Projeto Biologia do Desenvolvimento - Primeira Parte

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O Projeto Biologia do Desenvolvimento tem o propósito de resolver as listas de Objetivos do prof. Winter, a fim de facilitar o estudo da disciplina Biologia III.

Instruções Gerais

  • Cole o exercício da lista, e responda, colocando a bibliografia utilizada.
  • Coloque observações importantes sobre o assunto no resumo.

Referências

Benefícios do Sexo e Meiose

Resumo

  • A reprodução sexuada possiblita a recombinação de genes e cromossomos, o que permite o fluxo de caracteres vantajosos na população favorecendo sua sobrevivência.
  • A meiose consiste em:
    1. Duplicação de cada cromossomo (formação das cromátides-irmãs).
    2. Pareamento dos cromossomos maternos e paternos duplicados.
    3. Crossing-over.
    4. Separação aleatória de cada um dos cromossomos maternos e paternos entre as duas células.
    5. Divisão I.
    6. Separação das cromátides-irmãs.
    7. Divisão II.
  • Na meiose, o pareamento dos cromossomos duplicados homólogos se dá com a formação de uma estrutura protéica, o complexo sinaptonêmico, que de alguma forma serve para espaçar os eventos de recombinação ao longo dos cromossomos.

Bibliografia

Lista

Disponível em [1].

01. Esquematizar o ciclo de vida de um animal que se reproduz sexuadamente e comparar com aquele de um animal que se reproduz assexuadamente.

Reprodução.gif

02. Discutir o que distingue um organismo com reprodução sexuada de um com reprodução assexuada em relação a possibilidade de adaptação ao meio.

A reprodução sexuada tem sido favorecida pela evolução porque em ambientes variáveis a recombinação gênica aumenta a probabilidade de se produzir ao menos algum descendente capaz de sobreviver. Além disso, ela permite a eliminação de mutações prejudiciais e a combinação de mutações vantajosas raras.

03. Uma vez que a biomassa de bactérias no mundo é muito maior que a de animais multicelulares, elas são os organismos dominantes atualmente. No entanto elas se reproduzem assexuadamente. Como voce explica o sucesso evolutivo desses seres vivos?

04. A afirmação: "organismos assexuados permaneceram simples e primitivos" é correta?

05. Citar as evidências para a teoria cromossômica da herança e discutir sua relação com o mecanismo de meiose.

06. Se você tivesse que provar que a meiose não é uma mitose sem fase S, qual abordagem experimental voce usaria?

07. O produto da Meiose I são células com a mesma quantidade de DNA de uma célula diplóide, mas a metade do número de cromossomos. Justifique esta afirmação.

A divisão I da meiose gera 2 células, cada uma com a versão paterna ou materna de cada cromossomo, recombinadas e duplicadas (cromátides-irmãs). A separação das duas cópias se dá na divisão II. Portanto, embora tenha a quantidade de DNA de uma célula diplóide devido à duplicação, as cópias tem a mesma origem e estão na forma de cromátides-irmãs, o que dá efetivamente um cromossomo de cada tipo.

08. Relacionar "crossing-over" cromossômico, recombinação genética e quiasmas. Cite evidências experimentais.

09. Os machos dos mamíferos apresentam dois cromossomos sexuais (X e Y). Como eles pareiam durante a meiose?

O Y e o X se pareiam devido à homologia de suas extremidades.

10. A prófase I da meiose pode durar anos. Quais as conseqüências disso para os cromossomos dos gametas resultantes? Baseado nos dados que voce tem, tente explicar esses fatos.

Gametas

Resumo

  • A determinação do sexo nos mamíferos é determinado pelo gene SRY, presente no cromossomo Y, que induz as células das gônadas a se transformarem em células de Sertoli, que inibem o desenvolvimento de caracteres femininos, promovem o desenvolmento dos orgãos masculinos e induzem as células germinativas primordiais a se comprometerem a espermatozóides.

Bibliografia

Lista

Disponível em [2].

11. Descrever a estrutura do óvulo e a função de suas partes.

12. Descrever os estágios de maturação do óvulo.

13. Quais as adaptações dos óvulos para atingir o tamanho final. Por que os óvulos precisam ser tão grandes?

14. Qual o destino dos corpúsculos polares nos mamíferos?

Eles somem, desaparecem, escafedem-se.

15. Na ovogênese dos insetos não existem corpúsculos polares. Qual o destino das células que não originam ovócitos?

Elas se tornam nurse cells ( esqueci a tradução ). Veja esta figura e tudo se resolverá.

16. Descrever a estrutura de um espermatozóide de mamífero.

17. Por que o espermatozóide não possui Golgi e o óvulo sim?

18. Qual o papel da peça mediana no comportamento do espermatozóide?

19. Se o espermatozóide só se diferencia após a segunda divisão meiótica, quando a célula é haplóide, como mutações recessivas que afetem esse passo não se manifestam em indivíduos heterozigotos?

Eles se diferenciam com os citoplasmas fundidos, então, embora já sejam haplóides nesta fase, podem trocar RNAs e proteínas entre si, eliminando assim as implicações negativas da haploidia.

20. Idealize uma abordagem experimental para mostrar que a sua resposta ao objetivo anterior é verdadeira.

Fertilização

Resumo

  • O sexo traz muitos benefícios, como ...

Bibliografia

Lista

Disponível em [3].

1. No que consiste a capacitação do espermatozóide?

A capacitação consiste numa porção de mudanças fisiológicas que tornam o espermatozóide competente para fertilizar o óvulo e varia com a espécie. Espermatozóides não capacitados não alcançam o óvulo. Pode-se imitar a capacitação in vitro usando uma solução de cálcio, bicarbonato e albumina. Entre as alterações possivelmente importantes da capacitação estão:
  • A remoção de colesterol pela albumina aumentando a fluidez da membrana.
  • Perda de algumas proteínas e carbohidratos na superfície (talvez eles bloqueiem o reconhecimento com a zona pelúcida).
  • Aumento da carga negativa do potencial de membrana pela perda de potássio (isso poderia causar a entrada de cálcio, o que poderia ser importante na produção de cAMP e na facilitação dos eventos de fusão do acrosssomo).
  • Fosforilação de algumas proteínas.

2. Qual a função da zona pelúcida?

Proteção contra choques mecanico e impedir a poliespermia.

3. A zona pelúcida é composta de três polipeptídeos. Faça um esquema da organização deles, indicando a função de cada um.

ZP1, ZP2 e ZP3.

4. Como eles polimerizam para formar a zona pelúcida?

5. Qual a função intracelular da galactosil-transferase? (ver Alberts ou Voet).

Ela age no Golgi das células, transferindo galactose (galactosilando) para as glicoproteínas que serão levadas para a membrana plasmática.

6. Pelo que voce sabe sobre ZP3, como voce impediria a fertilização de um óvulo pelo espermatozóide?

Usando alguma protease que clive o açucar que está ligado ao ZP3 ou um anticorpo.

7. Por que mecanismos o óvulo impede a poliespermia?

8. Qual o papel do Ca2+ no bloqueio à poliespermia?

Ele é o sinal de início da reação cortical.

9. O que contêm os grânulos corticais?

Um monte de coisas, principalmente proteases.

10. Por que salamandras que se reproduzem partenogeneticamente ainda precisam de espermatozóides para ativar seus óvulos diplóides?

Porque para completar a primeira divisão celular após a fecundação o óvulo precisa do centrossomo que é doado pelo espermatozóide.

Movimentos Morfogenéticos e a forma do corpo

Resumo

  • O sexo traz muitos benefícios, como ...

Bibliografia

Lista

Disponível em [4].

1. Quais as três principais fases da embriogênese?

Blastula, gastrula e organogenese.

2. Quais os três principais eixos do corpo e como eles se relacionam com a distribuição assimétrica de vitelo no ovo com clivagem holoblástica dos anfíbios?

Anterior-posterior, dorsal-ventral e medio-lateral. A distribuição assimetrica de vitelo no ovo origina o eixo anterior-posterior.

3. Descreva como o espermatozóide de X. laevis estabelece o segundo eixo de assimetria no ovo.

O ponto de entrada do espermatozoide provoca uma rotação na camada externa do citoplasma em relação a parte interna, o que gera uma assimetria na célula que origina o eixo dorsal-ventral.

4. A taxa de mitoses durante as primeiras 7h da embriogênese de X. laevis é muito maior que em tecidos adultos. Devido a isso a replicação do DNA tem que ser muito mais rápida. Sabe-se no entanto que a DNA polimerase funciona a mesma velocidade, seja em blastômeros seja em células do indivíduo adulto. Como isso é possível?

Com uma maior concentração de DNA polimerases, visto que o DNA de eucariotos possuem várias origens de replicação, permitindo que várias DNA polimerases trabalhem em paralelo. (Eu não tenho certeza se a resposta é essa mesma, correções são bem vindas)

5. Como se forma o blastoceloma?

Junções celulares isolam o embrião do meio externo, Na+ é bombeado para dentro e a água entra por osmose.

6. Descreva a gastrulação em ouriço-do-mar.

Tem no The Cell.

7. Na gastrulação duas novas camadas germinativas se formam. Quais são elas e como isso ocorre?

Mesoderme e endoderme. Ocorre uma involução da ectoderme.

8. O que é um mapa do destino no embrião?

Trivial.

9. Qual o papel do lábio dorsal do blastóporo e como Mangold e Spemann mostraram que ele continha o Organizador?

O lábio dorsal é a origem do sinal que coordena tanto a gastrulação quanto o padrão de especialização dos tecidos ao redor. Eles mostraram retirando o lábio de um embrião e implantando em outro embrião da mesma espécie, resultando em duas estruturas dorsais (siameses).

10. O que vem a ser ALONGAMENTO CONVERGENTE e INVOLUÇÃO? Como estes fenômenos estão relacionados com a formação da endoderme?

To com preguiça, essa é meio grande... Tem no The Cell (4 edição) pg. 1215

11. Qual a origem da notocorda e como ela está relacionada com o sistema nervoso? Existem evidências experimentais para isso?

A notocorda é de origem mesodermica. Não sei qual é a relação dela com o sistema nervoso.

12. Se você impedir a crista neural de se formar quais células, tecidos e/ou órgãos estarão faltando no adulto?

Grande parte do sistema nervoso periférico, pigmento da pele e vários tecidos de ligação na cabeça (ossos).

13. Qual o destino imediato da mesoderme que é vizinha do tubo neural?

Espinha dorsal... eu acho, não sei...

14. Como a expressão das "caderinas" e N-CAM específicas "moldam" o embrião?

15. Qual o papel das integrinas, fibronectina e laminina? Como elas interagem e onde estão localizadas?

Tem no The Cell... procura no indice, acho que em algum lugar no capítulo 19.

16. Fibronectina e o proteoglicano de sulfato de condroitina têm papéis diferentes no direcionamento da migração celular durante a embriogênese. Quais são esses papéis?

Fibronectina: proporciona sítios adesivos que auxiliam a migração celular.

Proteoglicano de sulfato de condroitina: inibe a locomoção e impede a migração.

Diversificação celular e memória celular

Resumo

  • O sexo traz muitos benefícios, como ...

Bibliografia

Lista

Disponível em [5].

1. Descrever a teoria da ação gênica diferencial para explicar a diversificação celular nos metazoários. Citar duas abordagens experimentais que comprovem a teoria.

2. Explicar porque na maioria dos casos os produtos expressos por células em diferenciação não têm seus genes amplificados.

3. Sugira uma abordagem experimental para provar a existência de ovos em mosaico.

4. Definir indução e explicar como ela pode gerar diferentes tipos de células.

5. Discutir como sinais semelhantes podem ter efeitos diferentes no fenômeno de indução entre células diferentes.

6. Definir QUIMERAS e discutir porque em Styela não é possível produzir quimeras.

7. Discutir como ocorre a primeira diversificação celular no embrião de mamíferos no estágio de blástula e qual o mecanismo envolvido.

8. Discutir o que distingue uma bactéria de uma célula de metazoário do ponto de vista de expressão de genes por efeito de sinais externos.

9. Citar uma abordagem experimental utilizada para mostrar que um tecido ou uma célula estão determinados.

10. Discutir como a memória citoplasmática determina o destino de uma célula.

11. Citar o possível mecanismo de memória nuclear no estabelecimento da determinação de uma célula.

Ver também

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