas as seguintes afirmações: I. Todos os tecidos representados são de origem mesodérmica. II. Alguns genes podem ser expressos por todos os tecidos representados. III. Colágeno é uma proteína comum a todos os tecidos destacados. IV. Nem todos os tecidos representados são irrigados por vasos sanguíneos. V. Macrófagos são constituintes normais em pelo menos quatro dos tecidos mencionados na figura. São afirmativas CORRETAS: a) I, II, III, IV e V. b) II, III e IV apenas. c) I, II, IV e V apenas. d) I, III e V apenas.

(http://aparelholocomotor.blogspot.com/ Acesso em: 10.09.2010. Adaptado)

Tendão patelar

Fêmur

Menisco Ligamento colateral fibular

Tíbia Fíbula

Visão lateral da articulação do joelho: (A) não flexionado e (B) flexionado Sobre os componentes estruturais dos esquemas A e B, assinale a alternativa correta. a) O tendão patelar é formado por tecido conjuntivo denso, rico em fibras colágenas muito compactadas. b) Os meniscos são formados por células cartilaginosas,os condrócitos, que produzem hemácias e leucócitos. c) Os ligamentos são cordões cartilaginosos desprovidos de vasos sanguíneos e muito ricos em fósforo. d) Os tendões e os ligamentos unem os ossos e os meniscos aos músculos da perna e do joelho. e) Os meniscos são estruturas adiposas e flexíveis localizadas entre a tíbia e o fêmur.

FRENTE C  Exercícios de Aprofundamento

06. (Puc MG) A figura a seguir apresenta diferentes tipos de tecido conjuntivo do membro de um mamífero.

07. (Ufscar SP) O exame de uma cartilagem e do tecido nervoso de um mesmo animal revelou que suas células apresentam diferentes características. Isso ocorre porque a) as moléculas de DNA das duas células carregam informações diferentes. b) os genes que estão se expressando nas duas células são diferentes. c) o mecanismo de tradução do RNA difere nas duas células. d) o mecanismo de transcrição do DNA nas duas células é diferente. e) os RNA transportadores das duas células são diferentes. 08. Como é feita a nutrição das células cartilaginosas? Por que a cartilagem é considerada um tecido excelente para a realização A nutrição do tecido cartilaginoso ocorre por difusão de nutrientes do de enxertos? pericôndrio para os osteócitos dentro das lacunas na matriz cartilaginosa. 09. (UFRN) Para fazer um piercing é necessário saber quais são os principais cuidados apontados por especialistas, dentre eles, o de optar por áreas sem cartilagens, pois pode haver o risco de infecções e formação de queloides. Considerando isto, a) apresente duas funções do tecido cartilaginoso no organismo humano. b) justifique, do ponto de vista da constituição do tecido cartilaginoso, as dificuldades para controlar uma infecção em locais que contenham cartilagens.

Tecido adiposo

Tecido ósseo

Tecido conjun vo propriamente dito frouxo

114

Questão 09. a) Sustentação. Modelagem. Flexibilidade. Formação e crescimento dos ossos. Revestimento articular. Proteção contra choques mecânicos.

Não sendo um tecido vascularizado, sofre menos o efeito de rejeição promovido pelo sistema imunológico por meio de certos tipos de linfócitos.

10. (UEPG PR) A contração muscular é um processo fisiológico de alto custo energético. Com relação aos processos que fornecem energia para a contração muscular, assinale o que for correto. Sangue 01. As fibras musculares possuem moléculas de fosfato de creatina, ou fosfocreatina, uma substância altamente energética presente nas fibras musculares em uma concentração Tecido car laginoso cerca de 10 vezes maior que o ATP. 02. Durante um exercício, à medida que o estoque de ATP vai Tecido conjun vo sendo utilizado, a célula muscular transfere fosfatos enerpropriamente dito denso modelado géticos das moléculas de fosfocreatina para moléculas ADP, b) A ausência de vasos sanguíneos (e/ou gerando mais ATP. linfáticos) dificulta (ou impede) a chegada das células de defesa e de medicamentos ao sítio de infecção.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Questão 13. a) i – artérias; ii – capilares e iii – veias. b) As artérias (i) possuem a parede mais espessa (túnicas média e adventícia) para suportar e manter a pressão arterial determinada pela sístole do ventrículo esquerdo do coração. Os capilares (ii) são formados por um epitélio simples e pavimentoso para permitir as trocas entre o sangue e os tecidos do corpo. As veias (iii) apresentam a parede mais delgada do que as artérias porque, geralmente, transportam sangue com baixa pressão.

04. As células musculares armazenam grande quantidade de glicogênio, um polissacarídeo formado por centenas de moléculas de glicose unidas entre si. 08. O ácido lático produzido nos músculos é transportado pelo sangue até os rins, onde é totalmente excretado com a urina. 16. A fermentação lática ocorre nas fibras musculares durante um exercício muscular muito intenso. Nesse caso, após esgotarem-se as reservas de gás oxigênio ligado à mioglobina, as fibras musculares passam a produzir ATP por meio da fermentação lática.

12. (UFSC) Assinale a(s) proposição(ões) que apresenta(m) atividades dependentes diretamente do tecido muscular para sua efetivação. Gab: 01 + 04 + 08 + 16 + 64 = 93 01. Mobilidade da língua. 02. Ação enzimática. 04. Inspiração. 08. Batimento cardíaco. 16. Eriçamento dos pelos. 32. Síntese de carboidratos. 64. Contração do útero.

Gab: 01 + 02 + 04 + 16 = 23.

Potencial de membrana (mV)

11. (Enem MEC) As células possuem potencial de membrana, que pode ser classificado em repouso ou ação, e é uma estratégia eletrofisiológica interessante e simples do ponto de vista físico. Essa característica eletrofisiológica está presente na figura a seguir, que mostra um potencial de ação disparado por uma célula que compõe as fibras de Purkinje, responsáveis por conduzir os impulsos elétricos para o tecido cardíaco, possibilitando assim a contração cardíaca. Observa-se que existem quatro fases envolvidas nesse potencial de ação, sendo denominadas fases 0, 1, 2 e 3.

Fase 3 -50

1 tempo 200

400

iii

14. (UFSC) O neurônio é uma célula altamente especializada, didaticamente dividida em três regiões: dendritos, corpo celular e axônio, conforme a figura abaixo.

Fase 0

-100

a) Indique o nome de cada um dos vasos: b) Relacione, para cada vaso, características da estrutura de sua parede com a sua função.

Fase 1 Fase 2

13. (UFPR) As figuras abaixo apresentam esquemas da estrutura da parede de três tipos de vasos sanguíneos encontrados em mamíferos:

600

Tempo (ms)

Qual das fases, presentes na figura, indica o processo de despolarização e repolarização celular, respectivamente? a) Fases 0 e 2. b) Fases 0 e 3. c) Fases 1 e 2. d) Fases 2 e 0. e) Fases 3 e 1.

Meio intracelular: K+: 150 mM Na+: 15 mM Meio extracelular: K+: 15 mM Na+: 200 mM

1: Dendritos 2: corpo celular 3: axônio

Considere o esquema de uma célula neural e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). Gab: 32 01. Um neurônio em repouso apresenta concentrações dos íons de sódio e potássio semelhantes às encontradas no meio extracelular. 02. Se colocado em meio hipotônico, o neurônio acima terá uma entrada passiva de água por osmose, sendo a homeostase celular facilmente restabelecida por bombas de água que ocorrem em toda membrana plasmática.

115

FRENTE C  Exercícios de Aprofundamento

O potencial de repouso dessa célula é −100mV, e quando ocorre influxo de íons Na+ e Ca2+, a polaridade celular pode atingir valores de até +10mV, o que se denomina despolarização celular. A modificação no potencial de repouso pode disparar um potencial de ação quando a voltagem da membrana atinge o limiar de disparo que está representado na figura pela linha pontilhada. Contudo, a célula não pode se manter despolarizada, pois isso acarretaria a morte celular. Assim, ocorre a repolarização celular, mecanismo que reverte a despolarização e retorna a célula ao potencial de repouso. Para tanto, há o efluxo celular de íons K+.

Biologia

04. Quando o impulso nervoso ocorre, há abertura dos canais de sódio e ocorre grande influxo deste íon para o interior da célula através de transporte ativo. 08. O impulso nervoso ocorre sempre no sentido 3 → 2 → 1. 16. Se colocado em meio hipertônico, o neurônio acima terá saída de água por osmose, um tipo de transporte de membrana que utiliza ATP. 32. Em um neurônio em repouso, a superfície interna da membrana plasmática é eletricamente negativa em relação à superfície externa.

c) varia de acordo com a ‘lei do tudo ou nada’. d) aumenta ou diminui na razão inversa da intensidade do estímulo. e) é sempre o mesmo, qualquer que seja o estímulo, porque o neurônio obedece à ‘lei do tudo ou nada’. 17. (Unirio RJ) Sabemos que a fibra nervosa é formada pelo axônio e dobras envoltórias de diferentes células no SNC e no SNP, que são, respectivamente: a) oligodendrócitos e astrócitos fibrosos.

15. (UFMG) “Sabe-se que o chocolate contém muitas substâncias psicoativas, que chegam ao cérebro através do sangue, logo após sua digestão. Elas atuam sobre os neurônios e os neurotransmissores, provocando todas aquelas sensações de bem-

b) oligodendrócitos e Células de Schwann. c) astrócito protoplasmáticos e micróglia. d) astrócitos protoplasmáticos e astrócitos fibrosos. e) Células de Schwann e micróglia.

-estar, euforia, prazer, tranquilidade, concentração e diminui-

18. (Unesp SP) As Olimpíadas de 2016 no Brasil contarão com

ção da ansiedade e da dor, que fazem a gente querer mais um

42 esportes diferentes. Dentre as modalidades de atletis-

pedacinho de chocolate.”

mo, teremos a corrida dos 100 metros rasos e a maratona,

GUERRA, L.B, “Chocolate é uma festa para o cérebro”. Química do chocolate. CDC, UFMG, 2007. (Adaptado)

com percurso de pouco mais de 42 km. A musculatura es-

Considerando essas informações e outros conhecimentos sobre o assunto, assinale a alternativa que apresenta células ou estruturas que NÃO estão diretamente envolvidas na percepção das sensações induzidas pelo chocolate. a) Alvéolos pulmonares. b) Células absortivas do intestino. c) Células endoteliais. d) Substância cinzenta do cérebro.

des apresenta uma composição distinta de fibras. As fibras

16. (Fatec) O gráfico a seguir mostra a variação do potencial da membrana do neurônio quando estimulado.

sendo mais claras. A imagem ilustra a disposição das fibras

musculares do tipo I são de contração lenta, possuem muita irrigação sanguínea e muitas mitocôndrias. Ao contrário, as fibras do tipo II são de contração rápida, pouco irrigadas e com poucas mitocôndrias. As fibras do tipo I têm muita mioglobina, uma proteína transportadora de moléculas de gás oxigênio que confere a estas fibras coloração vermelha escura, ao passo que as do tipo II têm pouca mioglobina, musculares de cortes histológicos transversais, vistas ao microscópio, da musculatura dos atletas Carlos e João. Cada

Potencial da membrana

atleta compete em uma dessas duas modalidades.

60 40

Carlos

20 0 -20 -40

quelética dos atletas que competirão nessas duas modalida-

João

-60 -80

FRENTE C  Exercícios de Aprofundamento

-100 Tempo em milissegundos

O potencial de ação para um determinado neurônio: a) varia de acordo com a intensidade do estímulo, isto é, para intensidades pequenas temos potenciais pequenos e para maiores, potenciais maiores. b) é sempre o mesmo, porém a intensidade do estímulo não pode ir além de determinado valor, pois o neurônio obedece à ‘lei do tudo ou nada’.

116

Por que é possível afirmar que Carlos é o atleta que compete na maratona? Que metabolismo energético predomina em suas fibras musculares? Determine o metabolismo energético que predomina nas fibras musculares de João e explique por que ele é mais suscetível à fadiga muscular quando submetido ao exercício físico intenso e prolongado.

Questão 18. Carlos compete na maratona, porque em sua musculatura há predomínio de fibras musculares do tipo I. Essas fibras apresentam contrações lentas, rítmicas e sustentáveis. Por serem ricas em mioglobina, com numerosas mitocôndrias e bem irrigadas, seu metabolismo energético é, predominantemente, aeróbico. O metabolismo energético das fibras do tipo II, predominantes na musculatura de João, é, principalmente, anaeróbico. As fibras do tipo II são menos irrigadas, além de possuírem uma quantidade menor de mioglobina e mitocôndrias. A fadiga muscular após o exercício intenso ocorre devido ao acúmulo de ácido lático resultante da produção do ATP pela fermentação lática.