Genética II

   Cromossomos e mitose

   Cromossomos - retrospectiva histórica:
1842 - Karl Wilhelm von Nägeli observa cromossomos ao microscópio.
1863 - Gregor Mendel postula a existência de fatores genéticos, mas seu trabalho é ignorado por muito tempo.
1882 - Walther Flemming descreve o comportamento dos cromossomos.
1900 - Os botânicos K. Correns, E. Tschermak e H. de Vries redescobrem o trabalho de Mendel.
1910 - Thomas Hunt Morgan prova que os cromossomos são os portadores dos genes.

   Os cromossomos são os engenheiros que cuidam da construção do nosso corpo. Eles definem o projeto, distribuem as tarefas, fiscalizam as obras. Como eles fazem isso?
   Nosso corpo é formado por órgãos. Os órgãos são feitos de tecidos e os tecidos se compõem de células. As células são estruturas orgânicas microscópicas, mas complexas. Elas estão em constante processo de renovação, seja para sustentar a fase de crescimento do corpo, seja para regenerar órgãos e tecidos lesados, seja simplesmente para repor as células que morrem. Assim, células de cabelo produzem células de cabelo e células de sangue produzem células de sangue.
   Uma célula típica consiste de uma membrana externa, envolvendo um ambiente gelatinoso - o citoplasma - e um núcleo central. As células são formadas por proteínas, e estas por aminoácidos interligados.
   Dos 300 aminoácidos conhecidos, apenas 20 são utilizados no corpo humano, mas encadeando-se na ordem certa, às centenas ou milhares, esses 20 são capazes de formar todas as proteínas - desde a queratina do cabelo à hemoglobina do sangue. Mas como os aminoácidos sabem a ordem certa para entrar na fila e construir uma determinada proteína?
   A sequência de aminoácidos de cada proteína é codificada na sequência de bases do DNA, nos cromossomos das células. Vamos dar uma olhada nos cromossomos.
   O DNA tem uma estrutura parecida com uma escada em caracol. Os corrimãos são feitos de fosfato e açúcar, e os degraus de bases nitrogenadas, sempre em pares - Adenina com Timina, Citosina com Guanina. A Timina é substituída pelo Uracilo, no RNA, que age como capataz na formação dos aminoácidos. Cada conjunto de três degraus da escada codifica um aminoácido, sendo que cada aminoácido pode ter mais de um código, por exemplo:
   Alanina - GCU, GCC, GCA, GCG
   Lisina - AAA, AAG
   Metionina - AUG
   Triptofano - UGG
   Para sinalizar o início e o final de cada proteína, existem códigos de partida e de parada:
   Partida - AUG
   Parada - UAG, UGA, UAA
   Como o código de partida é o mesmo da Metionina, todas as proteínas humanas têm esse aminoácido em uma extremidade. Para o código completo veja:


http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3digo_gen%C3%A9tico

   Como as coisas funcionam?
   O capataz (RNA mensageiro) recebe uma cópia da planta do engenheiro (cromossomo) e leva-a ao canteiro de obras (ribossomas), onde o mestre-de-obras (RNA transportador) comanda os serventes na escolha do material certo para a construção, manutenção ou reparos da obra, que dependem da renovação das células.
   Essa renovação se dá por duplicação: uma célula adulta se divide em duas menores, idênticas, que depois crescerão. O processo é comandado por um mecanismo chamado mitose, que duplica primeiro os cromossomos, separa as cópias em lados opostos da célula e só então a divide.
   A análise esquemática da mitose é mais fácil quando o número de cromossomos é pequeno. A samambaia tem 600 pares de cromossomos. O ser humano tem 23. A drosófila só tem 4, e por muito tempo foi a cobaia preferida pelos biólogos e geneticistas.
   Mas o nosso versátil Polychroma Rodrigensis tem apenas dois pares de cromossomos, e existe uma variedade que parece ter sido feita de propósito para nosso estudo.
   No P. Rodrigensis, o primeiro par de cromossomos define em seu código várias características somáticas. A sequência é ACE?, onde:

   A: tamanho das antenas: A= antenas pequenas, a= antenas grandes.
   C: cor da cabeça; C= amarelo, c= verde.
   E: cor dos élitros: E= amarelo; e= verde.
   (As maiúsculas designam o gene dominante, as minúsculas o recessivo).
   ?: características ainda não mapeadas.
   O segundo par define o sexo e é formado por cromossomos X e Y. Um par XX para as fêmeas, um par XY para os machos.
   Além disso, um gene dominante no cromossomo Y diferencia o macho da fêmea: todos os machos dessa variedade possuem a extremidade dos élitros vermelha.
   Vamos ilustrar a mitose com o nosso colorido macho - vamos chamá-lo de Leon.
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   Esta é uma célula do Leon. Pode ser de queratina ou de qualquer outro tecido - todas são basicamente iguais. O citoplasma está representado em amarelo e o núcleo - grandemente aumentado - em verde. Os genes herdados da mãe estão em vermelho; os azuis vieram do pai. Os cromossomos, no núcleo, estão em plena atividade, enviando mensageiros com instruções aos capatazes, como engenheiros no seu escritório com ar condicionado, sem se preocupar muito com o calor lá de fora.
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   Mas chega a hora em que é preciso duplicar o prédio, incluindo o escritório e os engenheiros.

  Primeiro, cessa a atividade de construção na célula. O núcleo exibe um cartaz: Fechado para reforma.

  Em seguida, os cromossomos se partem pelo meio dos degraus, separando a adenina da timina e a citosina da guanina. As duas metades ficam unidas em um único ponto - o centrômero.

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  As metades separadas absorvem do citoplasma, rico em bases nitrogenadas, as moléculas que complementam seus degraus partidos - adenina se ligando à timina, a guanina à citosina, e vice-versa.

   Depois de algumas horas, existirão quatro pares de cromossomos onde antes só havia dois.

   Há uma bela animação em

http://www.youtube.com/watch?v=z685FFqmrpo&feature=related

   O vídeo é em inglês, com legendas também em inglês, mas a imagem fala por si.
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   Nessa etapa, surgem dois centríolos que migram para polos opostos da célula. O núcleo começa a se fundir com o citoplasma, e os cromossomos se alinham no plano central da célula.

   Os centríolos lançam suas linhas de pesca, repetidas vezes, até fisgarem todos os cromossomos pelo centrômero.
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   Os pescadores puxam suas linhas e os centrômeros se partem. Conforme os peixes vão sendo puxados, a célula começa a se dividir.

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   Final da história: a célula se divide completamente e os núcleos se recompõem. Há agora duas células idênticas à original, inclusive nos códigos do DNA dos cromossomos. Naturalmente, são um pouco menores, mas logo crescerão, e seus engenheiros e capatazes vão tocar a obra que seus pais começaram...

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   Se você gosta de colecionar palavrões, anote os nomes dessas etapas: Interfase, Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase.

   Um bom vídeo em português sobre a mitose:

http://www.youtube.com/watch?v=4b69FtB24f8&NR=1

   Resumindo, o processo da mitose provê:

1 - Multiplicação de células na fase de crescimento;

2 - Regeneração de tecidos lesados;

3 - Reposição de células mortas;

4 - Em seres unicelulares, um mecanismo de reprodução assexuada.

   E como é que uma célula do sangue produz outra célula de sangue, e não uma célula nervosa? Afinal, todas carregam a mesma informação genética.

   Os cromossomos agem exatamente como engenheiros de uma mesma turma, com a mesma formação acadêmica. Após a festa de formatura, um vai construir túneis, outro pontes, o terceiro hidrelétricas... essa especialização começa ainda na fase embrionária e prossegue durante toda a vida. Para maiores detalhes:

http://biovalsassina.blogspot.com/2007/06/diferenciao-celular-e-expressividade.html