Desde muito cedo, os biólogos constataram que:
 todos os organismos vivos dão origem a descendentes “iguais” a si,
ou seja, gatos originam gatos e não canários, ao longo das suas
gerações.
embora haja uma enorme diversidade de seres vivos, existem
numerosas características comuns, designadamente a sua constituição
química, a sua estrutura, o seu metabolismo, etc.
Assim, pode-se considerar que em cada indivíduo existe um programa
biológico que é transmitido de pais para filhos e que condiciona a forma e o
funcionamento dos organismos.
PROBLEMA:
Onde se localiza o programa biológico?
Como funciona ?
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
HIPÓTESE:
Schleiden (1838) propôs que o metabolismo celular estaria
relacionado com o núcleo.
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Experiência de Hammerling
• Hammerling utilizou nas suas experiências uma alga clorófita do género
Acetabularia, unicelular mas de grandes dimensões (cerce de 2 cm),
constituída por uma base, onde se encontra o núcleo e donde saem
rizóides, um caulículo e um “chapéu”, cuja forma varia com a espécie.
experiência foram utilizadas duas espécies: Acetabularia
mediterranea com “chapéu” de bordo liso e Acetabularia crenulada com
“chapéu” de bordo rendilhado.
• Nesta
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Acetabularia crenulata
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Situação A – foi separado o “chapéu” da base em
exemplares de ambas as espécies e os dois pedaços
foram colocados em meio nutritivo.
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Resultados:
Ambos os “chapéus” morreram e
ambas as bases regeneraram
“chapéus”.
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Conclusão – o núcleo é o responsável pela
manutenção da vida, regeneração e crescimento da
célula.
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Situação B – Foi enxertado o caulículo de A. mediterranea sobre uma
base de A. crenulada e colocada sobre meio nutritivo
Resultados:
Ambos os “chapéus” morreram e ambas as bases regeneraram
“chapéus”.
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Fonte:http://www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/hammerling_s.html
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Resultados:
Ambos os “chapéus” morreram e ambas as
bases regeneraram “chapéus”.
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Conclusão – o núcleo comanda qualquer
citoplasma a regenerar a parte da célula que
falta segundo as suas ordens.
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Situação C – procedeu-se a um transplante cruzado de
núcleos para as bases citoplasmáticas da alga.
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Resultados:
Verificou-se que se regeneravam “chapéus”
iguais ao tipo de núcleo e não iguais ao tipo de
citoplasma da base.
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Conclusão – Concluiu-se que o núcleo comanda a
forma do corpo do indivíduo.
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Experiências semelhantes foram realizadas com amibas e anfíbios,
sendo os resultados igualmente conclusivos.
GENERALIZAÇÃO
O núcleo coordena o metabolismo, crescimento e a regeneração das
células .
 Em 1869 Miescher extraiu de vários núcleos uma substância química de
elevada massa molecular (composta por macromoléculas, portanto)
contendo azoto e fósforo. Chamou a esta substância nucleína.
 Outros cientistas notaram a natureza ácida deste composto, alterando-lhe
o nome para ácido nucleico, que se mantém até hoje.
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
Em 1928 Griffith estudava bactérias responsáveis pela pneumonia
(Diplococus pneumoniae), de forma arredondada e unidas duas a
duas. Existem dois tipos dessas bactérias:
 Forma S – células de aspecto liso, patogénicas;
 Forma R – células bacterianas sem cápsula, o que lhes
confere um aspecto rugoso, não patogénicas pois são
fagocitadas pelos glóbulos brancos.
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
Situação A – bactérias da forma S foram injectadas em ratos
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
Resultados:
Os ratos morrem de pneumonia;
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
Situação B – bactérias da forma R são injectadas em ratos.
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
Resultados:
Os ratos sobrevivem saudáveis pois o seu
sistema imunitário destrói as bactérias
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
Situação C – bactérias da forma S mortas pelo calor são
injectadas em ratos
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
Resultados:
Os ratos sobrevivem saudáveis pois não existe
agente infeccioso
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
Situação D – uma mistura de bactérias da forma S
mortas pelo calor e bactérias da forma R vivas é
injectada em ratos.
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
Resultados:
Os ratos morrem!?!
Como explica estes resultados? (Novo Problema)
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
HIPÓTESE
Admitiu-se que nos pneumococos tipo S mortos pelo calor existia
uma substância química – princípio transformante – que
transformava pneumococos tipo R (não patogénicos) em
pneumococos tipo S (patogénicos)
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE GRIFFITH
CONCLUSÃO
Ao analisar o sangue dos ratos mortos nesta experiência, Griffith
encontrou bactérias vivas do tipo S e R. A única explicação
possível para esta situação seria que algo das bactérias S mortas
tinha passado para as bactérias R vivas, transformando-as de
forma a que conseguissem formar cápsula, tornando-se
patogénicas.
A natureza desse princípio transformante manter-se-ia desconhecida até
que novas experiências foram realizadas .
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE AVERY
Em 1944, Avery cultivou bactérias lisas, matou-as pelo calor e triturouas. Separaram-se os seus constituintes químicos (glícidos, proteínas,
lípidos e ácidos nucleicos).
Adicionando cada um destes constituintes, separadamente, a bactérias
rugosas não patogénicas e, seguidamente, injectando-as em ratos,
observou que apenas os ácidos nucleicos transformavam as bactérias
rugosas em lisas patogénicas.
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE AVERY
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE AVERY
CONCLUSÃO
Estas observações permitiram concluir que apenas os ácidos
nucleicos eram responsáveis pela transmissão da informação
genética
COMO FUNCIONA O NÚCLEO?
EXPERIÊNCIAS DE AVERY
À luz dos conhecimentos actuais podemos interpretar os resultados
desta experiência da seguinte forma:
Fragmentos de DNA provenientes de bactérias do tipo S, mortas pelo
calor, penetram nas bactérias do tipo R (sem cápsula) e integram –se
no DNA já existente;
Os pneumococos receptores adquirem a capacidade de fabricar e
sintetizar uma cápsula que os torna patogénicos.
ONDE SE LOCALIZA O PROGRAMA BIOLÓGICO?
Mesmo após ser descoberto no século XIX, muitos cientistas duvidaram
que o DNA fosse responsável pela transmissão das características
hereditárias.
Várias experiências foram realizadas para terminar com esta polémica.
Contudo, foi só após as experiências de Hershey e Chase que se aceitou
ser o DNA o suporte físico da informação genética.
Em 1952, Alfred Hershey e Martha Chase utilizaram vírus que infectam
bactérias, por isso chamados bacteriófagos, para realizar experiências
que contribuíram para confirmar definitivamente que a molécula de DNA
é o suporte físico da informação genética.
EXPERIÊNCIA DE HERSEY E CHASE
Em 1952 estes cientistas realizaram experiências com o bacteriófago
T2, um vírus que ataca bactérias. O vírus é uma estrutura muito
simples, composto apenas por proteínas e ácido nucleico.
O bacteriófago agarra-se á membrana bacteriana através de fibras
proteicas da sua cauda e injecta para o citoplasma o ácido nucleico
que se localiza na sua cabeça. Esse ácido nucleico vai comandar, a
partir do citoplasma bacteriano, a produção de mais vírus. A parte
proteica do vírus nunca penetra na célula.
Tendo isto em conta, e sabendo que as proteínas apresentam na sua
composição enxofre (presente no aminoácido cisteína) e que os ácidos
nucleicos apresentam na sua composição fósforo, realizaram a
seguinte experiência
EXPERIÊNCIA DE HERSEY E CHASE
Note-se que uma
vez no interior da
bactéria, o DNA do
vírus multiplica-se e,
por outro lado, a
bactéria
passa
a
produzir
proteínas
virais,
que
vão
constituir a cápsula
dos novos vírus, ou
seja, a bactéria passa
a “obedecer a ordens”
do vírus
EXPERIÊNCIA DE HERHSEY E CHASE
PROBLEMATIZAÇÃO:
 Porque
razão
estes
investigadores
radioactivamente as proteínas e o DNA dos vírus?
marcaram
 Como explica que novos vírus não apresentem proteínas
marcadas radioactivamente nas suas cápsulas?
Comente a afirmação: “ Os trabalhos de Hershey e Chase reforçam a
hipótese de que o DNA é o material genético, e não as proteínas.”
EXPERIÊNCIA DE HERHSEY E CHASE
CONCLUSÃO
Os ácidos nucleicos são os responsáveis pela informação que
conduz á formação de novos vírus .
Referencias Bibliográficas
•
www.simbiotica.org; 2001-07 Todo o conteúdo da rede simbiotica.org é protegido
por uma Licença Creative Commons
•
Imagens adoptadas de http://www.esec-odivelas.rcts.pt/BioGeo/ficha_trab2.htm