quinta-feira, 18 de novembro de 2010

Da unicelularidade à multicelularidade

Como e por que razão terão surgido os seres multicelulares?

As relações simbióticas  e o consequente apareci­mento de células eucarióticas terão tornado mais fácil a sobrevivên­cia dos organismos nessa fase da história da Terra. Por outro lado, as condições ambientais também se terão tornado diferentes e mais propícias à existência de vida.

Assim sendo, ter-se-ão reunido condições para o desenvolvi­mento das células eucarióticas então formadas, e um aumento de dimensões terá sido uma consequência inevitável. No entanto, quando o tamanho da célula aumenta, a relação da sua área super­ficial com o seu volume diminui, porque a superfície não aumenta ao mesmo ritmo que o volume, não existindo compensação.

O bom funcionamento da célula depende do seu metabolismo, e este conjunto de fenómenos está inteiramente dependente das trocas com o meio extracelular (entrada de substâncias necessárias, por exemplo, nutrientes e oxigénio, e eliminação de substâncias de excreção, como o dióxido de carbono). Assim, a relação entre a área superficial da célula e o seu volume não pode diminuir sem pôr em risco o seu equilíbrio.

Esta deve ter sido a razão pela qual, em determinada altura, as células eucarióticas começaram a sofrer divisão. Numa fase inicial, ter-se-ão formado colónias — grupos de células que, após divisão celular, permanecem juntas.
A divisão celular está relacionada com a necessidade de equilíbrio na razão área/volume.
Mas a verdadeira multicelularidade não se limita ao facto de existir um número de células agrupadas; é necessário que ocorra uma dependência funcional entre estas.
A existência, ainda hoje, de seres vivos cujas células eucarióti­cas mantêm uma relação colonial veio ajudar a perceber a origem dos seres multicelulares.
Em algumas destas colónias, embora ainda não exista diferen­ciação celular nem formação de tecidos, há uma distribuição de tarefas, o que implica a especialização de diversos grupos de células em diferentes funções e a coordenação destas actividades.

A colónia de Volvox é formada por um conjunto de células envolto por uma camada de cerca de mil outras células biflagela-das.
A reprodução assexuada, ou mesmo sexuada, está reservada a alguns grupos de células.
Provavelmente, estes seres coloniais deram origem aos verda­deiros seres multicelulares, por especialização crescente das suas células. Estes primeiros seres multicelulares terão surgido há cerca de mil milhões de anos, de acordo com os registos fósseis.
Nem todos os seres multicelulares apresentam diferenciação celular; muitos deles apresentam conjuntos de células especializa­das que se organizam em tecidos e estes em órgãos cuja associação em sistemas dá origem ao organismo.

Com a multicelularidade, os seres vivos conseguiram resolver o problema que anteriormente foi equacionado, nomeadamente:
ü  o aumento de dimensões com a conservação do equilíbrio da relação área/volume;
ü  a manutenção da área necessária e suficiente para as trocas com o meio;
ü  a diminuição da taxa metabólica (quantidade de energia neces­sária para manter o organismo) e o incremento da diversidade.

No entanto, desde o aparecimento dos seres multicelulares até à grande diversidade de seres vivos que existe actualmente decorreu um longo período de tempo durante o qual se desenrolaram inú­meros processos, que constituem os mecanismos da evolução.
A maioria dos seres multicelulares apresenta uma especialização tão elevada, que se pode falar em diferenciação celular.


Modelo Endossimbiótico

Segundo o Modelo Endossimbiótico, as membranas intracelulares terão derivado de invaginações da membrana plasmática e, gradualmente, compartimentado a célula hospedeira, originando o sistema endomembranar. O núcleo parece ter sido for­mado a partir de uma destas invaginações da membrana plasmática. Como o DNA circular das células procarióticas se encontra ligado à membrana plasmática, é provável que tenha ocorrido o encerra­mento do mesmo num saco intracelular, formando um núcleo pri­mordial.
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O Modelo Endossimbiótico continua a ter bastante aceitação, porque existem vários argumentos a seu favor:
ü  A simbiose continua a ser um processo muito comum no mundo vivo. Continua a verificar-se a existencia.de relações simbióticas entre bactérias (procariontes) e protozoários (euca­riontes), entre outras.
ü  As dimensões dos cloroplastos e das mitocôndrias são muito semelhantes às dos procariontes actuais.
ü  A síntese proteica das mitocôndrias e dos cloroplastos é ini­bida por substâncias inibidoras de procariontes (estreptomicina e cloranfenicol), mas não por inibidores de eucariontes (cicloeximida).
ü  O aminoácido iniciador da cadeia polipeptídica de uma mitocôndria ou de um cloroplasto é a formilmetionina, como nas bactérias, e não a metionina, como nos eucariontes (e nas arqueobactérias).
ü  As mitocôndrias e os cloroplastos têm divisão autónoma.
ü  O DNA das mitocôndrias e dos cloroplastos é semelhante, em estrutura, ao material genético bacteriano, pois não está associado a histonas.
ü  Os cloroplastos possuem ribossomas com tamanho e caracte­rísticas muito semelhantes às dos ribossomas dos procariontes.

terça-feira, 16 de novembro de 2010

Nas pontas dos atacadores

O que mantém a estabilidade do material genético de geração em geração? Por cerca de 60 anos, a ciência procurou a resposta para essa pergunta aparentemente simples mas com importantes consequências.
Ela foi encontrada na extremidade dos cromossomas, num segmento na ponta do DNA que pode ser comparado à capa plástica protectora dos atacadores de sapatos.  Esse segmento, que ganhou o nome de telómero, tornou-se desde sua descoberta o foco de atenção da pesquisa biológica.

Entre as estruturas que o DNA não-codificador forma nos cromossoma estão os centrómeros e os telómeros. Os centrómeros permitem a separação exacta dos cromossomas duplicados durante a divisão celular que gera as células-filhas. Já os telómeros (do grego telos = fim e meros = parte), localizados nas ‘pontas’ dos cromossomas, funcionam como capas protectoras dessas extremidades, tendo papel muito importante na manutenção da integridade do genoma.

Eles impedem, por exemplo, a fusão de terminais de diferentes cromossomas e a degradação destes por enzimas que, na falta dos terminais, reconheceriam o material cromossómico como DNA danificado. Nos nossos sapatos, quando os pedaços de fita adesiva que selam as pontas dos atacadores desprendem, estes começam a desfiar, desmanchando-se. Numa célula, ocorre o mesmo com os cromossomas que têm seus telómeros danificados: eles tendem a ser destruídos e, nesse processo,a célula morre.


Relação entre o tamanho dos telómeros e a capacidade de proliferação celular: células germinativas (não diferenciadas – linha amarela) têm telómeros longos e multiplicam-se indeterminadamente, enquanto células somáticas (já diferenciadas – linha laranja) dividem-se por 50-60 gerações e perdem seus telómeros gradualmente (o ‘limite  de Hayflick’ é o momento em que a maioria das células somáticas mostra sinais de envelhecimento). Células ‘em crise’ que já acumularam diferentes mutações morrem ou reactivam a telomerase, tornando-se ‘imortais’.
O encurtamento acelerado dos telómeros (linha roxa) ocorre em muitas síndromes relacionadas ao envelhecimento prematuro. Indivíduos portadores dessas síndromes apresentam precocemente patologias associadas apenas a idosos.

Fonte: Ciência Hoje - Vol 39. nr. 229
(Os Cromossomas não atam atacadores)

Questão :

Explique em que medida a descoberta da inactivação da enzima telomerase poderia constituir uma terapia efectiva de neoplasias malignas.