Que processos são responsáveis pela unidade e variabilidade celular? Reprodução e variabilidade, que relação?

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1 SITUAÇÃO-PROBLEMA: Que processos são responsáveis pela unidade e variabilidade celular? Reprodução e variabilidade, que relação?

2 Que processos são responsáveis pela unidade celular? Qual a relação entre variabilidade e reprodução? Quais as alterações a que um indivíduo está sujeito ao longo do seu ciclo de vida? 1. Reprodução assexuada 2. Reprodução sexuada 3. Ciclos de vida

3 Unidade 6 Reprodução

4 Reprodução Capacidade de constituir descendência portadora de genes dos progenitores, assegurando a renovação contínua da espécie e a transmissão da informação genética de geração em geração.

5 Reprodução assexuada sem intervenção de células sexuais e sem fecundação; descendência a partir de um único progenitor; os descendentes são geneticamente idênticos entre si e ao progenitor.

6 Reprodução sexuada ocorre a fecundação, com fusão de gâmetas, geralmente provenientes de dois progenitores diferentes, e formação de um ovo; os descendentes são únicos, geneticamente diferentes entre si e dos progenitores.

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8 Reprodução assexuada - estratégias

9 Bipartição ou cissiparidade Uma célula ou indivíduo divide-se em dois, semelhantes, com posterior crescimento até atingir o tamanho do progenitor. Frequente nos seres unicelulares (ex. paramécia, amiba).

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12 Gemulação ou gemiparidade Na superfície da célula ou indivíduo forma-se uma dilatação gomo ou gema que dá origem a um novo organismo após um processo de crescimento e separação. Ocorre em seres unicelulares (ex. leveduras) e em seres pluricelulares (ex. esponja, hidra).

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17 Fragmentação Novos indivíduos são formados a partir da regeneração de fragmentos de um indivíduo progenitor. Ocorre em animais pouco diferenciados (ex. planária, estrela-do-mar, anémonas) e em algas (espirogira).

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21 Partenogénese Formação de um novo indivíduo a partir de um óvulo não fecundado. Ocorre em abelhas, pulgões, e nalguns peixes, anfíbios e répteis.

22 Os zangões resultam do desenvolvimento de óvulos não fecundados.

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24 O dragão-de-komodo é um animal capaz de reprodução por partenogénese, descoberta em 2007.

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26 Partenogénese em mamíferos Em 2004, a revista britânica Nature publicou um artigo no qual um grupo de cientistas japoneses e coreanos descrevem, pela primeira vez, a ocorrência de um mamífero partenogénico, uma fêmea de ratinho (Mus musculus) a que deram o nome de Kaguya e que sobreviveu até à idade adulta, tendo produzido descendência fértil.

27 Neste trabalho, utilizaram-se, inicialmente, centenas de óocitos, que foram modificados por transferência nuclear e maturados, de forma a obter zigotos diplóides partenogénicos, os quais foram implantados em fêmeas, algumas das quais ficaram prenhas. De um total de 598 óocitos utilizados no início do trabalho, resultaram apenas dois embriões vivos, um dos quais foi sacrificado para estudos genéticos. O restante, uma fêmea, recebeu o nome de Kaguya, sendo hoje conhecido como o primeiro mamífero partenogénico da História da Ciência.

28 Esporulação Formação de células reprodutoras especiais os esporos que, por germinação, originam novos seres vivos. Comum em fungos (ex. bolor-do-pão), algas e plantas (fetos e musgos).

29 Esporângios de um fungo (bolor do pão Rhizopus sp.)

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31 Divisão múltipla (pluripartição ou esquizogonia) Os plasmódios dividem-se por esquizogonia no interior das hemácias.

32 Multiplicação vegetativa Certas estruturas vegetais pluricelulares originam, por diferenciação, novas plantas. Os casos mais comuns ocorrem a partir de folhas, caules aéreos estolhos (ex. morangueiro) ou subterrâneos, - rizomas (ex. fetos), tubérculos (ex. batateira) e bolbos (ex. cebolas).

33 Estruturas especializadas na multiplicação vegetativa Folhas Desenvolvimento nas margens da folha das plantas de plântulas que quando caem no solo e enraízam originam uma nova planta (ex.: Briófilo).

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35 Estolhos Caules finos e longos de crescimento aéreo e horizontal que quando tocam no solo enraízam (ex.: morangueiro).

36 Tubérculos Caules subterrâneos ricos em substâncias de reserva amido (ex.: batateira).

37 Os tubérculos possuem gomos com capacidade germinativa, os quais dão origem a novas plantas.

38 Rizomas Caules subterrâneos de crescimento horizontal, podendo apresentar porções aéreas (ex.: lírio).

39 Os rizomas têm a capacidade de alongarse, originando gemas, que se diferenciam em novas plantas.

40 Bolbos Caules subterrâneos de crescimento vertical. Folhas externas escamosas e carnudas (ex.: cebola).

41 Quando as condições se tornam favoráveis, formam-se gomos laterais, que se rodeiam de novas folhas carnudas, e originam novas plantas.

42 Multiplicação vegetativa artificial

43 Estacaria consiste na introdução de fragmentos da planta no solo (estacas), a partir dos quais surgem raízes e gomos que dão origem a uma nova planta.

44 Mergulhia consiste em dobrar um ramo da planta até enterrá-lo no solo. A parte enterrada irá criar raízes adventícias, originando, assim, uma planta independente.

45 Alporquia é uma variante da mergulhia e usa-se na impossibilidade de dobrar o ramo da planta até ao solo.

46 Alporquia utiliza-se um alporque, isto é, corta-se um pouco da casca de um ramo e envolve-se esta parte num plástico contendo terra, de forma a promover o aparecimento de raízes.

47 Enxertia consiste na junção das superfícies cortadas de duas partes de plantas diferentes.

48 As partes das plantas mais utilizadas em enxertia são pedaços de caules ou gomos (gemas) e as plantas envolvidas são, normalmente, da mesma espécie ou de espécies semelhantes.

49 A parte da planta que recebe o enxerto chama-se cavalo ou porta- enxerto e a parte da planta dadora chama-se garfo ou enxerto.

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52 Alguns tipos de enxertia Na enxertia por garfo, o cavalo é cortado transversalmente. Seguidamente, efectua-se uma fenda perpendicular, na qual é introduzido o garfo (constituído por um ou mais ramos da planta a transferir). A zona de união é, então, envolta em terra húmida ou fita, o que ajudará à cicatrização da união entre as duas plantas.

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54 Na enxertia por encosto, juntam-se os ramos de duas plantas, previamente descascadas na zona de contacto, e amarram-se os mesmos, de forma a facilitar a união. Após a cicatrização, corta-se a parte do cavalo que se encontra acima da zona de união e a parte da planta dadora do enxerto que se encontra abaixo da mesma zona. A nova planta obtida por este método é constituída pelo sistema radicular e tronco da planta receptora do enxerto e pelo ramo ou ramos da planta dadora do enxerto.

55 Na enxertia por borbulha, é efectuado um corte em forma de T na casca do caule da planta receptora do enxerto. Desta forma, é possível levantar a casca e introduzir no local da fenda o enxerto, constituído por um pedaço de casca contendo um gomo da planta dadora. Seguidamente, a zona de união é atada, de forma a ajudar a cicatrização.

56 Produção de plantas por cultura in vitro Prática actualmente muito utilizada. A partir de um fragmento seleccionado produzem-se milhões de plantas geneticamente idênticas. O rendimento é muito elevado. O produto final é robusto e livre de doenças.

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58 Como se obtêm plantas por micropropagação? 1) De folhas jovens cortam-se fragmentos pequenos que se passam primeiro por um líquido desinfectante seguido de lavagem em água destilada. 2) Os fragmentos tratados são colocados em caixas de Petri contendo um meio de cultura (elementos nutritivos e hormonas). Os recipientes, hermeticamente fechados e esterilizados, são colocados numa estufa de cultura em condições de temperatura, humidade e luz controladas.

59 3) Nos bordos dos fragmentos ocorre proliferação celular, originando massas de células indiferenciadas (tecido caloso ou calo), onde posteriormente se formam microrrebentos. 4) Desenvolvimento de plântulas. 5) Após o desenvolvimento das plântulas, estas são transferidas para vasos com solo rico em nutrientes e colocadas numa estufa, antes de serem comercializadas.

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62 Exploração Por que pode afirmar-se que a micropropagação é um processo de reprodução assexuada? Compare as condições em que se verifica a propagação tradicional utilizada pelo ser humano e a cultura in vitro. Indique duas vantagens da micropropagação.

63 Reprodução assexuada Os processos de reprodução assexuada estão associados à divisão celular por mitose uma vez que um único progenitor dá origem a um conjunto de indivíduos que lhe são geneticamente idênticos clones.

64 Clone grupo de células geneticamente idênticas e descendentes de uma só célula inicial. Também se aplica a uma linhagem de indivíduos geneticamente idênticos. Clonagem processo através do qual se obtém um clone.

65 Clonagem em mamíferos Em 1997, um grupo de investigadores escoceses, liderados por Ian Wilmut, anunciou ter clonado uma ovelha adulta. Para isso, este grupo de investigadores transplantou uma célula das glândulas mamárias de uma ovelha para um óvulo de outra ovelha.

66 Após ter cultivado estas células num meio de cultura apropriado, este grupo parou o ciclo celular em G 0. Seguidamente, fundiu estas células com óvulos de ovelha, aos quais havia sido removido o núcleo. As células resultantes desenvolveram embriões que foram implantados numa outra ovelha. Só um, dos duzentos e setenta e sete embriões produzidos inicialmente, completou o seu desenvolvimento. Desta forma, tinha sido conseguido o primeiro clone de mamífero manipulado pelo Homem.

67 Ian Wilmut (n. 1944) e a ovelha Dolly.

68 Que técnica tornou possível a obtenção da ovelha Dolly?

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70 Clonagem de animais por transferência de núcleos O núcleo de uma célula do animal que se pretende clonar é transferido para um óvulo de outro animal da mesma espécie, ao qual se retirou o núcleo.

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72 Reprodução sexuada

73 Reprodução sexuada os novos indivíduos são originados a partir de um ovo, célula que resulta da fusão de dois gâmetas (FECUNDAÇÃO) e apresentam diferenças mais ou menos acentuadas (variabilidade genética), quer entre si, que em relação aos progenitores.

74 Reprodução sexuada forma preponderante de reprodução nos animais e nas plantas.

75 Fecundação duplicação cromossómica Fecundação fusão (cariogamia) de duas células sexuais (gâmetas) resultando o ovo ou zigoto, portador da soma dos cromossomas transportados pelos gâmetas duplicação cromossómica.

76 Cromossomas homólogos O ovo ou zigoto possui dois conjuntos de cromossomas, um de origem paterna e outro de origem materna. Cada cromossoma de um destes conjuntos possui um cromossoma correspondente (homólogo) com forma e estrutura idêntica e genes correspondentes no outro conjunto.

77 Cromossomas homólogos As células que, como o ovo, cujos núcleos possuem pares de cromossomas homólogos, denominam-se células diplóides e a sua constituição cromossómica representa-se, simbolicamente, por 2n.

78 Células diplóides (2n) possuem núcleos com pares de cromossomas homólogos, tendo cada par forma e estrutura idênticas e genes com informação para as mesmas características. O número de cromossomas de cada espécie permanece constante ao longo das gerações devido à meiose.

79 Fecundação Na fecundação ocorre uma duplicação cromossómica, mas o número de cromossomas mantém-se constante ao longo das gerações graças à ocorrência de um processo de divisão nuclear responsável pela produção de gâmetas com o número cromossómico reduzido a metade (n), designado meiose.

80 Meiose A meiose implica a passagem da diploidia para a haploidia, porque as células por este processo originadas, os gâmetas, são células haplóides (n), pois os seus núcleos possuem um só cromossoma de cada par de homólogos.

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