CURSO U.V.V. / EMESCAM. BIOLOGIA - parte 01 EDUCANDO PARA SEMPRE

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1 CURSO U.V.V. / EMESCAM BIOLOGIA - parte 01 EDUCANDO PARA SEMPRE

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3 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. BIOLOGIA Prof. Flávio AULA 1 CARACTERÍSTICAS DOS SERES VIVOS 1. Composição química complexa: Os principais elementos constituintes da matéria viva são: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P), enxofre (S), sendo estes dois últimos em menor quantidade. Os principais compostos constituintes da matéria viva são: Compostos inorgânicos: água e sais minerais Compostos orgânicos: glicídios, lipídios, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas. 2. Organização da matéria viva: Todo ser vivo apresenta alto grau de organização, não encontrados em unidades não-vivas, e em todos os seres vivos, as moléculas das substâncias orgânicas e as substâncias inorgânicas organizam-se em estruturas complexas, as células. Célula: São as unidades estruturais e funcionais dos organismos vivos, representando a menor porção de matéria viva. Tipos celulares: - Procariota: Tipo celular mais simples que se caracteriza pela ausência de compartimentos ou estruturas membranosas. Possui o material genético disperso no citoplasma, compondo o nucleóide. - Eucariota: Tipo celular mais complexa que se caracteriza pela presença de compartimentos e estruturas membranosas relacionadas ao desempenho de funções fisiológicas específicas. Possui o material genético alojado no interior de um núcleo delimitado por membrana. 3. Metabolismo: Conjunto de atividades químicas e biológicas que se desenvolvem no interior de uma célula viva. Anabolismo: todos os processos em que há produção de novas substâncias a partir de reações mais simples. Catabolismo: todos os processos em que há degradação de substâncias complexas em outras mais simples. Obs.: Reações metabólicas: Reações de síntese ou condensação: as moléculas da água são formadas a partir da união de outras moléculas, Reações de hidrólise: reações em que a molécula de água é quebrada e seus átomos de hidrogênio são adicionados a outras substâncias. 4. Homeostase: A propriedade do ser vivo de manter relativamente constante seu meio interno. O ser vivo não muda sua composição química e suas características físicas, com a homeostase conseguimos manterconstantes, por exemplo, a temperatura, a quantidade de água no organismo e a concentração de diversas substâncias presentes no corpo. 5. Reação e movimento: Todos os seres vivos tem a capacidade de perceber e reagir a estímulos do meio ambiente, sendo que a percepção e a reação desencadeiam nos seres vivos um movimento, ou seja, uma variação na posição de um corpo no decorrer do tempo em relação a um referencial. 6. Crescimento: Com exceção dos vírus, todo ser vivo cresce. O crescimento nos seres vivos decorre da incorporação e da transformação de energia, como consequência da nutrição e do metabolismo. O crescimento nos seres vivos pode ocorrer por aumento do volume nos unicelulares e aumento no volume e no número de células nos pluricelulares 7. Nutrição: Capacidade de abastecimento da célula ou do organismo com nutrientes. Nutrição autotrófica: O organismo é capaz de produzir todas as moléculas orgânicas do seu corpo a partir de substâncias inorgânicas que retiram do ambiente, como o gás carbônico, água e sais minerais. Nutrição heterotrófica: O organismo não é capaz de produzir as moléculas orgânicas de seu corpo, necessitando ingerir moléculas orgânicas prontas. 1

4 8. Reprodução: Característica geral dos seres vivos essencial a vida, em que um ou mais indivíduo filhos são obtidos a partir de um ou mais parentais. Reprodução assexuada: Tipo de reprodução em que um novo ser surge a partir de uma célula ou grupo de células produzido por um único ser parental. Neste caso os indivíduos filhos possuem a mesma constituição genética do indivíduo parental. Reprodução sexuada: tipo de reprodução em que um novo ser surge a partir de uma única célula (zigoto) originado pela união de duas células sexuais (gametas), produzidos por um oumais comumente, por dois seres parentais. União dos gametas fecundação Se os gametas são provenientes do mesmo indivíduo parental autofecundação. Se os gametas forem provenientes de indivíduos parentais diferentes fecundação cruzada. 9. Hereditariedade: Característica essencial da vida, intimamente ligada à reprodução. Corresponde a capacidade de transferência do material genético dos indivíduos parentais aos indivíduos filhos. Material genético: Representado pelos ácidos nucleicos (DNA, normalmente, e RNA). Obs.: O material genético controla o metabolismo celular e define as características típicas de cada célula e do conjunto de células que constituem o organismo multicelular. 10. Evolução: Capacidade que os seres vivos têm de sofrerem modificações ao longo das gerações, por meio de processos que levam a maior adaptação ao meio. Envolve três condições principais: variabilidade genética, seleção natural, adaptação. QUESTÕES OBJETIVAS 1. Relacione as colunas: a) autótrofo ( ) possui membrana nuclear b) fotossíntese ( ) possui mais de uma célula c) heterótrofo ( ) capacidade de reagir a estímulos d) procarionte ( ) processo de produção de alimentos e) unicelular ( ) se alimentam de outros seres f) eucarionte ( ) o material genético não está delimitado por uma membrana g) pluricelular ( ) etapas do desenvolvimento de um ser vivo h) excitabilidade/irritabilidade ( ) seres que produzem seu alimento i) ciclo vital ( ) possui apenas uma célula 2. Analise as afirmações abaixo referentes aos seres vivos. I. Relacionam-se e modificam o meio. II. Reproduzem-se sexualmente. III. Respondem aos estímulos do meio. IV. Usam gás carbônico na produção de matéria orgânica. São características comuns a todos os seres vivos: a) I e II, apenas. c) I e III, apenas. b) I, II e III, apenas. d) II e IV, apenas. e) I, II, III e IV. 3. Embora a continuidade da vida na Terra dependa substancialmente de todo o elenco de características que definem os sistemas viventes, duas dessas características assumem maior importância para a preservação da vida no planeta. São elas: a) composição química complexa e estado coloidal. b) elevado grau de organização e execução das funções vitais. c) manutenção da homeostasia e alto nível de individualidade. d) consumo de energia e renovação contínua da matéria. e) capacidade de reprodução e hereditariedade 4. Sobre as características gerais dos seres vivos, assinale o que for correto. 01) Todos os seres vivos respondem a estímulos físicos e químicos do ambiente em que vivem. 02) Todos os seres vivos têm a capacidade de crescer. 04) Todos os seres vivos podem se reproduzir. 08) Todos os seres vivos são constituídos por uma ou mais células. 2

5 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. 5. Com relação às características gerais dos seres vivos, é incorreto afirmar: a) Células procarióticas e eucarióticas apresentam membrana plasmática. b) Apenas as células eucarióticas apresentam ribossomos. c) A reprodução sexuada é fundamental para a variabilidade genética da espécie. d) O processo de degradação de substâncias complexas em substâncias simples é conhecido como catabolismo. e) As adaptações sofridas pelos organismos, ao longo de suas vidas, podem levar a um processo de evolução. AULA 2 ÁGUA CONCEITO: É a substância que se encontra em maior quantidade no interior da célula. É considerada um solvente universal, atuando como dispersante de inúmeros compostos orgânicos e inorgânicos das células. ORIGEM: Endógena: Proveniente das reações químicas que ocorrem no próprio organismo, com liberação de água. Exógena:Proveniente da ingestão. QUANTIDADE: Varia em função de três fatores básicos: atividade de tecido ou órgão, idade do organismo e espécie estudada. 1) Atividade metabólica tecidual: Normalmente, quanto maior a atividade metabólica de um tecido, maior é a taxa de água que nele se encontra. 2) Idade: Geralmente, a taxa de água decresce com o aumento da idade. Ex.: feto humano de três meses tem 94% de água e um recém-nascido tem aproximadamente 69%. 3) Espécie: A taxa de água tende a ser constante em uma mesma espécie, podendo variar de espécie para espécie. PROPRIEDADES: Calor específico: Muito alto. É definido como a quantidade de calor que um grama de uma substância precisa absorver para aumentar sua temperatura em 1ºC sem que haja mudança de estado físico. O elevado calor específico atua no equilíbrio da temperatura dentro da célula, impedindo mudanças bruscas de temperatura, que afetam o metabolismo celular. Calor latente de vaporização: Elevado. É definido como a quantidade de calor absorvida durante a vaporização de uma substância em seu ponto de ebulição. O alto calor latente de vaporização é consequência da forte coesão entre suas moléculas, de modo que para que a água passe para o estado gasoso é necessário o rompimento das ligações de hidrogênio que mantém as moléculas unidas, o que demanda muita energia. A evaporação da água é um mecanismo importante para os seres vivos, uma vez que, graça a ele, os organismos terrestres evitam o superaquecimento. Calor latente de fusão: Elevado. É a quantidade de calor necessária para transformar um grama de uma substância em estado sólido para o estado líquido, na temperatura de fusão. Para se solidificar, a água precisa liberar muito calor, o que requer exposição a temperaturas inferiores a 0ºC por tempo prolongado. O alto calor de fusão da água protege os organismos vivos dos efeitos danosos do congelamento, de modo que, se a água presente nas células congelasse facilmente, os seres vivos morreriam devido aos cristais formados dentro delas, o que causariam danos às membranas celulares. Coesão: União estabelecida entre as moléculas de água devido as ligações de hidrogênio Tensão superficial: Grande. Moléculas com cargas aderem fortemente às moléculas de água, o que permite a manutenção da estabilidade coloidal. Adesão: Tendência que as moléculas de água tem de aderir a superfícies polarizadas. É o que faz com que a água molhe superfícies polares. Capilaridade: Tendência que a água apresenta de subir pelas paredes de tubos finos ou de se deslocar por espaços estreitos existentes em materiais porosos. É consequência das propriedades de coesão e adesão. Poder de dissolução: Muito grande. É considerada o solvente universal. Essa propriedade está relacionada a polaridade da molécula de água e seu grande poder de adesão. Essa propriedade é muito importante, pois todas as reações químicas celulares ocorrem em solução, além disso, a água é importante meio de transporte de substâncias dentro e fora das células. Obs.: Substâncias que se dissolvem em água: hidrofílicas. Substâncias que não se dissolvem em água: hidrofóbicas. FUNÇÕES: Solvente universal, transporta substâncias dentro ou fora da células, via de excreção, termorregulação, papel lubrificante, matéria prima para ocorrência de reações, atuar em reações de hidrólise. 3

6 QUESTÕES OBJETIVAS 1. Dentre as propriedades físico-químicas da água, com grande importância sob o ponto de vista biológico, podem-se citar: a) o alto calor específico, o pequeno poder de dissolução e a grande tensão superficial. b) o baixo calor específico, o grande poder de dissolução e a pequena tensão superficial. c) o baixo calor específico, o pequeno poder de dissolução e a pequena tensão superficial. d) o alto calor específico, o alto poder de dissolução e a pequena tensão superficial. e) o alto calor específico, o alto poder de dissolução e a grande tensão superficial. 2. A água apresenta inúmeras propriedades que são fundamentais para os seres vivos. Qual, dentre as características a seguir relacionadas, é uma propriedade da água de importância fundamental para os sistemas biológicos? a) Possui baixo calor específico, pois sua temperatura varia com muita facilidade. b) Suas moléculas são formadas por hidrogênios de disposição espacial linear. c) Seu ponto de ebulição é entre 0 e 100 C. d) É um solvente limitado, pois não é capaz de se misturar com muitas substâncias. e) Possui alta capacidade térmica e é solvente de muitas substâncias. 3. O citoplasma celular é composto por organelas dispersas numa solução aquosa denominada citosol. A água, portanto, tem um papel fundamental na célula. Das funções que a água desempenha no citosol, qual NÃO está correta? a) Participa no equilíbrio osmótico. b) Catalisa reações químicas. c) Atua como solvente universal. d) Participa de reações de hidrólise. e) Participa no transporte de moléculas. 4. "A taxa de água varia em função de três fatores básicos: atividade do tecido ou órgão (a quantidade de H 2 O é diretamente proporcional à atividade metabólica do órgão ou tecido em questão); idade (a taxa de água decresce com a idade) e a espécie em questão (homem 63%, fungos 83%, celenterados 96% etc.)". Baseado nestes dados, o item que representa um conjunto de maior taxa hídrica é: a) coração, ancião, cogumelo b) estômago, criança, abacateiro c) músculo da perna, recém-nascido, medusa d) ossos, adulto, "orelha-de-pau" e) pele, jovem adolescente, coral 5. Pode-se dizer corretamente que o teor de água nos tecidos animais superiores: a) é maior quanto maior o seu metabolismo e diminui com o aumento da idade: b) é maior quanto maior o seu metabolismo e aumenta com o aumento da idade. c) é maior quanto menor o seu metabolismo e diminui com o aumento da idade. d) é maior quanto menor o seu metabolismo e aumenta com o aumento da idade. e) apresenta variações diferentes das citadas nas alternativas anteriores. QUESTÕES DISCURSIVAS 1. Em abril de 2007, astrônomos suíços, portugueses e franceses descobriram um planeta semelhante à Terra fora do sistema solar, o Gliese 581c. A descoberta desse planeta representa um salto da ciência na busca pela vida extraterrestre, visto que os cientistas acreditam que há água líquida em sua superfície, onde as temperaturas variam entre 0 C e 40 C. Tais condições são muito propícias à existência de vida. Por que a água na forma líquida e temperaturas entre 0 C e 40 C são propícias para a existência da vida tal como a conhecemos? 2. Explique como ocorre a variação da taxa de água nos tecidos de acordo com a atividade metabólica e com a idade. 3. Algumas pessoas fazem exercícios com roupas pesadas em dias quentes por que Isso faz suar, o que pode causar uma perda temporária de peso. Explique. a) Alem de calorias, o que a pessoa perdeu que também a fez diminuir de peso? b) Por que essa perda extra de peso e temporária? c) Por que a pratica de exercícios com roupas pesadas em dias quente e perigoso para a saúde? 4. Sabe-se que a maior parte da matéria viva em um organismo é de água. Como explicar a enorme presença de água no organismo vivo, sabendo que a ingestão não equivale nem a 5% do total de água que o organismo possui? 4

7 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. 5. Entre os componentes químicos de uma célula, a água é o que se apresenta em maior quantidade. Associe tal substância à ocorrência de reações químicas num organismo e cite mais dois papéis biológicos atribuídos a ela nos seres vivos. AULA 3 SAIS MINERAIS CARACTERIZAÇÃO: São compostos inorgânicos, não produzidos pelo organismo, havendo a necessidade de serem obtidos juntos aos alimentos, necessários em pequena quantidade e grande variedade, atuando como reguladores de vias metabólicas, constituintes de moléculas diversas e constituintes de estruturas esqueléticas. OCORRÊNCIA: Sob forma iônica (dissolvidos) ou sob fórmula integral (insolúveis). CLASSIFICAÇÃO: 1) Macrominerais: Necessário em quantidade relativamente grande (100mg por dia). Ex.: cálcio, fósforo, cloro, magnésio e enxofre. 2) Microminerais ou oligoelementos: Necessários em quantidade relativamente baixa (inferior a 20mg por dia). Ex.: ferro, flúor, iodo, zinco, cobre, cromo, selênio, cobalto, manganês, molibdênio, vanádio, níquel, estanho e silício. Sal mineral Função Fontes Cálcio Cobalto Fósforo Ferro Iodo Cloro Potássio Sódio Magnésio Enxofre Cobre Zinco Selênio Atua na formação de tecidos, ossos e dentes; age na coagulação do sangue, necessário para o funcionamento normal de nervos e músculos. Componente da vitamina B12. Essencial para a produção das hemácias. Atua na formação de ossos e dentes; indispensável para o sistema nervoso e o sistema muscular; junto com o cálcio e a vitamina D, combate o raquitismo, constituinte de ácidos nucleicos e ATP Componente da hemoglobina, mioglobina e enzimas respiratórias. Fundamental para a respiração celular. Componente de hormônios da tireóide, que estimulam o metabolismo. Principal ânion extracelular. Importante na balanço de líquido corpóreos. Constituinte do suco gástrico. Principal cátion intracelular. Influencia a atividade dos nervos (impulsos nervosos) e a contração muscular. Principal cátion extracelular. Importante no balanço de líquidos corpóreos. Essencial para a condução do impulso nervoso. Componente de muitas coenzimas. Necessário para o funcionamento normal de nervos e músculos. Constituinte de muitas proteínas. Essencial para atividade metabólica normal Componente de enzimas diversas. Essencial para formação da hemoglobina. Componente de dezenas de enzimas, como as envolvidas na digestão. Cofator enzimático. Ligado a prevenção do câncer. Queijo, leite, nozes, uva, cereais integrais, nabo, couve, chicória, feijão, lentilha, amendoim, castanha de caju Está contido na vitamina B 12 e no tomate Leite e derivados, carnes, aves, peixes, cereais, leguminosas. Carnes, fígado, vegetais verdes escuros, leguminosas. Peixe, frutos do mar, sal iodado. Sal comum de cozinha Verduras, frutas, leguminosas, carnes, leite. Sal comum de cozinha Frutas cítricas, leguminosas, gema de ovo, salsinha, agrião, espinafre, cebola, tomate, mel Carnes, legumes Fígado, peixe, ovos, trigo integral, feijão. Carne, fígado, ovos, mariscos, cereais. Carne, moluscos, fígado e leguminosas. Molibdênio Cofator enzimático Cereais integrais, leite e leguminosas. 5

8 QUESTÕES OBJETIVAS 1. Não é correto afirmar que os sais minerais: a) estão, na maioria das vezes, no meio intracelular, dissociados em íons. b) na sua fórmula integral, participam com função estrutural da natureza de alguns tecidos, como por exemplo ossais de cálcio no tecido ósseo. c) têm papel importante no fenômeno da osmose. d) controlam a respiração celular. e) ajudam a manter constante o ph da célula. 2. Os sais minerais existem nos seres vivos de forma imobilizada ou dissociados em íons. Pequenas variações nas porcentagens de íons podem modificar profundamente a permeabilidade, irritabilidade e viscosidade da célula. Analise as propostas apresentadas. ( ) Magnésio (MG ++ ) presente na clorofila é, portanto, necessário à fotossíntese. ( ) Cálcio (Ca ++ ) é necessário para a ação de certas enzimas em importantes processos fisiológicos. ( ) Ferro (Fe ++ ), presente na hemoglobina, faz parte de pigmentos importantes na respiração (citocromos). ( ) Fosfato (PO4 -- ) é o principal cátion extra e intracelular. ( ) Cloreto (Cl ), importante cátion presente tanto na hemoglobina quanto na clorofila. 3. O papel dos íons fosfato e carbonato no organismo é: a) facilitar a osmose através da membrana celular. b) quebrar as moléculas orgânicas maiores em moléculas orgânicas menores. c) atuar como componente de estruturas de sustentação. d) proceder como catalisadores em reações metabólicas intracelulares. e) regular a transmissão do impulso nervoso. 4. Segundo estudo feito na Etiópia, crianças que comiam alimentos preparados em panelas de ferro apresentaram uma redução da taxa de anemia de 55 para 13%. Essa redução pode ser explicada pelo fato de que o ferro, a) aquecido, ativa vitaminas do complexo B presentes nos alimentos prevenindo a anemia. b) contido nos alimentos, se transforma facilmente durante o cozimento e é absorvido pelo organismo. c) oriundo das panelas, modifica o sabor dos alimentos, aumentando o apetite das crianças. d) proveniente das panelas, é misturado aos alimentos e absorvido pelo organismo. 5. Associe os elementos químicos da coluna superior com as funções orgânicas da coluna inferior. 1) Magnésio ( ) formação do tecido ósseo 2) Potássio ( ) transporte de oxigênio 3) Iodo ( ) assimilação de energia luminosa 4) Cálcio ( ) equilíbrio de água no corpo 5) Sódio ( ) transmissão de impulso nervoso 6) Ferro A sequência numérica correta, de cima para baixo, na coluna inferior, é a) d) b) e) c) QUESTÕES DISCURSIVAS 1. Os médicos de uma cidade do interior do Estado de São Paulo, ao avaliarem a situação da saúde de seus habitantes, detectaram altos índices de anemia, de bócio, de cárie dentária, de osteoporose e de hemorragias constantes através de sangramentos nasais. Verificaram a ocorrência de carência de alguns íons minerais e, para suprir tais deficiências, apresentaram as propostas seguintes. Proposta I - distribuição de leite e derivados. Proposta II - adicionar flúor à água que abastece a cidade. Proposta III - adicionar iodo ao sal consumido na cidade, nos termos da legislação vigente. Proposta IV - incentivar os habitantes a utilizar panelas de ferro na preparação dos alimentos. Proposta V - incrementar o consumo de frutas e verduras. Diante destas propostas, responda. a) Qual delas traria maior benefício à população, no combate à anemia? Justifique. b) Qual proposta que, pelo seu principal componente iônico, poderia reduzir, também, os altos índices de cáries dentárias, de osteoporose e de hemorragias? Por quê? 6

9 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. 2. É muito comum que mulheres apresentem um quadro de anemia durante a gravidez. As mulheres anêmicas queixam-se de cansaço constante, além de uma acentuada "falta de ar". Essa condição em geral pode ser tratada por meio da ingestão de sais de ferro, ou de uma dieta rica em ferro. Explique de que forma a dose extra de ferro alivia os sintomas de falta de ar. 3. A adição de iodo ao sal de cozinha foi estabelecida por lei governamental após a análise da principal causa da elevada incidência de pessoas com bócio (também conhecido como papo ou papeira) no país. Explique, do ponto de vista fisiológico, por que essa medida deu bons resultados. 4. O cálcio desempenha papel importante em vários processos fisiológicos do homem. Por isso, é indispensável a manutenção dos níveis plasmáticos de cálcio em estreitos limites, o que ocorre com a participação de alguns hormônios. Determine ao menos três papéis biológicos desempenhados pelo cálcio no organismo. 5. Em uma criança foi constatada, por meio de exames, anemia provocada por deficiência alimentar. O médico receitou medicamentos à base de sais de ferro. Com essas informações, RESPONDA: a) Que tipo de anemia poderia ter a criança? b) Qual a importância do ferro no processo em questão? AULA 4 GLICÍDIOS ELEMENTOS CONSTITUINTES: São moléculas orgânicas constituídas fundamentalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Podem ter fósforo, nitrogênio ou enxofre. SINONÍMIA: Açúcares, sacarídeos (do grego sakharon, açúcar), carboidratos ou hidratos de carbono. OCORRÊNCIA: São as biomoléculas mais abundantes na natureza FUNÇÕES: Ampla variedade de funções, entre elas: Fonte de energia, reserva de energia, estrutural, matéria prima para a biossíntese de outras biomoléculas. QUIMICAMENTE: São definidos comopoli-hidróxi-cetonas (cetoses) ou poli-hidróxi-aldeídos (aldoses), ou seja, compostos orgânicos com, pelo menos três carbonos onde todos os carbonos possuem uma hidroxila, com exceção de um, que possui a carbonila primária (grupamento aldeídico) ou a carbonila secundária (grupamento cetônico). ORIGEM: Fotossíntese nos vegetais, ingestão nos animais. CLASSIFICAÇÃO: Monossacarídeos (oses): São os carboidratos mais simples, dos quais derivam todas as outras classes. Fórmula geral (CH 2 O) n. O valor de n pode variar de 3 a 7, e, de acordo com ele, os monossacarídeos são chamados respectivamente de trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses. Mais importantes são as pentoses e as hexoses. As pentoses mais importantes são: Ribose carboidrato constituinte do RNA (ácido ribonucleico); desoxirribose carboidrato constituinte do DNA (ácido desoxirribonucleico). As hexoses mais importantes são: glicose papel energético; galactose papel energético; frutose papel energético. Oligossacarídeos (osídeos): São glicídio formados pela associação de 2 a 10 monossacarídeos por meio de ligações glicosídicas. Os mais importantes são os dissacarídeos. Dissacarídeos:Moléculas formadas pela união de dois monossacarídeos por meio de ligações glicosídicas.a reação de formação de um dissacarídeo é uma síntese por desidratação.os principais dissacarídeos são:sacarose - açúcar de cana, formado pela união de uma molécula de glicose e uma de frutose; lactose - açúcar do leite, constituído por uma glicose ligada a uma galactose; maltose - açúcar típico dos vegetais é um dissacarídeo formado por duas moléculas de glicose. Polissacarídeos(osídeos): Moléculas grandes, formadas a partir da união de mais de dez monossacarídeo, no geral, centenas ou milhares. A fórmula geral dos polissacarídeos é (C 6 H 10 O 5 ) n, mas não é válida para todos, pois alguns apresentam nitrogênio e enxofre em sua fórmula. Os polissacarídeos são insolúveis em água e podem ser desdobrados em açúcares simples por hidrólise.sua insolubilidade é vantajosa para os seres vivos por dois motivos: permite que eles participem com componentes estruturais da célula ou que funcionem como armazenadores de energia. Os principais polissacarídeos são: amido, glicogênio, celulose e quitina. Amido: É a principal forma de armazenamento de glicídios nos vegetais. Ocorre principalmente nas sementes, nos caules e raízes de plantas. Formado apenas por moléculas de glicose. É a principal reserva energética dos vegetais. 7

10 Glicogênio: Encontrado em fungos e animais. Representa a forma de armazenamento de glicídios nesses organismos (reserva energética). Ocorre intracelularmente como grandes agregados ou grânulos, sendo constituído por subunidades de glicose unidas por meio de ligações glicosídicas. O glicogênio é especialmente abundante no fígado(glicogênio hepático)e pode ser encontrada ainda nas células musculares(glicogênio muscular).o glicogênio hepático, que chega a 150 g, é degradado no intervalo das refeições mantendo constante o nível de glicose no sangue ao mesmo tempo em que fornecem este metabólito as outras células do organismo. O glicogênio muscular, ao contrário, só forma glicose para a contração muscular. Celulose: Polímero de "cadeia longa" composto de um só monômero, a glicose. É o componente estrutural da parede celular das células vegetais. Não é digerível pelo homem, sendo que alguns animais, particularmente os ruminantes, podem digerir celulose com a ajuda de microrganismos simbiônticos, que produzem a celulase, enzima responsável pela sua digestão. Quitina: Polissacarídeo, insolúvel e córneo formado por unidades de N-acetilglicosamina (açúcares com grupos amina em sua estrutura). É o constituinte principal dos exoesqueletos dos artrópodes, e está presente, com menor importância, em muitas outras espécies animais. É, também, o constituinte principal das paredes celulares nos fungos. QUESTÕES OBJETIVAS 1. Exemplos de polissacarídio, dissacarídio, hexose e pentose, respectivamente: a) celulose, sacarose, ribose e frutose. b) amido, maltose, glicose e desoxirribose. c) coniferina, lactose, maltose e desoxirribose. d) amido, celulose, glicogênio e frutose. e) ácido hialurônico, quitina, frutose e ribose. 2. Considere as afirmativas a seguir, sobre a obtenção e armazenamento de energia nos seres vivos. I. Os animais adquirem energia para suas atividades através da alimentação. II. Nos vertebrados, parte dos carboidratos ingeridos é convertida em glicogênio. III. O glicogênio é armazenado no pâncreas e no fígado. IV. O excesso de carboidratos é transformado em amido. Estão corretas SOMENTE a) II, III e IV b) I, II e III c) III e IV d) II e IV e) I e II 3. Inmetro: ovo diet não alerta que contém lactose. "O rótulo de um determinado ovo de Páscoa diet, além de não informar sobre a presença de lactose, afirmava que o produto não continha açúcar. Segundo o fabricante, a lactose encontrada no ovo era proveniente do leite utilizado na confecção do chocolate e não adicionada aos ingredientes." (Adaptação - "O Globo", 2003) A falta de informações precisas sobre a composição dos alimentos pode trazer complicações à saúde e, neste caso, principalmente à dos diabéticos, pois a) a lactose, após ser absorvida pelo intestino, é utilizada da mesma forma que a glicose. b) a concentração alta de lactose acabará fornecendo elevado teor de glicose no sangue. c) a lactose se prende aos mesmos receptores celulares da insulina, aumentando a entrada de glicose nas células. d) os diabéticos não metabolizam a lactose, aumentando sua concentração sanguínea. e) a lactose, após ser absorvida, estimula a liberação de glucagon, aumentando a taxa de glicose sanguínea. 4. Analise os itens abaixo I. O polissacarídeo formado por unidades de glicose e que representa a principal forma de armazenamento intracelular de glicídios nos animais é denominado amido. II. Os glicídios que podem ser hidrolisados dando outros glicídios de moléculas menores são chamados monossacarídeos. III. Glicogênio e celulose têm em comum, na sua composição, moléculas de glicose. IV. A celulose é um polissacarídio que participa da parede celular dos vegetais Estão corretos os itens: a) I, II, III e IV b) II, III e IV c) III e IV d) III apenas e) IV apenas 8

11 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. 5. Os carboidratos, também conhecidos como glicídios ou açúcares, são as macromoléculas mais abundantes na natureza. As seguintes afirmativas se referem a alguns destes carboidratos. I. Os mais simples, chamados de monossacarídeos, podem ter de 3 a 7 átomos de carbono, e os mais conhecidos, glicose, frutose e galactose, têm 6. II. O amido e a celulose são polissacarídeos formados pelo mesmo número de moléculas de glicose, que se diferenciam pela presença de ramificações na estrutura do amido. III. A quitina é um importante polissacarídeo que constitui o exoesqueleto dos insetos e crustáceos. IV. A glicose é formada e armazenada nos tecidos vegetais através da fotossíntese. As seguintes afirmativas estão corretas: a) I, II e IV b) I, III e IV c) I e III d) I e IV QUESTÕES DISCURSIVAS 1. Os açúcares complexos, resultantes da união de muitos monossacarídeos, são denominados polissacarídeos. a) Cite dois polissacarídeos de reserva energética, sendo um de origem animal e outro de origem vegetal. b) Indique um órgão animal e um órgão vegetal, onde cada um destes açúcares pode ser encontrado. 2. A seguir, temos a representação de uma molécula de glicose de cadeia aberta. Em relação a esta molécula, responda as questões abaixo: a) Quais são as funções orgânicas presentes nessa molécula? b) Qual será a fórmula cíclica da glicose? c) Qual é a sua fórmula molecular? d) Cite uma macromolécula que seja polímero da glicose. 3. Quanto aos polissacarídeos determine as funções biológicas e amido, glicogênio, celulose e quitina. Determine a semelhança existente entre os três primeiros citados e a composição química do quarto. 4. Considerando os seguintes carboidratos: sacarose, lactose e celulose, RESPONDA: a) Quais os monossacarídeos que formam essas moléculas? Sacarose Lactose Celulose b) Onde esses carboidratos podem ser encontrados? Sacarose Lactose Celulose 5. Os polissacarídeos são moléculas formadas por um grande número de resíduos de monossacarídeos, como ocorre com o glicogênio, com o amido e com a celulose. Os dois primeiros representam reservas energéticas de origem animal e vegetal, respectivamente, já a celulose, apesar de ser formada por moléculas de glicose, como os outros dois, não é uma reserva energética. Na verdade, as glicoses presentes na molécula de celulose não são, normalmente, aproveitadas, uma vez que, a celulose não é digerida nos tratos digestórios da maioria dos animais. a) Cite um animal que tem a capacidade de realizar o aproveitamento da celulose como fonte de energia e explique o porquê dessa capacidade de aproveitamento. b) Mesmo que não possamos aproveitar as moléculas de glicose da celulose, a mesma tem grande importância no processo de digestão. Explique essa importância AULA 5 LIPÍDIOS CARACTERIZAÇÃO: Abrangem uma classe de compostos com estrutura muito variada e que exercem diferentes funções biológicas, cuja principal característica é a insolubilidade em água e a solubilidade em solventes orgânicos. São moléculas apolares. ELEMENTOS CONSTITUINTES: C, H, O, podem ter P e N. QUIMICAMENTE: muitos lipídios são compostos orgânicos formados da união de ácidos graxos e álcool, por meio de uma reação de esterificação, ou seja, são ésteres de ácido graxo e álcool. PRINCIPAIS REPRESENTANTES: Óleos, gorduras, ceras, os lipídios compostos (fosfolipídios, por exemplo) e finalmente os esteroides, que, apesar de estruturalmente diferentes dos outros lipídios, ainda assim são considerados lipídios. CLASSIFICAÇÃO: Lipídios simples: Possuem apenas C, H, O em sua composição. Lipídios complexos: Possuem P e N, além de C, H, O em sua composição. 9

12 PRINCIPAIS LIPÍDIOS: Glicerídeos: Lipídios que possuem em sua composição uma molécula de álcool glicerol ligado a uma, duas ou três moléculas de ácidos graxos, neste ultimo caso sendo conhecido como triglicerídeo ou triacilglicerol. Representados por compostos conhecidos como óleo e gordura. Óleos são líquidos a temperatura ambiente, possuindo um ou mais ácidos graxo insaturados em sua composição. Gorduras são sólidas em temperatura ambiente, possuindo todos ácidos graxos saturados em sua composição. Os glicerídeos, principalmente os triglicerídeos, constituem a maneira mais eficiente de reserva de energia nos seres vivos. Seres humanos e outros mamíferos armazenam a gordura em células adiposas, especialmente sob a pele, formando o panículo adiposo, nesse casso, além de reserva de energia, esse tecido adiposo funciona como isolante térmico e como proteção contra choques mecânicos. Importante: Lipídios na dieta! O excesso de alimentos gordurosos na dieta oferecem riscos: Ácidos graxos insaturados podem levar a deposição de lipídios na parede das artérias levando a perda de sua elasticidade (aterosclerose), o que pode resultar em doenças cardiovasculares, causar infarto e acidentes vasculares cerebrais (AVCs). A presença de óleos e gorduras na dieta é importante pois os mesmo são necessários para o organismo absorver as vitaminas lipossolúveis. Existem certos ácidos graxos que não são produzidos pelo organismo (lipídios essenciais), havendo assim, a necessidade de serem obtidos juntos aos alimentos. Esses lipídios são poli-insaturados e estão presentes em diversos óleos vegetais e em peixes marinhos, e são importantes para a construção das membranas celulares e para a síntese de prostaglandinas. Cerídeos: Representados pelas ceras, são misturas complexas de ésteres de ácidos graxos com alcoóis de cadeia longa (variam em comprimento de cadeia de 16 a 30 átomos de carbono, geralmente). Atuam como impermeabilizadores de superfícies corporais, em alguns casos como reserva de energia. As ceras biológicas encontram uma variedade de aplicações na indústria farmacêutica, de cosméticos e outras (Ex.: lanolina, cera de abelha, cera de carnaúba, entre outras são usadas em loções e pomadas). Esteroides: Grupo particular de lipídios. Se caracterizam pela presença de átomos de carbono interligados formando quatro anéis carbônicos aos quais se ligam outras cadeias carbônicas, grupos hidroxila e átomos de oxigênio. O colesterol é o principal e o mais conhecido esteroide. Importância do colesterol: Participa da composição química da membrana plasmática das células animais, diminuindo a fluidez da membrana. É precursor de hormônios sexuais (testosterona, estrógeno, progesterona), dos sais biliares e da vitamina D. Excesso de colesterol: contribuem para a arteriosclerose. Transporte do colesterol: O colesterol pode ser transportado no sangue humano associado a lipoproteínas plasmáticas. Essas lipoproteínas podem ser de baixa densidade identificadas pela sigla LDL (do inglês: LowDensityLipoprotein), ou de alta densidade, identificada pela sigla HDL (do inglês: High DensityLipoprotein). A lipoproteína LDL-colesterol fornece colesterol aos tecidos, sendo por isso chamada de mau colesterol; já a HDL-colesterol, chamada de bom colesterol, remove o excesso de colesterol das células transportando-o para o fígado. O colesterol degradado no fígado é excretado na forma de sais biliares. Fosfolipídios: são lipídios constituídos por uma molécula de glicerol, duas cadeias de ácidos graxos (uma saturada e uma insaturada), um grupo fosfato e uma molécula polar ligada a ele. São moléculas anfipáticas. Os fosfolipídios são os constituintes principais das membranas celulares Carotenoides:Pigmentos lipídicos de cor vermelha, laranja ou amarela, insolúveis em água e solúvel em óleos e solventes orgânicos. Estão presentes nas células de todas as plantas onde desempenham papel na fotossíntese. Matéria prima para produção de vitamina A em animais. QUESTÕES OBJETIVAS 1. O colesterol tem sido considerado um vilão nos últimos tempos, uma vez que as doenças cardiovasculares estão associadas a altos níveis desse composto no sangue. No entanto, o colesterol desempenha importantes papéis no organismo. Analise os itens a seguir. I. O colesterol é importante para a integridade da membrana celular. II. O colesterol participa da síntese dos hormônios esteroides. III. O colesterol participa da síntese dos sais biliares. Da análise dos itens, é correto afirmar que: a) somente I é verdadeiro. b) somente II é verdadeiro. c) somente III é verdadeiro. d) somente I e II são verdadeiros. e) somente I e II são verdadeiros. 2. A respeito do colesterol não é correto dizer: a) é um álcool de cadeia fechada de estrutura complexa. b) não participa da composição dos triglicerídeos. c) é integrante da fórmula dos lipídios ditos esterídeos ou esteroides. d) é encontrado na composição da cortisona e dos hormônios sexuais. e) é um lipídio que se acumula na parede das artérias, provocando estreitamento e obstrução desses vasossanguíneos (aterosclerose). 10

13 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. 3. Os lipídios são: a) os compostos energéticos consumidos preferencialmente pelo organismo. b) mais abundantes na composição química dos vegetais do que na dos animais. c) substâncias insolúveis na água mas solúveis nos chamados solventes orgânicos (álcool, éter, benzeno). d) presentes como fosfolipídios no interior da célula, mas nunca na estrutura da membrana plasmática. e) compostos orgânicos formados pela polimerização de ácidos carboxílicos de cadeias pequenas em meio alcalino. 4. Os lipídios compreendem um grupo quimicamente variado de moléculas orgânicas tipicamente hidrofóbicas. Diferentes lipídeos podem cumprir funções específicas em animais e vegetais. Assinale a alternativa INCORRETA. a) Os carotenoides são pigmentos acessórios capazes de captar energia solar. b) Os esteroides podem desempenhar papéis regulatórios como, por exemplo, os hormônios sexuais. c) Os triglicerídeos podem atuar como isolantes térmicos ou reserva energética em animais. d) O colesterol é uma das principais fontes de energia para o fígado. 5. A revista Veja - edição ano 37 - nº 24, de 16 de junho de 2004, em sua matéria de capa, destaca: "Um santo remédio? Eficazes para baixar o colesterol, as estatinas já são as drogas mais vendidas no mundo". No conteúdo da matéria, as articulistas Anna Paula Buchalla e Paula Neiva discorrem sobre os efeitos desta nova droga no combate seguro aos altos níveis de colesterol. Sobre o colesterol, analise as proposições abaixo: I. O colesterol é um dos mais importantes esteróis dos esterídeos animais, produzido e degradado pelo fígado, que atua como um órgão regulador da taxa dessa substância no sangue. II. O colesterol participa da composição química da membrana das células animais, além de atuar como precursor de hormônios, como a testosterona e a progesterona. III. Quando atinge baixos níveis no sangue, o colesterol contribui para a formação de placas de ateroma nas artérias, provocando-lhes um estreitamento. IV. Há dois tipos de colesterol: O LDL e o HDL. O primeiro é o "colesterol bom", que remove o excesso de gordura da circulação sanguínea. Assinale a alternativa correta: a) Apenas a proposição I é correta. b) Apenas a proposição II é correta. c) Apenas as proposições I e II são corretas. QUESTÕES DISCURSIVAS d) Apenas as proposições III e IV são corretas. e) Todas as proposições são corretas. 1. Os lipídios têm papel importante na estocagem de energia, estrutura de membranas celulares, visão, controle hormonal, entre outros. São exemplos de lipídios: fosfolipídios, esteroides e carotenoides. a) Como o organismo humano obtém os carotenoides? Que relação têm com a visão? b) A quais das funções citadas no texto acima os esteroides estão relacionados? Cite um esteroide importante para uma dessas funções. c) Cite um local de estocagem de lipídios em animais e um em vegetais. 2. Os esteroides são lipídios bem diferentes dos glicerídeos e das ceras, apresentando uma estrutura composta por quatro anéis de átomos de carbono interligados. O colesterol é um dos esteroides mais conhecidos, devido à sua associação com as doenças cardiovasculares. No entanto, este composto é muito importante para o homem, uma vez que desempenha uma série de funções. Complete os quadros a seguir com informações sobre este composto. a) Duas principais funções do colesterol: b) Duas origens do colesterol sanguíneo: 3. Uma dieta muito popular para perder peso consiste em ingerir alimentação rica em gordura e proteína, mas sem carboidratos. O gráfico a seguir mostra o efeito dessa dieta na recomposição do glicogênio muscular (um polímero de glicose), após duas horas de exercício, e a compara com uma dieta rica em carboidratos. Por que a dieta rica em gordura e proteína, mas sem carboidratos, não é recomendada para atletas? 11

14 4. Os lipídios são muito conhecidos como gorduras e óleos. Eles podem ser encontrados em produtos de origem animal e em óleos de origem vegetal. Diferencie essas duas substâncias e cite ao menos três papéis biológicos por elas desempenhados no organismo. 5. Sabe-se que o colesterol é um lipídio insolúvel em água e que o sangue é um meio aquoso. Sabendo que o colesterol é essencial a várias atividades celulares, explique como ele pode ser distribuído pelo organismo. Como obtemos colesterol? Qual a sua relação com problemas cardiovasculares? AULA 6 PROTEÍNAS CONCEITO: São compostos orgânicos de alto peso molecular, são formadas pelo encadeamento de aminoácidos unidos por meio de ligações peptídicas. CARACTERIZAÇÃO: Natureza macromolecular. Elevado peso molecular. Composto orgânico mais abundante da matéria viva. Anfóteras. Formam, na água, uma solução coloidal. AMINOÁCIDOS: Caracterização: São ácidos orgânicos que encerram em sua molécula um ou mais grupamentos amina (NH2). Qualquer molécula de aminoácido tem um grupo carboxila (COOH) e um grupo amina ligados a um átomo de carbono. Nesse mesmo carbono ficam ligados ainda um átomo de hidrogênio e um radical (R). O radical (R) representa um radical orgânico, diferente em cada molécula de aminoácido encontrado na matéria viva possuem caráter anfótero. Síntese e classificação: Existem vinte aminoácidos diferentes que fazem parte das proteínas e peptídeos. Os vegetais têm a capacidade de fabricar os vinte aminoácidos necessários para a produção de suas proteínas, já as células animais não sintetizam todos eles, sendo que alguns devem ser ingeridos com o alimento. Assim, os aminoácidos podem ser classificados em dois tipos: 1- Essenciais: são aqueles que não podem ser sintetizados pelos animais. 2- Não essenciais ou naturais: são aqueles que podem ser sintetizados pelos animais. Não Essenciais Glicina, Alanina, Serina, Cisteína, Tirosina, Arginina, Ácido aspártico, Ácido glutâmico,histidina, Asparagina, Glutamina, Prolina Essenciais Fenilalanina, Valina, Triptofano, Treonina, Lisina, Leucina, Isoleucina, Metionina Importância dos aminoácidos: São unidades estruturais dos peptídeos e das proteínas. Funcionam como sistema tampão, ou seja, atuam no controle do ph das células. Podem ser usados em vias metabólicas para produção de energia. PEPTÍDEOS Caracterização: São compostos resultantes de união entre dois ou mais aminoácidos, por meio de ligações peptídicas. Ligação peptídica: Ligação de união entre dois aminoácidos. Se estabelece entre o grupo carboxila de um aminoácido com o grupo amina do outro aminoácido, ocorrendo liberação de uma molécula de água (Reação de Condensação). Observações: O número de ligações peptídicas será sempre o número de aminoácidos que formam a cadeia, menos 1. Após a realização da ligação peptídica o peptídeo formado apresentará sempre um grupamento amina terminal e um grupamento carboxila terminal. A cada ligação peptídica realizada uma molécula de água é formada. 12

15 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. Classificação dos peptídeos: É feita de acordo com o número de aminoácidos. Ex.: 2 aminoácídos dipeptídeo; 3 aminoácídos tripeptídeo; 4 aminoácidos tetrapeptídeo; n aminoácidos polipeptídeo. lmportância: Constituem um sistema tampão (impedem grandes variações de ph). Alguns funcionam como hormônios. Exemplos: oxitocina e vasopressina ou ADH (hormônio anti-diurético. Proteínas: Geralmente, usamos o termo proteína para designar certas moléculas com um número superior a 100 aminoácidos. CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS: 1- Proteínas simples:são também denominadas de homoproteínas e são constituídas, exclusivamente por aminoácidos. Pode-se mencionar como exemplo: 1. albuminas São as de menor peso molecular São encontradas nos animais e vegetais. São solúveis na água. Ex.: albumina do plasma sanguíneo e da clara do ovo. 2. globulinas Possuem um peso molecular um pouco mais elevado. São encontradas nos animais e vegetais São solúveis em água salgada. Ex.: anticorpos e fibrinogênio. 3. escleroproteínas ou proteínas fibrosas Possuem peso molecular muito elevado. São exclusivas dos animais. São insolúveis na maioria dos solventes orgânicos. Ex.: colágeno, elastina e queratina. 2- Proteínas Conjugadas: São também denominadas heteroproteínas. As proteínas conjugadas são constituídas por aminoácidos mais outro componente não-protéico, chamado grupo prostético. Proteínas conjugadas Grupo prostético Exemplo Cromoproteínas pigmento hemoglobina, hemocianina e citocromos Fosfoproteínas ácido fosfórico caseína (leite) Glicoproteínas carboidrato mucina (muco) Lipoproteínas lipídio encontradas na membrana celular Nucleoproteínas ácido nucléico ribonucleoproteínas e desoxirribonucleoproteínas Obs.: Proteínas Derivadas: As proteínas derivadas formam-se a partir de outras por desnaturação ou hidrólise. Podem-se citar como exemplos desse tipo de proteínas as proteoses e as peptonas, formadas durante a digestão. ESTRUTURA PROTÉICA: Primária - representado pela sequência de aminoácidos unidos através das ligações peptídicas. Secundária - representado por dobras na cadeia que apresentam aspecto helicoidal (alfa-hélice) ou pregueado (cadeia beta), que são estabilizadas por ligações de hidrogênio. Terciária-se caracteriza pela ocorrência de dobras da estrutura secundária sobre si mesma levando a proteína a um maior grau de enrolamento. Mantida pelas pontes de dissulfeto. Quaternária - ocorre quando cadeias polipeptídicas se associam. IMPORTÂNCIA DA ESTRUTURA PROTEICA: A forma das proteínas é um fator muito importante em sua atividade, pois se ela é alterada, a proteína torna-se inativa. DESNATURAÇÃO: Processo de alteração da estrutura característica e funcional de uma proteína, levando a perda de suas propriedades e funções. FATORES DESNATURANTES: Altas temperaturas, Alterações de ph e salinidade entre outros fatores. DIFERENÇAS ENTRE PROTEÍNAS: 1) Pelo número de aminoácidos, 2) Pelo tipo de aminoácidos, 3) Pela sequência dos aminoácidos, 4) Pelo formato da molécula. FUNÇÕES: As proteínas podem ser agrupadas em várias categorias de acordo com a sua função. De uma maneira geral, as proteínas desempenham nos seres vivos as seguintes funções: estrutural, enzimática, hormonal, de defesa, nutritivo, coagulação sanguínea e transporte. 13

16 QUESTÕES OBJETIVAS 1. Uma proteína retirada de célula epitelial humana possui: 10 VAL, 32 ALAN, 14 TREON, 27 HISTID, 49 GLIC, 24 LIS. De células sanguíneas do mesmo individuo, foi extraída outra proteína, cuja hidrólise demonstrou ser formada de: 10 VAL, 32 ALAN, 14 TREON, 27 HISTID, 49 GLIC, 24 LIS. Em face de tais informações, é lícito concluir que: a) trata-se da mesma proteína, pois em ambos encontramos o mesmo número de aminoácidos. b) trata-se da mesma proteína, pois a quantidade de cada aminoácido é igual em ambas. c) trata-se da mesma proteína, pois ambas têm os mesmos aminoácidos d) trata-se de proteínas diferentes, pois foram obtidas de células estrutural, embrionária e funcionalmente diferentes e) pode-se tratar de proteínas iguais ou diferentes, pois só a análise da disposição dos aminoácidos poderá revelar a identidade ou a diferença entre elas 2. Use o seguinte esquema para responder as questões 2A e 2B: A. No esquema anterior: I. As letras X e Z representam dois aminoácidos quaisquer. II. A letra Y representa uma ligação peptídica. III. A letra W representa uma proteína qualquer. Assinale: a) se I, II e III forem verdadeiras b) se I, II e III forem falsas c) se apenas I e II forem verdadeiras d) se apenas I e IIl forem falsas e) se apenas II e III forem verdadeiras B. No esquema anterior: I. Se cinco aminoácidos se unirem como X e Z se uniram, teremos cinco ligações peptídicas. II. Considerando-se uma proteína qualquer, X e Z poderiam ser os monômeros dela. III. O esquema representa uma síntese por desidratação. a) se I, II e III forem verdadeiras b) se I, II e III forem falsas c) se apenas I e II forem verdadeiras d) se apenas I e Il forem falsas e) se apenas II e III forem verdadeiras 3. Num polipeptídio que possui 84 ligações peptídicas, os respectivos números de: Aminoácidos e de Grupamento(s) Amino-terminal e Grupamento(s) Ácido-terminal são: a) 84, 1, 1 b) 85, 1, 1 c) 85, 84, 84. d) 84, 85, 85 e) 1, 85, Os esquemas seguintes representam duas possibilidades de alterações das propriedades de uma proteína. Os esquemas I e II dizem respeito respectivamente a: a) alteração na estrutura primária da proteína e desnaturação. b) desnaturação e desligamento da estrutura terciária. c) alteração na estrutura terciária da proteína e solação. d) solação e desnaturação. e) nenhuma das respostas acima. 14

17 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. 5. Leia o texto a seguir: Ceará joga fora opção alimentar Segundo pesquisas da UFC, a cada ano 800 toneladas de carne de cabeça de lagosta não são aproveitadas sendo lançadas ao mar. O estudo sobre hidrólise enzimática de desperdício de lagosta, título do pesquisador Gustavo Vieira, objetiva o uso de material de baixo custo para enriquecer a alimentação de populações carentes. O processo consiste na degradação de moléculas orgânicas complexas em simples por meio de um catalisador e na posterior liofilização. O pó resultante é de alto teor nutritivo, com baixa umidade e resiste, em bom estado de conservação, por longos períodos. (Jornal do Brasil - 27/08/94) Com base nos processos descritos no artigo acima, assinale a opção correta: a) As moléculas orgânicas simples obtidas são glicerídeos que são utilizados pelo organismo com função reguladora. b) As moléculas orgânicas complexas empregadas são proteínas que, ao serem digeridas em aminoácidos são utilizadas pelo organismo com função estrutural. c) O catalisador do processo é uma enzima capaz de degradar proteínas em monossacarídeos essenciais à liberação de energia para as atividades orgânicas. d) A hidrólise enzimática de moléculas orgânicas complexas é realizada por catalisador inorgânico em presença de água. e) O alto teor nutritivo do produto é devido ao fato de as moléculas orgânicas simples obtidas serem sais minerais indispensáveis ao desenvolvimento orgânico. QUESTÕES DISCURSIVAS 1. O "kwashiorkor" e o marasmo são doenças infantis por deficiência nutricional encontradas em regiões subdesenvolvidas. "Kwashiorkor" é uma palavra de origem africana que significa "doença que afeta uma criança quando nasce outra (uma irmã ou um irmão)". A doença caracteriza-se por retardo de crescimento, cabelos e pele descoloridos e inchaço do corpo, principalmente da barriga, devido ao acúmulo de líquido nos tecidos. Esse quadro decorre da falta quase completa de proteínas na dieta, a qual é constituída essencialmente por carboidratos. O marasmo, fraqueza extrema, caracteriza-se por atrofia dos músculos, ossos salientes e fácies de um velho; é um quadro de subnutrição completa causada por deficiência calórica e proteica. a) Explique a relação entre a causa do "kwashiorkor" e o significado atribuído a essa palavra africana. b) Por que alimentos proteicos são fundamentais na composição da dieta das crianças? c) Explique por que a deficiência calórica faz a criança emagrecer. 2. As proteínas foram descobertas no século XIX através de estudos realizados principalmente com sangue e ovos. Na época, um dos materiais orgânicos mais estudados eram as claras de ovo de aves, que são chamadas de albume. O fato da clara do ovo se solidificar quando exposta ao aquecimento deixava os cientistas muito intrigados, assim como também acontecia com outras substâncias encontradas no leite e no sangue. Essas substâncias foram chamadas de albuminoides por terem características muito parecidas com o albúmen. Após anos de pesquisas, foram descobrindo que havia muitos outros compostos albuminoides em nosso corpo. a) As proteínas são macromoléculas formadas pela união de monômeros menores. Que nome recebem os monômeros constituintes das proteínas? b) Como pode ser explicada a solidificação da clara do ovo quando exposta ao aquecimento? Qual a sua consequência para a função proteica? c) Do ponto de vista nutricional haveria alguma diferença em ingerir a clara de ovo crua ou cozida? Explique. 3. Quando uma dieta rica em proteínas é dada a uma criança, observa-se o aparecimento de uma grande quantidade de nitrogênio na sua urina, sob a forma de ureia. A quantidade de nitrogênio encontrada na urina é ligeiramente inferior à quantidade de nitrogênio ingerida pela criança com o alimento. Quando a criança é submetida a uma dieta sem proteínas, por vários dias, a excreção de ureia diminui, mas não para, demonstrando que o organismo continua degradando proteínas. Indique a origem das proteínas degradadas na dieta sem proteínas e explique por que crianças com uma dieta deficiente em proteínas apresentam peso e altura abaixo dos padrões considerados normais. 4. O Dogma Central da Biologia faz uma relação entre três moléculas biológicas, o DNA, o RNA e as proteínas. Explique que relação pode ser estabelecida entre essas três moléculas? 15

18 5. As proteínas são estruturas compostas pela união de diversas moléculas de aminoácidos, através de ligações peptídicas, sendo que possui quatro níveis estruturais. a) Caracterize quimicamente um aminoácido. b) Diferencie aminoácidos naturais de aminoácidos essenciais. c) Diferencie os quatro níveis estruturais das proteínas. d) Explique como se estabelece a ligação peptídica. AULA 7 ENZIMAS CONCEITOS GERAIS E FUNÇÕES: As enzimas são proteínas especializadas na catálise de reações biológicas. Elas estão entre as biomoléculas mais notáveis devido a sua extraordinária especificidade e poder catalítico, que são muito superiores aos dos catalisadores produzidos pelo homem. Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular são catalisadas por enzimas. Como catalisadores celulares extremamente poderosos, as enzimas aceleram a velocidade de uma reação, sem, no entanto participar dela como reagente ou produto. As enzimas atuam ainda como reguladoras deste conjunto complexo de reações. MECANISMO DE AÇÃO:As enzimas aceleram a velocidade de uma reação por diminuir a energia livre de ativação da mesma, sem alterar a termodinâmica da reação, ou seja: A energia dos reagentes e produtos da reação enzimática e de sua equivalente não enzimática são idênticas. As enzimas atuam diminuindo a energia de ativação necessária para ocorrência das reações. MODELO DE REAÇÃO: 1- Modelo chave-fechadura. 2- Modelo do ajuste induzido. Modelo chave-fechadura: Prevê um encaixe perfeito do substrato no sítio de ligação, que seria rígido como uma fechadura. Modelo do ajuste induzido: Prevê um sítio de ligação não totalmente pré-formado, mas sim moldável à molécula do substrato; a enzima se ajustaria à molécula do substrato na sua presença. PROPRIEDADES DAS ENZIMAS: São catalisadores biológicos extremamente eficientes e aceleram muito a velocidade de uma reação. Atuam em concentrações muito baixas e em condições suaves de temperatura e ph. Possuem todas as características das proteínas. Podem ter sua atividade regulada. Estão quase sempre dentro da célula, e compartimentalizadas. As enzimas são específicas aos substratos sob os quais atuam. As enzimas realizam reações reversíveis. As enzimas participam das reações, mas não fazem parte das reações, ou seja, a enzima não é consumida na reação. FATORES EXTERNOS QUE INFLUENCIAM NA VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO ENZIMÁTICA: 1) Temperatura: Toda enzima possui uma temperatura ideal de ação, na qual a velocidade de reação enzimática é máxima. Acima ou abaixo da temperatura ideal a velocidade de reação enzimática diminui gradualmente. Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da reação, até se atingir a temperatura ótima; a partir dela, a atividade volta a diminuir, por desnaturação da molécula. 2) ph: Idem à temperatura. Toda enzima possui um ph ideal de ação, no qual a velocidade de reação enzimática é máxima. Acima ou abaixo do ph ideal a velocidade de reação enzimática diminui gradualmente. Existe um ph ótimo, onde a distribuição de cargas elétricas da molécula da enzima e, em especial do sítio catalítico, é ideal para a catálise. Ácidos e bases fortes levam a desnaturação. 3) Concentração de substrato: Toda enzima possui uma concentração ideal de substrato, na qual a velocidade de reação enzimática é máxima, acima dessa concentração de substrato a velocidade de reação enzimática permanece constate, abaixo da concentração ideal a velocidade de reação enzimática diminui. 16

19 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. NOMENCLATURA DAS ENZIMAS: 1- Nome Recomendado: Mais curto e utilizado no dia a dia de quem trabalha com enzimas; utiliza o sufixo "ase" para caracterizar a enzima. Ex: Urease, Hexoquinase, Peptidase, etc. 2- Nome Sistemático: Mais complexo, nos dá informações precisas sobre a função metabólica da enzima. Ex: ATP-Glicose-Fosfo-Transferase. 3- Nome Usual: Consagrados pelo uso. Ex: Tripsina, Pepsina, Ptialina. CLASSIFICAÇÃO ENZIMÁTICA: Quanto à composição:enzimas simples - Possuem apenas aminoácidos em sua composição.enzimas conjugadas - Possuem uma parte proteica e uma parte não protéica (coenzima ou cofator). Cofatores: São pequenas moléculas orgânicas ou inorgânicas que podem ser necessárias para a função de uma enzima. Estes cofatores não estão ligados permanentemente à molécula da enzima, mas, na ausência deles, a enzima é inativa. A fração proteica de uma enzima, na ausência do seu cofator, é chamada de apoenzima. Enzima + Cofator, chamamos de holoenzima. Coenzimas: São compostos orgânicos, quase sempre derivados de vitaminas, que atuam em conjunto com as enzimas. Podem atuar segundo 3 modelos: 1. Ligando-se à enzima com afinidade semelhante à do substrato. 2. Ligando-se covalentemente em local próximo ou no próprio sítio catalítico da apoenzima. 3. Atuando de maneira intermediária aos dois extremos acima citados. As enzimas podem ser classificadas de acordo com o local de ação: Endoenzimas - atuam no interior de células. Ex.: enzimas relacionadas a respiração celular. Exoenzimas - atuam fora de células. Ex.: enzimas componentes dos sucos digestivos. INIBIÇÃO ENZIMÁTICA: Os inibidores enzimáticos são compostos que podem diminuir a atividade de uma enzima. A inibição enzimática pode ser reversível ou irreversível; 1) Inibição Enzimática Reversível Competitiva: Quando o inibidor se liga reversivelmente ao mesmo sítio de ligação do substrato. O efeito é revertido aumentando-se a concentração de substrato. Este tipo de inibição depende das concentrações de substrato e de inibidor. 2) Inibição Enzimática Reversível Não-Competitiva: Quando o inibidor liga-se reversivelmente à enzima em um sítio próprio de ligação, podendo estar ligado à mesma ao mesmo tempo que o substrato. Este tipo de inibição depende apenas da concentração do inibidor. 3) Inibição enzimática irreversível: há modificação covalente e definitiva no sítio de ligação ou no sítio catalítico da enzima. REGULAÇÃO ENZIMÁTICA: Algumas enzimas podem ter suas atividades reguladas, atuando assim como moduladoras do metabolismo celular. Esta modulação é essencial na coordenação dos inúmeros processos metabólicos pela célula. Além dos mecanismos já citados de modulação de atividade enzimática - por variação da concentração do substrato, ou por inibição enzimática, por exemplo - existem 2 modelos de regulação enzimática mais conhecidos: 1) Modulação Alostérica:Ocorre nas enzimas que possuem um sítio de modulação, ou alostérico, onde se liga de forma não-covalente um modulador alostérico que pode ser positivo (ativa a enzima) ou negativo (inibe a enzima). A ligação do modulador induz a modificações conformacionais na estrutura espacial da enzima, modificando a afinidade desta para com os seus substratos. Um modelo muito comum de regulação alostérica é a inibição por "feed-back", onde o próprio produto da reação atua como modulador da enzima que a catalisa. 2) Modulação Covalente:Ocorre quando há modificação covalente da molécula da enzima, com conversão entre formas ativa/inativa. O processo ocorre principalmente por adição/remoção de grupamentos fosfato de resíduos específicos de serina. QUESTÕES OBJETIVAS 1. Considerando-se a definição de enzimas, assinale a alternativa correta: I. São catalisadores orgânicos, de natureza proteica, sensíveis às variações de temperatura. II. São substâncias químicas, de natureza lipídica, sendo consumidas durante o processo químico. III. Apresentam uma região chamada centro ativo, à qual se adapta a molécula do substrato. a) apenas a afirmativa I é correta. b) apenas as afirmativas II e III são corretas. c) apenas as afirmativas I e III são corretas. 17 d) todas as afirmativas são corretas. e) nenhuma afirmativa é correta.

20 2. Sobre as enzimas, está errado dizer que: a) são todas proteínas que podem ou não estar associadas a moléculas de outra natureza. b) agem acelerando reações químicas que normalmente se processariam muito lentamente. c) independentemente da temperatura ou do ph do meio, uma vez unidas ao substrato sobre o qual agem, as enzimas exercem sua função. d) há enzimas que agem mais rapidamente do que outras. e) é possível anular ou diminuir a atividade de uma enzima. 3. Observe o diagrama: Uma propriedade das enzimas que se evidencia através do diagrama acima é: a) apresentar natureza proteica. d) participar em reações reversíveis. b) acelerar a velocidade das reações. e) atuar sob determinadas temperaturas. c) exigir ph apropriado para agir. 4. Considere o seguinte esquema em que as letras representam substâncias químicas e os números representam enzimas que catalisam reações de transformações. Qual das seguintes afirmações é uma hipótese lógica derivada da análise do esquema? a) A enzima 4 é a mais importante da série. b) Se uma substância destruir a enzima 3 todas as reações cessarão. c) Se a enzima 1 for removida B será formada a partir de A, mas a reação reversa não ocorre. d) Quando a substância A for sintetizada não há necessidade da formação de B. e) A substância C será acumulada após a remoção da enzima A atividade enzimática é essencial para o funcionamento celular através do controle das reações orgânicas. Tendo em vista as funções enzimáticas, considere as seguintes afirmativas: I. As enzimas tornam as moléculas reagentes mais lábeis, isto é, mais reativas com as outras moléculas do meio. II. A diminuição da energia de ativação é a característica mais importante da enzima na reação. III. O complexo enzima-substrato é altamente específico e somente moléculas especificamente configuradas podem ter acesso a grupos químicos particulares da enzima. Assinale: a) se apenas I e II forem corretas. b) se apenas I e III forem corretas. c) se apenas II e III forem corretas. d) se todas forem corretas. e) se todas forem incorretas. QUESTÕES DISCURSIVAS 1. Existem dois tipos principais de inibidores da atividade de uma enzima: os competitivos e os não competitivos. Os primeiros são aqueles que concorrem com o substrato pelo centro ativo da enzima. Considere um experimento em que se mediu a velocidade de reação de uma enzima em função da concentração de seu substrato em três condições: ausência de inibidores; presença de concentrações constantes de um inibidor competitivo; presença de concentrações constantes de um inibidor não competitivo. Os resultados estão representados no gráfico abaixo: Qual curva representa a ausência do inibidor, qual representa a presença do inibidor competitivo e qual representa a presença do inibidor não competitivo? Explique 18

21 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. 2. Logo após a colheita, os grãos de milho apresentam sabor adocicado, devido à presença de grandes quantidades de açúcar em seu interior. O milho estocado e vendido nos mercados não tem mais esse sabor, pois cerca de metade do açúcar já foi convertida em amido por meio de reações enzimáticas. No entanto, se o milho for, logo após a colheita, mergulhado em água fervente, resfriado e mantido num congelador, o sabor adocicado é preservado. Por que esse procedimento preserva o sabor adocicado dos grãos de milho? 3. Uma prática corriqueira na preparação de comida é colocar um pouco de "leite" de mamão ou suco de abacaxi para amaciar a carne. Hoje em dia, os supermercados já vendem um amaciante de carne industrializado. a) Explique o amaciamento da carne promovido pelo componente presente no mamão, no abacaxi ou no amaciante industrializado e compare esse processo com a digestão. b) Se o amaciante, natural ou industrializado, for adicionado durante o cozimento, qual será o efeito sobre a carne? Por quê? 4. A vida depende da realização de inúmeras reações químicas que ocorrem no interior das células e também fora delas (em cavidades de órgãos, por exemplo). Por outro lado, todas essas reações dependem, para a sua realização, da existência de uma determinada enzima. 1. O que são as enzimas? 2. Defina substrato e sítio ativo. 3. Cite três propriedades da reação enzimática. 4. Explique como varia a atividade enzimática em função da temperatura, do ph e da concentração de substrato. 5. As enzimas são muito específicas para os seus substratos. Esta especificidade pode ser relativa a apenas um substrato ou a vários substratos ao mesmo tempo, porém existem substâncias capazes de se ligar a enzima alterando a sua atividade ao ponto de impedir a reação. a) Que nome recebem tais substâncias? b) Diferencie o processo de inibição competitiva da inibição não competitiva. AULA 8 VITAMINAS CONCEITO: são compostos orgânicos de natureza e composição variada, necessárias em pequenas quantidades, porém, essenciais para o metabolismo dos organismos vivos e que não são sintetizadas por ele. IMPORTÂNCIA: algumas atuam como coenzimas de muitas enzimas. Outras delas são precursores de hormônios. NECESSIDADES: Variam de espécie para espécie, com a idade e com a atividade. As vitaminas são substâncias lábeis, alterando-se facilmente por mudanças de temperatura, ph e também por armazenamento prolongado. OBTENÇÃO: Vegetais, fungos e microrganismos são capazes de sintetizá-las. Animais, salvo algumas exceções, não possuem essa capacidade, motivo pelo qual devem obtê-las a partir dos alimentos da dieta.em alguns casos, os animais obtêm algumas vitaminas através de suas paredes intestinais, cuja flora bacteriana simbionte as produzem. Algumas vitaminas são obtidas na forma de provitaminas (precursores), devendo ser ingeridas na alimentação, no caso de animais superiores. CLASSIFICAÇÃO: De acordo com a solubilidade 1) Hidrossolúveis:Se dissolvem em água. Normalmente não são armazenadas no organismo. Reque ingestão diária. São elas: Vitamina C (ácido ascórbico) e vitaminas do complexo B - B1 (tiamina), B2 (riboflavina), B3 (niacina), B5 (ácido pantotênico), B6 (piridoxina), B8 (biotina), B9 (ácido fólico), B12 (cobalamina). 2) Lipossolúveis:Dissolvem-se em lipídios. São absorvidas junto à gordura. Podem se acumular no organismo (tecido adiposo e fígado). Não necessário ingestão diária. São elas: Vitamina A, vitamina D, vitamina E, vitamina K. 19

22 QUESTÕES OBJETIVAS 1. Quanto às vitaminas, todas as afirmativas abaixo são corretas, exceto: a) A vitamina A, encontrada principalmente em ovos e leite, é protetora do epitélio e sua carência pode determinar a cegueira noturna. b) A vitamina D, encontrada principalmente nas frutas cítricas, age no metabolismo das gorduras e sua carência pode determinar o beribéri. c) A vitamina B12 pode ser sintetizada por bactérias intestinais e sua carência pode determinar a anemia perniciosa. d) A vitamina C, encontrada em vegetais, mantém normal o tecido conjuntivo e sua carência pode determinar o escorbuto. e) A vitamina K atua como um dos fatores indispensáveis à coagulação sanguínea. 2. O escorbuto, o raquitismo, a xeroftalmia e o beribéri são, respectivamente, alterações provocadas pela carência das seguintes vitaminas: a) C, D, A, B1 b) C, D, E, A c) C, A, E, B2 d) C, A, E, B1 e) K, C, B, A 3. Os sintomas a seguir numerados se referem aos efeitos mais marcantes da carência de algumas vitaminas no organismo humano. I. Deformação no esqueleto e anomalias da dentição. II. Secura da camada córnea do globo ocular e deficiência visual em ambiente de luz fraca. III. Dificuldade de coagulação do sangue. IV. Inflamação da pele e das mucosas, com sangramento. Esses sintomas estão associados, respectivamente, à carência das vitaminas. a) D, E, C e A d) B, D, K e A b) K, A, B e D e) D, A, K e C c) B, K, A e C 20

23 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. 4. Nos últimos anos, tem sido crescente o uso indiscriminado de medicamentos à base de vitaminas. Sobre essas substâncias reguladoras do metabolismo é correto afirmar que: o excesso de vitaminas hidrossolúveis pode trazer problemas porque se acumulam no organismo 01. atingindo níveis de toxicidade; as vitaminas lipossolúveis dissolvem-se bem em gorduras e não se acumulam no organismo; 02. são lipossolúveis as vitaminas A, D, E e K; normalmente, não há a menor necessidade de tomar medicamentos à base de vitaminas quando o 08. indivíduo recebe uma dieta variada, com carne, leite, legumes, verduras e frutas; as vitaminas D e K são utilizadas para retardar o envelhecimento, pois funcionam como 16. antioxidantes, reparando, assim, os danos causados pelos radicais livres. ácido ascórbico, também conhecido como vitamina C, tem como função manter a normalidade as 32. substâncias intercelulares de todo o corpo. A deficiência dessa vitamina produz a incapacidade de cicatrização dos ferimentos, caracterizando de modo geral a doença escorbuto. a vitamina D promove a reabsorção de cálcio pelo tubo digestivo, sem as quantidades adequadas 64. dessa vitamina, os ossos ficam descalcificados, podendo levar ao quadro de raquitismo. Soma: 5. Uma equipe de pesquisadores de vários países desenvolveu um tomate transgênico que contém três vezes mais betacaroteno que o fruto comum. O betacaroteno é uma substância que o corpo transforma em determinada vitamina. A falta dessa vitamina está associada a problemas do coração, da visão e de alguns tipos de câncer. Segundo a UNICEF, até 2 milhões de crianças com menos de quatro anos deixariam de morrer anualmente se ingerissem mais a referida vitamina. Adaptado de "O GLOBO". Rio, 29 de maio O texto refere-se à vitamina a) A. b) B6. c) C. d) D. QUESTÕES DISCURSIVAS e) B1. 1. Os requerimentos nutricionais variam muito dentre os diferentes grupos de organismos e isso é consequência da diferente capacidade de síntese dos mesmos. Diferentes subgrupos de protistas flagelados apresentam diferentes requerimentos de tiamina (vitamina B) na dieta. O subgrupo 1 deve ser suprido com tiamina na dieta. O subgrupo 2requer somente tiazol. O subgrupo 3 necessita apenas que lhe sejam fornecidos aminoácidos simples. O subgrupo 4 necessita de pirimidina e tiazol. Com base nessas informações e observando a estrutura da tiamina a seguir, responda: a) Qual subgrupo apresenta a maior capacidade de sobrevivência com uma dieta pobre em tiamina? Justifique sua resposta. b) Qual subgrupo não sobreviveria com uma dieta livre de tiamina? Justifique sua resposta. 2. Uma criança foi levada ao médico devido ao desenvolvimento físico deficiente em relação a seus colegas da mesma idade. Depois de examiná-la e analisar alguns exames, o médico indicou banhos de sol e a utilização de óleo de peixe em sua alimentação. Com base nessas informações, responda: a) Para qual patologia, que tenha por característica o desenvolvimento físico deficiente, tomar sol auxilia no tratamento? b) Qual vitamina está carente no organismo desta criança? c) Esta vitamina é lipossolúvel ou hidrossolúvel? d) Por que lhe foi indicado tomar sol? 3. Segundo documento da Unicef, 250 mil crianças por ano perdem a visão por falta de uma vitamina; muitas mulheres brasileiras grávidas abortam ou perdem seus filhos logo após o nascimento por apresentarem anemia causada por deficiência de ferro; e cerca de 50 milhões de crianças têm o metabolismo comprometido por falta de iodo. (adaptado de: "Correio Popular", 13/08/94) a) Qual é a vitamina cuja deficiência traz problemas de visão? Cite um alimento de origem animal rico nesta vitamina. b) Porque a deficiência de ferro causa anemia? c) Qual é o órgão diretamente afetado pela falta de iodo? Que relação existe entre iodo e metabolismo? 21

24 4. Cada marinheiro da esquadra de Cabral recebia mensalmente para suas refeições 15kg de carne salgada, cebola, vinagre, azeite e 12kg de biscoito. O vinagre era usado nas refeições e para desinfetar o porão, no qual, acreditava-se, escondia-se a mais temível enfermidade da vida no mar. A partir do século XVIII essa doença foi evitada com a introdução de frutas ácidas na dieta dos marinheiros. Hoje sabe-se que essa doença era causada pela deficiência de um nutriente essencial na dieta. (Adaptado de: Bueno, E. A VIAGEM DO DESCOBRIMENTO. Rio de Janeiro. Objetiva ) a) Que nutriente é esse? b) Que doença é causada pela falta desse nutriente? c) Cite duas manifestações aparentes ou sintomas dessa doença. 5. Determine o que são, como atuam e como são classificadas as vitaminas. AULA 9 ÁCIDOS NUCLÉICOS CARACTERIZAÇÃO: Os ácidos nucleicos são macromoléculas responsáveis pelo armazenamento e transmissão da informação genética entre as células, bem com responsáveis pelo controle e execução da síntese proteica. A sequência de aminoácidos de cada uma célula e a sequência de nucleotídeos de cada molécula de RNA são especificadas pela sequência de bases do DNA da célula. Um segmento de DNA que contém as informações necessárias para a síntese de um produto biológico funcional, seja proteína ou RNA, é referido como um gene. REPRESENTANTES: Existem dois tipos de ácidos nucleicos: o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA) COMPOSIÇÃO: São constituídos pela polimerização de nucleotídeos NUCLEOTÍDEOS: Cada nucleotídeo é composto por um grupo fosfato, um açúcar (pentose) e uma base nitrogenada. A molécula sem o grupamento fosfato é denominada nucleosídeo. PENTOSES: A pentose presente no DNA é a desoxirribose enquanto que no RNA encontramos a ribose. Esses açúcares possuem cinco carbonos em sua estrutura e se diferenciam pela ausência de um grupo hidroxila (-OH) no carbono 2 da desoxirribose, fato que confere à molécula de DNA uma maior estabilidade em relação ao RNA RADICAL FOSFATO: O grupo fosfato é um derivado do ácido fosfórico. Se liga ao carbono 5 da pentose e atua na união de dois nucleotídeos em uma mesma cadeia do DNA ou do RNA. BASES NITROGENADAS: As bases nitrogenadas que compõem os ácidos nucleicos podem ser de dois tipos: purinas ou púricas, compostas por dois anéis aromáticos, e pirimidinas ou pirimídicas, compostas por apenas um anel aromático. As bases adenina (A) e guanina (G) são purinas enquanto que as bases citosina (C), timina (T) e uracila (U) são pirimidinas. As bases A, T, C e G são encontradas no DNA e no RNA; a base T é substituída pela U, ou seja, no RNA encontramos A, U, G e C. TIPOS DE NUCLEOTÍDEOS:1) Desoxirribonucleotídeos são os nucleotídeos que entram na composição do DNA. Se caracterizam por apresentar a pentose desoxirribose, o radical fosfato e as bases A, G, C, T. 2). Ribonucleotídeos são os nucleotídeos que entram na composição do RNA. Caracterizam-se por apresentar a pentose ribose, o radical fosfato e as bases nitrogenadas A, G, C e U. Obs.: Alguns nucleotídeos não têm por finalidade entrar na composição dos ádiso nucleicos, como, por exemplo, o ATP (adenosina-tri-fosfato nucleotídeo de armazenamento e transferência de energia). 22

25 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS: As cadeias de ácidos nucleicos são formadas a partir da união de nucleotídeos por uma ligação fosfosdiéster estabelecida entre o grupo fosfato e o grupo hidroxila (- OH) do carbono 3 de nucleotídeos adjacentes. Os nucleotídeos componentes de uma cadeia têm sempre a mesma orientação, ou seja, se o carbono 5 da pentose estiver voltado para cima, os demais nucleotídeos desta cadeia estarão voltados para a mesma posição. Consequentemente, uma extremidade terá um grupo fosfato presente (extremidade 5 ) e a outra extremidade terá um grupo hidroxila presente (extremidade 3 ). OBS.: A estrutura primária de um ácido nucleico é a estrutura covalente e a sequência de nucleotídeos. Qualquer estrutura regular, estável, adotada por alguns ou todos os nucleotídeos de um ácido nucléico pode ser referida como estrutura secundária. O enovelamento complexo dos cromossomos dentro da cromatina eucariótica é geralmente considerado estrutura terciária. ESTRUTURA DO DNA: Representada pela Dupla-Hélice, descrita por Watson e Crick, em A molécula de DNA é composta por duas cadeias antiparalelas de nucleotídeos, sendo que em cada cadeia os nucleotídeos mantêm-se unidos entre si pelas ligações fosfodiéster. Essas cadeias antiparalelas estão em direções opostas, ou seja, uma fita está orientada na direção 5 3 enquanto que a outra fita está no sentido 3 5.As duas fitas antiparalelas são unidas por ligações de hidrogênio, as quais são estabelecidas entre as bases nitrogenadas das cadeias opostas de modo que na molécula de DNA, entre as cadeias antiparalelas, são observadas duas ligações de hidrogênio no pareamento A e T e três pontes de hidrogênio no pareamento G e C. Graças ao pareamento, as cadeias da molécula de DNA são ditas complementares e, conhecendo-se uma delas, é possível a construção da cadeia complementar. ESTRUTURA DO RNA: Normalmente, a molécula de RNA é fita simples, porém, pareamentos podem ocorrer formando estruturas importantes na função do RNA. ORIGEM DO DNA: A molécula de DNA se forma a partir de uma outrapré-existente por replicação semiconservativa. 23

26 REPLICAÇÃO: Processo em que uma molécula de DNA serve de molde para formação de duas novas moléculas idênticas entre si e em relação a inicial, com a conservação de metade da molécula original em cada molécula filha formada. Na replicação, cada uma das fitas de uma molécula de DNA é usada individualmente como molde, e cada uma das duas fitas novas sintetizadas estará ligada à sua molde. O início da síntese das fitas novas se faz a partir de um ponto no DNA chamado origem de replicação, onde o DNA se abre para que a cópia das novas fitas possa iniciar. O processo requer que haja um fragmento curto de DNA ou RNA (também com a extremidade 3 OH livre) em fita simples ligado à fita molde, onde a enzima começará a encaixar os nucleotídeos. Esse fragmento, chamado de primer, é sintetizado por outra enzima. O processo de replicação dá-se de forma bidirecional, isto é, para ambos os lados da origem, sendo as duas cadeias de DNA sintetizadas em simultâneo. As cadeias complementares são sintetizadas em direção antiparalela à da cadeia molde, no sentido 5 3 e de forma semi-descontínua, as cadeias filhas não se formam da mesma maneira: uma cresce de modo contínuo, a cadeia líder (do inglês leadingstrand) que é complementar à cadeia 3 5, e a outra cresce pela adição de fragmentos, a cadeia atrasada (do inglês laggingstrand), que é complementar à cadeia 5 3. O processo de replicação envolve a participação de várias enzimas, que possibilitam o desenrolar da dupla hélice da molécula de DNA, a separação das suas cadeias e a construção das novas cadeias. Entre elas podemos destacar as polimerases do DNA e as ligases do DNA. As polimerases do DNA são enzimas responsáveis: - pela formação de ligações por ligações de hidrogênio entre as bases complementares (A com T e G com C), - pela ligação do açúcar de um nucleotídeo com o fosfato do nucleotídeo seguinte extremidade 3 da pentose, - pela correção de erros na sequência nucleotídica. As ligases do DNA são responsáveis por: - ligar os vários fragmentos (fragmentos de Okazaki), que se formam de modo descontínuo na cadeia filha complementar à cadeia parental 5 3. A replicação desenrola-se em 3 etapas: iniciação, elongação e terminação. O mecanismo de replicação, embora comum a todos os organismos, sejam eles eucariotas ou procariotas, apresenta grandes diferenças no processo. Nos procariotas, a replicação inicia-se num único ponto da cadeia polinucleotídica e prossegue até terminar, porque nestes organismos apenas existe uma molécula de DNA e o seu comprimento é muito menor que o do DNA eucariota. Nas células eucariotas a replicação do DNA ocorre, em simultâneo, em múltiplos locais específicos da cromatina (origens de replicação, são sequências ricas em A-T), catalisada pelas polimerases do DNA. A molécula de DNA começa a desenrolar por ação das enzimas topoisomerases e das helicases, e a desnaturar ao nível das origens de replicação. Para as polimerases do DNA iniciarem a condensação dos nucleotídeos percursores (de acordo com a sequência nucleotídica da cadeia simples de DNA molde) é necessária a síntese de um pequeno fragmento de RNA (designado por iniciador, primer) catalisada por uma polimerase do RNA específica, a primase. A polimerização das novas cadeias de DNA ocorre de forma bidireccional, a partir de cada origem de replicação, formando-se a forquilha de replicação (do inglês replicationfork ) que se deslocam em direções opostas. Em cada braço da forquilha de replicação a polimerização ocorre no sentido 5 -P 3 -OH, na cadeia líder de forma contínua e na cadeia atrasada de forma descontínua, com a formação de fragmentos, os fragmentos de Okazaki, a partir de iniciadores de RNA. Posteriormente, os segmentos de iniciadores de RNA são removidos e uma polimerase do DNA sintetiza emseguida DNA que preenche as regiões inicialmente ocupadas pelos iniciadores. A continuidade das cadeias recém sintetizadas é assegurada por uma ligase do DNA que catalisa a formação de ligações fosfodiéster entre os vários fragmentos. 24

27 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. EVITANDO ERROS: Para evitar que erros que possam ter ocorrido durante a síntese permaneçam nas novas cadeias de DNA replicadas, existe uma autocorreção ao longo do processo. A primeira verificação ocorre antes de cada novo nucleotídeo ser adicionado à cadeia. Cada nucleotídeo correto tem maior afinidade com a polimerase do DNA que um nucleotídeoincorreto, uma vez que apenas o correto emparelha no par da base complementar. Depois da adição de um nucleotídeo, e antes de este formar ligações covalentes com a cadeia de DNA em formação, a enzima sofre uma alteração conformacional. Mais uma vez a presença do nucleotídeo errado será possivelmente detectada e o mesmo dissocia-se da cadeia. Pode, no entanto, acontecer que o nucleotídeo incorreto passe esta primeira verificação mas neste caso a polimerase do DNA é impossibilitada de prosseguir. Num destes raros casos o nucleotídeo inserido incorretamente é retirado da cadeia pela atividade exonucleásica da polimerase do DNA 3 5. Esta capacidade de autocorreção permite que não ocorram erros durante o processo de replicação, assegurando a perfeita complementaridade das bases. PRINCIPAIS TIPOS DE RNA: Diferentes tipos de RNA estão presentes nas células e os principais tipos são mensageiro (mrna), o qual transfere a informação genética contida na cadeia de DNA aos ribossomos, para que ocorra a síntese de proteínas, o ribossômico (rrna), componente majoritário dos ribossomos, e o transportador (trna), responsável por carregar os aminoácidos até o sítio de síntese de proteínas. SÍNTESE DO RNA: Todos os RNAs são sintetizados por um processo conhecido como transcrição. Esse procedimento é feito com base na sequência de nucleotídeos de apenas uma das fitas do DNA. A fita do DNA molde para a transcrição possui orientação 3 5 já que o sentido de crescimento dos ácidos nucleicos é 5 3. As mesmas regras de pareamento da replicação do DNA são aplicadas na transcrição, com exceção do pareamento entre as bases nitrogenadas A e T, pois no RNA a base T é substituída pela U. Dessa forma, a sequência da fita 3 5 será complementar à fita RNA sintetizada enquanto que a fita do DNA de orientação 5 3 é idêntica ao RNA, sendo as timinas substituídas pelas uracilas. O processo é realizado pela enzima RNA polimerase. A enzima RNA polimerase cataliza a formação da ligação 3 5 fosfodiéster entre os nucleotídeos, porém ela só age na presença do molde de DNA. Embora a RNA polimerase use o DNA dupla fita para sintetizar o RNA, o verdadeiro molde é DNA simples fita, que a enzima expõe desenrolando um pedaço da hélice a medida que passa. Quando a síntese termina, o RNA se destaca rapidamente e as duas fitas do DNA voltam a se parear. OBS.: Tipos de RNA polimerase RNA polimerase I também denominada de pol I, localiza-se no nucléolo e produz o rrna. RNA polimerase II também denominada de pol II, produz o mrna. RNA polimerase III também denominada de pol III, produz o trna e o rrna 5S. Na síntese de RNA não ocorre o fenômeno de reparo, fenômeno que ocorre na replicação do DNA, mas como o RNA não sofre replicação os possíveis erros não são passados para futuras gerações. Durante a transcrição, apenas um gene de cada fita de DNA é transcrita. Em alguns organismos uma fita é molde para alguns genes e a outra para outros genes, em outros organismos todos os genes transcritos estão na mesma fita de DNA. PROCESSAMENTO DO RNA: O processamento pós-transcrição para originar o mrna envolve três etapas: Adição da cauda de poli A: A cauda de poli A é adicionada à cadeia de RNA pela extremidade 3' do RNA, por uma enzima chamada polia polimerase. Esta enzima adiciona uma cauda de polia de nucleotídeos ao RNA. Esta cauda não é codificada no DNA e é específica do mrna. A cauda de poli A é lentamente encurtada no citoplasma. Formação do capacete "cap": O "cap"consiste de um nucleotídeo 7-metilguanilato, unido por uma ligação 5'- 5' ao nucleotídeo inicial da cadeia de mrna, portanto não há extremidade 5' livre na cadeia de mrna e sim duas extremidades 3'-OH livres. A formação do "cap"ocorre no núcleo. Splicing: É o passo final do processamento do mrna. Representa uma etapa de processamento pós-transcricional que se caracteriza pela remoção de íntrons e recomposição de éxons. lntron - parte do transcrito primário que não está incluída no mrna, trna e rrna maduro. 25

28 Exon - parte do transcrito primário que chega ao citoplasma como parte de uma molécula de RNA. A remoção do intron é um processo de alta precisão, uma vez que o erro de apenas uma base levaria a leitura errada de toda sequência seguinte. Existem algumas sequências relativamente conservadas nos limites intron-exon e uma sequência rica em pirimidinas dentro de intron. Para que ocorra o "splicing", é necessário que uma estrutura se organize em torno do RNA. Esta estrutura é chamada de "spliceossomo". O "Splicing" é a última etapa de processamento do mrna que, com o "cap" na extremidade 5' e a cauda de poli A, na extremidade 3' vai para o citoplasma, onde, complexando-se com ribossomos, serve de molde para a síntese proteica. QUESTÕES OBJETIVAS 1. Em uma das fitas de DNA de uma espécie de vírus encontram-se 90 Adeninas e 130 Citosinas. Sabendo-se ainda que nesta fita ocorre um total de 200 bases púricas e 200 bases pirimídicas, assinale a alternativa correta. a) Na dupla fita de DNA ocorrem 180 Adeninas. b) Na dupla fita de DNA ocorrem 140 Guaninas. c) Na fita complementar ocorrem 300 bases púricas e 100 bases pirimídicas. d) Na fita complementar ocorrem 70 Adeninas e 110 Citosinas. e) Não é possível determinar a composição de bases nitrogenadas da fita complementar. 2. Se fosse possível sintetizar in vitro uma molécula proteica, nas mesmas condições em que esta síntese ocorre nas células, utilizando-se: ribossomas obtidos de células de rato; RNA-mensageiro de célula de sapo; RNA-transportador de células de coelho e aminoácidos ativados de célula bacteriana, a proteína produzida teria a estrutura primária idêntica à: a) da bactéria b) do sapo c) do rato d) do coelho 26 e) seria uma mistura de todas 3. Do melhoramento genético passando pela engenharia genética, processos de clonagem e transgênicos, os conhecimentos sobre os ácidos nucleicos têm gerado tecnologias de grande utilidade para a humanidade. Assinale a alternativa que contém uma proposição incorreta acerca do funcionamento dos ácidos nucleicos. a) Transcrição gênica é o processo de fabricação de RNA a partir de um modelo de DNA. b) As moléculas de DNA são capazes de se reproduzir por meio de um processo conhecido como duplicação semiconservativa. c) Se uma cadeia de DNA apresenta a sequência de bases: ATTGCTGCGCATT, a outra cadeia apresenta na região correspondente a sequência complementar: TAACGACGCGTAA. d) O RNA diferencia-se do DNA principalmente por possuir como açúcar a pentose e a base nitrogenada uracila em lugar da timina. e) Cada aminoácido é codificado por um grupo de quatro bases chamado de códon. 4. Com relação a genes, ácidos nucleicos e o fluxo da informação genética, é correto afirmar: a) que a diferença entre as bases púricas e pirimídicas está no número de pontes de hidrogênio, sendo 3 pontes de hidrogênio para as bases púricas e 2 pontes de hidrogênio para as bases pirimídicas. b) que a duplicação do DNA é bidirecional e semiconservativa. c) que o fluxo da informação genética não ocorre, em circunstância alguma, de RNA para DNA, mas ocorre sempre de DNA para RNA. d) que, em eucariotos, os genes são transcritos no citoplasma. e) que, composicionalmente, DNA e RNA diferem entre si apenas pela presença das bases nitrogenadas Timina e Uracila, respectivamente. 5. O Dogma Central da Biologia propõe que o fluxo de informações em uma célula segue uma sequência: DNA RNA proteínas. Sabe-se ainda, que a região do DNA capaz de comandar a formação de RNA e proteínas é denominada gene, porém, o Projeto Genoma Humano descreve que possuímos cerca de genes, e a produção de proteínas ultrapassa A alternativa que pode explicar a discrepância entre a produção de proteínas e o número de genes está correta em: a) Os genes podem mudar sua sequência de bases nitrogenadas, de acordo com o tipo de proteína formada em cada tecido. b) Um gene pode sofrer um processamento, eliminando determinadas sequências e recompondo outras, para que as proteínas sejam produzidas com uma maior diversidade. c) O RNAm pode ser processado, havendo um remodelamento após a transcrição e antes da tradução. Nesse remodelamento, diferentes RNAm podem ser formados a partir de um mesmo gene, assim, diferentes proteínas podem ser formadas a partir de um único gene. d) O DNA de cada célula apresenta uma sequência de bases diferente, adaptado a produzir proteínas diferentes. e) O DNA pode sofrer mutações de forma contínua, o que leva a formação de diferentes proteínas na espécie.

29 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. QUESTÕES DISCURSIVAS 1. A soma das porcentagens de guanina e citosina em uma certa molécula de ADN é igual a 58% do total de bases presentes. a) Indique as porcentagens das quatro bases, adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T), nessa molécula. b) Explique por que é impossível prever a proporção de citosina presente no ARN mensageiro codificado por esse trecho de ADN. 2. A figura a seguir refere-se à hereditariedade: a) Qual a característica do DNA, enquanto molécula mandatária da informação genética, que permite a transmissão dessa informação do organismo para seus descendentes? b) A ocorrência de mutações é importante para a evolução da espécie? Justifique sua resposta. 3. O experimento clássico de Meselson e Stahl, em 1957, demonstrou que a replicação do DNA era semiconservativa, ou seja, cada fita do DNA serve de molde para sua própria duplicação, formando moléculas de DNA idênticas à original. Nesse experimento, os cientistas cultivaram células de 'Escherichia coli' inicialmente em presença de fonte de 14 N (isótopo de nitrogênio leve), trocando, a seguir, por 15 N (isótopo pesado), que é incorporado às bases nitrogenadas do DNA. Colheram, então, amostras de DNA após a primeira e a segunda gerações de células crescidas em 15 N e analisaram essas amostras quanto à densidade do DNA formado. Considere como PESADO o DNA dupla hélice marcado com 15 N; como LEVE o marcado com 14 N; como INTERMEDIÁRIO o marcado com 14 N e 15 N. a) Calcule as proporções dos três tipos de DNA dupla hélice - LEVE, INTERMEDIÁRIO E PESADO - formados em células da segunda geração, após a troca da fonte de nitrogênio. b) Justifique por que, após a troca da fonte de nitrogênio, a primeira geração de células foi totalmente constituída com DNA dupla hélice do tipo INTERMEDIÁRIO. 4. No ADN, a transcrição dos genes não está restrita a somente uma das suas cadeias. Para alguns genes, a sequência de nucleotídeos transcrita pode estar em uma cadeia, ao passo que a sequência do outro gene pode estar localizada na cadeia oposta. No entanto, sabe-se que no mesmo trecho nunca ocorre a transcrição simultânea das duas cadeias de uma molécula de ADN. Tal evento inibiria o processo da tradução. Explique por que ocorreria a inibição da tradução se a transcrição de uma cadeia do ADN ocorresse ao mesmo tempo em que a transcrição da sua cadeia complementar, no mesmo trecho. 5. Diversas técnicas são utilizadas para determinar, em genes de uma célula eucariota, a sequência de bases nitrogenadas codificantes, ou seja, aquela que define a estrutura primária da proteína a ser sintetizada. A abordagem experimental mais frequente, hoje, consiste em, primeiramente, extrair os RNA-mensageiros da célula, sintetizar os seus DNA-complementares e, então, proceder ao sequenciamento das bases presentes nesses DNA. Em uma bactéria, no entanto, é possível determinar a sequência codificante diretamente a partir de seu cromossomo. Explique o motivo pelo qual, em organismos eucariotos, é preferível utilizar o RNA-mensageiro para determinar a região codificante do DNA. 27

30 AULA 10 SÍNTESE PROTÉICA É o mecanismo de produção de proteínas, sendo ele denominado tradução. O processo de síntese de uma cadeia polipeptídica consiste em unir aminoácidos de acordo com a sequência de bases do RNAm. Como essa sequência é determinada pelas bases do DNA (gene) que serviu de molde ao RNAm, a síntese de proteínas representa, portanto, a tradução da informação do gene, sendo por isso chamada tradução gênica. PARTICIPANTES: DNA (gene), RNAm, ribossomos,rnat, aminoácidos, enzimas diversas. FASES: Transcrição gênica e tradução Transcrição: Formação do RNAm a partir do gene que codifica para a cadeia polipeptídica a ser produzida. Ocorre no núcleo em células eucariotas e diretamente no citoplasma em células procariotas. Tradução: Decodificação do RNAm. Ocorre nos ribossomos em três etapas 1. Iniciação; 2. Alongamento; 3. Finalização. Iniciação: A subunidade menor do ribossomo liga-se à extremidade 5' do mrna, esta, desliza ao longo da molécula do mrna até encontrar o códon de iniciação (AUG), transportando o trna ligado a um aminoácido, ligando-se ao códon de iniciação por complementaridade. A subunidade maior liga-se à subunidade menor do ribossomo. O processo de tradução começa pelo aminoácido de metionina AUG. Alongamento: Um 2º trna transporta um aminoácido específico de acordo com o códon. Estabelece-se uma ligação peptídica entre o aminoácido recém-chegado e a metionina. O ribossomo avança três bases ao longo do mrna no sentido 5' 3', repetindo-se sempre o mesmo processo. Os trna que já se ligaram inicialmente, vão-se desprendendo do mrna sucessivamente até formar a proteína. Finalização: O ribossomo encontra o códon de finalização - UAA, UAG ou UGA terminando assim o alongamento. Quando último trna abandona o ribossomo, as subunidades do ribossomo separam-se, podendo ser recicladas e por fim, a proteína é libertada. 28

31 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. QUESTÕES OBJETIVAS 1. O códon corresponde à seqüência de três bases do: a) RNA-transportador c) RNA-mensageiro b) RNA-ribossômico d) RNA-solúvel e) ribossomo 2. O antibiótico estreptomicina é capaz de combinar-se com ácidos nucleicos. Em sua presença a célula produz enzimas e outras proteínas que não funcionam devido à introdução de erros de interpretação a partir dos códons do ARN mensageiro, ao nível dos ribossomos. O resultado pode interpretar-se dizendo que a estreptomicina determina erros: a) na estrutura do ARN ribossomal b) na reduplicação do ADN c) na transcrição do código genético d) na tradução do código genético e) tanto de transcrição como de tradução do código genético 3. Uma proteína formada por 40 aminoácidos é codificada por uma molécula de RNA (1) de nomínimo (2) nucleotídeos. (1) e (2) correspondem respectivamente a: a) mensageiro, 40 b) mensageiro, 120 c) transportador, 60 d) transportador,120 e) ribossômico, Com relação à síntese de proteínas em uma célula, foram feitas as seguintes afirmativas: I. Todas as células sintetizam sempre os mesmos tipos de proteínas, nas mesmas proporções. II. A sequência de bases nitrogenadas ao longo da molécula de RNAm determina a sequência dos aminoácidos incorporados na cadeia polipeptídica. III. Durante a síntese proteica, o RNAt tem por função levar os aminoácidos às mitocôndrias. IV. As mitocôndrias não têm relação direta com a síntese de proteínas, já que esta ocorre nos ribossomos. V. Um RNAm sintético, que contenha apenas um determinado tipo de códon em sequência, condicionará a síntese de uma cadeia polipeptídica com um único tipo de aminoácido. As afirmativas corretas são: a) I, II b) I, IV c) III, V d) II, V e) II, III 5. Os ribossomos, partículas citoplasmáticas de 15 a 25 nm de diâmetro, compostas de ARN e proteínas, estão envolvidos diretamente na síntese de proteínas citoplasmáticas e de proteínas para exportação pela célula. As três afirmativas abaixo referem-se à estrutura e à função dessas organelas. I. Os ribossomos são formados por três subunidades compostas por ARN e proteínas de diferentes pesos moleculares. II. No processo de síntese e transferência de proteínas para o retículo endoplasmático granular, o ribossomo se prende à membrana do mesmo através da subunidade menor. III. Os polissomas, formados por ribossomos e ARN mensageiro, representam formas ativas no processo de síntese proteica. Assinale: a) se somente I for correta b) se somente II for correta c) se somente III for correta d) se somente Il e III forem corretas e) se I, II e III forem corretas QUESTÕES DISCURSIVAS 1. Nos anos 50 e 60, quando se iniciavam as pesquisas sobre como o DNA codificava os aminoácidos de uma proteína, um grupo de pesquisadores desenvolveu o seguinte experimento: Sintetizaram uma cadeia de DNA com três nucleotídeos repetidos muitas vezes em uma sequência conhecida:...agcagcagcagcagcagcagcagc... Essa cadeia de DNA foi usada em um sistema livre de células, porém no qual haviam todos os componentes necessários à síntese proteica, incluindo os diferentes aminoácidos. Nesse sistema, essa cadeia de DNA sempre produzia uma proteína com um único tipo de aminoácido. Diferentes repetições do experimento demonstraram que até três proteínas diferentes poderiam ser produzidas, cada uma delas com um único tipo de aminoácido: serina ou alanina ou glutamina. a) Por que as proteínas obtidas possuíam apenas um tipo de aminoácido? b) Por que foram obtidos 3 tipos de proteínas? 29

32 2. A tabela adiante representa uma versão fictícia do código genético. Entretanto, esse código segue o padrão do código genético universal, no qual três bases codificam um aminoácido. Analise a tabela e faça o que se pede: a) Cite o nome da enzima que catalisa a síntese de RNA mensageiro. b) Cite a sequência do anticódon correspondente ao códon de iniciação. c) Qual a sequência de aminoácidos que resultará da tradução da molécula de RNA mensageiro? Ver figura anterior. d) Qual a sequência de aminoácidos que resultará da tradução da mesma molécula de mrna, após uma deleção do TERCEIRO nucleotídeo? 3. Após tratar culturas de bactérias com doses de um agente mutagênico capaz de induzir uma única mutação pontual (que afeta apenas um nucleotídeo por célula), analisou-se a seqüência de aminoácidos de uma determinada proteína em diversos mutantes gerados. Verificou-se que um desses mutantes produzia uma dada proteína que diferia da original pela ausência de 35 aminoácidos em uma das extremidades da cadeia peptídica. Explique como essa única mutação pontual pode fazer com que a síntese da proteína seja interrompida prematuramente. 4. As sequências de RNA mensageiro a seguir codificam peptídeos com atividades biológicas específicas. Suponha que mutações no DNA tenham causado as seguintes mudanças nas duas moléculas de mrna (1 e 2). A tabela resumida do código genético mostra alguns códons e seus aminoácidos correspondentes. Em qual das mudanças (1 ou 2) há risco de perda ou de diminuição da atividade biológica?justifique sua resposta. 5. O DNA dos organismos do planeta Zbohrnya é constituído pelos mesmos 4 tipos de bases dos seres vivos terrestres. Já o código genético desses organismos é determinado por códons de 2 bases. c) As proteínas A, B e C, encontradas nos organismos da Terra, apresentam, respectivamente, 13, 16 e 19 tipos diferentes de aminoácidos. Explique a possibilidade da ocorrência dessas três proteínas nos seres de Zbohrnya. d) Sabendo que a vida em Zbohrnya e na Terra existe há 3,5 bilhões de anos faça uma comparação entre a diversidade dos organismos encontrados nesses dois planetas. e) Se o gene de uma proteína respiratória de um organismo zbohrniano for introduzido numa bactéria terrestre, a proteína produzida pela expressão desse gene será idêntica à da espécie zbohrniana? Justifique sua resposta. AULA 11 ENVOLTÓRIOS CELULARES: membrana plasmática, glicocálix e parede celular. MEMBRANA PLASMÁTICA CONCEITO: envoltório fino, flexível, de contorno irregula que delimita o espaço de toda e qualquer célula. COMPOSIÇÃO: Lipoproteica - constituída por proteínas, colesterol e fosfolipídios. Somente em células animais tem colesterol. ESTRUTURA: É explicada pelo MODELO MOSAICO FLUIDO proposto por Singer e Nicholson,

33 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. MOSAICO FLUIDO: A membrana é composta por uma bicamada lipídica (fosfolipídios) com livre movimentação, na qual se encontram imersas moléculas de proteínas que apresentam capacidade de alterar sua forma e mobilidade, podendo se deslocar lateralmente ou atravessar a bicamada lipídica, projetando-se nas superfícies interna ou externa da membrana plasmática (fluidez). Lipídios: Principais constituintes das membranas. Principais: glicerofosfolipídios, esfingolipídios, colesterol. Fosfolipídios: Formam duplo folheto de lipídios, cujos grupos polares ocupam a face externa e a face interna da membrana, e as cadeias de carbono dirigem-se perpendicularmente para a superfície dos 2 folhetos, no espaço que separa os grupos polares. Proteínas: A) Proteínas intrínsecas (70%) fortemente ligadas à membrana e cuja extração só pode ser feita com tratamentos drásticos (detergentes, sais biliares, solventes orgânicos). São anfipáticas com polo hidrofílico (fase aquosa extracelular) e parte interna hidrofóbica (mergulhada na camada lipídica). B) Proteínas extrínsecas ou periféricas (30%) fracamente ligadas à superfície (forças eletrostáticas ou ligações hidrófobas). PROPRIEDADES: Assimetria: As duas faces da membrana não possuem a mesma composição lipídica, glicídica e proteica. Em geral, os glicídios encontram-se presentes na face externa. Também as cargas elétricas se distribuem diferentemente, sendo a face citoplasmática, a que tem maior carga negativa, em geral. Fluidez e movimento: Seus componentes não ocupam posições definidas e são susceptíveis de deslocamentos bidimensionais, de rotação ou de translação. Esta propriedade deve-se ao fato de, em geral, não se estabelecerem ligações fortes (covalentes) entre as diversas moléculas, mas, predominantemente, ligações lábeis (ligações de Van derwalls e pontes de hidrogênio). Os fosfolípidos também podem trocar de camada (flip-flop). Permeabilidade seletiva: permeável apenas a algumas substâncias. Continuidade: nunca apresentam bordas livres ou descontínuas e os espaços por ela delimitados, são sempre fechados. Regenerabilidade: Dentro de certos limites a membrana plasmática pode ser regenerada. Condutibilidade: a membrana plasmática tem a capacidade de conduzir impulsos elétricos (impulsos nervosos). Resistência à tração. FUNÇÕES: Individualização da célula. Ela separa os meios intra e extracelular. Transportes moleculares e iônicos. Manutenção da composição química interna diferente da externa. Recepção de informação. Transmissão de informação. Reconhecimento celular. Orientação de reações químicas em cadeia por meio de enzimas localizadas na superfície da membrana. ENVOLTÓRIOS EXTERNOS: Glicocálix; Parede celular; Cápsula. CÁPSULA: envoltório externo à parede celular de bactérias; espessura e composição química variáveis. GLICOCÁLIX: Conceito: Envoltório externo à membrana plasmática. Composição química: moléculas de glicídios associadas aos fosfolipídios e às proteínas da membrana. Ocorrência: Está presente em células de certos protozoários e na maioria das células animais; Função: proteger a célula das agressões físicas e químicas do meio, reconhecimento célula-a-célula; adesão; proteção contra lesões mecânicas, físicas e químicas, retenção de micropartículas para posterior absorção, inibição por contato. PAREDE CELULAR Caracterização: Estrutura rígida e permeável (dentro de certos limites), responsável pela manutenção da forma da célula. Ocorrência: Está presente no Reino Monera (bactérias e cianobactérias), fungos, algumas alga protistas e vegetais (incluindo algas pluricelulares). Em algas e plantas se chama Parede Celulósica Composição: Moneras: peptoglicano (ou peptidioglicano). Protistas: celulose, sílica, algina, ágar, etc. Fungos: principalmente quitina. Vegetais: celulose (polissacarídeo) e glicoproteínas, formando microfibrilas. OBS.: Não é digerida pelo trato digestório animal, nenhum animal produz a enzima CELULASE, que é capaz de digeri-la. PAREDE CELULAR EM CÉLULAS VEGETAIS: Primária: Fina, flexível, composta de celulose. Secundária: novos espessamentos de celulose; deposição de lignina e suberina (lipídeos) - algumas vezes classificados como parede terciária. Lamela média: pectina (polissacarídeo). ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA: CONCEITO: Diferenciação estrutural ou uma transformação morfológica que confere à célula uma função particular ESPECIALIZAÇÕES APICAIS: microvilosidades, estereocílios, cílios/flagelos. 31

34 ESPECIALIZAÇÕES LATERAIS: A) Junção bloqueadora: zônula de oclusão. B) Junção ancoradora: desmossomos, zônulas de adesão, interdigitações. C) Junção comunicante: nexus (junção tipo gap) ESPECIALIZAÇÕES BASAIS: hemidesmossomos, invaginações ou reentrâncias. TRANSPORTES ATRAVES DE MEMBRANA TRANSPORTE PASSIVO: Não há gasto de energia porque o soluto é transportado a favor de seu gradiente de concentração. Essa é a tendência natural de qualquer substância - passar de onde tem mais para onde tem menos - portanto, não é preciso que haja um esforço da célula para que ele ocorra. a) Difusão simples: Livre passagem de um soluto ou fluido de um meio mais concentrado (hipertônico) para um meio menos concentrado (hipotônico). b) Difusão facilitada: Transporte de substâncias a favor de uma gradiente de concentração, sendo ele feito por meio de proteínas (proteínas carreadoras ou permeases e proteínas canal) que aceleram a velocidade de passagem das substâncias. c) Osmose: Passagem apenas de solvente (água) de uma meio menos concentrado (hipotônico) para uma meio mais concentrado (hipertônico), através de uma membrana semipermeável. OSMOSE EM CÉLULAS ANIMAIS OSMOSE EM CÉLULAS VEGETAIS O grande vacúolo da célula vegetal adulta ocupa a maior parte do volume citoplasmático e sua concentração é o fator primordial para regular as trocas osmóticas entre a célula e o ambiente que a cerca. As células que apresentam bom volume de água terão a membrana plasmática pressionada contra a parede de celulose rígida, a qual vai oferecendo resistência crescente à entrada de água no citoplasma. 32

35 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. Há uma equação que descreve as trocas osmóticas: Sc = Si - M Sc = Sucção celular; Si = Sucção interna (será tanto maior quanto maior for a concentração osmótica do vacúolo e do citoplasma da célula); M = resistência da membrana celulósica Outra forma de expressar as mesmas grandezas: D.P.D. = P.O. - P.T. D.P.D. = Déficit de pressão de difusão; P.O. = Pressão osmótica; P.T. = Pressão de turgor TRANSPORTE ATIVO: Quando a permease (proteína carreadora ou transportadora) atua movimentando solutos contra um gradiente favorável, havendo, por isso, gasto de energia. Transporte ativo primário: Há gasto direto de ATP. Ex.: Bomba de sódio/potássio. Transporte ativo secundário: É um mecanismo de transporte ativo através do qual uma substância é transportada contra um gradiente eletroquímico, aproveitando o gasto de energia (ATP) estabelecido para o transporte de uma outra substância que é transportada a favor de seu gradiente eletroquímico. Pode ser do tipo cotransporte, quando as substâncias são transportadas no mesmo sentido ou contratransporte, quando as substâncias são transportadas em sentidos diferentes. Ex.: cotransporte sódio/glicose. QUESTÕES OBJETIVAS 1. O metilmercúrio MeHg é muito solúvel em gordura, atingindo facilmente o interior das células, e tem efeitos tóxicos variáveis e irreversíveis. A facilidade com que o metilmercúrio ingerido com os alimentos alcança o interior das células, está associada à: a) camada bilipídica que integra o mosaico fluido da ultra-estrutura da membrana plasmática. b) ocorrência de transporte ativo, permitindo a incorporação inicial de metilmercúrio contra o gradiente de concentração. c) ausência de seletividade da membrana em relação ao tamanho das moléculas a serem transportadas. d) emissão de pseudópodes, condição exigida para o englobamento de metais pesados. e) alta permeabilidade dos lipídios de membrana a compostos químicos positivamente carregados. 2. O transporte de substâncias entre a célula e o meio envolve a) a formação de pseudópodes exigidos para o transporte passivo. b) a obrigatoriedade de uma parede celular, universal, entre os seres vivos. c) o fluxo de moléculas de água de uma solução hipertônica para uma solução hipotônica. d) o consumo de ATP quando se faz contra o gradiente de concentração. e) a passagem de macromoléculas pela bicamada lipídica. 3. A apresentação, em 1972, por Singer e Nicholson, da concepção de membrana biológica, segundo o modelo que foi denominado de mosaico fluido, constituiu uma contribuição decisiva para o desenvolvimento da biologia celular e molecular. A apresentação desse modelo foi fundamental para o estudo da célula, entre outros aspectos, porque ele podia explicar a) o estabelecimento de gradientes iônicos entre compartimentos celulares. b) o transporte ativo através da bicamada lipídica. c) a presença dos radicais polissacarídicos na face citossólica da membrana. d) o transporte de íons, contrariando um gradiente eletroquímico, sem uso de energia celular. e) a existência de poros fixos para o intercâmbio de água. 33

36 4. A figura esquematiza a estrutura da membrana plasmática, destacando a participação de um dos seus componentes no intercâmbio de substâncias entre os meios intra e extracelular. Na situação descrita, a) os fosfolipídios são as moléculas transportadoras dos íons Na+ e K+. b) as concentrações de íons Na+ e K+ se diferenciam nas soluções intra e extracelular. c) o trânsito de íons está subordinado à estabilidade conformacional das moléculas transportadoras. d) as proteínas dispostas em dupla camada facilitam o trânsito de solventes orgânicos para o meio intracelular. e) o tamanho das moléculas de água impede a sua passagem entre as moléculas indicadas em I. 5. O quadro a seguir apresenta dados relativos à concentração dos íons K+, Na+ e Cl- dentro e fora da célula nervosa de uma lula, uma espécie de molusco. Com relação aos eventos associados ao transporte dos íons K+, Na+ e Cl-, através da membrana de uma célula nervosa, pode-se afirmar: a) Os gradientes de concentração dos íons K+, Na+ e Cl- são mantidos, mesmo após a morte da célula. b) O transporte de íons K+ para fora da célula ocorre contra o gradiente de concentração. c) Os íons Cl- passam, principalmente, difundindo-se através da bicamada lipídica em direção à solução citoplasmática. d) O transporte de íons Cl- para dentro da célula gasta energia fornecida por moléculas de ATP. e) O transporte de íons Na+ para o meio extracelular é realizado por meio de proteínas que compõem a membrana. AULA 12 CITOPLASMA DEFINIÇÃO: Região situada entre a membrana plasmática e o núcleo em células eucariotas ou todo espaço intracelular, em células procariotas. CONSTITUIÇÃO: hialoplasma ou citosol (material líquido, viscoso e translúcido); organelas citoplasmáticas; citoesqueleto. Em células procariotas não ocorrem as organelas membranosas e o citoesqueleto. CITOSOL: É o líquido que preenche o citoplasma. Composto por água e diversas substâncias, principalmente proteínas. Por conta da abundância de água (cerca de 80%) o hialoplasma é o ambiente ideal para a ocorrência de reações químicas. CITOESQUELETO: Complexa estrutura constituída por tubos (microtúbulos) e filamentos (microfilamentos) e filamentos intermediários. O citoesqueleto define a forma e organiza a estrutura interna da célula. Microtúbulos: Constituídos por moléculas de uma proteína chamada tubulina. São estruturas tubulares que podem aumentar ou diminuir em comprimento pela incorporação ou liberação de moléculas de tubulina em suas extremidades. Eles são constantemente desmontados e montados em novas configurações, o que determina mudanças na forma da célula e a redistribuição dos componentes no seu interior. Os microtúbulos originam-se sempre em um local especial do citoplasma, conhecido como centrossomo ou centro celular, no qual ocorre o MTOC (centro de organização microtubular). Microfilamentos: Constituídos por moléculas de uma proteína chamada actina. A actina é a proteína intracelular mais abundante nas células eucariontes. Nas células animais e vegetais os microfilamentos aparecem no citoplasma de duas formas: associadas lado a lado formando feixes ou entrelaçados, formando redes. Filamentos intermediários: constituídos por diversos tipos de proteínas celulares. Sua principal função é dar suporte mecânico à membrana plasmática nos locais em que se estabelece contato com as células vizinhas. A queratina é um tipo de filamento intermediário que reveste a camada mais externa da pele impedindo que as células desse tecido se separem ou se rompam ao serem submetidas, por exemplo, a um esticamento. CITOESQUELETO E A MOVIMENTAÇÃO CELULAR: Dois tipos de movimentos celulares acontecem graças à ação dos componentes do citoesqueleto: Ciclose: corrente citoplasmática importante para a distribuição de substâncias na célula. 34

37 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. Movimento ameboide: mudanças na consistência do citoplasma que passa de um estado mais consistente (gel), para um mais fluído (sol) e vice-versa, promovendo a locomoção por emissão de pseudópodes e a fagocitose. ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS CENTRÍOLOS Características: par de cilindros dispostos perpendicularmente entre si. Formados por 9 trios de microtúbulos proteicos. Funções: formação de cílios e flagelos, que são estruturas móveis encontradas em células de diversos seres vivos. Cílios: Os cílios aparecem em grande quantidade e são curtos. Estão relacionados à locomoção ou remoção de impurezas. Estão presentes, por exemplo, nas células da traqueia, empurrando as impurezas do ar inspirado e em alguns protozoários como estruturas locomotoras. Flagelos: Os flagelos aparecem em pequena quantidade e são longos; também relacionados à locomoção como de espermatozoides e protozoários. Estrutura de cílios e flagelos: Cílios e flagelos são estruturalmente iguais. Aparecem como cilindros exteriores à célula e cobertos por membrana plasmática. São constituídos por 9 pares de microtúbulos que circundam um par central. O corpúsculo basal origina tanto os cílios como os flagelos e é constituído por 9 trios de microtúbulos. Onde são encontrados: maioria das células eucarióticas (exceto fungos e plantas). QUESTÕES OBJETIVAS 1. Os centríolos e o fuso mitótico apresentam como aspecto estrutural comum serem formados por: a) microtúbulos c) flagelina b) colágeno d) lipoproteínas 2. O citoplasma celular é composto por organelas dispersas numa solução aquosa denominada citosol. A água, portanto, tem um papel fundamental na célula. Das funções que a água desempenha no citosol, qual não está correta? a) Participa no equilíbrio osmótico. b) Catalisa reações químicas. c) Atua como solvente universal. d) Participa de reações de hidrólise. e) Participa no transporte de moléculas. 3. O citoesqueleto é fundamental para o adequado funcionamento das células. Sobre o citoesqueleto, é INCORRETO afirmar que ele: a) está envolvido no movimento dos espermatozoides. b) participa do processo de contração muscular. c) apresenta centríolos como um dos seus componentes. d) tem como principais componentes diversos tipos de glicídios. e) participa da adesão entre células. 4. O citoplasma de células eucarióticas apresenta um conjunto de fibras finas e longas, de constituição proteica, chamado de citoesqueleto. Assinale a alternativa que apresenta uma função dessa estrutura na célula. a) Manter a forma e a sustentação de bactérias. b) Participar da descondensação dos cromossomos. c) Permitir a digestão de vários compostos nas células. d) Possibilitar a oxidação de substâncias orgânicas no interior da célula. e) Permitir a adesão da célula a células vizinhas e a superfícies extracelulares. 5. Leia a informação seguinte. No citoplasma das células encontram-se os orgânulos que interagem fisiologicamente, executando diferentes funções na manutenção da vida dos diversos órgãos. Com base nessa informação e em seus conhecimentos, é CORRETO afirmar que: a) O centríolo se destaca na divisão celular animal. b) O complexo de Golgi participa da síntese de lipídeos. c) O lisossomo é responsável pela respiração celular. d) O retículo endoplasmático liso é responsável pela síntese de proteínas. 35

38 QUESTÕES DISCURSIVAS 1. As ilustrações apresentadas a seguir representam diferentes tipos celulares, em que os componentes do citoesqueleto desempenham funções especializadas. Em relação a essas células, faça o que é proposto. a) Cite os componentes do citoesqueleto envolvidos nas funções representadas em I, II e III. b) Dê nome às funções desempenhadas em I, II e III. c) Cite uma característica que diferencie os movimentos de II e III. 2. "Um momento mágico de força e embriaguez foi a mim proporcionado pela natureza brilhante das algas do gênero 'Noctiluca', quando coletava material para elaboração de minha dissertação.(...)" (BRASIL, A.C.S. 1995). Os organismos, mencionados no texto acima, são muitas vezes considerados por zoólogos como animais e por botânicos como vegetais. Como podemos diferenciar esses dois grupos de organismos, segundo os critérios fisiológico e celular? 3. O movimento das amebas e dos glóbulos brancos que, são capazes de formar pseudópodes, dependem da ação do citoesqueleto. Tudo se passa como o pseudópode se destruísse na parte traseira e se reconstruísse na dianteira, dessa forma a ameba se locomove e o glóbulo branco captura agentes estranhos. Que outro movimento citoplasmático pode ser estabelecido pelo citoesqueleto? Explique-o. 4. Entre as fibras proteicas componentes desse citoesqueleto podem ser citados os microfilamentos, os microtúbulos e os filamentos intermediários. a) Determine a composição de cada um dos componentes do citoesqueleto. b) Aponte funções de cada componente do citoesqueleto 5. Quando se diz que o hialoplasma é um fluido viscoso, fica-se com a impressão de que a célula animal tem uma consistência amolecida e que se deforma a todo o momento. Não é assim. Um verdadeiro esqueleto formado por vários tipos de fibras de proteínas cruza a célula em diversas direções, dandolhe consistência e firmeza. a) Estabeleça a relação ente ectoplasma, endoplasma e microfilamentos. b) Relacione centríolos, centrossomo e microtúbulos. c) Relacione cílios, flagelos e centríolos AULA 13 RIBOSSOMOS Características: Pequenos grãos formados por duas subunidades e constituídos por proteínas e RNA (ribossômico). Função: Síntese de proteínas Ocorrência: Os ribossomos podem estar dispersos no hialoplasma produzindo proteínas que permanecem dentro da célula ou aderidos à membrana externa do retículo endoplasmático, produzindo proteínas, por exemplo, enzimas lisossômicas ou constituintes da membrana plasmática ou são destinadas à exportação, ou seja, são secretadas para fora da célula. Onde são encontrados: células procarióticas e eucarióticas RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Características: Retículo (diminutivo de rede). Rede de tubos e bolsas achatadas e interligadas formada por uma membrana dupla, amplamente distribuída pela célula e em comunicação com a membrana plasmática ou com a carioteca. Tipos de retículo: Retículo endoplasmático rugoso (ou granuloso ou ergastoplasma): com ribossomos aderidos à membrana externa. Retículo endoplasmático liso (ou não granuloso): sem ribossomos aderidos à membrana externa. 36

39 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. Funções: REL: Aumenta a superfície interna da célula, o que amplia o campo de ação das enzimas, facilitando a ocorrência de reações químicas necessárias ao metabolismo celular; facilita o intercâmbio de substâncias entre a célula e o meio externo; auxilia a circulação intracelular, permitindo um maior deslocamento de substâncias de uma região para outra do citoplasma; armazena substâncias diversas no interior de suas cavidades; regula a pressão osmótica, uma vez que as substâncias armazenadas podem determinar uma alteração na concentração do meio intracelular. RER: Sintetiza proteínas, enquanto o retículo endoplasmático liso (REL) sintetiza lipídios (fosfolipídios e esteroides). Onde é encontrado: células eucarióticas (animais e vegetais) COMPLEXO GOLGIENSE (Complexo de Golgi) Características: Conjunto de sacos (ou bolsas) achatados e empilhados. Funções: Empacotamento e secreção de proteínas produzidas no retículo endoplasmático rugoso; produção de muco (substância viscosa constituída por uma parte proteica e outra polissacarídica protetora de superfícies internas de órgãos, como, intestinos, cavidades nasais, etc.). A proteína é produzida no RER e enviada ao complexo golgiense e então é produzida a fração polissacarídica. As vesículas com muco são liberadas posteriormente; formação do acrossomo nos espermatozoides, que é uma vesícula repleta de enzimas digestivas localizada na parte anterior do espermatozoide, com função de perfurar as membranas do óvulo na fecundação; produção de lisossomos. Onde é encontrado: células eucarióticas (animais e vegetais) QUESTÕES OBJETIVAS 1. Analise as afirmações abaixo e escolha a opção que contém as assertivas corretas. I. O diferencial, em relação ao retículo endoplasmático liso, o qual permite reconhecer o rugoso como fábrica de proteínas é a presença de ribossomos. II. A eliminação de substâncias tóxicas é facilitada pelo retículo endoplasmático liso, pela adição de radicais metila a tais substâncias, tornando-as mais polares, sendo eliminadas, a partir do fígado, pelas gotas de gorduras suspensas em meio aquoso. III. A lamela média que se forma durante a divisão celular, em células vegetais, é constituída a partir de substâncias produzidas no aparelho de golgi. a) I e II; b) II e III; 37 c) I e III; d) I, II e III. 2. Um biologista, estudando a estrutura de uma célula bacteriana, iria encontrar, como uma organela deste tipo celular, o a) cloroplasto. d) ribossomo. b) retículo endoplasmático liso. e) retículo endoplasmático rugoso. c) centríolo. 3. O colágeno é uma proteína existente sob a pele. A sequência de organelas envolvidas respectivamente na produção, transporte e secreção dessa proteína é: a) ribossomos, retículo endoplasmático e complexo de Golgi. b) complexo de Golgi, lisossomos e retículo endoplasmático. c) centríolos, retículo endoplasmático e fagossomo. d) lisossomos, retículo endoplasmático e complexo de Golgi. e) ribossomos, complexo de Golgi e lisossomos 4. Considere o texto a seguir. "As células caliciformes do intestino secretam muco que é constituído, fundamentalmente, por glicoproteínas. A parte proteica do muco é sintetizada...(i) e a polissacarídica,...(ii)" Para completar o texto corretamente, I e II devem ser substituídos, respectivamente, por: a) nos ribossomos e nas mitocôndrias. b) nas mitocôndrias e no complexo de Golgi. c) no complexo de Golgi e nas mitocôndrias. d) no retículo endoplasmático rugoso e no complexo de Golgi. e) no retículo endoplasmático rugoso e nas mitocôndrias. 5. Uma célula secretora do pâncreas contém, em seu ápice, diversos grânulos de secreção, repletos de proteínas, que irão atuar na digestão de alimentos. As cadeias primárias dessas proteínas foram sintetizadas em polissomos a) livres no citoplasma celular. b) ligados ao envoltório nuclear. c) ligados ao retículo endoplasmático rugoso. d) do Complexo de Golgi. e) ligados aos mesossomos.

40 QUESTÕES DISCURSIVAS 1. O esquema representa um corte de célula acinosa do pâncreas, observado ao microscópio eletrônico de transmissão. a) Identifique as estruturas apontadas pelas setas A, B, e C, e indique suas respectivas funções no metabolismo celular. b) Por meio da ordenação das letras indicadoras das estruturas celulares, mostre o caminho percorrido pelas enzimas componentes do suco pancreático desde seu local de síntese até sua secreção pela célula acinosa. 2. Os ribossomos são encontrados livres no citoplasma, associados à superfície do retículo endoplasmático e dentro de mitocôndrias e cloroplastos, desempenhando sempre a mesma função básica. a) Que função é essa? b) Por que alguns dos ribossomos se encontram associados ao retículo endoplasmático? c) Por que as mitocôndrias e cloroplastos também têm ribossomos em seu interior? 3. Células de glândulas de animais apresentam nucléolo, retículo endoplasmático rugoso e complexo golgiense (complexo de Golgi) bem desenvolvidos. a) Que relação existe entre o retículo endoplasmático rugoso e o nucléolo? b) Qual é o papel do complexo golgiense na função dessas células? 4. O esquema representa uma célula secretora de enzimas em que duas estruturas citoplasmáticas estão indicadas por letras (A e B). Aminoácidos radioativos incorporados por essa célula concentram-se inicialmente na região A. Após algum tempo, a radioatividade passa a se concentrar na região B e, pouco mais tarde, pode ser detectada fora da célula. a) Explique, em termos funcionais, a concentração inicial de aminoácidos radioativos na estrutura celular A. b) Como se explica a detecção da radioatividade na estrutura B e, em seguida, fora da célula? 5. Uma droga qualquer de efeito tóxico (fenobarbital, por exemplo, que é um sedativo usado como medicamento) foi fornecida a ratos adultos por 5 dias consecutivos. O retículo endoplasmático (RE) de hepatócitos (células do fígado), analisado durante 12 dias, apresentou os seguintes resultados: 38

41 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. AULA 14 LISOSSOMO Características: bolsa arredondada com enzimas digestivas. Funções: Digestão intracelular: Os lisossomos se fundem aos fagossomos ou pinossomos, despejam suas enzimas digestivas e ocorre a digestão. Autofagia: Os lisossomos digerem partes da própria célula quando, por exemplo, ela é privada de alimento e as reservas se esgotam. Autólise ou citólise: Os lisossomos se rompem no interior da célula. Esse processo pode eliminar partes desgastadas pelo uso e reaproveitar alguns de seus componentes. A regressão da cauda do girino é um exemplo. Onde é encontrado: células animais. VACÚOLOS Características: Cavidades delimitadas por membrana, que variam em tamanho e nas funções. Funções: Vacúolo do suco celular: Grande vacúolo presente nas células vegetais (adultas). Armazena água, sais, pigmentos, açúcares e proteínas e também pode armazenar substâncias potencialmente prejudiciais. Atuam na digestão autofágica. Atuam na regulação osmótica. Vacúolo digestivo: Os lisossomos unem-se ao fagossomo ou pinossomo e inicia-se a digestão intracelular. Vacúolo residual: Restos não absorvidos pela célula, após a digestão intracelular, compõem o vacúolo residual, que se funde à membrana plasmática e elimina os resíduos por exocitose. Vacúolo contrátil ou pulsátil: Presente nos protozoários de água doce, nos quais a água entra constantemente por osmose. Tal vacúolo elimina o excesso de água e mantém a integridade celular do protozoário. Onde são encontrados: células eucarióticas PEROXISSOMO Características: Bolsa com enzimas (oxidases e catalase). Funções: Oxidação de substâncias (ácidos graxos e substâncias tóxicas). A oxidação de substâncias orgânicas origina um subproduto tóxico (peróxido de hidrogênio H2O2), que é degradado pela catalase, transformando-o em água e oxigênio. Onde é encontrado: células eucarióticas (animais e vegetais). OBS.: Glioxissomos São os peroxissomos em células vegetais Ocorrência: protozoários, fungos e células de plantas Função: converter lipídios em açúcares QUESTÕES OBJETIVAS 1. "A silicose é uma doença muito comum em trabalhadores que lidam com amianto. Um dos componentes do amianto é a sílica, uma substância inorgânica que forma minúsculos cristais que podem se acumular nos pulmões. As células dos alvéolos pulmonares afetadas por estes cristais acabam sofrendo autólise". Essa doença está relacionada com organoides citoplasmáticos denominados: a) plastos. b) lisossomos. c) dictiossomos. d) mitocôndrias. e) centríolos. 2. Leia as descrições seguintes. I. Organela constituída por numerosos sáculos interligados, normalmente localizada nas proximidades do núcleo e do retículo endoplasmático granuloso. II. Organela do tipo vacúolo, rica em enzimas. III. Rede de canais delimitados por membranas lipoproteicas. Pode-se afirmar corretamente que o item a) I refere-se ao retículo endoplasmático não-granuloso, que tem a função de transporte de substâncias dentro das células. b) I e o item III referem-se, respectivamente, ao complexo golgiense e ao retículo endoplasmático, os quais estão particularmente desenvolvidos em células com função de secreção. c) II refere-se aos lisossomos, que são vacúolos responsáveis pela produção de proteínas. d) II e o item III referem-se, respectivamente, aos lisossomos e ao complexo golgiense, os quais são responsáveis pelo processo de fagocitose dentro da célula. e) III refere-se aos centríolos, que são responsáveis pela formação de cílios e flagelos celulares. 39

42 3. No metabolismo célula, as mitocôndrias convertem glicose e oxigênio em energia. Como subproduto dessa reação, formam-se radicais de oxigênio (superóxido) que são convertidos, pela enzima superóxido dismutase (SOD), em peróxidos de hidrogênio. Considerando o processo metabólico acima apresentado, analise as afirmativas abaixo. I. Os radicais de oxigênio são altamente reativos, podendo danificar o DNA dos cromossomos, o DNA mitocondrial e a membrana celular. Assim sendo, a SOD transforma esses radicais em peróxidos de hidrogênio, que é inócuo à célula. II. O peróxido de hidrogênio é tóxico e mutagênico. Assim sendo, com ajuda da catalase, deve ser convertido em oxigênio molecular e água, que são substâncias inócuas para o meio celular. III. Peroxissomos são vesículas celulares que contem enzimas que modificam substâncias tóxicas, tornando-se inofensivas para a célula. Marque a alternativa correta. a) I e II são corretas. b) II e II são corretas. c) I e III são corretas. d) Apenas I é correta. 4. No gráfico a seguir observa-se a relação entre a atividade enzimática de uma organela presente nas células da cauda dos girinos e a variação no comprimento relativo da cauda desses animais durante o seu desenvolvimento. Sobre a redução da cauda desses girinos, analise as seguintes afirmativas: I. A atividade das enzimas é máxima no início da regressão da cauda desses anfíbios. II. A regressão no tamanho da cauda dos girinos ocorre por ação de enzimas digestivas, conhecidas como hidrolases. III. As enzimas que atuam na digestão da cauda dos girinos foram sintetizadas no interior do retículo endoplasmático rugoso. IV. A ausência de lisossomos nas células da cauda dos girinos, no início do seu desenvolvimento, impediria a diminuição no tamanho da cauda desses anfíbios. Das afirmativas acima, são corretas: a) Apenas I e III. c) Apenas I e IV. b) Apenas II e IV. d) Apenas I, II, e III. e) Apenas II, III e IV. 5. Mergulhadas no citoplasma celular encontram-se estruturas com formas e funções definidas, denominadas ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS, indispensáveis ao funcionamento do organismo vivo. Associe as organelas com suas respectivas funções: 1. Complexo de Golgi 1. responsável pela desintoxicação de álcool e decomposição de peróxido de hidrogênio. 2. Lisossoma 2. local de síntese proteica. 3. Peroxissoma 4. Ribossoma 3. modifica, concentra, empacota e elimina os produtos sintetizados no Retículo Endoplasmático Rugoso. 4. vesícula que contem enzima fortemente hidrolíticas formadas pelo Complexo de Golgi. 5. Centríolo 5. responsável pela formação de cílios e flagelos. Assinale a sequência correta: a) b) c) d) e) QUESTÕES DISCURSIVAS 1. Certas doenças hereditárias decorrem da falta de enzimas lisossômicas. Nesses casos, substâncias orgânicas complexas acumulam-se no interior dos lisossomos e formam grandes inclusões que prejudicam o funcionamento das células. a) O que são lisossomos e como eles contribuem para o bom funcionamento de nossas células? b) Como se explica que as doenças lisossômicas sejam hereditárias se os lisossomos não são estruturas transmissíveis de pais para filhos? 2. As células apresentam um eficiente sistema de reciclagem. Componentes celulares desgastados são digeridos e seu material reutilizado. Indique e caracterize a organela membranosa responsável pela digestão celular e que está envolvida nesse processo. 40

43 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. 3. No citoplasma das células são encontradas diversas organelas, cada uma com funções específicas, mas interagindo e dependendo das outras para o funcionamento celular completo. Assim, por exemplo, os lisossomos estão relacionados ao complexo de Golgi e ao retículo endoplásmatico rugoso, e todos às mitocôndrias. a) Explique que relação existe entre lisossomos e complexo de Golgi. b) Qual a função dos lisossomos? c) Por que todas as organelas dependem das mitocôndrias? 4. Os peroxissomos são pequenas vesículas citoplasmáticas, presentes principalmente em células hepáticas, que participam da eliminação de substâncias tóxicas do meio celular. Em algumas reações químicas, que ocorrem nos peroxissomos a fim de eliminar substâncias tóxicas, há formação de água oxigenada (H2O2). Esta substância é importante para uma outra função desempenhada por estas vesículas e que pode, por analogia, ser comparada com o que ocorre quando se aplica água oxigenada em ferimentos e lesões cutâneas. Na maioria dos tecidos, encontra-se uma enzima denominada catalase, que facilita a decomposição da água oxigenada conforme a seguinte reação: 2H2O2 + catalase 2H2O + O2 a) Considerando-se estas informações, justifique a finalidade da aplicação de água oxigenada em ferimentos e lesões cutâneas. b) Qual organela citoplasmática encontrada em todas as células animais, principalmente em macrófagos, apresenta uma grande variedade de enzimas em seu interior? Cite o nome do processo que ocorre no interior dessas organelas após o englobamento de partículas estranhas. 5. Foram coletadas três amostras de espermatozoides de um rato adulto apto para reprodução e colocadas separadamente em três tubos de ensaio. Cada uma destas amostras foi submetida a uma situação experimental: Tubo 1: Todos os espermatozoides tiveram um determinado tipo de organoide extraído do citoplasma através de uma microagulha. Tubo 2: Todos os espermatozoides tiveram outro tipo de organoide citoplasmático extraído. Tubo 3: Todos os espermatozoides foram mantidos intactos e utilizados como controle. Em seguida, as três amostras foram introduzidas, cada uma separadamente, nos colos uterinos de três ratazanas em condições de serem fertilizadas. Durante o experimento, verificou-se que: - os espermatozoides do tubo 1 se aproximaram dos óvulos, mas nenhum deles conseguiu perfurar suas membranas plasmáticas; - os espermatozoides do tubo 2 não foram além do colo uterino e sofreram um processo degenerativo após 48 horas; - os espermatozoides do tubo 3 caminharam até os óvulos e todos foram fertilizados. a) Quais foram os organoides extraídos dos espermatozoides dos tubos 1 e 2? b) Quais as funções desses organoides? AULA 15 MITOCÔNDRIA Características: bastão alongado constituído por uma membrana externa e uma interna pregueada (crista mitocondrial). O interior é preenchido por um material fluído chamado matriz mitocondrial. Função: respiração celular. Onde é encontrada: células eucarióticas (animais e vegetais). CLOROPLASTO Características: bastão alongado ou esférico (forma variável) constituído por uma membrana externa e uma interna pregueada (lamelas). O interior é preenchido por um material fluído chamado estroma. Função: fotossíntese. Onde é encontrado: células vegetais, alguns protistas. QUESTÕES OBJETIVAS 1. Certas organelas produzem moléculas de ATP e outras utilizam o ATP produzido, pelas primeiras, para a síntese orgânica a partir do dióxido de carbono. Estamos falando, respectivamente, de a) lisossomos e cloroplastos. b) mitocôndrias e complexo de Golgi. c) mitocôndrias e cloroplastos. d) lisossomos e mitocôndrias. 41

44 2. Em uma célula vegetal o material genético concentra-se no interior do núcleo, o qual é delimitado por uma membrana. Além dessa região, material genético também é encontrado no interior do a) retículo endoplasmático e complexo Golgiense. b) complexo Golgiense e cloroplasto. c) lisossomo e retículo endoplasmático. d) lisossomo e mitocôndria. e) cloroplasto e mitocôndria. 3. As mitocôndrias são consideradas as casas de força das células vivas. Tal analogia refere-se ao fato de as mitocôndrias a) estocarem moléculas de ATP produzidas na digestão dos alimentos. b) produzirem ATP com utilização de energia liberada na oxidação de moléculas orgânicas. c) consumirem moléculas de ATP na síntese de glicogênio ou de amido a partir de glicose. d) serem capazes de absorver energia luminosa utilizada na síntese de ATP. e) produzirem ATP a partir da energia liberada na síntese de amido ou de glicogênio. 4. Todos os organismos obtêm para sua sobrevivência e crescimento um combustível vital às atividades celulares. Alguns destes organismos conseguem esse combustível através da NUTRIÇÃO e, outros o PRODUZEM através de um orgânulo específico. A partir de sua obtenção, esse combustível é DEGRADADO por meio de um ORGÂNULO PARTICULAR. Dessa maneira, as células conseguem a energia necessária aos seus processos vitais. Os quatro termos em negrito representam, respectivamente, os seguintes conceitos associados a eventos envolvendo produção e consumo de alimentos: a) respiração, fotossíntese, digestão, lisossomo. b) respiração, fotossíntese, fagocitose, lisossomo. c) fermentação, respiração, pinocitose, fotossíntese. d) heterotrofismo, autotrofismo, respiração, mitocôndria. e) fagocitose, fotossíntese, digestão, lisossomo. 5. Mama África não é só refrão de reggae. Um estudo publicado hoje na revista Nature acaba de confirmar que o homem moderno surgiu mesmo no continente africano e começou a se espalhar pelo mundo em algum momento ao redor de 52 mil anos atrás. (...) Sequenciando o DNA de 53 indivíduos de várias regiões do planeta, a equipe de pesquisadores construiu uma árvore genealógica da espécie, cuja raiz se localiza no continente africano. O DNA é uma ótima ferramenta para estudos de evolução. Como só é transmitido pela mãe, ele escapa ao embaralhamento genético que acontece no momento da fecundação. (Folha de S.Paulo, ) No texto original, parte dele acima reproduzida, constava o tipo de DNA analisado pelos pesquisadores, aqui substituído por um espaço. O tipo de DNA a que o texto se refere é o: a) DNA presente no cromossomo X. b) DNA presente na cromatina sexual, ou Corpúsculo de Barr. c) DNA da mitocôndria. d) DNA do núcleo do óvulo. e) DNA do gene do hormônio progesterona. QUESTÕES DISCURSIVAS 1. Imagine ser possível, experimentalmente, a extração de todas as mitocôndrias de uma célula eucariótica. Se, na presença de oxigênio, ainda for possível observar o processo da respiração celular, quais os efeitos da extração para tal processo? Ocorreria formação de quantos ATPs? 2. Suponha que as células de um tecido foram fragmentadas, separando-se um tipo de organela em cinco tubos de ensaio. Em seguida, alguns componentes químicos de três tubos foram identificados, como especificado abaixo. Tubo I - Grande quantidade de DNA e RNA; proteínas histônicas e proteínas de membrana. Tubo II - Fosfolipídeos; proteínas de membrana, RNA ribossômico e proteína de ribossomos. Tubo III - Fosfolipídeos; proteínas de membrana e clorofila. a) Qual é a organela presente em cada um dos três tubos? b) Cite outro componente químico que poderia ter sido encontrado no tubo III. c) Cite duas organelas que poderiam ter sido encontradas nos tubos IV e V, indicando um componente químico característico de cada uma delas. 42

45 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. 3. Uma das hipóteses mais aceitas para explicar a origem das mitocôndrias sugere que estas organelas se originaram de bactérias aeróbicas primitivas, que estabeleceram uma relação de simbiose com uma célula eucarionte anaeróbica primitiva. a) Dê uma característica comum a bactérias e mitocôndrias que apoie a hipótese acima. b) Qual seria a vantagem dessa simbiose para a bactéria? E para a célula hospedeira? c) Que outra organela é considerada também de origem simbiótica? 4. Uma amostra de mitocôndrias e outra de cloroplastos foram colocadas em meios de incubação adequados ao metabolismo normal de cada organela. As amostras, preparadas na ausência de luz, foram iluminadas do início até o final do experimento. Os gráficos abaixo indicam os resultados obtidos, para cada uma das organelas, nos quatro parâmetros medidos no experimento. Identifique, por seus números, as curvas que correspondem às amostras de mitocôndrias e as que correspondem às amostras de cloroplastos, justificando sua resposta. 5. Em uma espécie de levedura (fungo) utilizada na produção de cerveja foi identificada uma linhagem mutante, denominada 'petit' (do francês pequeno). A linhagem 'petit' não apresentava atividade mitocondrial. O gráfico relaciona as taxas de crescimento das linhagens original e 'petit' à concentração de oxigênio no meio de cultura. Ambos os eixos utilizam unidades arbitrárias. Explique as causas das diferenças entre as taxas de crescimento das duas linhagens. AULA 16 NÚCLEO CONCEITO: Corpúsculo celular relacionado ao controle de todas as atividades celulares. FUNÇÕES: Armazenamento do material genético. Controle o metabolismo celular através da transcrição do DNA em RNA. ESTRUTURAS DO NÚCLEO INTERFÁSICO: 1. Carioteca: Diferencia eucariotos de procariotos. Envoltório nuclear, formado por 2 membranas com poros, onde ha intercambio de substancias entre o núcleo e o citoplasma. Membranas são lipoproteicas (30% lipídeos e 70% proteínas). Membrana externa salpicada de ribossomos e continua ao reticulo endoplasmático rugoso. Cisterna perinuclear = cavidade intermembranas. Superfície interna associada a lamina nuclear (rede fibrosa de suporte mecânico). Complexo Poro Nuclear portador de proteínas que selecionam a passagem de substâncias denominadas nucleoporinas. Células com alta atividade proteica apresentam mais poros. 2. Nucleoplasma ou Cariolinfa: Massa incolor que preenche o núcleo celular. E constituído principalmente por água e proteínas, além de nucleosídeos, nucleotídeos e íons. Proteínas: enzimas de transcrição e duplicação do DNA. Matriz nuclear: estrutura fibrilar que forma o endoesqueleto nuclear 3. Nucléolo: Trata-se de um corpúsculo esponjoso e desprovido de membranas, que se encontra em contato direto com o nucleoplasma, rico em RNA ribossômico, além de proteínas e pouco DNA (DNA ribossômico). Geralmente esférico e visível em células vivas. Função: organização dos ribossomos, síntese de RNA ribossômico e montagem das subunidades ribossômicas. 4. Cromatina: Representa o material genético presente no núcleo da célula. É composta por um complexo de DNA e proteínas que se encontram dentro do núcleo celular nas células eucarióticas. Sua organização é dinâmica devido a alterações no ciclo celular. Tem aspecto emaranhado de filamentos longos e finos, denominados cromonemas. Durante a divisão celular, os cromonemas espiralizam-se, tornando-se mais curtos e mais grossos e passam a ser chamados de cromossomos. 43

46 Regiões da cromatina: Heterocromatinas - regiões condensadas, DNA inativo (função estrutural). Eucromatinas: regiões distendidas, DNA ativo (expressão de proteínas e enzimas). Proteínas da cromatina: Histonas e não-histonicas Não-histonicas: Proteínas que participam da replicação e reparo do DNA, ativação e repressão gênica. Histonas: Principais proteínas da cromatina participam da arquitetura molecular da cromatina, possuem íntima associação com o DNA. São bastante estáveis. Tem peso molecular baixo e caráter básico (arginina e lisina). Ligam-se ao DNA através de seus radicais amino com os fosfatos do DNA; Tipos: H1 (220 aa), H2A, H2B, H3 e H4 (102 a 135 aa). Nucleossomo: unidade estrutural básica da cromatina (DNA em dupla hélice e Histonas). Constituído por 200 pares de bases (pb) de DNA associado com octâmero de histonas (H2A, H2B, H3 e H4) e uma molécula de H1. Solenoide ou fibra cromossômica: 2º nível de compactação da cromatina. Formada pelo enovelamento da fibra de 10 nm em estrutura helicoidal. Cada volta contem 6nucleossomos radias. QUESTÕES OBJETIVAS 1. Cada cromátide de um cromossomo é uma longa molécula de......, associada a proteínas. Essa molécula é formada por unidades chamadas..., que por sua vez são compostas por uma base nitrogenada que se liga a um açúcar do tipo... e este a um fosfato. São quatro os tipos de bases nitrogenadas, entre os quais a.... Os espaços podem ser preenchidos correta e respectivamente por: a) RNA nucleotídeos ribose timina b) RNA ácidos ribonucleicos ribose uracila c) DNA nucleotídeos desoxirribose uracila d) DNA nucleotídeos desoxirribose timina e) DNA ácidos desoxirribonucleicos desoxirribose timina 2. Podemos afirmar que o nucléolo é uma estrutura: a) intranuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico, presente em células em anáfase; b) intranuclear, rica em RNA mensageiro, presente em alguns vírus; c) intranuclear, rica me RNA ribossômico, presente em células em anáfase; d) citoplasmática, presente em alguns protozoários; e) citoplasmática, rica em RNA ribossômico, com função de sintetizar enzimas do ciclo respiratório. 3. K, ou relação núcleo plasmática, é o seguinte: Assinalar a alternativa correta sobre o que acontece com k durante o ciclo celular: a) k permanece constante; b) k aumenta, porque, enquanto o volume citoplasmático fica inalterado, o volume nuclear, pelo menos, duplica; c) k diminui, porque, enquanto o volume citoplasmático fica inalterado, o volume nuclear, pelo menos, reduz-se à metade; d) ao atingir certo valor máximo, a célula se divide; e) ao atingir um certo valor mínimo, a célula se divide. 4. A cromatina, sob o aspecto morfológico, é classificada em eucromatina e heterocromatina. Elas se distinguem porque: a) a eucromatina se apresenta condensada durante a mitose e a heterocromatina já se encontra condensada na interfase; b) a eucromatina se apresenta condensada na interfase e a heterocromatina, durante a mitose; c) só a heterocromatina se condensa e a eucromatina não; d) a eucromatina é Feulgen positivo e a heterocromatina é Feulgen negativo; e) a eucromatina é a que ocorre no núcleo a e heterocromatina é a que ocorre no citoplasma. 5. Observamos o desenho de um tipo de cromossomo metafásico abaixo, como você o classificaria? Marque a opção correta: a) Cromossomo metacêntrico, com duas cromátides irmãs b) Cromossomo acrocêntrico, com duas cromátides irmãs c) Cromossomo metacêntrico, com duas cromátides homólogas d) Cromossomo acrocêntrico, com duas cromátides homólogas e) Cromossomo submetacêntrico, com duas cromátides homólogas 44

47 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. QUESTÕES DISCURSIVAS 1. Uma célula que apresenta grande quantidade de síntese proteica tende a apresentar, em geral, um grande nucléolo. Explique esta relação. 2. Em rãs, um espermatozoide apresenta de zero a três complexos de poro por mm2 de envoltório nuclear (carioteca) e ausência de nucléolo, enquanto um o ócito apresenta ao redor de 60 complexos de poro por mm 2 de envoltório e um grande nucléolo. A que se deve a diferença entre os dois tipos celulares? Explique. 3. Em certa linhagem celular, o intervalo de tempo entre o fim de uma mitose e o fim da mitose seguinte é de 24 horas. Uma célula dessa linhagem gasta cerca de 12 horas, desde o início do processo de duplicação dos cromossomos até o início da prófase. Do fim da fase de duplicação dos cromossomos até o fim da telófase, a célula gasta 3 horas e, do início da prófase até o fim da telófase, ela gasta 1 hora. Com base nessas informações, determine a duração de cada uma das etapas do ciclo celular (G1, S, G2 e mitose) dessas células. 4. Descreva a estrutura básica de um cromossomo e classifique os cromossomos quanto a papel funcional e quanto a posição do centrômero. 5. Uma espécie de mamífero se caracteriza por apresentar um cariótipo representado por 2n = 20. a) Qual o número de cromossomos e de moléculas de DNA presentes em um neurônio dessa espécie. b) Qual o número de cromossomos e de moléculas de DNA presentes em um espermatozoide nessa espécie? AULA 17 CICLO CELULAR CONCEITO: Envolve processos desde a formação celular ate a divisão em duas células filhas. Eventos que preparam e realizam a divisão celular. FUNÇÃO: proliferação celular, reposição e regeneração, diferenciação celular e latência. ETAPAS COORDENADAS DO CICLO CELULAR: 1. Interfase: Compreendida entre duas divisões sucessivas. Período de Crescimento: célula cresce e preparasse para nova divisão. Ocorre a duplicação dos componentes da célula mãe. 2. Período de Divisão: Divisão propriamente dita se origina duas células filhas. Cariocinese ou Mitose divisão nuclear Citocinese divisão citoplasmática I. INTERFASE: 95% do tempo de clico celular e gasto na Interfase, porem tempo varia com tipo celular. Interfase e uma fase de intensa atividade metabólica Fases: G1 intervalo entre o fim da mitose e a síntese de DNA (fase mais variável). S duplicação e síntese de DNA. G2 intervalo entre o termino da síntese de DNA e a próxima mitose. SINAIS QUÍMICOS QUE CONTROLAM O CICLO: provem de fora e de dentro da célula Sinais externos: Hormônios. Fatores de crescimento (ligam-se a receptores de membrana das células alvo): PDGF, EGF, VEGF, FGF. Complexo receptor-ligante ativa produção de sinalizadores intracelulares Sinais internos: Sinalizadores ativam cascata de fosforilação intracelular, induzindo a expressão de genes. São proteínas de 2 tipos: Ciclinas e Quinases (CDKs - Cinases Dependentes de Ciclinas). Complexo CDK-ciclina fosforila proteínas especificas CONTROLADORES NEGATIVOS: CKIs (Inibidores de Cdk): proteínas que interagem com Cdks, bloqueando sua atividade de quinase. Complexo ubiquitina de degradação de proteína: degrada ciclinas e outras proteínas para promover a progressão do ciclo celular. CARACTERÍSTICAS DA INTERFASE: G1: Intensa síntese de RNA e proteínas. Aumento do citoplasma da célula-filha recém formada. Se refaz o citoplasma, dividido durante a mitose. Cromatina não compactada e não distinguível como cromossomos individualizados. Pode durar horas ou ate meses. Inicia com estimulo de crescimento e posterior síntese de ciclinas que vão se ligar as CDKs (quinases). 45

48 S: Duplicação do DNA (replicação). Cromatina com duplicação do DNA e Histonas. Aumenta a quantidade de DNA polimerase e RNA. Fator Promotor da Mitose (MPF ou ciclinab/cdc2), protege a célula de segunda divisão no DNA ate que entre na mitose G2: Tempo para o crescimento celular e para assegurar completa replicação e reparação do DNA antes da mitose. Pequena síntese de RNA e proteínas essenciais para o inicio da mitose. Acumulo do Fator Promotor de Maturação (regulador geral da transição de G2 para M). OBS.: G0 estado de quiescência As células de organismos multicelulares, de maneira geral, só se multiplicam na presença de estímulos externos provenientes de outras células. Na ausência de tais sinais, o ciclo celular fica parado no ponto de checagem de G1 e entra em G0 (o 0é zero). PONTO DE CONTROLE DO CICLO CELULAR: I. Ponto de restrição (R): Ocorre ao fim da fase G1. Impede a progressão do ciclo celular em condições desfavoráveis ou insatisfatórias. No momento que a célula passa por R atinge ate a faze de Mitose. Em mamíferos a p53 e sinal de parada em G1 (células cancerígenas) II. Checkpoint G2-M: Formação do fator Promotor da Maturação (ciclinas mitóticas ligam-se a proteínas CdK formando MPF). MITOSE DEFINIÇÃO: sequência de eventos que culminarão com a divisão da célula em duas, cada uma com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. FASES: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Prófase: Os centríolos separam-se. As cromátides finas, desespiralizadas e duplicadas tornam-se espiralizadas e curtas e únicas. No final da prófase, as duas cromátides de cada cromossomo estão unidas numa área chamada de "constrição primária" onde o centrômero ou região de união com a fibra do fuso está localizada. Os centríolos agora migram para os polos opostos e as fibras contínuas do fuso conectam os polos. A membrana nuclear e o nucléolo desaparecem. As fibras do fuso unem-se a cada cromátide na região do centrômero. Cada uma das cromátides-irmãs liga-se a um polo do fuso, mas os centrômeros permanecem juntos. Metáfase: Na metáfase ocorre um alinhamento dos cromossomos na região central ou placa equatorial. As cromátides metafásicas são extremamente espiralizadas e únicas, facilitando, portanto, a sua contagem e as comparações estruturais. Os braços das cromátides-irmãs prolongam-se a partir do centrômero, mas permanecem unidos por este centrômero até o inicio da anáfase. Anáfase: Ocorre a separação das cromátides-irmãs, cada cromátide possui o seu próprio centrômero e é agora um cromossomo. Os cromossomos alongam-se devido a desespiralização e migram para os respectivos polos do fuso. 46

49 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. Telófase: Durante a telófase, a membrana nuclear é reconstituída ao redor de cada núcleo filhoe o nucléolo reaparece em pontos específicos nos cromossomos, onde os genes derrna estão localizados. Esta localização corresponde a constrição secundária em algunscromossomos. O citoplasma da célula logo se divide. Nas células animais, que possuemuma membrana externa flexível, este mecanismo ocorre através do aparecimento dasinvaginações laterais que convergem uma direção à outra e, normalmente, separam as duascélulas-filhas. A superfície próxima à região equatorial pressiona em direção ao centro edivide a célula em duas partes. Nas células vegetais, com parede rígidas, se forma umadivisão ou placa celular entre células-filhas. Após a formação da lamela média (placacelular) são depositados paredes de celulose de ambos os lados. OBS.: Mitose em células vegetais Uma diferença importante é a ausência de centríolos em células vegetais (com exceção dos gametas vegetais que nadam). Células vegetais não formam o áster. Por não formaro áster e não ter centríolos a mitose vegetal é dita anastrale acêntrica e a animal astral e cêntrica. A parede celular vegetal impõe outra diferença entre as duas mitoses. Na mitose animal o citoplasma se divide de fora para dentro, enquanto que na vegetal uma nova parede se forma de dentro para fora. Por se dividir de fora para dentro, a mitose animal é dita centrípeta e a vegetal centrífuga. Existem dois gráficos sobre a mitose que dão motivos para interessantes questões de vestibular: Gráfico da quantidade de DNA: Observe que no período S ocorre a replicação do DNA, fazendo com que a quantidade de DNA na célula dobre (de 2C para 4C, onde C é a quantidade de DNA de um genoma haploide). Na anáfase, ocorre a separação das cromátides-irmãs, indo cada uma para um pólo da célula, restaurando a quantidade de DNA (2C) inicial. Gráfico da Ploidia: 47

50 Note que a quantidade de DNA dobra sem alterar a quantidade de cromossomos. Ou seja, a célula continua durante toda a mitose com os mesmos dois conjuntos cromossômicos que a tornam diplóide. Quando, no período S da interfase, ocorre a replicação do DNA os cromossomos deixam de ser simples e passam a ser duplicados (com duas cromátides cada), mas a célula continua diplóide porque permanece com os 46 cromossomos, só que, ao invés de simples, duplicados. QUESTÕES OBJETIVAS 1. Analise os eventos mitóticos relacionados a seguir: I. Desaparecimento da membrana nuclear. II. Divisão dos centrômeros. III. Migração dos cromossomos para os pólos do fuso. IV. Posicionamento dos cromossomos na região mediana do fuso. Qual das alternativas indica corretamente sua ordem temporal? a) IV - I - II - III. c) I - II - IV - III. b) I - IV- III - II. d) I - IV - II - III. e) IV - I - III - II. 2. A vinblastina é um quimioterápico usado no tratamento de pacientes com câncer. Sabendo-se que essa substância impede a formação de microtúbulos, pode-se concluir que sua interferência no processo de multiplicação celular ocorre na a) condensação dos cromossomos. b) descondensação dos cromossomos. c) duplicação dos cromossomos. d) migração dos cromossomos. e) reorganização dos nucléolos. 3. No processo de mitose: a) a partir de uma célula diploide originam-se duas novas células diploides. b) a partir de uma célula diploide originam-se quatro novas células diploides. c) a partir de uma célula haploide originam-se duas novas células diploides. d) a partir de uma célula haploide originam-se quatro novas células diploides. e) a partir de uma célula diploide originam-se quatro novas células haploides. 4. Entre as frases abaixo em relação à divisão celular por mitose, uma é incorreta. Aponte-a: a) na metáfase, todos os cromossomos, cada um com duas cromátides, encontram-se no equador da célula em maior grau de condensação. b) a célula mãe dá origem a duas células filhas com metade do número de cromossomos. c) as células filhas são idênticas às células mãe. d) ocorre nas células somáticas tanto de animais como de vegetais. e) é um processo muito importante para o crescimento dos organismos. 5. Considere as seguintes fases da mitose: I. telófase II. metáfase III. anáfase Considere também os seguintes eventos: A. As cromátides-irmãs movem-se para os pólos opostos da célula. B. Os cromossomos alinham-se no plano equatorial da célula. C. A carioteca e o nucléolo reaparecem. Assinale a alternativa que relaciona corretamente cada fase ao evento que a caracteriza. 1. I - A; II - B; III - C 2. I - A; II - C; III - B 3. I - B; II - A; III - C 4. I - C; II - A; III - B 5. I - C; II - B; III - A QUESTÕES DISCURSIVAS 1. A sequência de eventos cromossômicos que ocorrem na duplicação de uma célula somática animal está representada nos desenhos a seguir. a) Em qual das fases representadas ocorre a duplicação do DNA? b) Considere um gene autossômico H. Quantas cópias desse gene existem no final da fase A? Na fase B? Na fase C? Na fase D? Em cada uma das células formadas na fase E? 48

51 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. 2. A figura mostra uma preparação histológica corada de ponta de raiz de cebola. Que células, dentre as numeradas de 1 a 5, correspondem a intérfase, metáfase e anáfase do ciclo celular? Justifique sua resposta, considerando apenas as informações fornecidas pela figura. 3. Uma célula somática, em início de intérfase, com quantidade de DNA nuclear igual a X, foi colocada em cultura para multiplicar-se. Considere que todas as células resultantes se duplicaram sincronicamente e que não houve morte celular. a) Indique a quantidade total de DNA nuclear ao final da 1ª-, da 2ª- e da 3ª- divisões mitóticas. b) Indique a quantidade de DNA por célula na fase inicial de cada mitose. 4. Ao analisar o cariótipo de células obtidas de uma criança com síndrome de Down, observou-se que 70% das células apresentavam 47 cromossomos, por exibirem a trissomia do cromossomo 21, e que 30% das células apresentavam um cariótipo normal, ou seja, 46 cromossomos, sem trissomiado 21. Responda se o fenômeno da não-disjunção do par de cromossomos 21 ocorreu antes ou depois da formação do zigoto. Justifique sua resposta. 5. A figura abaixo mostra um corte histológico de um tecido vegetal em que estão assinaladas células em diferentes momentos do ciclo celular. a) Em algumas das células mostradas na figura é esperado encontrar atividades de síntese de RNA mensageiro. Em qual das células, numeradas de 1 a 3, deve ocorrer maior atividade de síntese desse ácido nucleico? Justifique indicando a característica da célula que permitiu a identificação. b) O que faz com que, em mitose, ocorra a separação das cromátides-irmãs de forma equitativa para os pólos das células? Indique em qual das células numeradas na figura está ocorrendo essa separação. AULA 18 MEIOSE DEFINIÇÃO: tipo de divisão celular em que uma célula, após duas divisões citoplasmáticas sucessivas, da origem a quatro novas células com a metade do numero cromossômico da célula que iniciou o processo. FINALIDADE: Formação de células reprodutoras. Ex.: gametas, esporos. OBS.: A meiose reduz o número cromossômiconas células de uma espécie, porém o número de cromossomos da espécie é restaurado com a união do gameta masculino com o feminino. FASES: meiose I (reducional) e meiose II (equacional). MEIOSE I OU REDUCIONAL A meiose I é também chamada de reducional porque ao final dela são produzidas duas células com a metade do número de cromossomos da célula-mãe. Ou seja, já no final da meiose I as células serão haplóides. Prófase I: Por ser uma fase muito longa e com muitos detalhes a prófase I está dividida em 5 subfases. Leptóteno: É nesta subfase que os cromossomos começam a se condensar. 49

52 Zigóteno: Os cromossomos homólogos se juntam formando pares, processo conhecido como sinapse cromossômica. O nome dessa estrutura é complexo sinaptonêmico. Paquíteno: No paquíteno o complexo sinaptonêmico já está formado. Com isso os pares de homólogos tornam-se nitidamente unidos. Estes pares formam o que chamamos de bivalente. Como cada bivalente possui quatro cromátides, podemos também chamar estas estruturas de tétrades. É no paquíteno que ocorre a permutação ou crossing-over. Este processo consiste na troca de pedaços entre cromátides homólogas. Diplóteno: Torna-se visível o cruzamento em X das cromátides homólogas que realizaram o crossing-over. O nome dessa estrutura em X é quiasma. Por isso dizemos que no diplóteno ocorre a visualização dos quiasmas. Além disso, o complexo sinaptonêmico é desfeito. Diacinese: Na diacinese os cromossomos homólogos se afastam um pouco, ocorrendo a terminalização dos quiasmas. Além disso, o envoltório nuclear é desfeito. Metáfase I: Sem o envoltório nuclear os cromossomos se ligam ao fuso acromático, que foi montado durante a prófase I. O fuso, assim como na mitose, dispõe os cromossomos no meio da célula, formando a placa equatorial. Aqui existe uma diferença muito importante em relação a mitose. Na meiose I os cromossomos homólogos ficam um do lado do outro, ou seja, a placa equatorial e composta por pares de cromossomos homólogos (placa equatorial dupla). Anáfase I: Assim como na anáfase da mitose, os cromossomos serão puxados para os polos da célula. Só que na meiose tem uma diferença. Como os cromossomos homólogos foram colocados um ao lado do outro o fuso acromático não tem como se ligar aos dois lados de um mesmo cromossomo. Lembrese de que na mitose como o fuso se ligava aos dois lados, um fuso puxava para a direita e o outro para esquerda provocando a duplicação do centrômero e a separação das cromátides irmãs. Como na anáfase I da meiose o fuso liga-se a apenas um lado não ocorrerá a duplicação do centrômero. Os cromossomos serão puxados inteiros, cada homólogo indo para o polo diferente do seu par. O nome dessa separação dos cromossomos homólogos é disjunção ou segregação. Telófase I: Os cromossomos homólogos já estão separados nos polos da célula e se descondensam parcialmente. O envoltório nuclear se refaz dos dois lados e ocorre a citocinese (divisão do citoplasma). Balanço da meiose I: Ao final da meiose I formam-se duas células com metade do número de cromossomos. Mas observe que cada cromossomo das duas células-filhas são duplicados, porque não houve a separação das cromátides na anáfase I. Além disso, essas duas células são haplóides porque elas não possuem pares de cromossomos homólogos. Os cromossomos foram segregados desde a anáfase I. Intercinese: Entre a meiose I e a meiose II ocorre um pequeno intervalo chamado de intercinese. Nesse intervalo não ocorre duplicação de DNA. 50

53 APOSTILA - TURMA EMESCAM /U.V.V. MEIOSE II OU EQUACIONAL Nessa fase acontecerá uma série de eventos com as duas células filhas formadas pela meiose I que culminarão com a formação de quatro células. Essas quatro células terão o mesmo número de cromossomos que as duas células que lhes deram origem (por isso o termo equacional). Só que ao invés dos cromossomos serem duplicados eles serão simples. Os acontecimentos da meiose II são os mesmos da mitose. Prófase II: Os cromossomos voltam a se condensar, os centríolos dirigem-se para os polos da célula, formando o fuso acromático e o envoltório nuclear se desfaz. Metáfase II: Os cromossomos ligados ao fuso são transportados ao equador (centro) da célula formando a placa equatorial. Observe que como não há mais homólogos nas células eles se dispõem um sobre o outro, como na mitose. Dessa forma, o fuso consegue ligar-se aos dois lados de cada cromossomo. Anáfase II: Devido a tração do fuso em sentidos diferentes ocorre a quebra do centrômero e as cromátides irmãs são separadas. Telófase II: O envoltório nuclear se refaz e o citoplasma se divide formando 4 células-filhas. Balanço da Meiose II: Formam-se 4 células haploides. Seus cromossomos são simples devido a separação das cromátides na anáfase II. QUESTÕES OBJETIVAS 1. Considerando uma célula com 6 cromossomos (2n = 6), que esteja em processo de divisão, o esquema a seguir representa uma: a) anáfase I da meiose. b) metáfase I da meiose. c) anáfase mitótica. d) metáfase mitótica. e) metáfase II da meiose. 2. Sessenta células de um animal, com a constituição representada na figura, sofrem meiose. São esperados, apresentando a constituição ABC, a) 30 espermatozoides. b) 60 espermatozoides. c) 90 espermatozoides. d) 120 espermatozoides. e) 180 espermatozoides. 3. Em relação ao processo de divisão celular, podemos afirmar que: a) a mitose consiste em duas divisões celulares sucessivas. b) os óvulos e os espermatozoides são produzidos por divisões mitóticas. c) durante a meiose não ocorre a permutação ou "crossingover". d) a meiose é um processo que dá origem a quatro células haploides. e) durante a mitose as cromátides irmãs não se separam. 51

54 4. Considerando que uma espécie de ave apresenta 2n = 78 cromossomos é correto afirmar: a) Um gameta tem 39 cromossomos autossomos e 2 cromossomos sexuais. b) Um gameta tem 38 cromossomos autossomos e 2 cromossomos sexuais. c) Um gameta tem 38 cromossomos autossomos e 1 cromossomo sexual. d) Uma célula somática tem 77 cromossomos autossomos e 1 cromossomo sexual. e) Uma célula somática tem 78 cromossomos autossomos e 2 cromossomos sexuais. 5. Durante a meiose, o pareamento dos cromossomos homólogos é importante porque garante: a) a separação dos cromossomos não homólogos. b) a duplicação do DNA, indispensável a esse processo. c) a formação de células filhas geneticamente idênticas à célula mãe. d) a possibilidade de permuta gênica. e) a menor variabilidade dos gametas. QUESTÕES DISCURSIVAS 1. Os esquemas A, B e C abaixo representam fases do ciclo de uma célula que possui 2n = 4 cromossomos. a) A que fases correspondem as figuras A, B e C? Justifique. b) Qual é a função da estrutura cromossômica indicada pela seta na figura D? 2. Analise a seguinte figura de cromossomos: a) Que fenômeno celular está sendo mostrado na figura? b) Em que tipo de divisão celular ocorre esse fenômeno? Por quê? c) Qual é a importância desse fenômeno para os seres vivos? 3. A síndrome de Down, também chamada trissomia do cromossomo 21, afeta cerca de 0,2 % dos recémnascidos. A síndrome é causada pela presença de um cromossomo 21 a mais nas células dos afetados, isto é, em vez de dois cromossomos 21, a pessoa tem três. A trissomia do cromossomo 21 é originada durante as anáfases I ou II da meiose. a) Quando ocorre a meiose? Cite um evento que só ocorre na meiose. b) Explique os processos que ocorrem na anáfase I e na anáfase II que levam à formação de células com três cromossomos Observe o esquema que representa, de forma resumida, uma célula animal germinativa produzindo, após o término da meiose, quatro gametas com suas respectivas combinações gênicas. Explique por que ocorreu a produção de gametas com essa combinação gênica, dando o nome do processo e em que momento da meiose ele ocorre. 5. A figura representa uma anáfase de uma célula diploide animal. Essa célula está em mitose ou em meiose? Justifique, informando o número diploide de cromossomos em uma célula somática desse animal. 52

55 Prof. Helder ANATOMIA E FISIOLOGIA HUMANA SISTEMA DIGESTÓRIO A sequência em que o bolo alimentar percorre no tubo digestivo é: boca, faringe, esôfago, esfincter cárdia, estômago, esfincter pilórico, intestino delgado (formado por: duodeno, jejuno e íleo com vilosidades - dobras na mucosa - e microvilosidades - projeções de membranas celulares - que aumentam a superfície de absorção), intestino grosso (formado por: ceco - com apêndice vermiforme, cólon ascendente, cólon transverso, cólon descendente e cólon sigmóide), reto e ânus. A digestão química requer auxílio de glândulas anexas, como: glândulas salivares (parótidas, sublinguais e submandibulares), que produzem amilase salivar; fígado, que produz bile e o pâncreas, que produz o suco pancreático (alcalino, devido ao HCO 3 ) e com várias enzimas. A digestão química começa na boca, onde a ptialina hidrolisa o amido em maltose em um ph neutro. As proteínas começam a ser digeridas no estômago, onde, em um ph ácido, são hidrolisadas pela pepsina em peptídeos e aminoácidos. No duodeno são lançados a bile, o suco pancreático e o suco entérico, que tornam o ph do intestino delgado básico. A bile é uma solução alcalina, não enzimática, que fica armazenada na vesícula biliar e, através do canal colédoco, é lançada no duodeno onde vai emulsionar os lipídeos. O suco pancreático contém: tripsina e quimotripsina para hidrolisar as proteínas em peptídeos e aminoácidos; amilase pancreática, que hidrolisa amido em maltose; lipase pancreática, que hidrolisa os lipídeos em ácidos graxos e glicerol; nucleases, que digerem ácidos nucleicos transformando-os em nucleotídeos e as carboxipeptidases que digerem peptideos em aminoácidos. O suco entérico contém: amilase entérica, que hidrolisa amido em maltose; lipase entérica, que hidrolisa os lipídeos em ácidos graxos e glicerol; peptidases, que digerem peptídeos em aminoácidos, enteroquinase (ativa o tripsinogênio em tripsina) e dissacaridases como: maltase que, hidrolisa maltose em duas moléculas de glicose; sacarase, que hidrolisa sacarose em uma molécula de glicose mais uma de frutose e lactase, que hidrolisa a lactose em uma molécula de glicose mais uma de galactose. A absorção de nutrientes, como glicose e aminoácidos, ocorre no intestino delgado, à nível de jejuno e íleo, enquanto a absorção de água e sais ocorre no intestino grosso. 53

56 A gastrina é produzida no estômago e tem a função de aumentar a atividade gástrica, enquanto que a enterogastrona é produzida no duodeno e inibe a atividade gástrica. O duodeno também produz a secretina, que estimula a liberação de bicarbonato do suco pancreático e a colecistoquinina, que estimula a liberação de bile e de enzimas pancreáticas. QUESTÕES OBJETIVAS 1. Lipases são enzimas relacionadas à digestão dos lipídios, nutrientes que, em excesso, levam ao aumento da massa corporal. Certos medicamentos para combate à obesidade agem inibindo essas enzimas. Assim, como não há digestão de parte da gordura ingerida, há menor absorção desses nutrientes, contribuindo para o controle do peso. Com base nessas informações, conclui-se que tais medicamentos agem principalmente sobre as enzimas produzidas pelo seguinte órgão: a) fígado b) jejuno c) pâncreas d) estômago 2. Durante o intervalo de seus estudos para o vestibular, um candidato comeu um sanduíche de pão e carne. Sobre o processo de digestão desses alimentos, assinale a alternativa INCORRETA. a) Na boca, o amido, principal componente do pão, será parcialmente digerido pela amilase salivar ou ptialina. b) As microvilosidades do intestino grosso têm a função de absorver os nutrientes resultantes da digestão. c) No estômago, as proteínas da carne serão parcialmente digeridas formando peptídeos menores graças à ação da pepsina. d) No intestino delgado, ocorre a digestão tanto do amido restante, através da enzima amilase pancreática, quanto da maltose, pela ação da maltase entérica (secretada pelo intestino delgado). As proteínas restantes serão digeridas pela tripsina pancreática em peptídeos menores. Todos os peptídeos menores serão transformados em aminoácidos pelas peptidases do intestino delgado. e) Os lipídios, também presentes na carne, serão digeridos principalmente pela lipase pancreática e transformados em ácidos graxos e glicerol no intestino delgado. 3. (Upe 2013) De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), cerca de 500 milhões de pessoas sofrem de obesidade. A cirurgia bariátrica tem sido utilizada no tratamento da obesidade mórbida, que acomete pessoas com o índice de massa corporal (IMC) superior a 40. Uma das técnicas desse tipo de cirurgia é denominada de Capella, que liga o estômago ao fim do intestino delgado. Qual das alternativas abaixo apresenta justificativa CORRETA quanto ao procedimento denominado Capella? a) O alimento que chega ao intestino já foi completamente digerido no estômago. b) Ao se diminuir o percurso no intestino delgado, limitase a absorção dos alimentos que acontece principalmente nessa região. c) A ação do suco pancreático é otimizada pelo menor tamanho do intestino delgado. d) A proximidade com o intestino grosso promoverá uma maior recuperação d água no bolo alimentar e consequentemente maior sensação de saciedade. e) A absorção de carboidratos no estômago é preservada, no entanto a absorção no intestino grosso é eliminada. 54

57 4. As ações químicas, sobre os alimentos como, insalivação, quimificação e quilificação ocorrem ao longo do sistema digestório. Assinale a alternativa correta com relação a estas ações. a) A quimificação ocorre na boca pela ação da bile sobre as gorduras. b) A insalivação ocorre no intestino delgado pela ação da saliva sobre as proteínas. c) A quilificação ocorre no estômago pela ação da tripsina sobre a maltose. d) A quimificação ocorre no estômago pela ação da pepsina sobre as proteínas. e) A quilificação ocorre no fígado pela ação do suco pancreático. 5. Um dado preocupante, quando se analisa o hábito alimentar da população brasileira, principalmente nos grandes centros urbanos, é que em geral se verifica uma baixa ingestão de alimentos ricos em fibras. As fibras estão presentes em maior quantidade em vários alimentos de origem vegetal, tais como, verduras, legumes, frutas e cereais integrais. A ingestão dos alimentos ricos em fibras é importante porque a) estimula a produção de enzimas gástricas. b) facilita a ação da bile na digestão das proteínas. c) fornece a energia necessária às atividades vitais. d) acelera a passagem do bolo fecal pelo intestino. e) permite a absorção da celulose pelo corpo. QUESTÕES DISCURSIVAS 1. A análise do material coletado por uma sonda introduzida no intestino delgado de uma pessoa, algum tempo após a ingestão de uma refeição rica em amido, revelou a presença de um dissacarídeo e de um monossacarídeo. Nomeie as duas enzimas envolvidas no processo de digestão do amido e o produto de cada uma delas. 2. A intolerância à lactose decorre de deficiência ou ausência de uma enzima intestinal, gerando incapacidade do organismo para digerir lactose. O problema ocorre em cerca de 25% dos brasileiros e, embora não haja tratamento para aumentar a capacidade de produzir essa enzima, os sintomas da intolerância podem ser controlados por meio de dieta. ( Adaptado.) Com base no texto e em seus conhecimentos sobre o assunto, responda: a) Como deve ser a dieta de pessoas com essa deficiência enzimática? Justifique sua resposta. b) Explique como ocorre a digestão da lactose no intestino delgado das pessoas normais. 3. A cirrose hepática é uma séria enfermidade que frequentemente surge do hábito de ingerir bebida alcoólica. O álcool pode alterar várias estruturas do fígado, como ductos biliares e as células produtoras de bile, além de causar acúmulo de glóbulos de gordura. a) Qual a importância da bile para o processo de digestão e em que parte do tubo digestório a bile é lançada? b) Outra função realizada pelo fígado é a produção e armazenamento de glicogênio. Espera-se que esse processo ocorra depois de uma refeição ou após um longo período de jejum? Qual a importância do armazenamento do glicogênio? 4. Os gráficos abaixo representam as atividades de duas enzimas do sistema digestório humano, avaliadas sob condições normais de temperatura corpórea (37 C). Com base na análise dos gráficos, responda: a) Qual o local de atuação da enzima A? Justifique. b) Qual o nome da enzima digestiva representada em B e o seu local de atuação? 55

58 5. Apenas as moléculas mais simples dos alimentos podem ser eficientemente absorvidas pelo intestino. Assim, a maior parte dos alimentos ingeridos, para ser aproveitada pelo corpo, precisa ser quimicamente processada por hidrólise. O quadro a seguir relaciona algumas propriedades de quatro classes de hidrolases encontradas na cavidade do tubo digestório, todas com faixa de ph ideal entre 7,0 e 8,0. Identifique uma enzima correspondente a cada classe, indicando os seus respectivos produtos. GABARITO OBJETIVAS 1. C Os medicamentos que inibem a ação das enzimas lipases, responsáveis pela digestão dos lipídios (gorduras), agem, principalmente, sobre as enzimas secretadas pelo pâncreas. 2. B As microvilosidades da mucosa do intestino delgado têm a função de absorver os nutrientes resultantes da digestão dos alimentos. 3. B A técnica cirúrgica Capella tem a finalidade de diminuir o percurso do alimento no intestino delgado e, dessa forma, limitar a absorção alimentar que ocorre principalmente nessa região. 4. D A quimificação corresponde à ação do suco gástrico sobre o bolo alimentar, fenômeno que ocorre na cavidade estomacal. 5. D As fibras vegetais não são digeridas quimicamente ao longo do tubo digestório. Porém, a importância em ingerir tais nutrientes é aumentar o bolo fecal facilitando a sua passagem pelo órgão empurrada pelos movimentos peristálticos. GABARITO DISCURSIVAS 1. A digestão do amido no duodeno é realizada pela enzima amilase pancreática. O resultado dessa digestão é a formação do dissacarídeo maltose. A hidrólise da maltose pela enzima maltase resulta em duas moléculas de glicose (monossacarídeo). 2. a) A dieta de pessoas com deficiência enzimática, que causa a intolerância à lactose, deve restringir a ingestão de leite e seus derivados, tais como queijos, iogurtes, coalhadas, entre outros. b) A hidrólise da lactose no intestino delgado ocorre em meio alcalino ph 8,0 sob a ação da enzima lactase do suco entérico. A digestão desse dissacarídeo resulta em dois monossacarídeos: 1 glicose e 1 galactose. 3. a) A bile contém sais que funcionam como um detergente natural e mulsificando as gorduras. Os sais biliares (taurocolato e glicolato de sódio) quebram a tensão superficial das gotas de gordura, transformando-as em gotículas microscópicas. A bile é produzida pelo fígado e secretada no duodeno. b) As células do fígado produzem e armazenam o glicogênio após as refeições. O glicogênio hepático se constitui em importante reserva enérgica durante os períodos de jejum. 4. a) Atua no suco digestivo do estômago, pois é uma protease do suco gástrico e possui um ph ótimo, em torno de 2,0. b) Ptialina. Atua na boca, pois é a amilase da saliva. 5. Classe A - enzima: amilase salivar (ptialina) ou amilase pancreática (amilopsina); produto: maltose. Classe B - enzima: tripsina, quimotripsina ou peptidases; produtos: peptídios e aminoácidos. Classe C - enzima: lactase; produtos: glicose e galactose. Classe D - enzima: lipase pancreática; produtos: di e monoacil gliceróis, ácidos graxos e glicerol. 56

59 SISTEMA RESPIRATÓRIO A sequência em que o ar percorre o sistema respiratório é: narinas, fossas nasais, faringe, laringe, traquéia, brônquios, bronquíolos e alvéolos. Para que haja inspiração e hematose é necessário a contração dos músculos respiratórios (diafragma e intercostais), o que aumenta o volume da caixa torácica, diminui a pressão intrapulmonar e o ar chega aos alvéolos. Para a saída do ar, ou seja, expiração, ocorre o contrário. Costela em posição de inspiração esterno em posição de expiração Ação dos intercostais esterno coluna vertebral Após a hematose, o oxigênio é transportado dos pulmões aos tecidos de duas maneiras: livre dissolvido no plasma ( 2%) e ligado à hemoglobina dentro das hemácias (98%). O CO2 é transportado dos tecidos aos pulmões de três maneiras: livre dissolvido no plasma (5%), ligado à hemoglobina dentro das hemácias (30%) e na forma de HCO 3 (bicarbonato, 65%). A formação de HCO - 3 ocorre nas hemácias dos capilares teciduais. O bicarbonato vai para o plasma, circula, entra nas hemácias dos capilares pulmonares e se transforma em CO 2, de acordo com a reação abaixo: anidrase (H 2 O + CO carbônica 2 H 2 CO 3 HCO 3 + H + ) Em caso de exercício físico ou prendermos a respiração, ocorre aumento da taxa de CO2 no sangue, o que desloca a reação acima, formando mais H+ e diminuindo o ph sanguineo. Com isso, o Bulbo promove taquipnéia, normalizando o ph para evitar acidose. Em caso de respiração forçada, a taxa de CO2 diminui, deslocando a reação acima e diminuindo a concentração de H+, elevando o ph sanguineo. Com isso, o bulbo promove bradipnéia, normalizando o ph para evitar alcalose. O O 2 e CO 2 se ligam de forma instável à hemoglobina formando oxi-hemoglobina e carbohemoglobina, respectivamente. A ligação entre o CO e a hemoglobina (carboxi-hemoglobina) é do tipo estável e pode causar morte por asfixia. Quando vamos para altitudes elevadas, ocorre diminuição da pressão atmosférica, o ar fica mais rarefeito, assim sendo, a medula óssea vermelha passa a produzir mais hemácias para melhorar a oferta de oxigênio aos tecidos. 57

60 QUESTÕES OBJETIVAS 1. O volume total de ar que cabe no sistema respiratório de um homem adulto, ao nível do mar, é cerca de 6 litros. Nessas condições, os pulmões de um indivíduo em repouso, a cada movimento respiratório, trocam com o meio exterior, em média, apenas 0,5 litro de ar. Essa quantidade de ar inspirado misturase ao ar retido nas vias aéreas e apenas parte dessa mistura chega aos alvéolos. Desse modo, considerando a fisiologia e a anatomia do aparelho respiratório humano, é correto afirmar que, durante a inspiração, o ar que chega aos alvéolos possui a) maior concentração de CO 2 que aquela do sangue venoso. b) menor concentração de CO 2 que o ar atmosférico. c) maior concentração de O 2 que aquela do sangue arterial. d) maior concentração de CO 2 que aquele que havia sido expirado. e) menor concentração de O 2 que aquele que havia sido expirado. 2. Asma é o estreitamento dos bronquíolos (pequenos canais de ar dos pulmões), que dificulta a passagem do ar provocando contrações ou broncoespasmos. As crises comprometem a respiração, tornando-a difícil. Quando os bronquíolos inflamam, segregam mais muco o que aumenta o problema respiratório. Na asma, expirar é mais difícil do que inspirar, uma vez que o ar viciado permanece nos pulmões provocando sensação de sufoco. (drauziovarella.com.br/doencas-e-sintomas/asma. Acesso em: ) Leia atentamente as seguintes afirmativas sobre o processo de respiração no corpo humano. I. No processo de inspiração, o ar percorre o seguinte caminho pelos órgãos do sistema respiratório: cavidades nasais faringe laringe traqueia brônquios bronquíolos alvéolos pulmonares (pulmões). II. A sensação de sufoco provocada pela asma decorre do fato da expiração não ser realizada adequadamente, ficando o pulmão carregado com ar rico em CO 2, o que limita o processo de trocas gasosas adequadas para o organismo. III. O muco e os cílios presentes no epitélio dos brônquios e bronquíolos têm um papel fundamental na respiração, pois promove a retenção de partículas e micro-organismos do ar, que serão varridos em direção à garganta. IV. No processo de inspiração, a musculatura intercostal se contrai e o diafragma se eleva, aumentando o volume da caixa torácica, o que permite a entrada de ar nos pulmões. Está correta apenas a alternativa: a) I. b) I e III. c) II e IV. d) I, II e III. e) II, III e IV. 3. Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo, referentes à fisiologia respiratória humana. ( ) O principal músculo respiratório é o diafragma. ( ) O dióxido de carbono (CO 2 ) é, principalmente, transportado dissolvido no plasma como bicarbonato HCO 3. ( ) A enzima anidrase carbônica, presente no plasma, participa no transporte de oxigênio. ( ) A mioglobina funciona como a reserva de oxigênio para os músculos. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) V F V V. b) F F V F. c) F V F V. d) V V F V. e) V V V F. 4. Habilidoso, o homem representou todo o corpo humano em desenhos para estudá-lo. O esquema a seguir representa o processo de deglutição. 58

61 Sobre esse processo, é correto afirmar: a) O bolo alimentar, constituído por alimento mastigado e misturado à saliva, é empurrado pela língua para o fundo da faringe, rumo ao esôfago. b) Durante a deglutição, entra em ação um mecanismo que fecha a faringe, canal que conduz ar aos pulmões, evitando que o alimento ingerido penetre nas vias respiratórias. c) Para não haver passagem do alimento em direção ao sistema respiratório, a epiglote abre a glote e orienta a passagem do alimento para o esôfago. d) A deglutição ocorre com a passagem do alimento da epiglote para a traqueia e depois para o esôfago. e) Após devidamente umedecido e lubrificado pela saliva, o bolo alimentar passa pela laringe e vai para o esôfago. 5. Um dos equipamentos de segurança de uma cápsula espacial tripulada efetua a remoção do gás carbônico desse ambiente. Admita que, após um acidente, esse equipamento tenha deixado de funcionar. Observe as curvas do gráfico abaixo: A curva que representa a tendência do que deve ter ocorrido, após o acidente, com o ph sanguíneo dos tripulantes está identificada por: a) W b) X c) Y d) Z QUESTÕES DISCURSIVAS 1. O controle involuntário da respiração humana depende do ph do sangue. Se o ph sanguíneo se reduzir, haverá uma alteração na frequência respiratória. a) Cite a principal substância liberada pelos tecidos que determina a redução do ph sanguíneo. Explique o que ocorre com a frequência respiratória, quando há redução no ph sanguíneo. b) Explique a sequência de eventos que ocorrem na caixa torácica para que haja a inspiração do ar. 2. A silicose é uma das doenças ocupacionais que constitui um grande problema de saúde pública no Brasil. Ocorre em pessoas que trabalham com areia, granito e minérios. O pó de sílica é inalado através das vias respiratórias. Os macrófagos fagocitam o pó que se acumula no interior dessa célula, e faz com que o lisossomo se rompa e inicie a autólise. Em relação ao enunciado: a) Quais são os órgãos, anatomicamente, responsáveis pela trajetória do ar, desde sua entrada pelo nariz até a estrutura onde ocorre a hematose, no organismo humano? b) Relacione a função do lisossomo na célula com o processo de autólise. 3. Existem diferentes tipos de hemoglobina, inclusive entre indivíduos da mesma espécie. Essas diferenças nas cadeias polipeptídicas interferem nas propriedades da ligação reversível da hemoglobina com o oxigênio. Tal ligação, por sua vez, depende da pressão parcial de oxigênio - PO 2. Observe o gráfico abaixo, que indica as diferenças de afinidade entre a hemoglobina fetal e a materna. Para valores de PO 2 entre 40 e 60 mmhg, indique qual das duas moléculas de hemoglobina humana conseguirá captar mais O 2, apontando a vantagem da diferença de afinidade em relação a esse gás. 59

62 4. O Ministério da Saúde adverte: FUMAR PODE CAUSAR CÂNCER DE PULMÃO, BRONQUITE CRÔNICA E ENFISEMA PULMONAR. Os maços de cigarros fabricados no Brasil exibem advertências como essa. O enfisema é uma condição pulmonar caracterizada pelo aumento permanente e anormal dos espaços aéreos distais do bronquíolo terminal, causando a dilatação dos alvéolos e a destruição da parede entre eles e formando grandes bolsas, como mostram os esquemas a seguir: Explique por que as pessoas portadoras de enfisema pulmonar têm sua eficiência respiratória muito diminuída. 5. A resistência física de um indivíduo está relacionada à sua eficiência na obtenção de energia. Uma das drogas mais modernas usadas para aumentar a resistência física de esportistas é a ERITROPOIETINA (EPO), substância que promove o aumento do número de glóbulos vermelhos. Explique como esse aumento está associado com a eficiência no processo de obtenção de energia. GABARITO OBJETIVAS 1. C Durante a inspiração, o ar que chega aos alvéolos pulmonares contém maior concentração de O 2 em relação ao sangue arterial. 2. D No processo de inspiração, a musculatura intercostal e o músculo diafragma se abaixam, contraindo e aumentando o volume da caixa torácica, o que permite a entrada de ar nos pulmões. 3. D O diafragma é o principal músculo respiratório para ventilação pulmonar. O dióxido de carbono (CO 2 ) entra no interior da hemácia onde encontra a anidrase carbônica que catalisa a reação do CO 2 com a água, produzindo, ao final do processo, o íon bicarbonato que é liberado no plasma; esta é a principal forma de transporte de CO 2. O tecido muscular possui uma reserva própria de oxigênio que é representado pela mioglobina. 4. A O bolo alimentar mastigado e umedecido é empurrado pela língua para o fundo da faringe em direção ao esôfago. Durante esse processo, a epiglote fecha parcialmente a entrada da laringe, evitando que partículas sólidas ou líquidas entrem no canal respiratório pela laringe. 5. D O acúmulo de CO 2 no sangue dos tripulantes provocará acidose, porque o CO 2 combina-se com a água do plasma formando o ácido carbônico, de acordo com a reação adiante: CO2 H2O H2CO 3 GABARITO DISCURSIVAS 1. a) Dióxido de carbono ( CO 2 ). A redução do ph sanguíneo (acidose) causa aumento da frequência respiratória, com a finalidade de eliminar o excesso de CO 2 no sangue, ou seja, deslocar o equilíbrio a seguir para a esquerda: CO2 H2O H2CO3 H HCO3 b) Durante a inspiração, ocorre a contração da musculatura intercostal e do músculo diafragma. Esses eventos provocam o aumento do volume interno da caixa torácica e, consequentemente, a diminuição da pressão intrapulmonar, que fica menor do que a pressão atmosférica. O ar entra nos pulmões para compensar a diferença de pressão entre os meios externo e interno. 60

63 2. a) O caminho percorrido pelo ar: narinas, faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos, e alvéolo, neste último ocorre a troca gasosa (hematose). b) O lisossomo é uma organela repleta de enzimas digestivas. Quando ocorre o rompimento desta organela, como no caso de silicose, as enzimas são liberadas e digerem as organelas e componentes internos da célula ocorrendo a autólise. 3. Hemoglobina fetal: facilitar a transferência placentária de O 2 do sangue materno para o sangue fetal. O gráfico mostra que para uma mesma PO 2, por exemplo, 40 mmhg, a saturação pelo O 2 é maior pela hemoglobina fetal. 4. Com o rompimento das paredes dos alvéolos e a formação de grandes bolsas, a área efetiva de contato para as trocas gasosas diminui causando a deficiência respiratória. 5. A droga eritropoietina aumenta o número de glóbulos vermelhos do sangue, cuja função principal é a troca gasosa. A hemoglobina carreada pelos glóbulos vermelhos capta o oxigênio dos pulmões e o entrega aos tecidos, que o utilizam para a realização do metabolismo celular, tendo como um dos produtos finais o trifosfato de adenosina (ATP), que é necessário para a realização de qualquer atividade física. Assim, a eritropoietina, aumentando o número de glóbulos vermelhos, aumentará a entrega de oxigênio aos tecidos, otimizando a produção de ATP e a resistência física do indivíduo. SISTEMA CIRCULATÓRIO As artérias apresentam espessa camada muscular, muitas fibras elásticas, diâmetro interno menor do que o das veias de mesmo lugar anatômico, conduzem sangue para fora do coração e não apresentam válvulas e geralmente conduzem sangue oxigenado, enquanto as veias correspondem ao oposto disso. A relação entre os capilares sanguíneos e os tecidos adjacentes se faz através de trocas envolvendo duas forças. O líquido que extravasa dos capilares, graças à pressão hidrostática, levando nutrientes para as células. A maior parte do líquido extravasado é reabsorvida na extremidade venosa dos capilares em virtude da pressão osmótica, recolhendo resíduos celulares. No início do capilar a pressão hidrostática é maior que a pressão osmótica, assim sendo, extravasam substância do sangue para os tecidos ocorrendo o contrário no fim do capilar. Nos mamíferos a circulação sistêmica ou grande circulação começa no VE, segue pela aorta, vasos sanguíneos do corpo, veias cavas e termina no AD. A circulação pulmonar ou pequena circulação começa no VD, segue pela artéria pulmonar, capilares pulmonares (local de hematose), veias pulmonares e termina no AE. 61

64 O acúmulo de colesterol na parede das artérias coronárias pode provocar o ateroma e até a obstrução de tais artérias levando ao infarte do miocárdio. Para prevenir o infarte pode ser feito uma pontede-safena, onde uma veia do membro inferior - a Safena - é usada no coração para restabelecer o fluxo normal de sangue. O miocárdio ventricular esquerdo é mais desenvolvido que o direito, pois tem que se contrair com mais força para mandar sangue, através da artéria aorta, para todo o corpo. A pressão arterial é a pressão que o sangue exerce na parede das artérias. A pressão arterial sistólica é aquela que o sangue exerce na parede das artérias durante a sístole do VE, enquanto que a pressão arterial diastólica é a pressão exercida na parede das artérias durante a diástole do VE. A válvula átrio-ventricular esquerda é a mitral ou bicúspide, enquanto que a direita é a tricúspide. As válvulas tem a função de impedir o refluxo de sangue, sendo encontradas tipicamente nas veias, porém as artérias aorta e pulmonar também as possuem. Os estímulos elétricos para funcionamento do coração são gerados no nódulo sinusal ou sinoatrial, localizado na parede posterior do átrio direito. Daí os impulsos se propagam pelos átrios atingindo o nódulo atrioventricular. Do nódulo atrioventricular saem dois feixes de Hiss, que se continuam com fibras de Purkinje, responsáveis pela contração dos ventrículos. SISTEMA LINFÁTICO O sistema vascular linfático também possui vávulas e drena líquido dos tecidos, evitando edema. No intestino absorvem ácidos graxos e glicerol. Os linfonodos filtram a linfa, armazenam e amadurecem linfócitos que serão liberados para o sangue, participando da defesa do organismo. Os gânglios linfáticos estão em todo o corpo, mas principalmente, nas virilhas, axilas e pescoço. 62

65 1. O esquema ilustra a circulação humana. GABARITO OBJETIVAS A respeito do esquema e da fisiologia cardiovascular, foram feitas as seguintes afirmações: I. O átrio esquerdo recebe sangue proveniente dos pulmões por meio das veias pulmonares e o átrio direito recebe sangue proveniente das veias cavas. II. O sangue presente nos vasos 1 e 2 é rico em oxiemoglobina e nos vasos 3 e 4 existe sangue rico em íons bicarbonato. III. Todas as veias transportam sangue venoso e todas as artérias transportam sangue arterial. IV. A sístole do ventrículo esquerdo, apontado pelo número 5, possibilita que o sangue venoso atinja os pulmões. É correto o que se afirma apenas em a) I. b) I e II. c) II e III. d) I, III e IV. e) II, III e IV. 63

66 2. Considere a figura do coração humano ao lado esquematizado. Nele se podem observar os vasos sanguíneos que chegam ao coração e que dele saem. Sobre a figura apresentada, podem-se fazer todas as afirmações abaixo, exceto: a) Na circulação pulmonar, o sangue venoso sai do ventrículo direito pela artéria pulmonar e segue em direção aos pulmões. b) Na grande circulação, o sangue arterial sai do ventrículo esquerdo pela artéria Aorta, levando Oxigênio a todas as partes do corpo. c) O sangue arterial chega ao átrio esquerdo do coração por meio das veias pulmonares. d) As veias cavas chegam ao átrio direito do coração conduzindo o sangue venoso recolhido de todo o corpo. e) Tanto as veias cavas como as pulmonares transportam sangue venoso para o coração. 3. A música Bate coração refere-se aos batimentos cardíacos. Mas, por que o coração bate? Bate coração (Elba Ramalho) Bate, bate, bate, coração Dentro desse velho peito... Tum, tum, bate coração Oi, tum, coração pode bater Oi, tum, tum, tum, bate, coração Que eu morro de amor com muito prazer Assinale a alternativa que explica corretamente o evento relacionado aos batimentos cardíacos. a) A atividade parassimpática reduz os batimentos cardíacos, contribuindo para o repouso do coração. b) A atividade simpática, sob ação da noradrenalina, diante de situações de defesa ou ataque, diminui a frequência cardíaca. c) A contração do coração diástole e o seu relaxamento sístole são controlados por fenômenos miogênicos. d) Apesar de sua contração voluntária, os batimentos cardíacos têm mecanismos reguladores relacionados com o sistema nervoso autônomo, e a atuação desses nervos ajusta a frequência conforme as necessidades do organismo. e) O nervo vago, cardiomediador, libera adrenalina como mediador químico, e os nervos cardíacos, cardioaceleradores, liberam acetilcolina. 4. (...) Nossa circulação é dupla, sendo o trajeto coração pulmões coração, denominado circulação pulmonar (ou pequena circulação) e o trajeto coração sistemas corporais coração denominado circulação sistêmica (ou grande circulação). Fonte: circulatorio.html. Acesso em 28 ago Com base nas informações acima e sobre o assunto sistema circulatório, é correto afirmar que: a) a pequena circulação é a designação dada à parte da circulação sanguínea na qual o sangue é bombeado para os pulmões e retorna rico em gás carbônico volta ao coração. b) na circulação sanguínea humana, as veias sempre transportam gás carbônico e as artérias sempre transportam oxigênio. c) na circulação sanguínea humana, as veias sempre transportam oxigênio e as artérias sempre transportam gás carbônico. d) na grande circulação, o sangue sai do ventrículo esquerdo para todo o organismo, pela artéria aorta, e do organismo até o átrio direito onde chega pelas veias cavas. e) nos humanos, o átrio esquerdo comunica-se com o ventrículo esquerdo pela válvula tricúspide. 64

67 5. Analise a figura a seguir. Com base na figura e nos conhecimentos sobre o tema, considere as afirmativas a seguir. I. O ciclo cardíaco é uma sequência completa de sístoles e diástoles das câmaras do coração. O início do ciclo é marcado pela diástole dos átrios, que bombeiam sangue para o interior dos ventrículos, que estão em sístoles. II. A circulação é organizada de tal modo que o lado direito do coração bombeia sangue para os pulmões, fenômeno chamado de circulação pulmonar, e o lado esquerdo bombeia sangue para o resto do corpo, fenômeno chamado de circulação sistêmica. III. O coração propriamente dito consiste em quatro câmaras: dois átrios e dois ventrículos. Os átrios estão separados dos ventrículos pelas valvas mitral e tricúspides, que impedem o refluxo do sangue para os átrios quando os ventrículos se contraem. O refluxo de sangue da artéria pulmonar e da aorta para os ventrículos é impedido pelas valvas pulmonar e aórtica. IV. Os principais tipos de vasos sanguíneos são as artérias, as arteríolas, os capilares, as vênulas e as veias, os quais são constituídos por três camadas: a túnica íntima, a túnica média e a túnica adventícia. Esses vasos sanguíneos são inervados por fibras nervosas parassimpáticas. Assinale a alternativa CORRETA. a) Somente as afirmativas I e IV são corretas. b) Somente as afirmativas II e III são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. GABARITO OBJETIVAS d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. 1. B III. Falso: As veias pulmonares e umbilicais transportam sangue arterial. IV. Falso: A sístole do ventrículo direito, apontado pelo número 5, possibilita que o sangue venoso atinja os pulmões. 2. E As veias pulmonares transportam o sangue arterial dos pulmões ao átrio esquerdo do coração. 3. A O nervo vago (parassimpático) libera o cardiomediador acetilcolina, que reduz os batimentos cardíacos contribuindo para o repouso do miocárdio. 4. D A grande circulação, ou circulação sistêmica, inicia-se no ventrículo esquerdo, onde o sangue arterial é bombeado para a artéria aorta e para circulação venosa, que atinge o átrio cardíaco direito pelas veias cavas superior e inferior. 5. B I. Falso: O ciclo cardíaco é uma sequência completa de sístoles (contrações) e diástoles (relaxamentos) das câmaras do coração. O início do ciclo é marcado pela sístole dos átrios, que bombeiam sangue para o interior dos ventrículos, que estão em diástole. IV. Falso: Os vasos sanguíneos são inervados, invariavelmente, por fibras nervosas do sistema nervoso autônomo simpático. 65

68 GABARITO DISCURSIVAS 1. a) A pressão sanguínea nas artérias é determinada pela contração (sístole) do ventrículo esquerdo do coração. A pressão sanguínea nas veias é menor por ser determinada pela pressão exercida pelos músculos esqueléticos do corpo. b) O retorno venoso é determinado pela contração dos músculos esqueléticos e pela presença de valvas que impedem o reflexo do sangue venoso dos tecidos e órgãos pelos quais já passou. 2. a) Arteriosclerose é um processo degenerativo que resulta no endurecimento e espessamento da parede das artérias. b) A pressão arterial normal, em humanos jovens, situa-se na faixa de: máxima 120 mm Hg e mínima 80 mm Hg. A frequência cardíaca, em repouso, normalmente situa-se em torno de 70 batimentos por minuto. c) As artérias são vasos sanguíneos que apresentam a parede mais espessa por apresentarem maior quantidade de fibras musculares lisas e fibras elásticas túnica média. As veias possuem a parede mais fina, porque apresentam menor quantidade de fibras musculares lisas e fibras elásticas em sua túnica média. As veias possuem válvulas em seu interior com a finalidade de evitar o refluxo de sangue para os órgãos. 3. a) O coração não transforma o sangue venoso em arterial, apenas o propulsiona em direção aos órgãos. Essa transformação é feita pelos pulmões. Mais especificamente, por seus alvéolos, devido ao aumento de pressão de O 2 e a saída do CO 2 do sangue. b) No átrio e ventrículo direito passa o sangue venoso, enquanto no átrio e ventrículo esquerdo o sangue arterial. c) A hematose acontece nos alvéolos pulmonares. Este processo ocorre através da difusão dos gases CO 2 e O 2. O O 2 passa do interior dos alvéolos, onde se encontra em maior concentração, para o sangue. O CO 2 sai do sangue venoso em direção ao interior dos alvéolos. 4. a) O cateter percorreu, sequencialmente, as seguintes estruturas: átrio direito ventrículo direito artéria pulmonar. b) A contração do músculo cardíaco, que possibilitou a passagem do cateter ao pulmão, denomina-se SÍSTOLE VENTRICULAR. O cateter percorreu a trajetória seguida pelo SANGUE VENOSO, do ventrículo direito aos pulmões. 5. a) A irrigação do miocárdio é realizada pelas artérias coronárias que nascem e se ramificam à partir da base da artéria aorta. b) O sangue arterial que irriga o coração é proveniente da artéria aorta, circula pelas artérias coronárias e retorna venoso ao átrio direito, pelas veias coronárias. c) Insuficiência cardíaca que pode afetar todos os órgãos do corpo com maior ou menor intensidade devido às variações na pressão arterial e no fluxo sanguíneo. SISTEMA EXCRETOR O aparelho urinário é formado por: rins, pelves (ou bacinetes), ureteres, bexiga e uretra. No homem mede aproximadamente 25 cm e transporta sêmen e urina, enquanto que na mulher, mede cerca de 5 cm e é somente via urinária. 66

69 Os néfrons são as unidadres funcionais dos rins, onde o sangue é filtrado para formar a urina. O esquema abaixo mostra os seus constituintes e também o tubo coletor. O caminho pecorrido por uma molécula de uréia filtrada é: arteríola aferente, glomérulo de Malpighi, cápsula de Bowman, túbulo contornado proximal, alça de Henle, túbulo contornado distal; tubo coletor (na pirâmide renal); cálices menores; cálices maiores; pelves; ureteres; bexiga e uretra. A formação da urina ocorre em três etapas: filtração (passagem de substâncias do glomérulo para a cápsula), reabsorção (passagem de substâncias do interior do néfron para os capilares peritubulares) e secreção (passagem de substâncias dos capilares para o interior do néfron) As proteínas não são filtradas no glomérulo, pois são macromoléculas. A glicose, embora filtrada, é totalmente reabsorvida pelos túbulos do néfron. Outras substâncias como aminoácidos, íons, vitamínas e água são filtradas e reabsorvidas no TCP de acordo com a necessidade do organismo. A alça de Henle e o TCD reabsorvem água e sais, ajustando a concentração da urina. O TCD secreta H+ e NH4+ ajudando a manter o ph do organismo. Ao longo do néfron a água é reabsorvida por osmose e outras substãncias são reabsovidas por transporte ativo. O hormônio ADH (vasopressina), produzido no hipotálamo, armazenado e liberado pela neuro-hipófise, atua no túbulo contornado distal e tubo coletor aumentando a permeabilidade dos mesmos a água, promovendo maior reabsorção de água. O frio e o álcool inibem a liberação deste hormônio. A aldosterona atua na reabsorção de Na+, Cl- e água. A concentração de uréia que sai do fígado é alta, pois no fígado ocorre a ureogênese (cilclo da ornitina), ou, seja, formação de uréia a partir de amônia, CO2 e aminoácidos. Este é um meio de evitar intoxicação e desidratação do organismo, pois a uréia é menos tóxica e menos solúvel que a amônia. QUESTÕES OBJETIVAS 1. A fagocitose de hemácias velhas no baço e no fígado provoca a degradação da hemoglobina e resulta no composto que dá cor à urina, ou seja, a: a) amônia. b) ureia. c) bilirrubina. d) estercobilina. e) urobilina. 2. No interior dos rins existem milhares de néfrons que, a partir da filtragem do sangue, têm como função a formação da urina. Um exame de urina específico pode detectar substâncias ilícitas utilizadas por atletas, usuários de drogas e dependentes químicos. A figura traz o processo de formação da urina no néfron. 67

70 A droga A apresenta peso molecular que permite sua passagem pelos capilares sanguíneos, e a droga B é eliminada somente em função de gasto energético. As drogas A e B são encontradas no interior do néfron, respectivamente, a partir a) do túbulo proximal e do ducto coletor. b) do túbulo proximal e da alça néfrica. c) da alça néfrica e do túbulo distal. 68 d) da cápsula renal e do túbulo distal. e) da cápsula renal e da alça néfrica. 3. Em um experimento em que se mediu a concentração de glicose no sangue, no filtrado glomerular e na urina de um mesmo paciente, os seguintes resultados foram encontrados: Líquido biológico Concentração de glicose (mg/dl) sangue 140 filtrado glomerular 120 urina 0,12 Esses resultados mostram que as células epiteliais dos túbulos renais do paciente estavam reabsorvendo a glicose pelo mecanismo denominado: a) difusão passiva b) transporte ativo c) difusão facilitada d) transporte osmótico 4. Todo sangue do corpo humano passa mais de 250 vezes pelos rins durante um dia. Isso significa que esses órgãos filtram cerca de 1400 litros de sangue a cada 24 horas. Desse material filtrado (por volta de 180 litros, que saem dos glomérulos renais e vão para os túbulos) é produzido 1,5 litro de urina por dia. Assinale a alternativa que contém as informações corretas sobre o processo de produção de urina. a) O sangue é filtrado no glomérulo e levado, pela uretra, até a bexiga, onde ocorre a reabsorção de água e a finalização da produção da urina. b) A urina é produzida a partir da filtração do sangue nos túbulos néfricos, onde o filtrado formado é constituído principalmente por glicose, aminoácidos, sais e água. c) A filtração do sangue nos túbulos é o principal fator para a produção da urina, pois garante a formação de um filtrado rico em proteínas e água que evita a desidratação do organismo. d) Após a filtração do sangue, a maior parte das substâncias úteis do filtrado resultante é reabsorvida, sobrando certa quantidade de água, sais minerais e ureia, que farão parte da composição da urina. e) As proteínas e a ureia presentes no sangue são filtradas nos glomérulos renais e reabsorvidas no duto coletor, que leva a urina resultante para a bexiga, onde ficará armazenada até a eliminação para o meio externo. 5. Durante uma série de exercícios aeróbicos, um estudante de enfermagem observou suas roupas intensamente molhadas de suor. Em condições normais, o aumento da perda de água por transpiração tem como principal consequência: a) o aumento da produção de ADH, visando diminuir a produção de urina. b) o aumento da produção de células sanguíneas, visando provocar aumento de pressão arterial. c) a diminuição da frequência respiratória, visando diminuir a perda de água na transpiração. d) o aumento da reabsorção de água pelo intestino. QUESTÕES DISCURSIVAS 1. João e José foram ao Estádio do Morumbi assistir a um jogo de futebol. Pouco antes do início do jogo, ambos foram ao sanitário do estádio e urinaram. Durante o primeiro tempo do jogo, João tomou duas latinhas de refrigerante e José, duas latinhas de cerveja. No intervalo da partida, ambos foram novamente ao sanitário e urinaram; antes do término do jogo, porém, José precisou urinar mais uma vez. Sabendo-se que ambos gozavam de boa saúde, responda às seguintes questões. a) Por que o fato de José ter ingerido bebida alcoólica fez com que ele urinasse mais vezes que João? b) A urina, uma vez formada, percorre determinados órgãos do aparelho excretor humano. Qual a trajetória da urina, desde sua formação até sua eliminação pelo organismo?

71 2. Enquanto esperavam o resultado do exame de urina no laboratório, algumas senhoras faziam comentários sobre os rins. Uma delas disse que esse órgão parecia um filtro de água ao contrário, considerando que o organismo elimina aquilo que não é bom para o organismo e retém o que é útil. Para ajudar a esclarecer este ponto, observe o esquema de um corte anatômico de rim humano, e resolva os itens. a) O poro é a unidade filtradora dos filtros de água, mas a unidade de filtração dos rins é mais complexa, envolvendo várias estruturas. Qual é o nome desta unidade? b) A mulher tem razão, pois de 160 litros de sangue que são filtrados pelos rins, diariamente, apenas 1,5 litros de urina é formado. Cite o número que indica o local principal onde esse filtrado é reabsorvido. c) O sangue arterial passa pela sua primeira filtração na região indicada pelo número: d) A mulher deve ter considerado os catabólitos das proteínas, que são eliminados pela urina, como "aquilo que não é bom para o organismo". Exemplifique um desses principais catabólitos: e) A urina chega à bexiga pela estrutura indicada pelo número V. Cite o nome dessa estrutura: 3. Os rins mantêm o equilíbrio hídrico no corpo por meio da regulação da quantidade e dos componentes do líquido dentro e fora das células. O gráfico a seguir representa duas situações diferentes, em que as duas curvas se sobrepõem até a metade da porção D do néfron. Com base nas informações anteriores, a) explique qual curva poderia representar uma pessoa com desidratação; b) quais são as partes do néfron onde o ADH atua? 4. O controle do volume de líquido circulante em mamíferos é feito através dos rins, que ou eliminam o excesso de água ou reduzem a quantidade de urina produzida quando há deficiência de água. Além disso, os rins são responsáveis também pela excreção de vários metabólitos e íons. a) Qual é o hormônio responsável pelo controle do volume hídrico do organismo? Onde ele é produzido? b) Qual é o mecanismo de ação desse hormônio? c) Qual é o principal metabólito excretado pelos rins? De que substâncias esse metabólito se origina? 5. O esquema a seguir representa parte do néfron, estrutura morfofuncional dos rins. Baseado neste esquema, responda: a) Como se denomina a estrutura indicada com o número 1? b) Como se denomina a estrutura indicada com o número 2? GABARITO OBJETIVAS 1. E O pigmento que, usualmente, dá cor à urina é denominado urobilina. 2. D A droga A é filtrada do sangue para o interior da cápsula renal. A droga B é transportada ativamente, com gasto energético, da arteríola eferente para o interior do túbulo contorcido distal. 3. B A reabsorção de glicose nos túbulos renais ocorre por transporte ativo, uma vez que a concentração sanguínea desse monossacarídeo excede a concentração no filtrado glomerular. Dessa forma, a glicose é transportada de um meio hipotônico (filtrado) para um meio hipertônico (sangue) com consequente consumo energético. 4. D A composição normal da urina de uma pessoa saudável inclui, principalmente, água, sais minerais e ureia. 5. A A sudorese excessiva durante os exercícios físicos estimula a secreção do hormônio antidiurético (ADH), o qual promove o aumento da reabsorção de água nos túbulos renais e, dessa forma, reduz a produção de urina. 69

72 GABARITO DISCURSIVAS 1. a) O álcool inibe a secreção hipofisária do hormônio antidiurético (ADH). Tal fato provoca diminuição da reabsorção de água nos túbulos renais e, consequentemente, maior produção de urina. b) Rins, ureteres, bexiga urinária e uretra. 2. a) A unidade filtradora do rim denomina-se néfron. b) O filtrado é reabsorvido principalmente nas alças de Henle localizadas na região indicada pelo número VIII. c) O sangue arterial é inicialmente filtrado nas cápsulas de Bowman localizadas na região indicada pelo número VII. d) A ureia é o principal catabólito eliminado na urina. e) A urina é conduzida do rim à bexiga através dos ureteres indicados pelo número V. 3. a) Curva dois porque quando ocorre uma desidratação há um aumento na liberação de ADH (ou vasopressina) que eleva a permeabilidade à água, tentando manter a osmolaridade plasmática, permitindo o aumento da osmolaridade tubular e a diminuição do fluxo tubular, produzindo antidiurese (pouca eliminação de urina) e urina hiperosmótica. b) Túbulo distal e túbulo (ou ducto) coletor. 4. a) Hormônio anti-diurético (ADH) ou vasopressina, produzido no hipotálamo, armazenado e secretado pela neuro-hipófise. b) Diminui o volume urinário aumentando a reabsorção de água nos túbulos renais. c) Ureia. Esse composto orgânico é produzido no fígado a partir da amônia derivada do metabolismo de aminoácidos. 5. a) Arteríola aferente. b) Glomérulo. c) Filtrado glomerular ou urina inicial. Veja a divisão anatômica do sistema nervoso. SISTEMA NERVOSO Veja o esquema: 70

73 O sistema nervoso é dividido em central (SNC) e periférico (SNP). O SNC é constituído pelo encéfalo e pela medula e o SNP por gânglios e nervos. O encéfalo é constituído por cérebro, cerebelo, mesencéfalo, ponte e bulbo. O cérebro é a área responsável por atos conscientes, memória e raciocínio. O hipotálamo controla as funções da hipófise; controla a fome, pois regula o metabolismo de carboidratos e gorduras; produz ADH, controlando a sede, o volume de urina, a pressão arterial e temperatura coeporal e ainda produz o hormônio ocitocina. O cerebelo coordena nossos movimentos e ajuda a nos manter em equilíbrio. A ponte é o local de comunicações entre cérebro, cerebelo e medula, enquanto que o bulbo é o centro de controle dos rítmos cardíaco e respiratório. O córtex do cérebro é dividido em lobos que são: Sinapse é o espaço existente entre um axônio e outra célula (neurônio, célula muscular ou célula glandular), onde são liberados mediadores químicos (adrenalina ou acetilcolina) que estimulam a célula seguinte. O gânglio corresponde ao conjunto de corpos de neurônios agrupados fora do SNC, enquanto que os nervos são formados pelo conjunto de prolongamentos de neurônios fora do SNC. Os nervos podem ter origem no encefalo, sendo chamados de cranianos (12 pares) ou na medula, sendo chamados de raquianos (31 pares). Alguns nervos cranianos e suas funções: I - Nervo Olfatório (cheiro); II - Nervo Óptico (visão); III - Nervo Oculomotor (movimentos do olho); VII - Nervo Facial (músculos da face); VIII - Nervo Vestibulococlear (equilíbrio e audição); IX - Nervo Glossofaríngeo (língua e faringe) e X - Nervo Vago (coração e digestão). Os corpos de neurônios formam a substância cinzenta, enquanto que os prolongamentos formam a substância branca. No encéfalo a substância cinzenta é periférica (cortical) e a substância branca e interna, ocorrendo o contrário na medula nervosa. O lado direito do cérebro comanda atos do lado esquerdo do nosso corpo e vice-versa, devido ao cruzamento entre neurônios que ocorre no Bulbo. As três membranas que envolvem o SNC são: Dura-máter (mais externa), Aracnóide e pia-máter (mais interna). O Líquor ou líquido encéfalo-raquiano é um fluido aquoso e incolor que ocupa o espaço entre a piamáter e a aracnóide em todo o SNC e atua na proteção mecânica e nutrição do sistema nervoso central. A medula é o centro nervoso de vários atos reflexos. Um arco reflexo depende de: órgão receptor de estímulos (pele), neurônio sensitivo (aferente ou dorsal), neurônio associativo (na medula), neurônio motor (eferente ou ventral) e órgão efetor (músculo). O sistema nervoso somático ou da vida de relação é voluntário, enquanto que o sistema nervoso visceral ou da vida vegetativa (autônomo) é involuntário. O sistema nervoso autônomo é dividido em simpático (libera noradrenalina) e parassimpático (libera acetilcolina). Os nervos do simpático têm origem das regiões torácica e lombar da medula (é tóraco-lombar), enquanto que os do parassimpático têm origem do encéfalo e medula sacral (é crânio-sacral). 71

74 No sistema nervoso autônomo simpático o neurônio pré-ganglionar é maior do que o neurônio pósganglionar, ocorrendo o contário no parassimpático. A acetilcolina é o neurotransmissor que atua entre: o 1º e 2 neurônios do simpático, 1º e 2 neurônios do parassimpático, sinapse neuro-muscular do parassimpático e sinápice dos músculos voluntários. A noradrenalina atua na sinapse neuro-muscular do simpático. As funções do simpático auxiliam em situações de perigo enquanto que o parassimpático geralmente exerce funções antagônicas. ORGÃO OU FUNÇÃO SIMPÁTICO PARASSIMPÁTICO arteríolas em geral vasoconstrição vasodilatação freqüência cardíaca aumenta diminui pressão sanguínea aumenta diminui metabolismo basal aumenta diminui brônquios dilata contrai pupila dilata contrai concentração de glicose no sangue (glicemia) aumenta glicogenólise aumenta glândulas sudoríparas aumenta sudorese coronárias vasodilatação vasoconstrição peristaltismo diminui aumenta secreção gadstro intestinal diminui aumenta glândulas salivares aumenta salivação homem orgasmo, ejaculação erecção do pênis mulher Orgasmo erecção do clitóris útero, bexiga e esfincter da urétra relaxa a musculatura de ambos e contrai o esfíncter da uretra contrai a musculatura de ambos e relaxa o esfíncter da uretra Em situaçoes de perigo, os neurônios do sistema nervoso autônomo simpático estimulam a medula das adrenais que liberam adrenalina, hormônio que, ao circular pelo sangue, vai exercer as funções do simpático. Estrutura do neurônio 72

75 QUESTÕES OBJETIVAS 1. A coluna da esquerda, abaixo, lista cinco estruturas que fazem parte do sistema nervoso; a da direita, características de três dessas estruturas. Associe adequadamente a coluna da direita à da esquerda. 1. bulbo 2. cerebelo 3. hipófise 4. hipotálamo 5. medula espinhal ( ) É responsável pelo controle das funções motoras do corpo. ( ) Possui grupos de neurônios envolvidos no controle de respiração e circulação. ( ) Possui o centro do controle para manutenção da temperatura corporal. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) b) c) d) e) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: INSTRUÇÃO: Para responder à(s) questão(ões), leia as informações e complete os parênteses com V (verdadeiro) ou F (falso). Em consonância com a Lei /2008, faz parte do comportamento responsável não assumir o volante de um carro depois de consumir bebidas alcoólicas. 2. Ao sair dirigindo de uma festa na qual ingeriu bebida alcoólica, o estudante MHS teve sua vida para sempre mudada após ter atropelado uma mulher. O carro derrubou-a, provocando lesão na medula na altura da coluna lombar. Lesões desse tipo podem provocar ( ) degeneração encefálica. ( ) incapacidade de mover os membros superiores. ( ) incontinência urinária e tendência a infecção urinária crônica. ( ) perda de sensibilidade e formigamento na parte inferior do corpo. O correto preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) V V V F d) V V F V b) V F V F e) F F F V c) F F V V 3. Na canção CURARE, composta por Bororo e eternizada na voz de Orlando Silva, a primeira estrofe diz: Você tem boniteza E a natureza Foi que agiu Como esses óio de índia Curare no corpo que é bem Brasil O curare é um antagonista do mediador químico acetilcolina, responsável pela sinalização química na junção neuromuscular. O curare no corpo causa a) contrações involuntárias, pois, na presença de curare, os músculos têm suas fibras danificadas pela antagonização da acetilcolina e as contrações ficam descoordenadas. b) flacidez muscular, pois, na presença de curare, os neurônios deixam de produzir acetilcolina e paralisam suas atividades, causando morte neuronal. c) flacidez muscular, pois, na presença de curare, os receptores de acetilcolina no músculo não respondem à sinalização neuronal e a informação nervosa não chega ao músculo. d) contrações involuntárias, pois, na presença de curare, os neurônios cessam sua transmissão elétrica por inibição da acetilcolina. 4. Uma garota ganhou de seu namorado um buquê de rosas e sem querer tocou em um espinho de uma das flores. Imediatamente, de forma automática, ela recolheu o braço. A respeito dessa reação, pode-se afirmar que a) a medula espinhal, alguns neurônios e músculos foram responsáveis na execução dessa resposta. b) o cérebro, alguns neurônios e músculos foram responsáveis na execução dessa resposta. c) o corpo responde a um estímulo, como o citado, se ocorrer anteriormente uma grande emoção. d) a medula espinhal e o cérebro coordenam simultaneamente essa resposta de defesa. e) os músculos do braço reagiram involuntariamente independentemente do sistema nervoso. 73

76 5. Bons jogadores de futebol precisam realizar ações rápidas. Um chute potente pode fazer a bola rolar a mais de 120 km/h e entrar na rede tão rápido que mal dá tempo para enxergá-la. Os melhores jogadores conseguem ver a bola nitidamente para se lançar ao ataque e ainda driblar o adversário com uma precisão de fração de segundo. Apesar de parecer que o sistema nervoso trabalha à velocidade de um raio, não é bem assim. Os sinais visuais, por exemplo, levam de 50 a 100 milésimos de segundo para chegar ao cérebro. Uma vez dentro dele, outras conexões são necessárias para transformar sinais brutos em resposta mental. ( Acesso em: Adaptado) Assim, considerando o papel do sistema nervoso central no processo de formação de um bom jogador de futebol, analise as alternativas a seguir e assinale a correta. a) O hipotálamo é a porção do encéfalo responsável pela coordenação dos movimentos e pela manutenção do equilíbrio corporal, durante o chute da bola ao gol. b) O cerebelo é a porção do encéfalo responsável pela interpretação dos estímulos sensoriais relacionados com a visão da bola e pela elaboração de planos de ação. c) A visão correta da posição da bola depende dos impulsos transferidos ao longo do nervo óptico até as células nervosas, os neurônios, da região do córtex cerebral. d) O processo de análise e a interpretação das informações visuais, que permitem reconstruir a posição e o movimento da bola após o chute, ocorrem no bulbo raquidiano. e) A bainha de mielina, que recobre os axônios das células nervosas, reduz a velocidade de propagação dos impulsos relacionados com a visão da bola até o sistema nervoso central. QUESTÕES DISCURSIVAS 1. A tabela mostra os efeitos da ação de dois importantes componentes do sistema nervoso humano. a) A que correspondem X e Y? b) Em uma situação de emergência, como a fuga de um assalto, por exemplo, qual deles será ativado de maneira mais imediata? Forneça um outro exemplo, diferente dos da tabela, da ação desse componente do sistema nervoso. 2. Para a propagação do impulso nervoso, é necessário um estímulo que gera uma resposta. O esquema acima representa um arco-reflexo, no qual o calor da chama de uma vela provoca a retração do braço e o afastamento da mão da fonte de calor. 74

77 Responda: a) Qual a consequência da secção da raiz dorsal do nervo representada como corte A? b) Qual a consequência da secção da raiz ventral do nervo representada como corte B? 3. No coração humano existe uma região especializada denominada nódulo sino-atrial, sobre o qual age a estimulação nervosa do sistema autônomo. A relação entre essa região cardíaca e o sistema nervoso está representada no esquema. a) A que ramo do sistema nervoso autônomo correspondem, respectivamente, I e II e qual a substância, neurotransmissora liberada nas terminações dos neurônios pós-ganglionares de cada ramo? b) O que acontecerá com o ritmo de batimentos cardíacos, quando ocorrer o aumento da frequência de impulsos transmitidos, respectivamente, por I e II? 4. Com relação ao sistema nervoso humano, resolva os seguintes itens: a) Além dos neurônios, o tecido nervoso apresenta outras células fundamentais para o seu funcionamento. Como se denominam, em conjunto, essas células? b) Na sinapse química, a transmissão do impulso nervoso ocorre pela liberação de mediadores químicos. Cite dois exemplos desses mediadores. 5. Coloque o nome das estruturas indicadas pelas setas no desenho adiante: GABARITO OBJETIVAS 1. D O bulbo é o local do sistema nervoso que possui centros de controle das funções cardíacas e respiratórias. O cerebelo é responsável pelas funções motoras, como movimento e equilíbrio. O hipotálamo possui entre outras funções fazer o controle da temperatura corporal dos mamíferos. 2. C A lesão na região lombar da coluna vertebral não provoca degeneração encefálica ou incapacidade de mover os membros superiores do corpo. 3. C O curare é um veneno que provoca flacidez muscular por impedir a ação do neurotransmissor acetilcolina na junção neuromuscular (placa motora). A interrupção da sinalização mediada pela acetilcolina torna a musculatura incapaz de sofrer contrações. 4. A O ato reflexo executado pela garota envolveu a atividade de neurônios sensoriais, interneurônios da medula espinhal e neurônios motores responsáveis pela retirada do braço, após a picada em um acúleo da roseira. 5. C A coordenação motora é realizada pelo cerebelo. A interpretação das informações visuais é executada pelo córtex cerebral. A bainha de mielina aumenta a velocidade de condução dos impulsos nervosos ao longo dos axônios dos neurônios. GABARITO DISCURSIVAS 1. a) X = sistema nervoso autônomo parassimpático Y= sistema nervoso autônomo simpático b) Sistema nervoso autônomo simpático. A liberação de adrenalina aumenta a pressão arterial e os batimentos cardíacos. 75

78 2. a) A pessoa não sente a queimadura e não afasta a mão da fonte de calor. b) A pessoa sente a queimadura, mas não afasta a mão da fonte de calor. 3. a) I - Ramo do SNA Simpático; suas fibras pós-ganglionares liberam o neurotransmissor adrenalina. II - Ramo do SNA Parassimpático; suas fibras liberam acetilcolina. b) A estimulação do ramo simpático provoca taquicardia, ou seja, aumento da frequência cardíaca. O ramo parassimpático causa bradicardia, ou seja, desaceleração do ritmo cardíaco. 4. a) Neuróglia. b) Adrenalina e acetilcolina. 5. Observe a figura a seguir: SISTEMA ENDÓCRINO As glândulas endócrinas não apresentam canais, secretando hormônio diretamente na corrente sanguínea (ex: hipófise, tireóide, paratireóides e adrenais), enquanto que as glândulas exócrinas lançam sua secreção no meio externo, diretamente ou por meio de canais (ex: glândulas salivares, sudoríparas, mamárias, lacrimais, etc). A glândula é dita mista (ou anfícrina) quando, além de produzir hormônios, possui secreção para o meio externo, através de canais (ex: pâncreas, ovários e testículos). A hipófise é dividida em dois lobos importantes: adeno-hipófise e neuro-hipófise. A adeno-hipófise controla a tiróide, adrenais, testículos e ovários através de FEED-BACK (mecanismo em que um hormônio A estimula a produção de um hormônio B, que por sua vez inibe A). A adeno-hipófise (parte anterior) produz: SH (hormônio somatotrófico ou do crescimento ou GH) que promove o crescimento ósseo, cartilaginoso e muscular; LTH (hormônio lactogênio ou prolactina), que estimula as glândulas mamárias a produzirem leite; TSH (hormônio tireotrófico), que estimula a tireóide a produzir seus hormônios (T 3 = triiodotironina e T 4 = tetraiodotironina ou tiroxina); ACTH (hormônio adrenocorticotrófico) que estimula o córtex das adrenais a produzir seus hormônios (aldosterona, glicocorticóides e androgênio); MSH (hormônio estimulador de melanina) e hormônios gonadotróficos (FSH, LH e ICSH). 76

79 Gigantismo (criança) e acromegalia (adulto) são causados por aumento do hormônio de crescimento, enquanto que o nanismo, por diminuição desse hormônio. Galactorréia e agalactorréia ocorrem por aumento e diminuição de prolactina, respectivamente. A neuro-hipófise (parte posterior) não produz hormônios, porém armazena e libera para o sangue os hormônios provenientes do hipotálamo, que são: ADH, que estimula a reabsorção de água nos túbulos contornados distais e tubos coletores, e Ocitocina, que promove a ejeção de leite pelas glândulas mamárias e as contrações uterinas durante o parto. A falta de ADH causa o diabetes insípidus (poliúria e polidipsia) e a falta de ocitocina dificulta o parto e a ejeção de leite. A tireóide produz T3 e T4, que estimulam o metabolismo celular e calcitonina que promove a fixação de cálcio nos ossos e cuja deficiência pode levar a osteoporose. O hipotireoidismo se manifesta por: bradicardia, mixedema (pele fria e ressecada), obesidade, lentidão, sonolência, cretinismo (recém nascido com retardo mental, físico e sexual) e bócio endêmico. O hipertireoidismo se manifesta por: taquicardia, pele quente, magreza, agitação, insônia e bócio exoftálmico. A presença de iodo no sal de cozinha é importante para prevenir o hipotireoidismo. As paratireóides produzem o paratormônio (PTH), que promove aumento do cálcio no sangue (absorvendo no intestino, reabsorvendo nos rins e retirando dos ossos). A hiperfunção desse hormônio causa desmineralização óssea (osteoporose) e calculose, enquanto que a hipofunção causa hipocalcemia que leva à tetania. O aumento de Ca++ no sangue leva a produção de calcitonina pela a tireóide, enquanto que a diminuição de Ca++ no sangue leva produção de PTH pelas paratireóides. As glândulas adrenais ou supra-renais são divididas em córtex e medula. O córtex produz aldosterona+, glicocorticóides (cortisol e cortisona) e androgênios. A aldosterona promove reabsorção de Na+, Cl- e água nos TCDs (néfrons). Os glicocorticóides promovem gliconeogênese, são anti-inflamatórios e anti-alérgicos. Os androgênios promovem características masculinas. A hiperfunção da adrenal causa síndrome de Cushing (edemas, pressão alta, infecções, hiperglicemia e exacerbação de características masculinas). A hipofunção da adrenal causa a doença de Addison (pressão baixa, hipoglicemia). A medula das adrenais produz adrenalina que prepara o organismo deixando-o mais apto a enfrentar ou fugir de situações de perigo. Alguns efeitos da adrenalina que melhoram o condicionamento do organismo são: dilatação pupilar, broncodilatação, taquicardia, vasoconstricção superficial e glicogenólise. O pâncreas é uma glândula mista e a sua parte endócrina (Ilhotas de lagerhans) é formada por células beta que produzem insulina (diminui a taxa de glicose no sangue e estimula a formação de glicogênio no fígado e músculos) e células alfa que produzem glucagon (promove glicogenólise, liberando glicose para o sangue). A falta de insulina causa o diabetes mellitus (hiperglicemia, glicosúria, poliúria, polidipsia e polifagia). 77

80 O aumento de glicose no sangue leva a produção de insulina pela pâncreas, enquanto que a diminuição de glicose no sangue leva a produção de glucagon. QUESTÕES OBJETIVAS 1. Louco por um saleiro, sal foi uma das primeiras palavras que o garoto aprendeu a falar, antes de completar 1 ano de idade. Quando conseguiu caminhar com as próprias pernas, passou a revirar os armários da cozinha em busca de tudo que fosse salgado e, sempre que podia, atacava o saleiro. Aos 3 anos e meio, por causa da suspeita de puberdade precoce, o menino foi internado num hospital. (Fonte: Christante, L. Sede de sal. Revista Unesp Ciência, n.17, 2011.) O apetite por sal da criança, cujo relato tornou-se clássico na história da Medicina, era causado por um desequilíbrio endócrino. Após a sua morte, descobriu-se que a criança apresentava uma deficiência na produção de: a) aldosterona pelas glândulas adrenais. b) insulina pelo pâncreas. c) tiroxina pela tireoide. d) vasopressina pelo hipotálamo. e) somatotrofina pela hipófise. 2. Imagine o sistema hormonal como uma orquestra. O hipotálamo, no centro do cérebro, é o diretor artístico, e a hipófise, na base do crânio, o maestro. Nesse conjunto, os hormônios sintetizados por outros órgãos e as glândulas equivalem às orquestras de câmara. Como em um concerto, em que todos os músicos tocam juntos, os hormônios interagem entre si e o bom funcionamento de um depende da ação precisa do outro. LOPES, A. D.; CUMINALE, N. Hormônios. Veja, São Paulo, ed. 2283, ano 45 n. 34, 22 ago p.91. Sobre os hormônios animais e suas relações, como substâncias-alvo no concerto, pode-se deduzir a seguinte comparação: a) a calcitonina, hormônio que diminui o estresse, compõe a orquestra de câmara, sintetizada pelo hipotálamo-diretor artístico do concerto. b) a dopamina e a adrenalina são hormônios produzidos pela hipófise-maestro do concerto e considerados os hormônios da felicidade e do prazer. c) a insulina, hormônio sintetizado pela glândula pineal, compõe a orquestra de câmara juntamente com o glucagon. d) a ocitocina e a vasopressina são hormônios produzidos pelo diretor artístico da orquestra, o hipotálamo, sendo armazenados na neuroipófise. 3. Muitos dos escoteiros estavam em idade reprodutiva e, então, o chefe separou as barracas das meninas das dos meninos para não incentivar a formação de casais. Com isso, procurou evitar futuras gestações indesejadas, pois sabia que os hormônios deles estavam bastante ativos. Os hormônios que promovem os impulsos sexuais no homem e na mulher são as gonadotrofinas. Esses hormônios são produzidos pelo(a) a) hipófise. b) fígado. c) espermatozoide. d) ovócito. e) tireoide. 78

81 4. Sobre a integração hormonal necessária para equilibrar os níveis de glicose no sangue, observe a figura abaixo e assinale a alternativa correta. a) Alimentos ricos em carboidratos (1) inibem as células alfa (2) a produzirem insulina e estimulam (3) células beta a produzirem glucagon. b) A produção de insulina por células beta (4) estimula a glicogenólise no fígado (5). c) Alimentos pobres em carboidratos (6) inibem células beta (7) e estimulam células alfa (8) a produzirem glucagon. d) A secreção de insulina por células beta (4) estimula a glicogênese, enquanto que a secreção de glucagon por células alfa (9) estimula a glicogenólise. e) Por estímulo da insulina (9), alimentos pobres em carboidratos induzem a liberação de glicose na corrente sanguínea pelo fígado (10). 5. A respeito dos hormônios sintetizados na tireoide, considere I, II, III e IV abaixo. I. São produzidos a partir de um aminoácido. II. Têm como função acelerar o metabolismo basal. III. Apresentam iodo na sua molécula. IV. Sua produção é controlada por nervos cranianos. Assinale a) se todas as afirmativas forem corretas. b) se somente as afirmativas II e III forem corretas. c) se somente as afirmativas I e IV forem corretas. d) se somente as afirmativas II, III e IV forem corretas. e) se somente as afirmativas I, II e III forem corretas. QUESTÕES DISCURSIVAS TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Em uma pesquisa, com mulheres com idade entre 49 e 69 anos, realizada pela Federação Brasileira das Sociedades de Ginecologia e Obstetrícia, foi observado que 19% delas sofriam de osteoporose. Essa doença pode ser prevenida e tratada. Uma das medidas de profilaxia e tratamento é o uso de vitamina D. Disponível em: < Acesso em: 8 out (Adaptado). 1. Essa doença está diretamente associada ao metabolismo ósseo, ilustrado no esquema a seguir. Tendo em vista o exposto, responda: a) Como são denominados a glândula X e o hormônio Y, respectivamente? b) Explique duas funções da calcitonina no organismo humano. 79

82 2. O gráfico mostra os níveis de glicose medidos no sangue de duas pessoas, sendo uma saudável e outra com diabetes melito, imediatamente após uma refeição e nas cinco horas seguintes. a) Identifique a curva correspondente às medidas da pessoa diabética, justificando sua resposta. b) Como se explicam os níveis estáveis de glicose na curva B, após 3 horas da refeição? 3. O gráfico a seguir representa as variações fisiológicas de um indivíduo saudável após um período de ingestão contínua de grande volume de água e antes da micção. a) Identifique o hormônio A, sua função e a glândula que o secreta. b) Trace, no gráfico, a curva de reabsorção de água pelo organismo do indivíduo em questão. c) No caso de aumento da concentração de potássio no sangue, informe que hormônio será produzido. Justifique. 4. Muito recentemente, os debates sobre os benefícios e os riscos da reposição hormonal ou "terapia hormonal", prescrita a mulheres em fase de menopausa, foram intensificados com a divulgação de resultados de pesquisas que questionam toda a eficiência antes atribuída a esse tratamento. Segundo os resultados das pesquisas realizadas, parece claro que a terapia hormonal é indicada para tratar os desagradáveis sintomas da menopausa, mas não para prevenir algumas doenças, como antes se acreditava. a) Considerando os resultados das pesquisas mais recentes, cite uma doença que se acreditava ser prevenida e outra cuja incidência vem sendo associada à terapia hormonal indicada para mulheres em fase de menopausa. b) Que hormônios são administrados nesse tipo de terapia e qual o órgão do corpo humano responsável pela sua produção? 5. Ao se fazer a dosagem dos hormônios identificados como P, Q, R, S e T no sangue de um paciente portador de bócio endêmico, afecção caracterizada pela deficiência alimentar de iodo, obteve-se o resultado resumido no gráfico adiante. Foram representadas, nesse gráfico, as variações percentuais das concentrações plasmáticas desses hormônios do paciente em relação às médias de seus respectivos valores normais de referência (consideradas como 100%): Indique os hormônios identificados como Q e S. Justifique sua resposta, considerando o mecanismo fisiológico de ação desses dois hormônios. 80

83 GABARITO DISCURSIVAS 1. a) X: tireoide; Y: paratormônio. b) Calcitonina promove a deposição de cálcio no osso e/ou reduz a absorção de cálcio intestinal e/ou reduz a reabsorção de cálcio nos néfrons. 2. a) A curva A representa um indivíduo diabético porque ocorreu uma hiperglicemia acentuada, ou seja, o nível de glicose sanguíneo ficou muito elevado, após a refeição. b) Na curva normal B, de 1 a 3 horas foi o tempo utilizado para que a glicemia voltasse ao normal, devido ao hormônio insulina. Após 3 horas a glicemia ficou normal por causa do hormônio glucagon. 3. a) Hormônio antidiurético (ADH). Seu efeito principal é aumentar a reabsorção da água, sendo produzido na neurohipófise. b) A curva de reabsorção da água deverá ser descendente e traçada de forma similar à representada para a concentração do hormônio A. c) Aldosterona, pois este é o hormônio que estimula o aumento da remoção do potássio do sangue para a urina. 4. a) Doenças relacionadas ao coração e câncer de mama, respectivamente. b) Progesterona e estrógeno são hormônios ovarianos. 5. O hormônio Q é o hormônio tireoideano e o S o hormônio tireotrópico (TSH). No bócio endêmico, a deficiência alimentar de iodo provoca a diminuição de síntese do hormônio tireoideano. Esta menor concentração circulante de hormônio tireoideano acarreta a maior liberação de hormônio tireotrópico (TSH). O TSH estimula a tireoide a produzir e secretar o hormônio tireoideano; sua secreção aumenta na tentativa de regularizar a produção de hormônio tireoideano. 81

84 Prof. Fred PRIMEIRA E SEGUNDA AULA: ALGAS INTRODUÇÃO Algas são organismos eucarióticos que fazem fotossíntese; Têm organização corporal simples; Vivem no mar, lagos, rios ou superfícies úmidas; Grande parte é unicelular, mas nas multicelulares o corpo se chama talo, e pode ter filamentos ou lâminas; Algas não apresentam tecidos nem órgãos diferenciados. Classificação: As algas são distribuídas atualmente em oito filos. Classificadas por pigmentação, substâncias de reserva e composição da parede de suas células: Reprodução: Reprodução Assexuada: Divisão Binária: Célula divide-se por mitose originando dois novos indivíduos (apenas ocorre em algas unicelulares). Fragmentação: fragmentos de talos crescem e originam novos organismos. Reprodução Sexuada: Em Algas Unicelulares: Cada organismo é um gameta. Dois deles sexualmente maduros se fundem e originam um Zigoto 2n (diploide). Esse Zigoto passa por meiose e forma quatro novos indivíduos n (haploides), que farão novamente este ciclo ou se reproduzirão assexuadamente. Alternância de Gerações: A maioria das algas multicelulares tem fases n (haploides) e 2n (diploides) em seu ciclo de vida. Quando forma-se o Zigoto, surge um indivíduo 2n (diploide), que surgiu da fusão de dois n (haploides). As células do Zigoto adulto fazem meiose e geram organismos n (haploides), os Esporos, que se transformam em Talos, que quando adultos produzem Gametas n (haploides) que se fundirão a outro Gameta e gerarão um Zigoto novamente 2n (diploide). 83