NUCLEO CELULAR

O núcleo é a região das células eucariontes, delimitada pela membrana nuclear ou carioteca (karyon = núcleo; théke = invólucro), armazenando em seu interior os cromossomos, contendo também um ou mais nucléolos mergulhados em seu nucleoplasma (cariolinfa).

Normalmente apresentam forma ovoide ou esférica, com diâmetro médio igual a 5μm, porém também manifestando morfologia lobular: bilobulados ou multilobulados, observados em células de defesa (alguns tipos de leucócitos).

Entretanto, existem células anucleadas, por exemplo, as hemácias dos seres humanos. Desta forma, de acordo com a diferenciação entre os tecidos, células diferentes em um mesmo organismo podem variar quanto ao número de núcleos, sendo: mononucleadas, possuindo somente um núcleo (células epiteliais); binucleadas, com dois núcleos (células hepáticas), e multinucleadas, contendo vários núcleos (células musculares).

Características e função da membrana nuclear da célula:

- Formada por duas camadas lipoproteicas;
- Apresenta numerosos poros comunicantes com o hialoplasma, por onde saem e entram substâncias moleculares;
- Proteção do material genético;
- E barreira física que limita a região reguladora do metabolismo, através do processo de transcrição.

Contudo, mesmo uma célula nucleada, dependendo do estágio de seu ciclo celular, pode admitir distintos comportamentos: durante a interfase, período de síntese intensa, o núcleo apresenta aspecto evidente, enquanto no período de multiplicação (divisão - mitose ou meiose) tanto a carioteca quanto o nucléolo se desintegram, reaparecendo no final deste evento.

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Resumo de mitose

Introdução

Eventualmente as células necessitam se duplicar para dar origem a novas células. Esta divisão celular ocorre de duas formas: através da mitose e da meiose. Neste texto abordaremos a mitose.

De forma prática, podemos entender que na mitose a célula se duplica para dar origem a duas novas células. Estas são conhecidas como células filhas (formadas a partir da divisão celular) e são idênticas uma da outra, uma vez que foram formadas a partir de uma única célula.

As fases da Mitose 

Agora que sabemos disso, veremos as cinco fases que a célula atravessa em seu ciclo de vida até completar sua divisão. São elas: prófase, metáfase, anáfase, telófase e interfase. 

Prófase

Nesta fase, as células começam a se preparar para a divisão. É neste momento que ocorrerá a duplicação do DNA e centríolos. Com o DNA condensado e os centríolos em movimento, inicia-se o processo da divisão mitótica.

Metáfase

Aqui começa o alinhamento entre os pares formados na fase anterior. Nesta etapa, o DNA alinha-se no eixo central enquanto os centríolos iniciam sua conexão com ele. Dois fios do cromossomo se ligam na parte central do centrômero.

Anáfase

A divisão começa com os cromossomos migrando para lados opostos da célula, metade vai para um lado e a outra metade vai para o outro. 

Telófase

Esta é a última fase da mitose. Nesta etapa a membrana celular se divide em duas partes, formando, assim, duas novas células. Cada uma delas ficará com metade do DNA original.

Interfase

Este é o estado “normal” da célula, ou seja, aqui ela não se encontra em divisão. Nesta fase, ela  mantém o equilíbrio de todas as suas funções através da absorção dos nutrientes necessários à sua manutenção. Ela permanecerá neste estágio até estar preparada para uma nova divisão, que ocorrerá a partir da duplicação dos ácidos nucléicos. A partir de então, o ciclo se reinicia.

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Síntese proteica

Síntese de Proteínas

A célula é a principal unidade funcional do organismo, é nela que se concentra a função de um tecido ou órgão. Entretanto, para sobreviver, praticar suas atividades biológicas e integrar ao ambiente em que está, faz-se necessário o uso de mecanismos únicos e condizentes a estrutura celular. Diante disso, a célula desenvolveu a capacidade de produzir moléculas – proteínas, que auxiliam em todo e qualquer processo biológico, podemos citar algumas classes de proteínas envolvidas nos mais diversos processos, como: enzimas, proteínas estruturais, proteínas transportadoras, proteínas motrizes, proteínas de reserva, sinalizadores, receptores, proteínas regulatórias de genes, entre outras.

Observando o panorama citado, vimos que proteínas são essenciais para o funcionamento celular e que, consequentemente, leva a integridade do organismo. Portanto, é necessário que as células sejam capazes de sintetizar proteínas específicas para determinadas ações na qual elas estarão envolvidas.

Como sintetizar proteínas? Da onde elas vêm?

Essas perguntas assombraram a comunidade científica por muitos anos. Todavia, em meados dos anos de 1950, com a descoberta da molécula de DNA, é que se começou a compreender os passos para a síntese de proteínas. É na molécula de DNA que está o código para a produção de uma proteína.

Entretanto, a descoberta do envolvimento do DNA, na síntese de proteína, fez com que os cientistas esbarrassem numa outra pergunta: como sintetizar uma sequência de aminoácidos, para compor a proteína, a partir de uma sequência de nucleotídeos?

A resposta dessa pergunta veio mais tarde, quando os cientistas encontraram um padrão de molécula capaz de linkar a sequência de nucleotídeos com os aminoácidos específicos para a produção das proteínas – eis que se descobre a molécula de RNA.

Etapas da síntese protéica

Em resumo, a síntese de proteína pode ser esquematizada como:

DNA -> RNA -> Proteína

Entretanto, esse simples esquema é mais complexo do que se parece. Assim, os cientistas, para facilitar as pesquisas, decidiram dividir e estudar separadamente as etapas para a síntese de proteína. Dessa forma, deu-se origem as duas etapas da síntese de proteínas:

1. Etapa de DNA -> RNA (transcrição)
2. Etapa de RNA -> Proteína (tradução)

Processo de transcrição

No processo de transcrição, o segmento de DNA, responsável pelo código da proteína, se abre, isto é, rompe as ligações de hidrogênio entre os nucleotídeos complementares. Esse fato auxilia a inserção de uma maquinaria específica com a finalidade de transcrever aquela sequência gênica em uma sequência de RNA, que no caso ficou conhecido como RNA mensageiro (RNAm).

A partir desse momento, no RNAm, há sequências de trinca de nucleotídeos que correspondem a um determinado aminoácido. Essas trincas ficaram conhecidas como códons. Se fossemos calcular o número de códons possíveis a partir da teoria, teríamos 64 (4x4x4 = 64) tipos de códons, entretanto há somente 20 aminoácidos que se combinam para produzir a proteína, dessa forma, intui-se que um aminoácido pode ser codificado por códons diferentes. Essa característica do código genético é conhecida como redundância, alguns pesquisadores afirmam que a redundância é uma característica importante que evita mutações gênicas. Observe a tabela de códons:

Código genéticoA tabela de códons mostra que existem apenas 20 aminoácidos.

O seqüenciamento do RNAm, derivado do DNA, segue a regra da complementaridade. Dessa forma, a adenina, guanina, citosina e timina, do DNA, fazem pares com uracila, citosina, guanina e adenina, respectivamente, do RNA. Vale ressaltar que o RNA é isento de timina, porém possui um nucleotídeo semelhante, a uracila.

Anemia falciforme

A anemia falciforme é um exemplo característico de uma mutação gênica. Na tradução da cadeia β da hemoglobina, há um códon, GAG, responsável por traduzir um ácido glutâmico. Entretanto, por uma mutação no DNA, o códon se torna, GTG, traduzindo uma valina, isso é suficiente para causar alteração na conformação da hemoglobina e, consequentemente, da hemácia, deixando-a com aspecto em foice.

Essa hemácia em foice pode levar a quadros de dor, icterícia, síndrome mão-pé, infecções, úlceras e cansaço.

Entretanto, observe que se houvesse uma mutação de GAG para GAA, ainda teríamos o ácido glutâmico na cadeia β da hemoglobina, o que não iria alterar a fisiologia. Diante disso, vemos a real importância de um código genético degenerado.

Processo de tradução

O processo de tradução ocorre com a ajuda de dois outros tipos de RNAs. O primeiro, o RNA ribossômico (RNAr) é o local onde haverá a tradução do processo da síntese de proteína; o segundo, é o RNA transportador (RNAt), o qual é formado por um aminoácido e uma sequência pré-definida de nucleotídeos.

Tanto o RNAm como o RNAt se encontram em sítios específicos do ribossomo. Nesse local, os códons do RNAm se paream com as sequências do RNAt, conhecidas comoanti-códon. Esse pareamento faz com que o aminoácido ligado ao RNAt se desprenda fazendo ligação com os outros aminoácidos consecutivos dos próximos códons. Dessa forma, ao longo do tempo, há a formação de uma proteína pelo seqüencial pareamento de códons com anti-códons e as ligações dos aminoácidos.

Exemplo prático

Quantos nucleotídeos transcritos do DNA são necessários para formar uma proteína de 100 aminoácidos?

Para tal resposta, temos que pensar que cada aminoácido é formado por um pareamento códon/anti-códon, isso significa dizer que são necessários 100 pareamentos.

Cada códon ou anti-códon é composto por 3 nucleotídeos, logo são necessários 300 nucleotídeos.

Lembrando que os códons são transcrições diretas do DNA, logo, chega-se a conclusão que são necessários 300 nucleotídeos do DNA para transcrever uma proteína de 100 aminoácidos.

Uso de antibióticos

Alguns antibióticos, como o cloranfenicol, são capazes de inibir a síntese protéica de certas bactérias, devido à inibição do ribossomo. Entretanto, esses fármacos podem, também, inibir a síntese protéica do usuário, sendo esse um dos efeitos colaterais mais indesejáveis. Lembre-se que imunoglobulinas (anticorpos) são proteínas, logo o uso desses medicamentos podem levar a uma baixa imunológica.

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Mito ou realidade: vinho tinto faz bem à saúde?

Há alguns anos se divulga que uma dose moderada de vinho tinto todos os dias faz bem à saúde. Não só para combater o câncer, mas também para reduzir o colesterol e evitar coágulos nos vasos sanguíneos.

Mas estudos recentes questionam as evidências destes benefícios e apontam que eles podem estar restritos a vinhos caseiros ou fabricados seguindo um modo de produção tradicional.

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Embora os cientistas concordem que o consumo moderado de vinho tinto possa ajudar a proteger o coração, reduzir o colesterol "ruim" e prevenir o entupimento das veias e artérias, há divergências sobre o que está por trás desses benefícios.

Recentemente, um grupo de cientistas tentou descobrir por que o vinho tinto caseiro feito no Uruguai é tão saudável e chegou a sequenciar o código genético da uva Tannat, usado na produção do vinho.

Os especialistas identificaram uma alta quantidade de procianidina, uma classe de flavonoide, compostos químicos encontrados em frutas, vegetais, chás, cereais, cacau e soja com benefícios antioxidantes e para prevenção ao câncer que vêm sendo estudados há anos.

Roger Corder, professor de terapias experimentais da Universidade Queen Mary, de Londres, é autor do livro The Red Wine Diet (A Dieta do Vinho Tinto, em tradução livre) e esteve por trás do estudo que pesquisou o vinho tinto uruguaio.

Ele confirma que a uva Tannat contém um nível três ou quatro vezes maior de procianidinas do que a uva Cabernet Sauvignon.

O pesquisador diz que estes compostos, aliados aos taninos (que combatem o envelhecimento das células e também são encontrados no vinho) seriam os grandes responsáveis pelos efeitos positivos do vinho tinto sobre a saúde.

Resveratrol

Outros cientistas apontam para o papel do resveratrol, um composto encontrado na casca das uvas vermelhas.

Saudado durante muitos anos como uma espécie de substância milagrosa, o resveratrol é um composto que, segundo os cientistas, poderia retardar o envelhecimento e combater o câncer e a obesidade.

Até o momento, estudos feitos em laboratório revelaram resultados animadores em testes com camundongos, mas ainda não foram encontradas evidências sobre a eficiência do composto em humanos.

Na Universidade de Leicester, na Inglaterra, testes com ratos indicaram que dois copos de vinho por dia podem reduzir a incidência de tumores nos intestinos - e o cientistas estudam maneiras de desenvolver o resveratrol como um composto isolado, para ser ingerido individualmente como uma droga para prevenir o câncer.

Entretanto, para Roger Corder, da Universidade Queen Mary, de Londres, há pouca evidência sobre a importância do resveratrol.

"É um mito que o resveratrol tenha qualquer coisa a ver com os benefícios do vinho tinto à saúde. A maioria dos vinhos tintos contém quantidades insignificantes de resveratrol e aqueles que possuem um pouco não contêm o suficiente para fazer qualquer efeito", diz.

Ele diz que são as sementes, e não a casca da uva, que contêm o segredo do vinho tinto.

Quando as uvas são fermentadas por diversas semanas ou mais, as sementes podem liberar flavonoides que evoluem como moléculas mais complexas.

Mas a má notícia é que isso não acontece com todos os vinhos, diz o cientista, sugerindo que os grandes benefícios da bebida podem ser restritos a um modo de produção mais tradicional – semelhante ao vinho tinto caseiro uruguaio.

"A maior parte dos vinhos modernos não usa esta técnica durante a fabricação", afirma o cientista, reforçando a necessidade do consumo moderado.

"É muito difícil dizer que o vinho é uma bebida saudável quando as pessoas consomem muito álcool, na hora errado do dia e sem comer".

Câncer

Para Emma Smith, do Cancer Research UK, centro britânico de pesquisas para o câncer, é um erro tomar vinho tinto achando que isto fará bem à saúde.

"O vinho tinto contém uma quantidade muito pequena de resveratrol e as pessoas não deveriam beber vinho com a intenção de obter benefícios para a saúde", diz.

Ela ressalta que tradicionalmente o álcool tem uma ligação negativa com o câncer.

"É importante relembrar que, mesmo em quantias moderadas, o álcool aumenta o risco de vários tipos de câncer e estima-se que seja a causa de cerca de 12.500 casos de câncer na Grã-Bretanha todos os anos".

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Cientistas criam 'minicérebro humano' em laboratório

iniaturas de "cérebros humanos" foram desenvolvidos em laboratório por cientistas austríacos, em um feito que, segundo especialistas, pode transformar nossa compreensão sobre males neurológicos.

As estruturas criadas, que são do tamanho de ervilhas, alcançaram o mesmo nível de desenvolvimento de um feto de nove semanas, mas são incapazes de pensar.

Segundo os cientistas, que são do Instituto de Biotecnologia Molecular da Academia de Ciências Austríaca, elas reproduzem em laboratório algumas das etapas iniciais de desenvolvimento cerebral.

O cérebro humano é uma das estruturas mais complicadas existentes no universo. O estudo, publicado no periódico Nature, já foi usado para ampliar a compreensão a respeito de doenças raras.

Desenvolvimento

Os cientistas usaram células-tronco embrionárias ou células de pele adulta para produzir a parte do embrião que se torna o cérebro e a espinha dorsal - o ectoderma neural.

Essa parte foi colocada em gotículas minúsculas de gel, que permitiram que o tecido crescesse, e em um bio-reator giratório, que provê nutrientes e oxigênio.

As células puderam crescer e se organizar em diferentes partes do cérebro, como o córtex e uma versão inicial do hipocampo, bastante ligado à memória em um cérebro adulto plenamente desenvolvido.

Os pesquisadores creem que essa estrutura chega perto - ainda que não perfeitamente - do desenvolvimento inicial do cérebro fetal.

Os tecidos chegaram a seu tamanho máximo, cerca de 4mm, em dois meses.

Os "minicérebros" sobreviveram por quase um ano, mas não cresceram além disso. Eles não contavam com suprimento de sangue, apenas de tecido cerebral. Ou seja, nutrientes e oxigênio não puderam penetrar na estrutura.

"Nossos organóides servem para modelar o desenvolvimento do cérebro e para estudar qualquer coisa que cause defeitos nesse desenvolvimento", explicou Juergen Knoblich, um dos pesquisadores.

Segundo ele, o objetivo é ampliar o conhecimento a respeito de distúrbios mais comuns, como a esquizofrenia e o autismo, partindo do princípio de que indícios deles podem surgir na fase de desenvolvimento do cérebro.

A técnica também pode ser usada para substituir camundongos em testes de medicamentos e tratamentos.

'Extraordinário'

Pesquisadores já haviam conseguido produzir células cerebrais em laboratório, mas a iniciativa austríaca é a que chegou mais perto de criar um cérebro humano.

Por isso, a novidade chamou atenção entre cientistas.

"É surpreendente", disse à BBC Paul Matthews, professor do Imperial College, em Londres. "A noção de que podemos tirar uma célula da pele e tranformá-la - ainda que seja no tamanho de uma ervilha - em algo que se assemelha a um cérebro é simplesmente extraordinária."

Segundo ele, apesar de o minicérebro não estar se comunicando ou pensando, ele "é o tipo de ferramenta que nos ajuda a entender muitos dos principais distúrbios cerebrais".

Pesquisadores já estão usando a descoberta para investigar uma doença chamada microcefalia, cujos portadores têm cérebros menores do que o normal.

Ao criar um minicérebro com células de pacientes de micocefalia, a equipe conseguiu estudar mudanças no desenvolvimento cerebral dessas pessoas. Percebeu, por exemplo, que as células desses pacientes se adiantavam em sua transformação em neurônios.

Questões éticas e possibilidades

Os pesquisadores em Viena não veem, no momento, nenhum dilema ético em seu trabalho, mas Knoblich afirma que não seria "desejável" fazer cérebros muito maiores do que os já desenvolvidos.

Na opinião de Zameel Cader, neurologista consultor no hospital John Radcliffe, em Oxford, a pesquisa ainda não traz problemas éticos.

"(O minicérebro) está longe de ter consciência do mundo exterior", disse à BBC.

Para Martin Coath, da Universidade de Plymouth, "se (o minicérebro) se desenvolve de maneiras que reproduzem as do desenvolvimento do cérebro humano, o potencial para o estudo de doenças é claro. O teste de medicamentos, porém, é mais problemático. A maioria deles age em coisas como humor, percepção, controle do corpo, dor. E esse tecido que simula um cérebro não tem nenhum dessas coisas ainda".

BBC

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