Apresentações

Este blog destina-se à disseminação e ensino do conteúdo de Biologia do 2º Ano do Colégio Militar de Porto Alegre. O projeto surgiu como uma trabalho escolar criado pelos professores Paim e Letícia para o aprimoramento do ensino do assunto. O grupo é constituído por (todos os membros são alunos da turma 206):
- Adrisson Rogerio Samersla
- Ana Sofia Ehrenbrinc Scheid
- Giselle Turri Serra
- Jeanderson dos Santos Rosa e
- Victor da Rocha Chaves Barcellos
Esperamos que aproveite o conteúdo.

quarta-feira, 19 de março de 2014

Filogenia

Filogenia é o estudo da origem e parentescos evolutivos entre espécies. É um campo muito ligado à evolução, taxonomia, sistemática e genética. Possui diversas utilidades, das mais diversas possíveis (de produção de remédios e origem da vida à resolução de crimes e nazismo). Basicamente, o objetivo final da filogenia é produzir uma árvore filogenética, onde estão presentes todas as informações, parentescos e características comuns de seres vivos. Tais gráficos possuem diversos formatos, mas o mais comum é o "de ramificação" (daí o nome árvore). A seguir, aprenderemos a ler e interpretar tais infográficos (dependendo do caso, também chamados de cladogramas, caso só haja cladogêneses). Neste tópico, usaremos muitos conceitos, então se recomenda que os consulte na barra da esquerda.

Exemplos de árvores filogenéticas:        






De modo geral (em gráficos convencionais), os táxons mais à esquerda são seres mais primitivos (com maior número de características primitivas) e os táxons mais à direita são seres mais evoluídos (com menor número de características primitivas); além de, geralmente, serem os seres nos quais nos baseamos. Por exemplo, no terceiro cladograma, a referência é o homem, logo ele está o mais a direita, além de ser o mais evoluído.
Para cima, na maioria dos gráficos, é o sentido de evolução, ou seja, quanto mais para cima, mais atual e evoluído o táxon é (percebe-se que o gráfico 5 é uma exceção, pois quanto mais afastado do início da linha , mais evoluído é). Em alguns gráficos, há uma escala de tempo junto, como no gráfico 3.
Quanto mais próximos dois táxons estiverem, mais próximos evolutivamente eles serão. Contudo, podem ser aparentemente (fisicamente) muito diferentes, já que essa classificação se baseia em características homólogas e, não análogas.
Cada bifurcação na árvore representa uma cladogênese, em quanto que uma linha reta para cima (sem bifurcação) representa uma anagênese. Além disso, a posição (em qual “ramo” está) de uma mutação define quais espécies terão ou não tal características. Por último, se uma característica for próxima ao ramo de uma espécie desejada, ela será uma plesimorfia e, no caso contrário, apomorfia.
Como podemos ver, esse simples emaranhado de linhas e bifurcações esconde um complexo conjunto de informações, sendo necessário muito conhecimento e prática para desvendá-lo. Sugerimos que, em cada árvore filogenética a cima, pratique os seus conhecimentos, procurando os parentescos entre cada espécie.

Vírus

Vírus são estruturas biológicas (não vivas) constituídas basicamente por um capsídio proteico e um ácido nucleico. Em alguns vírus, além do nucleocapisídio, há um envoltório lipoproteico. Fora de células, não são considerados seres vivos; mas, quando infectam (parasitam) uma célula, passam a serem considerados seres vivos, pois começam a realizar funções, atividades (a sua reprodução). Pelo fato de precisarem infectar uma célula para se multiplicar, os vírus são considerados parasitas intracelulares obrigatórios.  

Por serem responsáveis por inúmeras doenças que matam milhares de pessoas todos os anos ao redor do mundo, o estudo dos vírus é extremamente importante (por exemplo: A AIDS, que é causada pelo HIV, já matou mais de 36 milhões de vidas até agora, de acordo com a OMS: http://www.who.int/en/). Além da AIDS, temos várias outras doenças causadas por vírus, tais como: catapora, sarampo, rubéola, varíola, poliomielite, raiva, dengue, febre amarela, mononucleose, gripe, SARS, caxumba, hepatite, herpes, febre hemorrágica e etc.

Exemplos de vírus, alguns inclusive causadores de doenças.

Além da questão médica, vírus são amplamente usados para injetar genes em células, o que é extremamente importante para a área da engenharia genética. Contudo, o uso mais perigoso e polêmico de vírus é em armas biológicas, por exemplo: Russia e EUA são acusados de possuírem cepas extremamente modificadas e mortais do vírus da varíola em laboratórios secretos, prontos para serem usados.
Para o bem ou para o mau, o fato é que vírus estão extremamente presentes na nossa vida.

Ácido Nucleico

Como vimos, os vírus são constituídos de um ácido nucleico (DNA ou RNA), por isso há a divisão dos vírus em:
·         Vírus de DNA: possuem uma molécula de DNA como material genético. Ex:  bacteriófago (um vírus que ataca bactérias, como o próprio nome já diz);
·         Vírus de RNA: possuem uma molécula de RNA como material genético.  Ex.: vírus da rubéola (de cadeia + ), da gripe (de cadeia - ) e da AIDS (retrovírus).
Além dessa divisão, os vírus de RNA são subdivididos em 3 tipos:
·         De cadeia + : aqueles cujo o RNA do genoma tem a mesma sequência de bases nitrogenadas que o RNAm por ele produzido; 
·         De cadeia – : aqueles cujo RNA do genoma tem sequência complementar à dos RNAm formados;
·    Retrovírus: aqueles cujo RNA vem associado à transcriptase reversa, para a produção de DNA, tendo como molde o RNA viral.
O esquema abaixo ilustrará a diferença entre os 3 tipos de vírus de RNA.

Retirada do livro Biologia dos Organismos, autores: José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho.

Capsídeos e envoltórios

Como já fora dito, vírus são constituídos de um capsídeo ou um capsídeo mais um envoltório. A superfície de um vírus é extremamente importante para o mesmo, pois ela possui glicoproteínas específicas que se encaixam em receptores específicos presentes em apenas um tipo de célula. Ou seja, um vírus só ataca a célula que está apto a invadir. Costuma-se dizer que a ligação entre a glicoproteína do vírus e o receptor da célula alvo é como a ligação de uma chave para a sua fechadura. Esse encaixe é o que permite ao vírus entrar na célula. Nas imagens a baixo, vemos exemplos de envoltórios e de glicoproteínas (os “encaixes”).

Exemplo do vírus da gripe, onde podemos ver claramente as glicoproteínas do envelope lipídico. (essas estruturas, no caso do vírus da gripe em específico, recebem os nomes de Hemaglutinina e Neuraminidase, daí o nome Gripe H?N?).

Um exemplo esquemático de um vírus e suas glicoproteínas (repare no formato específicos delas).

Esse esquema mostra a importância do envelope viral e as diferentes formas de penetrar na célula alvo. 
Retirada do livro Biologia dos Organismos, autores: José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho.

Infectando a Célula

Os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios, ou seja, eles precisam infectar células para se reproduzirem. Para isso, cada vírus possui o seu “maquinário” específico (os ácidos nucleicos, as glicoproteínas, as enzimas e etc). De modo geral, podemos resumir o processo nas seguintes fases:
1º) Contato do vírus com a célula alvo;
2º) Entrada do material genético e enzimas;
3º) Material genético do vírus se junta ao da célula;
A partir daqui, o processo se divide em duas partes o ciclo lisogênico (no qual o material genético está inativo e o processo não prossegue; contudo, conforme a célula se duplica, o material genético do vírus se duplica também. Esse ciclo pode se interromper e iniciar o lítico) e o ciclo lítico (descrito a baixo):
4º) O vírus (o seu material genético) “assume o comando” da célula, fazendo-a produzir os novos vírus;
5º) Os novos vírus são “formados” e
6º) A célula se rompe liberando os novos vírus, prontos para reiniciar o processo.   
Esse é o processo geral, contudo cada vírus tem a sua forma diferente de fazer esse processo, vejamos três casos (o do bacteriófago, o do vírus da gripe e o HIV, respectivamente), seguido por um esquema dos ciclos líticos e lisogênicos de um bacteriófago:




As 4 imagens a cima foram retiradas do livro Biologia dos Organismos, autores: José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho.



Doenças Virais

A seguir, temos uma tabela das principais doenças virais (a esquerda, o nome da doença; no meio, modo de transmissão e, a direita, profilaxia):
Poliomielite
(paralisia infantil)
A transmissão do vírus
que causa esta doença é
oral (boca) ou fecal
(fezes)
Vacinação das crianças
com as “Gotinhas do
Sabin”.
Dengue
A transmissão do vírus da
dengue pode ocorrer com
a picada do mosquito
Aedes aegypti
contaminado com o vírus.
O Aedes se reproduz em
água parada e limpa.
Controle da
proliferação do mosquito
Aedes aegypti: não deixar
água parada em vasos,
pneus, garrafas, cacos de
vidro no muro ou
tampinhas.
Sarampo
A transmissão do vírus do
sarampo ocorre pelo
contato com as secreções
dos olhos, nariz e
garganta de pessoas
contaminadas.
1. Vacinação com MMR
2. Evitar o contato com
secreções dos olhos,
nariz e garganta de
doentes.
Gripe
A transmissão do vírus da
gripe ocorre pelo contato
com os perdigotos
(gotículas de saliva)
eliminados com a tosse
ou espirro de pessoas
gripadas.
1. Vacinação para idosos
e pessoas com baixa
imunidade.
2. Ficar longe dos
doentes.
3. Boa alimentação e
vitamina C, para
aumentar a imunidade.
Caxumba
A transmissão do vírus da
caxumba ocorre pelo
contato com a saliva
(perdigotos) dos doentes.
1. Vacinação com MMR.
2. Evitar o contato com os
perdigotos dos doentes.
Aids
A transmissão do vírus
HIV pode ocorrer pela
relação sexual sem
preservativo (camisinha)
entre pessoas
contaminadas. A
transmissão pode ocorrer
também pelo contato com
o sangue (transfusão ou
seringas contaminadas).
1. Fazer sexo com uso de
camisinha.
2. Não compartilhar
seringas.
Hepatite B
A transmissão do vírus
tipo B ocorre pela relação
sexual entre pessoas
contaminadas. A
transmissão pode ocorrer
também pelo contato com
o sangue (transfusão ou
seringas contaminadas).
1, Vacinação
2. Fazer sexo com uso
de camisinha.
3. Não compartilhar
seringas.
Raiva
A transmissão do vírus
pode ocorrer pela
mordida, arranhadura ou
lambida de cachorros e
outros animais com a
doença raiva.
1. Vacinação dos animais.
2. Lavar bem o local da
mordida com água e
sabão.
Catapora
A transmissão do vírus da
catapora ocorre pelo
contato direto entre as
pessoas com a doença.
1.Vacinação
recomendada
principalmente para os
idosos.
2. Evitar contato com as
pessoas infectadas


Curiosidades:

Neste link (http://discoverybrasil.uol.com.br/virus/interativo/), é possível acessar um programa interativo do Discovery sobre vírus e doenças virais. VALE A PENA CONFERIR.
Neste outro site (http://www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/2014/03/140304_virus_bg.shtml), vemos uma reportagem da BBC Brasil sobre um vírus gigante desenterrado na Sibéria. VALE A PENA CONFERIR TAMBÉM.   

Bactérias

Você já se perguntou o fundamento da tão conhecida “regra de máximos cinco segundos” para um alimento ficar no chão e poder ser ingerido? Já presenciou campanhas e vacinação contra certas doenças, ou indagou como é feito o estranho processo de iogurte caseiro? Se respondeu sim a alguma dessas perguntas, esse artigo é de seu interesse. Se respondeu não, bem, conhecimento nunca é demais- e aposto que, ao decorrer do texto, irá se identificar com muitos itens presentes em seu dia a dia. Falaremos aqui sobre bactérias. Embarque no minúsculo e fantástico mundo desses seres, e veja o quão poderosos podem ser!- para o bem ou para o mal…


Na imagem acima, estão representadas quatro bactérias, em forma de “monstrinhos”. O que justifica tal representação? Bem; como todos sabem, esses pequenos seres são os causadores de muitas enfermidades que correm a população- desde as sexualmente transmissíveis até outras que podem ser adquiridas por alimentos e água contaminados. (Sabia que a acne é consequência da ação deles?).
No entanto, apesar da ilustração, não podemos dizer que esses bichinhos apresentam uma estrutura lá muita complexa- na realidade, eles são um dos seres vivos mais simples que existem. Veja uma representação mais próxima da realidade (no exemplo abaixo, enxerga-se claramente um dos formatos de uma bactéria: o bastonete -bacilos-).


Mas o que quero dizer com “estrutura simples”? Imagine nós, seres humanos. Temos entre 10 e 100 TRILHÕES de células. Isso para representar um único indivíduo!! Uma bactéria possui somente uma célula- por isso é chamada unicelular. Apenas uma célula para um indivíduo! Além disso, é procarionte, ou seja, não há um núcleo definido em sua estrutura. Desse modo, o material genético fica pelo citoplasma- em forma de cromossomos e de plasmídeos (molécula circular e menor de DNA, que se duplica independentemente do primeiro). Não possui as organelas comuns aos eucariontes, como complexo de golgi, cloroplastos e afins. Podemos observar sua míngua estruturação na próxima imagem. Essas características indicam que pertencem a um reino chamado Monera.



Retirada do livro Biologia dos Organismos, autores: José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho.

Além do formato “bastão”, contamos com alguns outros, representados abaixo. Observa-se que os diplococos, estreptococos e estalofilococos  representam formas coloniais, ou seja, são um grupamento. Outro exemplo são as sarcinas (arranjos cúbicos de cocos ou bacilos, com oito elementos).



Retirada do livro Biologia dos Organismos, autores: José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho.

Há duas divisões de bactérias (quanto a origem e quanto a coração, respectivamente):
  1. Eubactérias: vivem em diversos lugares, desde que haja água em pequena quantidade. São os únicos procariotos capazes de realizar a fotossíntese com liberação de oxigênio. Possuem parede celular de peptidioglicano (polímeros de aminoácido e dissacarídeos). Exemplos são cianobactérias, E.coli, clostridium, entre outras;
  2. Arqueobactérias: vivem em condições severas (lugares inóspitos). São autotróficas quimiossintetizantes, e possuem reprodução por repartição. Mais ou menos vinte representantes. Possuem parede celular de polissacarídeos e proteínas. Exemplos são as matanogênicas (utilizadas em tratamento de lixo), Termófilas extremas (quimiossintentizantes) e as Halófitas extremas (vivem em ambientes muito salgados, como o mar morto- veja abaixo);
  3. Gram-positiva: que possuem coloração roxa quando usado o Método de Gram e
  4. Gram-negativa: que possue coloração rosa quando usado o Método de Gram.


Perceba a divisão existente entre as arqueobactérias (ARCHAE) e as eubactérias (BACTERIA). 
Retirada do livro Biologia dos Organismos, autores: José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho.

Retirada do livro Biologia dos Organismos, autores: José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho.

Mas como se reproduzem as bactérias? 
Pode ocorrer de três modos (assexuadamente): 

  1. Bipartição: após a duplicação do material genético, a bactéria se divide, originando um clone (imagem).
  2. Fragmentação: em que há hormogônios 
  3. Formação de esporos: a bactéria produz esporos, que germinarão outros indivíduos (resistem até que as condições voltem ao normal).

     As bactérias, apesar de não serem realizarem reprodução sexuada, detêm de certos mecanismos de recombinação de genes que aumentam a variabilidade genética, ou seja, tornam sua espécie geneticamente mais diversificada. Isso é ótimo (para elas, claro) para criar resistência a um antibiótico, por exemplo.

  1. Conjugação: há a união de duas bactérias e o estabelecimento de  uma ponte de transferência. A doadora duplica um pedaço de seu DNA e o concebe à outra, a receptora. 
  2. Transdução: transferência de genes de uma bactéria para a outra por intermédio de um vírus.
  3. Transformação: quando há moléculas de DNA soltas no meio, a bactéria pode absorvê-las e incorporar ao seu DNA.


Retirada do livro Biologia dos Organismos, autores: José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho.

Bacterias e arqueobactérias possuem diversas aplicações e usos comerciais, tais como:

  • Produção de iogurte, vinagre e bebidas alcoolicas, além do fermento biológico, durante os quais, determinadas bactérias realizam fermentação (láctica, acética, alcoólica e alcoólica respectivamente);
Retirada do livro Biologia dos Organismos, autores: José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho.
  •   Renovação natural de recursos do solo. Bactérias são os principais seres decompositores, tendo como função reiniciar o ciclo de determinados nutrientes. Logo, podem ser usadas para adubar o solo, ou seja, fixar o nitrogênio no solo, por meio de bactérias nitrificantes, presentes nas raízes de leguminosas;


  • Produção de substâncias, tais como insulina e hormônio do crescimento. Por meio de engenharia genética, atualmente essas substâncias podem e são produzidas por bactérias para tratamento de certas doenças e disfunções. Por curiosidade, antigamente a insulina era retirada de porcos (o que podia provocar uma "rejeição" por parte do paciente) e o hormônio do crescimento, de cadáveres;
  • Biorremediação. Certas bactérias podem "limpar" determinadas áreas de certos compostos maléficos, poluentes;
  • Existem estudos sobre a utilização de paredes celulares de arqueobactérias como chips, pois resistiriam a altas temperaturas sem queimar;
  • Dentre diversas outras utilizações.
Como ocorre com os vírus, diversas doenças são causadas por bactérias. Veremos, a baixo, uma tabela das principais doenças:
DOENÇA
BACTÉRIA
TRANSMISSÃO
SINTOMAS
(1) PROFILAXIA
(2)TRATAMENTO
Botulismo
Clostridium botulinum
Alimentos embutidos e enlatados contaminados pela toxina botulínica.
Acomete o sistema nervosos e os músculos estriados, paralisando-os. Morte por asfixia ou parada cardíaca.
(1) cuidado com alimentos contaminados.
(2) uso de antibióticos, soro anti-botulínico, lavagem gástrica.
Cólera
Vibrio cholerae
Ingestão de água e alimentos contaminados e transmissão por moscas contaminadas pelas fezes do doente.
Infecção intestinal: diarreia, vômitos. Pode evoluir para pneumonia e hemorragia cerebral.
(1) saneamento básico, higiene pessoal e cozimento adequados dos alimentos.
(2) uso de antibióticos.
Coqueluche
Bordetella pertussis
Inalação de gotículas contaminadas pela bactéria  existente no ar.
Febre, nariz, escorrendo, tosse, vômitos. Pode evoluir para pneumonia e hemorragia cerebral.
(1) vacinação
(2) uso de antibióticos
Difteria (crupe)
Corynebacterium diphteriae
Inalação de gotículas contaminadas pela bactéria, existente no ar.
Toxina bacteriana afeta as fossas nasais, faringe, laringe e tonsilas (amígdalas)
(1) vacinação
(2) uso de antibióticos
Gonorréia
Neisseria gonorrheae
Relações sexuais (DST)
Corrimento purulento (pus) pela urina
(1) camisinha
(2) uso de antibióticos
Hanseníase (lepra)
Mycobacterium leprae
Contato com feridas e muco nasal do doente, objetos contaminados
Lesões na pele, redução da sensibilidade na pele e nas vísceras
(1) vacinação (BCG)
(2) vários medicamentos levam a cura total
Leptospirose
Leptospira biflexa
Leptospira interrogans
Ingestão ou contato com água alimentos e objetos contaminados pela urina de ratos contendo a leptospira viva.
Causa diarreia, vômito, acomete os rins e o fígado, causa hemorragias digestivas, problemas respiratórios, pode causar a morte
(1) cuidados com a água e alimentos após as enchentes. Controle sanitário e dos ratos.
(2) uso de antibióticos.



Meningite meningocócica
Neisseria meningitidis
Inalação de gotículas contaminadas pela bactéria, existente no ar.
Ataca as meninges , causa fortes dores de cabeça, febre e enrijecimento da nuca. Pode levar a morte.
(1) vacinação
(2) uso de antibiótico
Sífilis
Treponema pallidum
Relações sexuais e contaminação do feto via placentária (DST).
Causa uma lesão primária (cancro duro) nos órgão sexuais. No período secundário, forma-se placas mucosas cutâneas, e no período terciário, ulcerações e lesões arteriais e venosas no sistema nervoso central, causando paralisia s genitais e progressivas.
(1) camisinha
(2) uso de antibiótico
Tétano
Clostridium tetani
Feridas causadas por objetos contaminados pelo esporo do bacilo tetânico
Afeta a musculatura estriada, provocando contrações intensas. A bactéria é anaeróbica. Ferrugem não provoca tétano.
(1) cuidado com objetos que podem estar contaminados, vacinação
(2) uso de antibiótico
Tuberculose
Mycobacterium tuberculosis
Inalação de gotículas contaminadas por bactérias, existem no ar, leite de vaca contaminado.
Tosse intensa. Ataca os pulmões, ossos, intestino e sistema nervoso.
(1) vacinação -BCG
(2) uso de antibiótico

Para concluir: enfim, conseguimos observar que as bactérias, apesar de serem seres muito simples e pequenos, possuem grande influência sobre os seres humanos, seja em enfermidades ou até na produção de alimentos. Para não pré-julgar esses organismos como “malvados”, devemos compreender que eles também são seres vivos, procurando pela sobrevivência- que, para eles, pode estar em deteriorar nosso organismo. Assim, ter cuidados como saneamento, vacinação, higiene, entre outros prevenirá você de alguma futura complicação envolvendo enfermidades. Devemos ter responsabilidade perante nossa saúde!