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Terça-feira, 27 de Janeiro de 2009

ADN: a sua história e estrutura

 

 

 

O ADN

 

O ADN foi isolado, pela primeira vez, pelo físico suíço Friedrich Miescher que, em 1869, descobriu uma substância no pus de ligaduras descartadas. Como residia no núcleo da célula chamou-lhe nucleína.

Em 1919 Phoebus Levene identificou a base, o açúcar e o fosfato no nucleótido. Levene sugeriu que o ADN era composto por uma cadeia de nucleótidos ligados pelos grupos de fosfatos, mas pensava que a cadeia era curta e que as bases se repetiam numa dada ordem.

Em 1937 William Astbury produziu os primeiros padrões de difracção de raios-X, que mostrou que o ADN tinha uma estrutura regular.

Em 1928 Frederick Griffith descobriu que certas características da forma virulenta de Streptococcus pneumoniae podiam ser transferidas para a forma não-virulenta misturando bactérias do primeiro tipo mortas com as do segundo tipo vivas.

Este sistema sugeria que o AND continha informação genética quando Oswald Avera, juntamente com os seus colegas Colin McLeod e Maclyn McCarty, identificou o ADN como sendo o “princípio transformante” em 1943.

O papel do ADN na hereditariedade foi confirmado em 1952, quando Alfred Hershey e Martha Chase mostraram que este era o material genético do Bacteriófago T2, com a experiência Hershey-Chase. Na primeira parte desta experiência marcaram o seu ADN com Fósforo-32 radioactivo e deixaram-no infectar bactérias E. Coli. Com isto verificaram que o seu ADN se movia para a bactéria. A segunda parte da experiência era semelhante à primeira, marcaram os próprios bacteriófagos com Enxofre-35 radioactivo em vez de ser o seu ADN. Com isto verificaram que apenas o ADN era transmitido para a bactéria, sendo portanto o seu material genético.

Em 1953, baseando-se em imagens de difracções de raios-X criadas por Rosalind Franklin e no facto de que as bases azotadas se emparelhavam, James D. Watson e Francis Crick sugeriram aquilo que é agora aceite como sendo a extrutura do ADN na revista Nature. Na mesma edição da Nature foram publicadas provas experimentais deste modelo em cinco artigos. Destes, o artigo de Franklin e Raymond Gosling foi a primeira publicação de dados de difracções de raios-X que suportava o modelo de Watson e Crick, para além do artigo sobre a estrutura do ADN por M  aurice Wilkins e os seus colegas. Em 1962, após a morte de Franklin, Watson, Crick e Wilkins receberam em conjunto o Prémio Nobel de Fisiologia ou Medicina. No entanto, ainda há debates relativamente a quem deveria receber crédito pela descoberta.

Numa apresentação influencial em 1957, Crick anunciou o “Dogma Central” da biologia molecular, que afirmava que a informação se transmite no sentido DNA-RNA-proteínas, e articulou a “adaptor hypothesis” . A confirmação final do mecanismo de replicação (implícito na estrutura de dupla hélice) foi conseguida em 1958 na experiência de Meselson-Stahl. Outros trabalhos de Crick e dos seus colegas mostraram que o código genético se baseava em tripletos de bases azotadas, chamados codões, permitindo a Har Gobind Khorana, Robert W. Holley e Marshall Warren Nirenberg decifrar o código genético. Estas descobertas representam o nascimento da biologia molecular.

 

Propriedades do ADN

Estrutura

Cada cadeia de ADN é composta por nucleótidos, que são por sua vez compostos por: grupos fosfato, pentoses e bases azotadas. O grupo fosfato liga-se a uma pentose, que por sua vez se liga a uma base azotada e ao fosfato do nucleótido seguinte, através de ligações covalentes do tipo fosfodiéster, que ligam um gupo fosfato aos carbonos 3’ e 5’ das pentoses. Cada cadeia de ADN tem uma ponta 3’ e uma ponta 5’. Já as bases azotadas são aquilo que codifica a informação genética, podendo ser de quatro tipos: Adenina, Guanina, Citosina e Timina.

As bases azotadas unem-se duas a duas (a adenina com a timina e a citosina com a guanina), levando as cadeias se enrolem uma na outra, formando uma dupla hélice. Como à ponta 3’ de uma cadeia corresponde a ponta 5’ da sua correspondente diz-se que as cadeias são antiparalelas.

Replicação Semi-Conservativa

Uma enzima denominada DNA polimerase liga-se à cadeia de DNA e desliza sobre ela, quebrando as ligações entre as bases azotadas, dando origem a duas cadeias independentes. Após esta separação uma outra enzima, chamada DNA ligase, vai unir nucleótidos às bases respectivas nas cadeias, dando origem a duas cadeias de ADN idênticas à cadeia mãe. Esta replicação denomina-se semi-conservativa pois metade da cadeia mãe vai para cada molécula filha, não servindo apenas de molde.

 

publicado por geneticareaprojeto às 21:37
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Manipulação genética

 

 

Manipulação Genética

Para falar em Manipulação Genética teremos primeiro de referir alguns conceitos sobre genética.

O genoma, pode ser descrito, como o conjunto de genes e de sequências não-codificadas que caracterizam a informação contida no ADN. Os genes, constituintes do ADN, contêm uma única característica de um só indivíduo. O tamanho de um gene só é visível com a ajuda do microscópio óptico. Para sabermos qual a característica de um dado gene, teremos de analisar, o sitio onde ele se situa e qual o seu comportamento perante os outros genes.

Sabendo o que é gene e genoma, podemos começar a falar um pouco de Manipulação Genética.

A Manipulação Genética é a designação para o processo de alteração dos genes num organismo, geralmente fora do processo normal reprodutivo. Habitualmente utiliza-se um “corpo de prova” onde o gene é isolado, manipulado e introduzido no ADN. Tem como finalidade introduzir novas características no ser vivo, para aumentar a sua utilidade e, através da Manipulação Genética modificar ou produzir microrganismos em laboratórios. Todavia, a Ciência, não pode prever os riscos e os choques que serão provocados pela liberação dos organismos modificados no ambiente, sobre a biodiversidade e muito menos na saúde humana e animal.

A Manipulação de Plantas - são exemplo disso os alimentos transgénicos (arroz, milho, soja, morangos e muitas outras), que já são cultivadas há bastante tempo. Estes alimentos são modificados, de modo a torna-los mais resistentes a pragas e doenças conseguindo que se produzam mais eficazmente e que se obtenham produtos de melhor qualidade. Um dos exemplos mais antigos é o cruzamento do trigo e do centeio obtendo um novo cereal.

A Manipulação de Animais – desde há muito tempo que se modificam células de animais criando novas características genéticas, novos seres. Um exemplo de Manipulação de animais é o cruzamento entre o cavalo e a burra dando origem à mula. Esta atitude pode levar os animais ao sofrimento. Os Engenheiros genéticos não trabalham com seres, mas com reacções químicas ou moléculas e o seu trabalho consiste em actuar com estes elementos.

A Manipulação de Seres Humanos – o código genético humano está a ser descodificado e futuramente possibilitará realizar algo semelhante ao que se faz com as plantas e com os animais, apesar de ser um assunto muito polémico.

Muitas das vezes ocorrem mutações ao nível das células, notando-se mudanças que são alterações do genoma dos indivíduos como a variação hereditária ou uma mudança no fenótipo, podendo afectar um único gene, ou a totalidade dos cromossomas do indivíduo, podendo ser favorável ou desfavorável consoante o ambiente envolvente.

As Mutações Génicas, que alteram a sequencia de nucleótidos do ADN, por substituição, inserção e deleção de bases azotadas. Podem levar a modificação da molécula do RNA mensageiro que é transcrita através do ADN, afectando o fenótipo.

As Mutações Cromossómicas, provocam uma alteração da estrutura (mutação cromossomica estrutural) ou do numero (mutação cromossomica numérica) de cromossomas. Afectam uma região do cromossoma, um cromossoma inteiro ou conjuntos de cromossomas. A dosagem anormal de genes, dá origem às síndromes.

As mais comuns são a Sindrome de Down (trissomia 21), Sindroma de Turner (monossomia X), Sindroma de Klinefelter (cromossomas XXY)  

As mutações podem acontecer nas células somáticas, quando acontece a replicação do DNA, que antecede uma divisão mitotica, dando origem a certos cancros e não sendo transmitidos à descendência. Também ocorrem nas células germinativas durante a replicação do DNA que antece a meiose, afectando os gâmetas e todas as células da sua descendência.

Assim podemos concluir que a Manipulação Genética é um assunto enigmático e controverso. De um lado, estão todos os benefícios, como a esperança contra o cancro, mas por outro assustamo-nos com os inúmeros riscos, pois os alimentos transgénicos podem aumentar as alergias relativamente aos alimentos tradicionais. Como este assunto ainda não se encontra totalmente desenvolvido a dúvida persiste.

 

publicado por geneticareaprojeto às 20:57
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Sexta-feira, 23 de Janeiro de 2009

Células estaminais

·         Células com potencial de diferenciação

·         Encontram-se em diversos estágios: blastocisto, feto, adulto…

·         Existem diferentes níveis de células estaminais: totipotentes, multi-potentes e pluri-potentes.

·         Terão um grande uso no futuro médico

·         Podem ser usadas para regeneração de órgãos, ou transplantes

·         Começam já a ser usadas para doenças degenerativas, como Parkinson ou Alzheimer

As células estaminais são a base de cada órgão, tecido ou célula no corpo humano. Isso significa, também, que são capazes de regenerar ou substituir tecido danificado. Desta forma, permitem reverter o avanço de doenças como cancro, diabetes, sendo também útil para praticamente todo o tipo de lesões sanguíneas e cardiovasculares.

Uma questão pertinente a levantar agora seria: todas as células estaminais têm esta capacidade? A resposta é algo complexa. Existem, na verdade, diversos tipos de células estaminais.

Para realmente perceber a importância e as diferenças existentes dentro destas células há que compreender primeiro que elas estão presentes e são fundamentais em todas as fases de desenvolvimento humano.

No início temos então o zigoto, formado pela junção dos gâmetas masculino e feminino, que se irá converter, num espaço de nove meses num humano funcional e capaz de resistir aos factores ambientais por si só.

O ovo é então a primeira célula estaminal, o primórdio na nossa essência e existência. Visto que é através dela que se obtém todo o nosso organismo é fácil concluir que o seu potencial é total. Daí esta ser uma célula totipotente.

Totipotente é um termo usado para caracterizar uma célula que se pode converter em QUALQUER tipo de célula.

Até ao quarto dia de desenvolvimento embrionário, altura em que surge a mórula, as células são ainda consideradas totipotentes.

No quinto dia de gestação, em que o blastocisto é formado, as células existentes começam a ter algum tipo de especificação. Isto é facilmente observável, pois este já apresenta um formato mais organizado separando as células, por tipo. Nesta fase designamos as células por pluripotentes.

Pluripotente é um termo usado para caracterizar uma célula que se pode converter em PRATICAMENTE TODOS os tipos de célula.

Após oito semanas de desenvolvimento o feto já se encontra arquitectado, apresentando já alguma semelhança ao molde humano. As células fetais são ainda consideradas pluripotentes.

Há ainda aquelas que consideramos ser células multipotentes, por se poderem transformar em vários tipos e que se encontram, por exemplo, num ser humano adulto, na medula óssea.

Vimos que as células estaminais estão presentes em todas as fases de desenvolvimento humano, sendo vitais para o seu funcionamento. Contudo, esta percepção é um pouco limitada, pois, de facto, estas encontram-se na maioria, se não mesmo em todos, os organismos multi-celulares.

As suas funções naturais são variadíssimas e, seguindo o exemplo do ser humano, as células estaminais estão encarregues de toda a renovação epitelial, da formação de células sanguíneas ou até de anti-corpos.

Será também importante referir que o processo pelo qual estas se especializam se chama diferenciação.

Este processo permite uma especialização de uma dada célula, permitindo-lhe exercer uma função específica. Não quer isto dizer que o ADN da célula se modifique. Na verdade, num dado organismo, o ADN das células é constante e invariável. Assim, se tivermos uma célula muscular da parede do coração e uma outra célula epitelial sabemos que a sua sequência genética é exactamente a mesma.

Aquilo que ocorre é a abertura ou fecho de determinados sectores, inibindo ou activando os genes necessários para que a célula se especialize o suficiente para realizar a função desejada. É assim possível, através de várias diferenciações criar diferentes tipos de tecidos, que por sua vez formarão órgãos. É, então, verosímil acreditar que as células estaminais são, sem qualquer dúvida, a base de toda a vida multicelular.

 

publicado por geneticareaprojeto às 14:06
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Um update fresquinho

Após as férias de Natal e um ritmo de trabalho um pouco mais reduzido voltámos hoje à potência máxima. O trabalho escrito sofreu um bom desenvolvimento e tudo começa já a ganhar forma. A secção respectiva ás células estaminais sofreu um enorme desenvolvimento sendo esperado, para breve, uma pequena introdução ao tema que será colocada online.

 

publicado por geneticareaprojeto às 08:48
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