Fotossíntese - a energia entrando no mundo vivo

É através do fenômeno da fotossíntese que a energia penetra no mundo dos seres vivos.

Os vegetais absorvem a energia luminosa do Sol e a transformam em energia química.

Para poder armazenar essa energia o vegetal sintetiza glicose (um alimento e nossa principal fonte de energia) e, nas ligações químicas entre os seis átomos de Carbono, doze átomos de Hidrogênio e seis átomos de Oxigênio, que compõem a glicose, o vegetal armazena energia química (ói que bonitinho).

É por isso, por sintetizar a glicose, que os vegetais são chamados autótrofos (auto=por si mesmo e trofos=alimento).

A fotossíntese é realizada graças a presença da clorofila, que se encontra no cloroplasto, e essa molécula é constituída por átomos de C, H, O e Mg (magnésio).

A fórmula química da fotossíntese é: 6CO2 + 12H2O = C6H12O6 + 6H2O, isto é, para sintetizar a glicose o vegetal absorve seis moléculas de gás carbônico e doze de água e, induzida pela clorofila, há uma reação química que produz uma molécula de glicose e seis de água.

A plantinha sempre faz mais glicose do que necessita, assim, as que sobram, serão ligadas quimicamente umas às outras até 1400 glicoses e a substância será denominada, então, amido.

Amido é a reserva nutritiva dos vegetais e é armazenado num órgão chamado leucoplasto

A clorofila encontra-se nas membranas dos tilacóides dos cloroplastos (esferas de cor verde).

A clorofila confere a cor verde às plantas.

Síntese Protéica - Transcrição e Tradução

TRANSCRIÇÃO: é o fenômeno por meio do qual o DNA passa para o RNAm o código genético nele contido. Isso acontece pela ação da enzima denominada RNA Polimerase (poli=muitos e mero=partes). Os promotores, sequência regulatória dos genes, possuem sequências de nucleotídeos comuns (conservadas), a RNA Polimerase as reconhece e liga-se a essas sequências iniciando a síntese da molécula do RNA, que pode ser o RNAm (mensageiro), RNAt (transferência ou transportador) ou RNAr (ribossômico).

A molécula do RNAm contém a informação para produzir proteínas, a do RNAt tráz os aminoácidos e na molécula do RNAr uma enzima promove a ligação peptídica.

TRADUÇÃO: no retículo endoplasmático liso, REL, o RNAm apresenta as trincas de bases (chamadas códons) aos ribossomos e esses decodificam a mensagem nelas contidas atraindo os anticódons do RNAt com os respectivos aminoácidos que, por meio de ligações peptídicas formam um dipeptídeo, depois um tripeptídeo, um polipeptídeo e assim por diante, até sessenta e nove aminoácidos.

Temos, então, um polipeptídeo. Acontecendo mais uma ligação peptídica teremos setenta aa. e a molécula será então chamada PROTEÍNA.

Com a chegada dos ribossomos o retículo endoplasmático passa a ter o aspecto todo granulado passando a chamar-se retículo endoplasmático rugoso, RER

Para que aconteça uma ligação peptídica é necessário que a hidroxila do grupo ácido (OH) se ligue ao hidrogênio do grupo amina (H)  formando uma molécula de água. Aí, o carbono (C) do grupo ácido se liga quimicamente ao nitrogênio (N) do grupo amina.

A transcrição acontece no núcleo da célula e a tradução ocorre no citoplasma.

DNA - molécula que contem a "receita da vida"

 O DNA, ácido desoxirribonucleico, é uma molécula constituída por duas fitas enroladas sobre si mesmas, em dupla hélice, ligadas por pontes de hidrogênio. Cada fita é formada por, aproximadamente, um bilhão e meio de nucleotídeos e cada nucleotídeo é constituido por uma pentose, ou seja, um monossacarídeo (açúcar com cinco átomos de carbono, dez de hidrogênio e quatro de oxigênio) chamado desoxirribose, por uma base nitrogenada, que pode ser Adenina, Timina ou Citosina, Guanina (sempre A com T ou vice-versa e CG ou GC ) e por um fosfato (um P com quatro O).

O DNA é um ácido junto a um açúcar, a desoxirribose,  e se encontra no núcleo da célula, por isso, ácido desoxirribonucleico. 

 Cada fita de DNA comporta, na espécie humana, vinte e três cromossomos e, como os genes estão no DNA e os cromossomos são pedaços de DNA podemos considerar os cromossomos como sendo "pacotinhos de genes"


Num segmento do DNA, correspondente a um gene que codifica uma determinada proteína, são encontradas regiões codificadoras (exons) alternando-se com regiões não-codificadoras (introns). O transcrito resultante não é funcional e só poderá ser traduzido se for devidamente montado, descartando-se os introns e unindo-se os exons em seqüência ordenada. Este tipo de modificação do transcrito primário é denominado "splicing" (cortar e colar; montagem) e ocorre dentro do núcleo. O transcrito processado e pronto para migrar para o citoplasma, recebe o nome de RNA mensageiro.
A descoberta de que os genes de eucariotos poderiam ser interrompidos ou fragmentados, foi realizada por Philip Sharp & Richard Roberts, em 1977, tendo lhes valido o prêmio Nobel de 1993.
Segmentos não codificadores são muito frequentes no genoma eucariótico. Ao contrário do que ocorre nas bactérias, onde os genes estão mais compactamente organizados. Em eucariotos as distâncias intergênicas são grandes e, dentro dos próprios genes a freqüência de introns é alta. Em geral, os introns são muito mais extensos que os exons.
O processo de remoção dos introns e união dos exons ocorre via reações altamente específicas, em pontos de junção definidos, de sorte a garantir que a mensagem contida na seqüência de nucleotídios dos exons não seja alterada durante a montagem.

Aminoácidos e a produção de proténas

Existem na natureza, aproximadamente, duzentos aminoácidos, porém, durante o período no qual o bebê é amamentado o organismo humano metaboliza vinte e um e, após esse período e por toda vida, metabolizamos somente vinte aminoácidos.

Os aminoácidos podem ser chamados, também,  peptídeos e são divididos em dois grupos:

a) aminoácidos essenciais: são em número de oito e são sintetizados somente pelos vegetais, por isso, só podemos obtê-los por meio dos alimentos. São eles: : leucina, isoleucina, valina, triptofano, metionina, fenilalanina, treonina e lisina (a histidina é um aminoácido essencial na infância).

b) aminoácidos naturais ou não-essenciais: são sintetizados pelo organismo humano, em número de treze, são eles: alanina, arginina, ácido aspártico, aspargina, ácido glutâmico, cistina, cisteína, glicina, glutamina, hidroxiprolina, prolina, serina e tirosina.

Os aa. são constituídos por um grupo chamado amina (NHH) e por um grupo ácido (COOH), hidrogênio, carbono alfa (todas partes se ligam a ele) e por um radical, daí seu nome: "amina ácido" ou aminoácido.

A letra  R,  em destaque, representa
o radical,  um grupo de átomos  que
identificará o aminoácido.

Os aa., por meio de ligações peptídicas (sempre com a formação de uma molécula de água) formam polipeptídes e a partir de setenta aa. na molécula a substância será denominada proteína, portanto, proteínas são macromoléculas constituídas por unidades menores denominadas aminoácidos

Sistema Nervoso

Sistema Endócrino - Hormônios

Todas as funções e atividades do nosso corpo são coordenadas e integradas pelo sistema nervoso e pelo sistema endócrino (hormonal). O sistema endócrino é composto de várias glândulas que se situam em diferentes pontos do nosso corpo. Glândulas são estruturas que produzem substâncias que tem determinada função. Há as glândulas endócrinas, que lançam o produto da sua secreção na corrente sanguínea e há as glândulas exócrinas, que lançam o produto da sua secreção no meio externo (exemplo, glândulas sudoríparas).

As glândulas endócrinas são:

-HIPÓFISE ou PITUITÁRIA::

HORMÔNIOS DO LOBO ANTERIOR DA HIPÓFISE:
Hormônio do crescimento (GH): promove o crescimento de quase todas as células e tecidos do organismo.
Corticotropina: provoca a secreção dos hormônios corticosteróides das supra-renais pelo córtex supra-renal.
Hormônio tíreo-estimulante (TSH): induz a produção de tiroxina e de triodotironina pela glândula tireóide.
Hormônio folículo-estimulante (FSH): determina o crescimento de folículos nos ovários antes da ovulação, promove a formação de esperma nos testículos.
Hormônio luteinizante (LH): realiza importante papel na ovulação; além disso, induz a secreção de hormônios sexuais femininos pelos ovários e de testosterona pelos testículos.
Prolactina: promove o desenvolvimento das mamas e a secreção da leite

HORMÔNIO DO LOBO POSTERIOR DA HIPÓFISE:

Hormônio antidiurético ADH (também denominado vasopressina): causa a retenção de água pelos rins, com conseqüente aumento no teor de água no organismo; além disso, quando presente em altas concentrações, provoca constrição dos vasos sangüíneos em todo o corpo e eleva a pressão arterial.
Ocitocina: provoca a contração do útero durante o parto, talvez ajudando expelir o recém - nascido, contraem também as células miopiteliais nas mamas, expulsando o leite, quando o lactente suga.

-SUPRA-RENAIS:

HORMÔNIO DO CÓRTEX SUPRA-RENAL:
Cortisol: exerce múltiplas funções metabólicas no controle de metabolismo das proteínas, carboidratos e gorduras.
Aldosterona: reduz a excreção de sódio pelos rins e aumenta a excreção de potássio, aumentando assim, o sódio corporal, enquanto diminuía quantidade de potássio.

HORMÔNIO DA MEDULA SUPRA-RENAL:
Norepinefrina e epinefrina: mesmos efeitos da estimulação simpática.

-TIREÓIDE:

HORMÔNIO DA GLÂNDULA TIREÓIDE:
Tiroxina e triiodotironina (T3 e T4): são desacopladores de cadeia respiratória, aumentando a velocidade das reações químicas em quase todas as células do organismo, elevando conseqüentemente, o nível geral do metabolismo corporal.
Calcitonina: promove a deposição de cálcio nos ossos, diminuindo assim, a concentração de cálcio no líquido extracelular.

-PÂNCREAS (que é uma glândula mista):

HORMÔNIOS DAS ILHOTAS DE LANGERHANS DO PÂNCREAS:

Insulina: promove a entrada de glicose na maioria das células do corpo, controlando, o metabolismo da maioria dos carboidratos.
Glucagon: aumenta a liberação hepática de glicose nos líquidos corporais circulantes.

-PARATIREOIDES:

HORMÔNIO DA GLÂNDULA PARATIREÓIDE:
Paratormônio (PTH): controla a concentração de íons cálcio no líquido extracelular ao controlar (a) a absorção intestinal de cálcio, (b) a excreção de cálcio pelos rins, e (c) a liberação de cálcio no osso.

-OVÁRIO:

HORMÔNIO DOS OVÁRIOS:
Estrogênio: estimulam o desenvolvimento dos órgãos genitais femininos, das mamas e das características sexuais secundárias.
Progesterona: estimula a secreção de “leite uterino” pelas glândulas endometriais do útero, além disso, ajuda a promover o desenvolvimento do aparelho secretor das mamas.

-TESTÍCULOS:

HORMÔNIOS DOS TESTÍCULOS:
Testosterona: estimula o crescimento dos órgãos sexuais masculinos; além disso, promove o desenvolvimento das características sexuais secundárias do homem.
Veja, abaixo, três videos sobre nosso sistema hormonal.

meiose em célula animal - animação em 3D

Lembre-se, somente células germinativas sofrem meiose.

A meiose é uma divisão celular chamada reducional, pois as células filhas têm metade do número de cromossomos da célula mãe, que é diplóide.

 Essa divisão celular ocorre nas gônadas, masculina (testículos) e feminina (ovários), e produzem gametas que são os espermatozóides (espermato=semente e zóide=como se fosse) e os óvulos ou ovócitos.


Os espermatozoides carregam a carga genética do macho, enquanto que os óvulos, além da carga genética da fêmea, carregam também o vitelo que é uma substância nutritiva que vai alimentar o embrião.

Tanto um quanto outro são haplóides.


Observe, na animação, que os centríolos ou microtúbulos se dispõem perpendicularmente um ao outro formando os diplossomos que emitem os fusos acromáticos.

Na meiose I há a duplicação do DNA (ou cromossomos) e, na espécie humana, origina 46 cromátides irmãs, as tétrades, ligadas entre si pelos centrômeros e acomodadas em dois núcleos (23 cromátides irmãs em cada um).

É na prófase I da meiose I, na sub-fase chamada paquíteno, que inicia o crossing over (troca de pedaços entre os cromossomos homólogos), que termina na diacinese.

Já na meiose II não há duplicação dos cromossomos pois somente os centrômeros são duplicados.

Agora, as cromátides irmãs são separadas, cada uma tem seu centrômero e os dois núcleos de dividem formando quatro núcleos, com 23 cromossomos cada um.

 Após, acontece a citocinese que é a divisão do citoplasma, formando quatro células haplóides.

Mitose - animação

Mitose é a divisão celular que ocorre nas células somáticas, diplóides. Nessa divisão as células filhas terão o mesmo número de cromossomos da célula mãe, por isso, a mitose é chamada de divisão equitativa. As fases da mitose são prófase,metáfase, anáfase e telófase.
A divisão do citoplasma em ambas divisões celulares é denominada citocinese. Nas células animais a citocinese é chamada centrípeta (começa na periferia da célula e vai até o centro) e nas vegetais é chamada centrífuga (começa no centro e vai para a periferia da célula)

Meiose em célula animal

Observe que a meiose é composta de meiose I e meiose II; observe, também, as fases da I e da II. A prófase I, da meiose I, é subdividida em leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese e é no paquíteno que tem início o fenômeno do crossing over (troca de pedaços entre os cromossomos homólogos) que aumenta a variabilidade genética das espécies e permite a evolução.
O crossing over termina na diacinese.
Os centríolos ou microtúbulos, aos pares, se dispõem perpendicularmente um ao outro formando os diplossomos, responsáveis pelos fusos acromáticos.

Sais minerais

Os minerais têm fundamental importância à vida.
Como exemplo posso citar o Fe, Mg, I, Ca, Na, K, Cl , P.
O ferro e o magnésio participam, respectivamente, das moléculas hemoglobina e clorofila; enquanto a hemoglobina leva oxigênio às células e trás gás carbônico aos pulmões, a clorofila participa da transformação da energia luminosa do Sol em energia química, no fenômeno da fotossíntese. A falta de Fe provoca anemia e o Mg atua na formação dos tecidos.

A falta de iodo afeta a glândula tireóide provocando o papo ou bócio, obesidade e cansaço; nas gestantes a falta de iodo pode provocar o nascimento de crianças com rebaixamento mental e surdez  A Anvisa (agência nacional de vigilância sanitária) determina e fiscaliza que os refinadores adicionem de 20 a 60 miligramas de iodo por quilo de sal de cozinha, portanto, em nossa dieta não há falta desse mineral.
O cálcio participa da formação dos ossos, da contração muscular e da secreção da insulina.
Sódio e potássio são responsáveis pela "bomba de sódio e potássio" que possibilita a transmissão dos impulsos nervosos; o sódio ligado iônicamente ao cloro forma o cloreto de sódio ou sal de cozinha; o fósforo, em sua maioria, é encontrado sob a forma de fosfato nos ossos, também participa das moléculas de ATP e DNA e como fosfolipídios na constituição da membrana citoplasmática.

Substâncias inorgânicas

As substâncias inorgânicas são a água e os minerais.

Água

A água é a substância fundamental para que haja vida na Terra (água no estado líquido). Todo ser vivo contém água.
O ser humano ao nascer contém cerca de 94% de água em suas células. Já um adulto tem de 60 a 70% de água em sua constituição.
A lesma, um molusco gastrópoda, é constituída basicamente por água. Se colocarmos esse animal em um meio hipertônico, onde há maior concentração de soluto que solvente, nesse caso o soluto é o sal, a lesma perderá tanta água (por osmose) que praticamente desmanchará.
A água é responsável pelo transporte de moléculas e íons no interior do organismo e é chamada de solvente universal. É esse líquido que regula a temperatura do nosso corpo, fenômeno denominado homeostase e também elimina as toxinas por meio do suor e da urina.
O cérebro e o coração são constituídos de 75% de água, enquanto que pulmão, fígado, rins e sangue têm cerca de 80% de água cada um.
Os carboidratos sofrem hidrólise, ou seja, se quebram sob a ação da água e as reações químicas no interior dos organismos acontecem na presença da água.
Mais de 97% da água do nosso planeta é salgada. Grande parte do que resta está no estado sólido ou em rios e lagos subterrâneos,  sobrando para nós pouco mais de 0,4%, supondo que parte dessa quantidade não esteja poluída (contaminada).

Do átomo ao organismo

Tudo, mas tudo mesmo, que existe no Universo é constituído por átomos!
Os átomos são constituídos, basicamente, por prótons e nêutrons, que ocupam o núcleo e por elétrons que "giram" ao redor do núcleo. Os prótons têm carga positiva enquanto os elétrons têm carga negativa; quando o átomo tem mais prótons que elétrons, ou seja, carga positiva ele é chamado de cátion e quando acontece o inverso ele será chamado ânion. A esse conjunto (cátions e ânions) chamamos íons.

Átomo.

 

A tendência de todo átomo é "parecer gás nobre" (átomos que possuem oito elétrons na última camada, exceto o hélio), por isso, unem-se a outros átomos através de ligações químicas denominadas ligação iônica ou ligação covalente.

Na ligação iônica os átomos doam elétrons, enquanto na covalente compartilham elétrons. As ligações químicas permitem aos átomos formarem moléculas.

As moléculas formam substâncias, inorgânicas e orgânicas, sendo que as inorgânicas são a água e os sais minerais e as orgânicas são os carboidratos, lipídios, proteínas, vitaminas e ácidos nucleicos.

Substâncias orgânicas possuem "fileiras" ou cadeias carbônicas.

As substâncias formam células e células semelhantes na forma e na função formam tecidos, basicamente: tecido epitelial, tecido conjuntivo, tecido muscular e nervoso. Os tecidos formam orgãos e, por exemplo, os órgãos boca, faringe, esôfago, estômago e intestinos formam o sistema digestório.

Os sistemas digestório, respiratório, circulatório, excretor, etc. constituem um organismo.