Material destinado ao ensino e aprendizagem de genética básica Difusão: laboratórios de biometria e bioinformática da Universidade Federal de Viçosa Site: www.ufv.br/dbg/biodata.htm Rede social: https://www.facebook.com/GBOLnews

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CITOLOGIA

1. Os cariótipos a seguir são de indivíduos de sexos opostos de uma dada espécie. Responda:

(a) Esta é uma espécie diploide? Justifique.

Resposta: Sim, é uma espécie diplóide. Quando os cromossomos aparecem aos pares em um cariótipo, essa espécie é considerada diplóide (2n).

(b) Qual o número de distintos cromossomos desta espécie?

Resposta: Número de distintos cromossomos nessa espécie fica sendo três. Pois temos três pares de cromossomos diplóides.

(c) Esta espécie apresenta cromossomos sexuais? Em caso positivo, indique qual o X e qual o Y.

Resposta: Apresenta sim cromossomos sexuais. O X é maior do que o Y. Quando cromossomos em um mesmo par são diferentes em tamanho e morfologia, são considerados cromossomos sexuais.

Figura 1 – Cromossomos X e Y do cariótipo.

2 O que existe em um cromossomo eucariótico? Qual a função de cada componente?

Resposta:

Cromatina - Fita dupla de DNA, responsável pelo armazenamento da informação genética;

Proteínas histonas - Proteínas responsáveis pelo processo de compactação e descompactação do DNA. Importantes na regulação dos genes, tornando os genes mais ou menos acessíveis à ação da RNA-polimerase.Proteínas não-histônicas - Proporcionam condições para que haja associações entre as histonas e a cromatina.

Figura 2 – Elementos de um cromossomo eucariótico. O que chamamos de cromatina é a junção de DNA com as proteínas histônicas, formando o nucleossomo.

3. Nosso maior autossomo tem, em metáfase, cerca de 0,01 mm de comprimento, contendo uma molécula de DNA de 7,2 cm. Como isso é possível?

Resposta: Pelos graus de compactação do DNA, é possível que em um pequeno cromossomo metafásico, abrigue uma longa cadeia de DNA. Através da ação das histona, o processo de compactação da cromatina pode levar à uma redução de 8.000 a 10.000 vezes do tamanho original da molécula de DNA.

Figura 3 – Graus de compactação do DNA mostrando, por fim, um cromossomo metafásico.

4. Que fenômeno da intérfase garante que as cromátides-irmãs sejam geneticamente iguais?

Resposta: A replicação que ocorre no período S da intérfase , no qual uma molécula de DNA usada como molde, realiza uma cópia geneticamente idêntica a ela.

Figura 4 – Ciclo celular. Observar o período S da intérfase na qual ocorre a replicação do DNA.

VÍDEO

Replicação do DNA http://www.youtube.com/watch?v=TKPf_CRJo60

5. Descreva como a molécula de DNA de um cromossomo de eucarionte se associa com as histonas H2a, H2b, H3 e H4.

Duas cópias de cada uma das histonas H2A, H2A, H3 e H4 se encontram unidas, formando um octâmero, em torno do qual um segmento de DNA dupla hélice se enrola, como uma linha em torno de um carretel. O octâmero circundado por duas voltas de DNA dupla hélice constitui o nucleossomo.

Figura 5 – Nucleossomo. Evidenciando o octâmero de histonas e fita de DNA, como em um carretel.

6. Qual a função da histona H1 na fibra nucleossômica de 110 angstrons?

A histona H1 tem papel na organização da cromatina ocupando lugar na região entre os nucleossomos, forçando o material a outro tipo de compactação, em estruturas secundárias helicóides, denominadas solenóides. O solenóide corresponde à compactação de 6 a 7 nucleossomos.

Figura 6 – Enrrolamento do DNA com o octâmero de histonas. Observe a histona H1 como um suporte para as outras histonas e o DNA.

7. Explique por que você é considerado um organismo diploide.

Somos considerados organismos diploide, pois temos, nas nossas células somáticas, duas cópias de cada cromossomo, uma vinda do pai e outra da mãe.

8. O feijoeiro-comum é uma espécie diploide com 22 cromossomos nas suas células somáticas. Estes cromossomos são todos diferentes quanto à morfologia? Justifique sua resposta.

Quando se diz que uma espécie é diploide, ela possui duas cópias de um cromossomo em seu núcleo. Estes estão em pares, vindo um do progenitor masculino, e o outro do feminino. Cromossomos de um mesmo par possuem a mesma morfologia. Com isso os cromossomos não são todos diferentes um do outro.

9. Em relação ao número de cromossomos, qual a diferença entre uma célula somática e um gameta de um organismo diploide?

Uma célula somática possui duas cópias de cada cromossomo, sendo diploide (2n). Um gameta possui apenas uma cópia de cada cromossomo em seu núcleo, sendo, portanto haploide (n) e possuindo apenas metade dos cromossomos de uma célula somática.

Figura 7 – (A) Cariótipo (conjunto cromossomal) diploide de um ser humano do sexo masculino. (B) Cariótipo haploide de um ser humano (22 autossomos), mais os dois gametas sexuais (X e Y) que irão para células diferentes na meiose.

10. Qual a relação entre a duplicação de um cromossomo de eucarionte e a replicação de DNA?

A duplicação é uma variação numérica, geralmente indesejável, em que há excesso de cromossomo. Essa variação poderá gerar indivíduos não viáveis, ou ser uma alteração letal. Replicação é a formação de cópias exatas de DNA, que são repassadas às células originadas do processo de divisão celular. Esse processo ocorre naturalmente nas células para a sua divisão.

11. Em uma espécie vegetal, os genes A/a e B/b estão localizados no cromossomo I, e os genes D/d e E/e, no cromossomo II. Considerando uma célula heterozigota, em aproximação para os genes do cromossomo I e repulsão para os genes do cromossomo II, responda:

a) Esquematize a metáfase mitótica dessa célula (represente apropriadamente o centrômero, as cromátides e os genes).

b) Esquematize a anáfase I dessa célula (desconsidere a ocorrência de permuta).

c) Com base no item b, apresente os gametas que seriam formados no final da meiose dessa célula.

Essa célula poderá formar quatro tipos de gametas: ABDe, ABdE, abDe, abdE

d) Com base no esquema apresentado no item b, qual seria a frequência de gametas ABD formados?

f(ABD) = f(AB) x f(D) = 1/2 x 1/2 = 1/4

12. Qual o resultado da mitose em uma célula de eucarionte e qual a importância desse mecanismo celular?

Resultado: Duas células filhas geneticamente idênticas quanto ao número de cromossomos e genes.

Importância: Crescimento de organismos, reparação de lesões em tecidos, diferenciação de células em órgãos.

13. Qual o resultado da meiose em uma célula germinativa de eucarionte diploide e qual a importância desse mecanismo celular?

Resultado: Cada célula germinativa gera quatro gametas haploides, com número de cromossomos reduzido a metade.

Importância: Geração de gametas (reprodução sexuada).

Figura 8 – Resultados da mitose e da meiose.

14. Cite duas características da mitose e duas da meiose.

Resposta:

Mitose - Processo conservativo que ocorre em tecido somático.

Meiose - Processo equacional e reducional que ocorre em células germinativas.

VÍDEO

Fases da mitose e da meiose

http://www.youtube.com/watch?v=jn-LfjZZMzg

15. Explique por que todas as células do seu corpo, com algumas exceções, têm o mesmo número de cromossomos e os mesmos genes.

Pois todas as células provêm de um embrião do organismo que continha os genes. Por processo mitótico o número de cromossomos e os genes se mantêm constante em todas as células.

16. Explique por que o número de cromossomos das espécies diploides de reprodução sexuada se mantém constante.

Os descendentes são formados pela união de gametas, os quais possuem o número de cromossomos reduzidos pela metade. Ocorrendo a fusão de gametas (ambos haploides), o número de cromossomos fica constante com o da sua espécie.