CÉLULA E GENÉTICA

A origem da vida na Terra a reprodução dos seres vivos e a teoria da evolução de Darwin foram convertidas à sua base física e química no século 20 – convertidas ao ponto de conseguirmos observar os anteriormente insondáveis fatores da hereditariedade, mola mestra e mecanismo da evolução. Pela primeira vez, pudemos compreender o inter-relacionamento destes três elementos da vida : origem, reprodução e evolução.

A descoberta da célula, de seu núcleo e de seus processos de divisão

Em 1665, o cientista Robert Hooke cunhou o termo “célula” antes que qualquer célula viva houvesse realmente sido vista. Só na década 1670, Van Leeuwenhoek criou lentes potentes. Em 1673, ele abriu um mundo novo podendo observar células(adotando termo de Hooke).

A teoria celular só começou desenvolver-se em 1831. nesse ano, o botânico Robert Brown observou o ponto de controle da célula, denominando-o “núcleo”, e identificou essa estrutura como o elemento comum de todas as células vegetais. Logo os núcleos foram descobertos em células animais, e o fluxo do “protoplasma” foi observado em c´lulas vivas em 1835.

Biólogos descobrem os órgãos da célula

Cientistas começaram a identificar outras partes do mecanismo interno da célula. Na verdade, as células contêm um conjunto de órgãos distintos denominados organelas.

Núcleo : Sede da cromatina. Comando celular.

Ribossomos : Síntese de proteínas.

Reticulo endoplasmático : Armazenamento, transporte e síntese de alguns lipídios.

Aparelho de Golgi : Armazenamento, empacotamento e secreção de substancias destinadas à exportação.

Lisossomos : Digestão intracelular de material endógeno ou exógeno.

Mitocôndrias : Respiração celular

Membrana : Regula as trocas entre a célula e o meio.

Cada célula contem apenas um núcleo, mas varias unidades das demais organelas, alem das organelas mencionadas acima, as células vegetais contem cloroplasto, que são muito semelhantes às mitocôndrias, porem criam energia por meio da fotossíntese

Biólogos determinas as fases da divisão celular

Em 1879, Walther Flemming conseguiu identificar um material filiforme no núcleo das células. Observando esse material durante a divisão celular, ele mostrou que os filamentos encurtavam e se dividam longitudinalmente em metades, cada uma delas movendo-se para lados opostos de duas novas células idênticas. Ele deu a esse processo de divisão celular o nome de “mitose”.

A vida de uma célula consiste nos cinco estágios a seguir :

Interfase : A célula está representada em interfase, antes da duplicação dos cromossomos e dos centríolos. A duplicação dos cromossomos ocorrerá no final da interfase.

Prófase : Condensação dos cromossomos já duplicados. Migração dos centríolos para pólos opostos. Aparecimento das fibras do fuso. Desaparecimento dos núcleos. Desaparecimentos da carioteca.

Metáfase : Centríolos em pólos opostos na célula. Cromossomos condensados, situados na região mediana da célula, presos pelo centrômero a fibras de ambos os pólos.

Anáfase : Afastamento das cromátides irmãs e migração para pólos opostos.

Telófase : Descondensação dos cromossomos. Reaparecimento dos nucléolos. Reconstituição das cariotecas. Desaparecimento das fibras do fuso. Citocinese.

As bactérias tornam-se o primeiro ancestral comum de todas as formas de vida

Nos 3 bilhões de anos seguintes, os únicos seres vivos na Terra foram organismos unicelulare. Assim como o primeiro RNA e os organismos multicelulares que evoluíram depois, esses animais unicelulares passaram por seus próprios processos evolutivos distintos. Essas primeiras células evoluíram para espécies bacterianas das quais evoluíram todos os outros seres vivos, inclusive a vida vegetal e animal. Bactérias são criaturas unicelulares e possuem todas as organelas, exceto um núcleo bem definido. A maioria das espécies bactérias é inofensiva a outras formas de vida, inclusive aos humanos, ou é vital para a existência desses seres. Certos tipos de bactérias são conhecidos por causarem doenças. Essas bactérias patogênicas podem infectar praticamente todas as regiões do corpo humano. Eles estão simplesmente vivendo no meio especifico no qual evoluíram e se adaptaram, reproduzindo-se e se dividindo como qualquer outro organismo.

A ascensão mental e física dos humanos a partir de uma única célula é espantosa

O poder superior de do cérebro humano é um resultado da seleção natural, assim como quaisquer outras características que proporcionam uma vantagem para a sobrevivência. Como vimos antes os nossos ancestrais mais remotos que vagueavam pelas planícies africanas já sobreviviam mais pela astúcia do que pela força bruta ou pela velocidade. Somos igualmente complexos no físico. Entre os 60 trilhões de células que compõem o corpo de cada um de nós, encontramos não apenas as células que estão organizadas em tecidos, mas também milhões de células isoladas quais dependemos para sobreviver:

Macrófagos alveolares consomem partículas inaladas de poeira e as transportam para fora dos pulmões, traquéia acima e, finalmente, para fora do corpo.

Outros tipos de macrófagos migrantes percorrem nossos vasos sangüíneos, recolhem células sangüíneas mortas e engolem organismos potencialmente infecciosos.

Outros macrófagos e células sangüíneas combatem células que se tornaram cancerígenas.

As células sangüíneas brancas mais conhecidas, que enxergamos em forma de pus, ingerem bactérias, células de tecido morto, protozoários e outros corpos estranhos.

Embora apresentem muitas características semelhantes às de bactérias e ácaros e às de amebas e protozoários unicelulares de vida livre, elas são produto dos genes humanos. Em outras palavras, nosso próprio DNA e programado para criar esses “animálculos animados”.

A questão sobre inevitabilidade ou acaso pode nunca vir a ser respondidas conclusivamente. Porém, aproximando-nos do final do século no qual alcançamos a compreensão da célula e de seu funcionamento, vemos que os cientistas conseguiram determinar os processos físicos que foram responsáveis pela auto-replicacão e pelo crescimento e que impeliram os organismos unicelulares originais a evoluir para vegetais, animais e humanos complexos.

Mendel formula os princípios básicos da genética

George Mendel teve um papel central na erradicação das velhas crenças sobre as características hereditárias e na consolidação do estudo da hereditariedade como uma ciência biológica.

Mendel estabeleceu cinco princípios que se aplicam igualmente a todos os seres vivos e se mantêm até hoje:

Cada característica física de um organismo vivo é produto de um “fator hereditário” especifico, que Mendel concebeu como algum tipo de partícula.

Esses fatores hereditários existem aos pares nos seres vivos.

Com respeito a cada uma dessas características, apenas um dos dois fatores existentes na mãe e um dos dois existentes no pai são transmitidos a cada um dos filhos.

Existe uma probabilidade igual de que qualquer um dos fatores da mãe e qualquer um dos fatores do pai seja herdado pelos filhos.

Alguns fatores são dominantes, outros, recessivos.

Nasce a ciência da genética

O geneticista americano Walter S. Sutton apresentou primeiras provas conclusivas de que os cromossomos contêm as unidades da hereditariedade e que eles ocorrem em pares distintos.
Enquanto a mitose relaciona-se à vida cotidiana de vários tipos de células, a meiose lida com os processos fundamentais da genética e da evolução.
A partir de 1903, os seguintes cientistas desenvolveram as descobertas de Darwim, Mendel, Flemming, Weismann e Sutton e refinaram nossa compreensão dos princípios que atuam quando a prole herda dos pais sua constituição genética. :

Herma Nilsson-Ehle: Esse geneticista sueco realizou pesquisas com variedades de trigo e ourtras plantas, refinando e confirmando os cinco princípios medelianos da hereditariedade. No decorrer de sua carreira, ele abriu novos campos de pesquisa sobre os genes e cromossomos e desenvolveu o conhecimento sobre as mutações.

Edward M. Esat: Seu trabalho pioneiro com genética dos vegetais e botânica iniciado em 1900 concluiu que mutações espontâneas nos próprios genes eram responsáveis por certas mudanças ao longo das gerações dessas plantas na ausência de mudanças nas condições ambientais. Essa característica que sofreu mutação é transmitida à prole.

Thomas Hunt Morgan: Esse geneticista e zoólogo fez a monumental descoberta de que os cromossomos não são estruturas permanentes. Em 1909, ele adotou a palavra “gene” para referir-se a um dos “fatores hereditários”de Mendel. Com três de seus alunos, Morgan não só confirmou a teoria de Suttonde que cada cromossomo portava um clecao de genes “enfileirados como contas em um cordão, mas descobriu que a posição de cada uma dessas contas podia ser “mapeado” e identificado em regiões precisas dos cromossomos. Mais importante foi o fato de Morgan e seu grupo terem sido os primeiros a provar que durante o estágio em que os cromossomos emparelham-se e se contraem eles podem trocar material genético entre cromossomos de origem materna e paterna, como observado no estágio da prófase na meiose. Esse processo chama-se cruzamento. O material genético recombinado é transmitido às gerações subseqüentes. Morgan e seus colegas provaram que o processo da variação, que explica circunstancialmente a evolução, não se deve a mutações significativas ocorridas em cada nova geração, mas à recombinação das “contas em uma cordão”-os genes. Morgan estabeleceu uma nítida relação entre Darwin e Mendel, e descobriu que os fatores de Mendel têm uma base física na estrutura cromossômica.

R.F. Fisher, J.B. S.H: Na década de 1920, esse geneticistas, versados em matemática, calcularam, cada um por si mas simultaneamente, que as pequenas variações oriundas de recombinações cromossômicas, juntamente com as mutações espontâneas deduzida por Edward East, podiam explicar matematicamente as grandes mudanças em organismos vivos no decorrer dos intervalos de tempo deduzidos com base nos indícios fosseis e requeridos para a evolução pela seleção natural. Seis décads depois de a Sociedade para o Estudo da Ciência Natural de Brno ter gravemente deixado passar despercebida a importância das estatísticas de Mendel, esses três indivíduos introduziram o tema da genética populacional e forneceram uma base e uma explicação matemática à seleção natural. O Livro de Ronaldo Fisher, The genetical theory of natural selection, publicado em 1930, mostrou particularmente que a lenta mas constante mudança nos genes e cromossomos explica a evolução darwiana. Sewall Wright realizou um trabalho pioneiro em genética populacional matemática e teoria evolucionista.

Bárbara McClintock: Esse geneticista realizou uma serie de experimentos sobre a cor de sementes de milho, os quais forneceram informações novas e conclusivas sobre a recombinação, a realidade e as características de grupos de ligação de genes, e a relação entre genes especifico.

Fonte: www.ime.usp.br