SEXO FEMININO Sistema reprodutor: - Órgãos internos: trompas de falópio, ovários, útero, cervix, vagina - Órgãos externos: vulva, lábios, clitóris. Estrutura dos ovários e oogénese: O ovário divide-se por duas zonas: 1. Zona cortical: mais externa, apresenta folículos em diferentes estádios de desenvolvimento 2. Zona medular: mais interna, constituída por um tecido com numerosos vasos sanguíneos e nervos. Fases da oogénese: 1. Multiplicação: ocorre durante o desenvolvimento embrionário. As células germinativas, nos ovários, sofrem sucessivas mitoses formando oogónias (diploides), cuja maior parte degenera, não ocorrendo nova produção. 2. Crescimento: aumento do volume da célula. As oogónias armazenam substâncias de reserva no citoplasma, que asseguram a nutrição do novo ser nos 1ºs dias. Torna-se assim um oócito I (diploide), cuja maior parte também degenera. 3. Maturação: o oócito I bloqueia em profase I (infância). Na puberdade a meiose continua (início dos ciclos ováricos). Em cada ciclo só um oócito I passa a oócito II (haploide) e o 1º glóbulo polar. Ocorre a 2ª divisão meiótica que bloqueia em metáfase II – ocorre a ovulação, onde há libertação do oócito II para o oviduto. A meiose só termina se houver fecundação, formando o óvulo + 2º glóbulo polar. - Folículo primordial: oócito I rodeado por células foliculares - Folículo maduro ou folículo de Graaf (fim da oogénese): oócito II rodeado por células foliculares, que é libertado na cavidade folicular e depois para o oviduto (ovulação) Após a ovulação a parede do ovário cicatriza e o folículo vazio sofre transformações físico-químicas, formando o corpo amarelo ou lúteo. Controlo hormonal: O sistema genital da mulher tem um funcionamento cíclico que se inicia na puberdade e acaba na menopausa. A sincronia entre o ciclo ovário e o ciclo uterino é devido a uma correlação hormonal. Hormonas: - Estrogénios: produzidos pelas células foliculares e pela teca interna. Aumenta conforme o crescimento folicular e diminui na ovulação, voltando a aumentar na fase luteínica. É responsável pelas contrações uterinas e maturação dos carateres sexuais secundários 1 - Progesterona: produzida pelo corpo lúteo atingindo valor máximo no desenvolvimento desse corpo, que, quando degenera, a progesterona diminui. Induz o endométrio a espessar e assegura a gravidez Ciclo ovárico: 1. Fase folicular: onde há o desenvolvimento do folículo até a ovulação 2. Fase luteínica: ocorre a seguir à ovulação onde há formação do corpo lúteo Ciclo uterino: 1. Fase menstrual (5 dias): ocorre destruição parcial do endométrio, visto que a baixa de hormonas fez com que as células não recebessem os nutrientes necessários e morressem. São expelidos sangue e fragmentos de tecido. 2. Fase proliferativa (9 dias): espessamento do endométrio e desenvolvimento de glândulas e vasos sanguíneos, devido ao aumento da taxa de estrogénios, durante a fase folicular. 3. Fase secretora (14 dias): o endométrio continua a aumentar, bem como a atividade das glândulas secretoras devido à progesterona e os estrogénios, durante a fase luteínica. Funcionamento dos ovários é regulado pelo complexo hipotálamohipófise (HH), através das gonadoestimulinas – hormonas produzidas pela hipófise anterior. O hipotálamo atua sobre a hipófise anterior por intermédio da neurohormona GnRH, a qual estimula produção e libertação de FSH e LH pela hipófise. - FSH (foliculoestimulina): induz o crescimento e maturação dos folículos e intervém na secreção de estrogénios. - LH (luteoestimulina): estimula a ovulação, em função do seu pico no final da fase folicular. Estimula a formação do corpo lúteo, o que leva à produção de progesterona e estrogénios. Mecanismo de retroação: No regulamento hormonal da mulher ocorrem estes dois tipos de retroação (negativo1 e positivo2): 1. Aumento de estrogénios (+) inibe complexo HH diminui produção FSH diminui desenvolvimento folicular diminui produção de estrogénios (-) A retroação negativa assegura a regulação do teor de gonadoestimulinas. 2. Aumento de estrogénios (+) estimula complexo HH aumenta produção gonadoestimulinas (+) 2 A retroação positiva causa um desequilíbrio. No final da fase folicular observa-se picos de LH e FSH, o que desencadeia a rutura do folículo de Graaf, ou seja, a ovulação. - Após a ovulação, estrogénios e progesterona exercem retroação negativa no complexo HH, o que causa a queda do teor de FSH e LH, desencadeando a regressão do corpo lúteo. - A atividade do complexo HH altera-se também sob a ação de estímulos nervosos externos ou internos, visto que produz variações na produção de GnRH e o descontrolo do ciclo sexual. - A menopausa é o último período menstrual da mulher devido ao esgotamento dos folículos – deixa de haver retroação negativa e a concentração de gonadoestimulinas aumenta. SEXO MASCULINO Sistema reprodutor: - Órgãos internos: testículos, epididimo, canais deferentes, glândulas anexas, uretra - Órgãos externos: escroto, pénis Glândulas anexas: Vesículas seminais: produzem líquido seminal (60% do esperma) constituído por proteínas, frutose, muco e prostaglandinas, as quais fazem contrair a vagina para auxiliar a entrada de esperma. Próstata: constituída por cálcio, enzimas e possui um pH igual a 6,5. As enzimas precipitam as proteínas do esperma, tornando-o gelatinoso. Glândula de Cowper: produz uma secreção que limpa o pénis, é expelida antes da ejaculação e facilita a penetração. Estrutura dos testículos e espermatogénese: - Os testículos encontram-se voltados para o exterior do corpo, para se manterem a uma temperatura inferior à temperatura corporal. - São constituídos por lóbulos testiculares separados por septos radiais. - Os lóbulos contêm túbulos seminíferos onde se produzem continuadamente espermatozoides. Células de Sertoli: células muito volumosas que ocupam o espaço entre a periferia e o lúmen dos túbulos, sustentando as células germinativas, intervindo na sua nutrição e ser vem como um filtro, impedindo a passagem de substâncias nocivas. Células de Leydig: células intersticiais situadas entre os túbulos, produzem testosterona. 3 a qual é responsável por: . A formação dos espermatozoides é feita da periferia para o lúmen dos túbulos. No fim da 2ª divisão formam-se quatro espermatídeos (haploides com 1 cromatídeos) 4. O complexo de Golgi forma o acrossoma (vesícula que armazena enzimas digestivas) que se adapta ao núcleo. No homem só ocorre a retroação negativa: Aumento de testosterona (+) inibe complexo HH diminui produção LH diminui produção de testosterona (-) A retroação negativa assegura a regulação do teor de gonadoestimulinas. nos testículos. Os centríolos (formados pela proteína tubulina) originam microtúbulos que formam o flagelo. A partir daí produz-se continuadamente espermatozoides e testosterona. Multiplicação: ocorre durante o desenvolvimento embrionário. Por fim. os espermatozoides são libertados no lúmen dos túbulos. Crescimento: aumento pouco significativo do volume da célula. a eliminação de grande parte do citoplasma e reorganização dos organelos. Dá-se o alongamento e achatamento do núcleo.Maturação dos órgãos genitais na puberdade . . Controlo hormonal: O sistema genital do homem tem um funcionamento contínuo que se inicia na puberdade.LH (luteoestimulina): atua nas células de Leydig estimulando a produção de testosterona. sofrem sucessivas mitoses formando espermatogónias (diploides). 3. No fim da 1ª divisão formam-se dois espermatócitos II (haploides com 2 cromatídeos). Maturação: ocorre divisão meiótica do espermatócito I. a partir das quais são produzidos espermatozoides – uma espermatogónia mantém-se em multiplicação enquanto a outra prossegue o desenvolvimento. Há a diferenciação do flagelo. As mitocôndrias fornecem energia ao flagelo para este se locomover. 4 .Aparecimento e manutenção dos carateres sexuais secundários . Torna-se assim um espermatócito I (diploide). As células germinativas. o que facilita a locomoção dos espermatozoides. 2. Fases da espermatogénese: 1.Espermatogénese A manutenção do teor de testosterona no sangue é feita pelo complexo HH (tal como na mulher) .FSH (foliculoestimulina): estimula as células de Sertoli e a produção de uma proteína com grande afinidade para a testosterona. Diferenciação ou espermiogénese (70 dias): o espermatídeo transforma-se num espermatozoide. onde os espermatozoides são atraídos por uma substância segregada pelas células foliculares. A fecundação ocorre no terço superior da trompa.A atividade do complexo altera-se também sob a ação de estímulos nervosos externos ou internos. no período ovulatório o muco torna-se mais fluido e a rede de fibras menos densa. Fusão das membranas do espermatozoide e do oócito II – início da fecundação O conteúdo dos grânulos corticais do citoplasma do oócito liberta-se para o exterior formando uma membrana de fecundação. Período embrionário: duração de 8 semanas Multiplicação celular por divisões mitóticas – segmentação. o que permite a exocitose de enzimas digestivas que irão digerir a zona pelúcida. deixando passar mais facilmente os espermatozoides. O oócito II completa a meiose e forma-se o 2º glóbulo polar Os pronúcleos dos gâmetas fundem-se – cariogamia – formando-se o OVO Depois: Desenvolvimento embrionário 1. Desencadeia-se a reação acrossómica – libertação do conteúdo do acrossoma Fusão da membrana do acrossoma com a membrana plasmática da cabeça do espermatozoide. Formação do blastómero entre o 1º e o 4º dia. 5 . No 6º dia o blastocisto eclode para o exterior da zona pelúcida Nidação (8º dia): as células do trofoblasto aderem às células superficiais do endométrio e digerem-nas para obter o alimento necessário ao embrião nas primeiras semanas. Este muco encontra-se muito espesso fora do período ovulatório. FECUNDAÇÃO Antes: Os espermatozoides entram em contacto com o muco cervical produzido por glândulas do colo uterino. As suas células são totipotentes (estaminais) Formação da mórula no 4º dia constituída por 64 células. uma camada superficial envolvente. Migração do ovo em direção ao útero devido às contrações dos músculos da parede do oviduto.. apesar de não haver grande aumento de tamanho O 5º dia marca o fim da segmentação e a formação do blastocisto: as células organizam-se de modo a formar um botão embrionário que originará o novo ser. e o trofoblasto. o que bloqueia a entrada de outros espermatozoides. visto que produz variações na produção de GnRH e o descontrolo do ciclo sexual. Durante: Os espermatozoides que passam as células foliculares atingem a zona pelúcida com a qual estabelecem ligação por recetores específicos. Pelo contrário. Abrandamento do crescimento da cabeça e rápido crescimento do resto do corpo. Estabelece trocas seletivas entre a mãe e o embrião. Armazena os produtos do metabolismo do embrião. Os diferentes tecidos inter-relacionam-se. Ao fim de 8 semanas a maioria dos órgãos já esta esboçada e definitivamente localizada. Processos biológicos A partir de multiplicações celulares. endoderme e mesoderme no sentido de desempenhas funções específicas. formando órgãos e sistema de órgãos. Especialização estrutural e bioquímica de células da ectoderme. tóxicos e micro-organismos para o embrião. O botão embrionário continua a dividir-se e ocorrem movimentos morfogenéticos que acabam por originar 3 camadas de células: endoderme. de acordo com as estruturas que vão formar. Parte desta fica incorporada no cordão umbilical. Além das substâncias fundamentais ao embrião. . As células do endométrio proliferam e o embrião acaba por ficar completamente envolvido pela parede do útero. Garante a proteção contra os choques e permite a manutenção da temperatura. fígado.Placenta: originada por tecido do endométrio e por vilosidades coriónicas do embrião. Período fetal: Restantes semanas Aumento da complexidade e maturação dos órgãos já formados. 6 . .Vesícula vitelina: ricamente vascularizada.Âmnio: rodeia a cavidade amniótica preenchida por líquido amniótico. pâncreas Crescimento Morfogénes e Diferenciaçã o celular Ectoderme Mesoderme Endoderme Anexos embrionários: estruturas transitórias existentes até ao nascimento . músculos. passam anticorpos. mesoderme e ectoderme. epiderme Esqueleto. . Substitui o corpo lúteo na produção de progesterona. Por divisões mitóticas e também devido ao aumento de volume das células Conjunto de movimentos de territórios celulares que tomam posições uns em relação aos outros. órgãos dos sentidos. excretor e reprodutor Sistema respiratório. 2. Origem de algumas estruturas Sistema nervoso.Alantoide: contribui para formação dos vasos sanguíneos do cordão umbilical. sendo o primeiro local de produção de glóbulos sanguíneos. São originadas 3 camadas.Córion: membrana extraembrionária mais exterior que rodeia o embrião e intervém na formação da placenta. sistema circulatório. . A ejeção de leite também é controlada pelo complexo HH . impede a fecundação pela ausência de relações sexuais durante o período fecundo. O declínio de progesterona no fim da gravidez conduz ao domínio dos estrogénios que estimula as contrações do útero. os níveis elevados de estrogénios e progesterona exercem uma retroação negativa sobre a secreção da hormona prolactina: Elevados teores de estrogénios (+) inibem complexo HH não se produz prolactina A hormona não chega às glândulas mamárias e estas Ver Esquema 3 não produzem leite. Elevado teor HCG estimula corpo lúteo aumenta produção de estrogénios e progesterona inibem complexo HH não se liberta FSH e LH não ocorre novo ciclo ovário Após a sua ação a HCG é eliminada pela urina podendo ser detetada nos testes de gravidez Após 8 a 10 semanas. que continua a produzir progesterona e estrogénios. no qual se produz a neuro-hormona oxitocina. libertada a nível da hipófise posterior. essenciais à manutenção do endométrio permitindo a nidação. nomeadamente a cabeça. que obriga o feto a deslocarse para o colo uterino. em função do declínio de HCG. Mudanças no comportamento do feto à medida que o sistema nervoso se desenvolve Controlo do desenvolvimento A hormona gonadotropina coriónica humana (HCG) impede a degeneração do corpo lúteo. Essa pressão exercida envia mensagens nervosas ao hipotálamo. mas a produção de progesterona e estrogénios fica assegurada pela placenta.O colostro é menos rico em glícidos e lípidos e mais rico em proteínas e anticorpos do que o leite MANIPULAÇÃO DA FERTILIDADE Métodos contracetivos: permitem ao casal planear o nascimento dos filhos Métodos naturais ou de abstinência periódica: sem efeitos secundários. Não protege das DST 7 . O trabalho de parto Os estrogénios atuam na expansão do útero enquanto que a progesterona impede as contrações. o corpo lúteo degenera. Ver Esquema 2 Produção de leite Durante a gestação. Adesivos contracetivos Cirúrgicos: . não aconselhável a mulheres jovens. Vantagens .Os ciclos menstruais passam a ser mais regulares e sem dores 8 . Requer orientação médica e o uso de espermicidas.Método do calendário (verificar se o ciclo menstrual apresenta um padrão) Métodos não-naturais: Físicos: . . Agravamento de doenças preexistentes. problemas circulatórios e metabólicos. o muco é abundante. Pode romperse ou deixar passar espermatozoides quando não for utilizado adequadamente.Impedem a ovulação ou a fecundação . Proteção por pouco tempo.Boa tolerância pela maioria das mulheres .Implantes Pílulas combinadas: sobrecarga de estrogénios e progesterona Aumento de estrogénios (+) inibe complexo HH inibe produção FSH e LH inibe desenvolvimento folicular não ocorre ovulação (não há o pico de LH) É necessário fazer 7 dias de pausa na toma da pílula para que ocorra a menstruação.Data de ovulação .Pílulas contracetivas: impedem a ovulação ou a fecundação. Pode ser desconfortável.Avaliação diária da temperatura retal – de manhã e antes de qualquer atividade: data da ovulação corresponde ao último dia que precede a subida de temperatura .Diafragma: impede a entrada de espermatozoides no útero. .. fluido.Espermicidas: destroem os espermatozoides. pouco recomendável a mulheres jovens. . Químicos: .Aspeto do muco cervical: na ovulação e durante 3 a 4 dias.Laqueação das trompas: impede o encontro dos gâmetas . transparente e filamentoso . visto que os elevados níveis de hormonas estimularam o endométrio a crescer. podem causar alergias.Preservativo: evita o encontro dos gâmetas.Vasectomia: impede a saída de espermatozoides . . risco de infeções que podem levar à infertilidade.DIU: impede a união dos gâmetas ou a nidação se já tiver havido fecundação. ciclos menstruais mais regulares. protege das DST. opõem-se ao deslocamento dos espermatozoides. com uma maior impermeabilização do colo aos espermatozoides. etc. Aconselhado a mulheres lactantes. INFERTILIDADE: incapacidade temporária ou permanente de conceber um filho.Desvantagens . após. drogas. etc Infeções genitais Obstrução ou alteração das vias de circulação de gâmetas 9 . álcool. opõem-se à nidação. Efeitos: bloqueia a ovulação. O 1º comprimido tem que ser tomado antes de 72h após o ato sexual e o 2º é tomado entre 12 a 24h depois do 1º. Mantém as características do muco cervical na fase luteínica. Pílula do dia seguinte: 2 comprimidos com doses elevadas de hormonas. pelo menos. ou então de levar uma gestação até ao fim. Eficácia menor do que as pílulas combinadas.Insuficiências de circulação . 1 ano de tentativas. Minipílula: contém derivado sintético da progesterona.Problemas de hipertensão .Problemas de diabetes . não bloqueia a ovulação. drogas.Os riscos podem agravar-se por interação com tabaco. sem uso de contracetivos. Causas da infertilidade Masculinas Femininas Produção de espermatozoides Anomalias na secreção hormonal – insuficiente problemas de ovulação Deficiência na mobilidade dos Problemas ao nível do endométrio gâmetas Elevada % de espermatozoides Muco cervical desfavorável aos anormais espermatozoides Anomalia congénita no aparelho reprodutor Ausência de produção de gâmetas Exposição à tóxicos como tabaco. álcool. É utilizada quando há anomalias no funcionamento dos ovários (ex.Os espermatozoides podem ser criopreservados para bancos de esperma ou caso ocorram problemas graves de saúde (cirurgias. quimioterapia) que possam causar infertilidade.Não permite resolver certos casos de infertilidade . 48h depois verifica-se se ocorreu fecundação. . . efetua-se um tratamento hormonal com derivado sintético próximo da FSH.A partir do 3º ou 5º dia do ciclo sexual. . com ar humidificado.É utilizada quando os espermatozoides apresentam anomalias que os tornam inaptos para a fecundação .É utilizada em casos de disfunção ovárica grave.É utilizada quando os espermatozoides não conseguem atingir as trompas . porém. Estimulação ovárica ou hiperestimulação controlada dos ovários: . os outros são criopreservados.É preciso fazer o estudo genético do casal .Quando o desenvolvimento é suficiente injeta-se uma hormona sintética idêntica à LH provocando a ovulação. A coleta de esperma deve ser feita momentos após a punção dos óocitos ou pode ser utilizado do banco de esperma. cujo desenvolvimento pode ser acompanhado por ecografia.FIV: os espermatozoides são colocados em contacto com os oócitos num meio de cultura apropriado. para a cavidade uterina. . . lesões hipofisárias) .Os espermatozoides são preparados pela técnica descrita na IIU e os oócitos são obtidos pela técnica utilizada na estimulação ovárica. Microinjecção citoplasmática: . Problemas éticos em relação à RMA: 10 .Risco de gestações múltiplas .Este é injetado (já sem cauda) no oócito através de uma micropipeta que penetra até ao centro o oócito.Efeitos secundários devido à aplicação de hormonas Fecundação in vitro: . a 37ºC. .É recolhido somente um espermatozoide saudável . que vai ativar a maturação dos folículos.Transfere-se os espermatozoides.Aspira-se o conteúdo dos folículos (óocito) que tenham um tamanho adequado. 3 a 4 embriões (com 2 a 8 células) são transferidos para o útero. obstrução das trompas e outros casos inexplicáveis .REPRODUÇÃO ASSISTIDA Inseminação artificial ou intrauterina (IIU): . previamente recolhidos e selecionados. com estimulação hormonal mais forte.Alguns oócitos não resistem à microinjecção. Os que resistem são colocados numa incubadora a 37ºC até a transferência dos embriões (com 2 a 8 células) para o útero. .Mães de substituição (casos de mulheres com ausência ou com anomalias congénitas do útero. fez cruzamentos parentais – entre os indivíduos pertencentes às linhas puras. manifestando a característica de um dos progenitores. relativamente à característica considerada. pois esta possuía uma corola fechada. cruzados entre si. Mecanismo de transmissão em monoibridismo .Situações de casais homossexuais .Intervenção da clonagem na reprodução . fazendo igualmente cruzamentos recíprocos. originam uma descendência que é sempre toda entre si e igual a um dos progenitores.Mendel. impossibilitando a fecundação por outras espécies de plantas.Produção de um filho de acordo com determinado padrão genético .Situações de monoparentalidade .Obtenção de gâmetas fora do casal . e um bom conjunto de características antagónicas. 1) Cruzamento parental 2) 1ª geração 3) Cruzamento entre F1 4) 2ª geração Conclusão: > Uniformidade dos híbridos: geração F1 é uniforme em relação ao caráter em estudo.Futuro dos embriões excedentários . > Proporções fenotípicas: na geração F2 surgem ambas as características na proporção aproxm. Cruzamentos de diibridismo: onde se estuda a transmissão de dois carateres. Cruzamentos de monoibridismo: onde se estuda a transmissão de apenas um caráter. depois de isolar as linhas puras. procura respostas para a forma como se processa a herança genética.Direitos dos seres humanos que vão nascer TRANSMISSÃO DE CARACTERÍSTICAS HEREDITÁRIAS Genética: área do conhecimento que tem como objeto de estudo os genes. de 3 para 1 Segundo Mendel: 11 PxP F1 F1 x F1 F2 Polinização cruzada (artificial) entre linhas puras Híbridos de 1ª geração Autopolinização (natural) dos híbridos Proporção fenotípica 3:1 . Linhas puras: indivíduos homozigóticos em relação à característica pretendida e que. O CONTRIBUTO DE MENDEL A espécie de ervilheira Pisum sativum foi a que deu melhores resultados. que sofreram histerectomia) . AaLl.O conjunto de todos os genes é o genoma . depois de isolar as linhas puras.Um indivíduo genotipicamente heterozigótico possui um par de genes diferentes relativamente a uma característica. . Todos os seus gâmetas são geneticamente idênticos. aall.O genótipo é a constituição genética de um indivíduo em relação a uma determinada característica. fazendo igualmente cruzamentos recíprocos: Conclusão: ) 12 . Proporção fenotípica 9:3:3:1 aaLL. aaLl . Alguns dos seus gâmetas possuem uma das formas alélicas e outros possuem a outra forma alélica.Os fatores de Mendel são os genes que podem apresentar formar alternativas (alelos) .O fenótipo é a forma como o genótipo se expressa Gâmetas/ Genótipo 1) Cruzamento Polinização cruzada (artificial) entre AL x al parental linhas puras 2) 1ª geração AaLl Diíbridos de 1ª geração 3) Cruzamento Autopolinização (natural) dos AL x al x Al x aL entre F1 diíbridos AALL. Consiste em cruzar esses indivíduos com homozigóticos recessivos e analisar a descendência. o progenitor desconhecido é homozigótico dominante.Um indivíduo genotipicamente homozigótico possui um par de genes idênticos relativamente a uma característica. fez cruzamentos parentais – entre os indivíduos pertencentes às linhas puras. Xadrez mendeliano: ver pág. AALl. 77 livro Cruzamento-Teste: serve para averiguar o genótipo de indivíduos que fenotipicamente revelam a característica do alelo dominante. o progenitor desconhecido é heterozigótico dominante Mecanismo de transmissão em diibridismo . 4) 2ª geração AaLL.Cada organismo possui 2 fatores que determina uma característica .. AAll. Se existirem alguns com fenótipo recessivo.O fator recessivo nunca se manifesta na presença do dominante Atualmente: . .Mendel.Principio da segregação fatorial: na formação dos gâmetas os fatores separam-se de tal modo que cada gâmeta contém um só fator de cada par. 1) Se toda a descendência apresentar fenótipo dominante. Aall. . No Cruzamento–Teste em diibridismo cruza-se desconhecido com um duplo homozigótico recessivo Leis de Mendel 1ª Os dois elementos de um par de genes separam-se nos gâmetas de tal modo que há probabilidade de metade dos gâmetas transportar um dos alelos e a outra metade transportar o outro alelo. . 2ª Durante a formação dos gâmetas. O que contradiz as Leis de Mendel: . Diz-se que o alelo dominante não dominou completamente o recessivo. Neste caso não se verifica qualquer tipo de dominância de um alelo sobre o outro. embora parcialmente. a segregação dos alelos de um gene é independente da segregação dos alelos de outro gene. o progenitor 13 . ocorrendo simultaneamente. > Principio da segregação independente: os genes que determinam características diferentes distribuem-se independentemente nos gâmetas > A probabilidade de um acontecimento ocorrer é independente da sua ocorrência em tentativas anteriores > A probabilidade de dois acontecimentos independentes ocorrerem conjuntamente é igual ao produto das probabilidades de ocorrerem isoladamente.> No diibridismo os alelos se comportam como em dois cruzamentos de monoibridismo.Codominância: ocorre quando a F1 possui um fenótipo que inclui carateres de ambos os progenitores. Os dois alelos se manifestam completamente no fenótipo de F1. permitindo que ambos se expressassem no fenótipo.Dominância incompleta: acontece quando a F1 apresenta um terceiro fenótipo. > O ovo é uma célula diploide em que cada gene está representado por dois alelos. > Na meiose dá-se a segregação dos alelos > Cada gâmeta pode conter qualquer combinação de genes. > Genes autossómicos localizam-se os autossomas > Genes heterossómicos ou ligados ao sexo localizam-se nos cromossomas sexuais HEREDITARIEDADE LIGADA AOS CROMOSSOMAS SEXUAIS . > Mas em consequência do crossing-over. vg+: asas longas com 14 . > Obtém-se assim uma descendência igual à prevista por Mendel Exemplo das moscas: cruzamento de duas linhas puras características antagónicas b: corpo preto. geralmente.Indivíduos homogaméticos: apresentam dois cromossomas sexuais idênticos (Mulher) . mas sim 3:1 (como num caso de monoibridismo). > Ao cruzar os indivíduos F1. um do pai e outro da mãe. visto que a segregação dos genes localizados em diferentes cromossomas é independente. Interações génicas 4. sendo então transmitidos em conjunto. embora em loci diferentes.Indivíduos heterogaméticos: apresentam cromossomas sexuais diferentes (Homem) Os machos manifestam. localizados em loci correspondentes nos cromossomas homólogos. Ligação fatorial (à 2ª Lei) 2. Hereditariedade humana sexuais) no (autossómica e ligada aos cromossomas 1) Genes em linkage (ligados factorialmente): genes que se dispõem linearmente ao longo do mesmo cromossoma. > Em cada par de homólogos. em diibridismo. b+: corpo cinzento. > Isto acontece porque os genes situam-se no mesmo cromossoma. durante a meiose. o(s) alelo(s) localizado(s) cromossoma X e. vg: asas vestigiais. um é do pai e outro é da mãe. por isso. os genes podem separar-se e surgir nos gâmetas como se estivessem em gâmetas separados. sendo transmitidos em conjunto aos descendentes. Alelos múltiplos 3.TEORIA CROMOSSOMICA DA HEREDITARIEDADE > Os genes localizam-se nos cromossomas que formam pares de homólogos > O gene situa-se no locus do cromossoma > Os dois alelos que controlam um determinado caráter localizam-se em loci correspondentes nos cromossomas homólogos. Tal só acontece se os genes estiverem afastados do centrómero. observa-se que a proporção fenotípica não é 9:3:3:1 como Mendel sugere. Exceções às Leis de Mendel 1. são genotipicamente hemizigóticos. quanto mais vezes o sangue Rh.Corpo negro e asas vestigiais (25%) 2) Alelos múltiplos: mais de duas formas alélicas do mesmo gene.e o filho Rh+ Isto porque o sistema imunitário da mãe formará anticorpos anti-Rh. onde as suas hemácias são destruídas pelos anticorpos. Exemplo: Sistema ABO Antigénios (aglutinogénios): glicoproteínas existentes nas hemácias Anticorpos (Aglutininas): moléculas proteicas que se aglutinam determinados aglutinogénios a Tipo A aglutinogénios A e aglutininas anti-B.Alelo O é recessivo em relação ao A e B . mas pode fabricá-los quando expostos ao antigénio Rh.contactar com Rh+.Corpo cinzento e asas longas (75%) .Todos apresentam corpo cinzento e asas longas (características dominantes – selvagens) Fenótipo da descendência F2 (F1 x F1): . 15 . Deste modo inicia-se a formação de anticorpos que atuarão logo numa 2ª gravidez. caso se verifique novamente um filho com sangue Rh+ O feto pode morrer de eritroblastose fetal. Pode receber sangue Rh+ ou Rh> Sangue do tipo Rh. Tal pode acontecer durante o parto. Só pode receber do tipo O . Pode receber sangue tipo A eO Tipo B aglutinogénios B e aglutininas anti-A. Um problema que se coloca durante a gravidez sendo a mãe Rh. Por isso. mas sem aglutininas. embora cada indivíduo possua somente duas dessas formas.No sangue do tipo AB existe uma relação de codominância de A e B Exemplo: Sistema Rh > Rh é um aglutinogénio > Sangue do tipo Rh+ contém esse aglutinogénio. Pode receber sangue tipo B eO Tipo AB aglutinogénios A e B. caso o seu sangue entre em contacto direto com as hemácias do filho mãe. mais “resistência” se desenvolve.Fenótipo: corpo negro e asas vestigiais x corpo cinzento e asas longas Genótipo: bbvgvg x b+b+vg+vg+ Gâmetas: bvg x b+vg+ b b X b+ b+ vg vg vg+ vg+ Fenótipo da descendência F1: .não possui esse aglutinogénio. mas com aglutininas anti-A e anti-B. Só pode receber sangue Rh Os indivíduos Rh. mais anticorpos são produzidos. Pode receber qualquer tipo de sangue Tipo O sem aglutinogénios.não possuem naturalmente anticorpos anti-Rh. o milho só apresenta fenótipo vermelho quando estão presentes os dois alelos dominantes que determinam essa cor. . Embora sejam dominantes não basta um só alelo! . alelo recessivo só se manifesta em homozigotia. A expressão dos alelos de um locus depende dos alelos presentes no outro locus.O fenótipo dos indivíduos da geração F1 é diferente dos seus progenitores. metade da descendência pode ser afetada.Na F2 surgem classes fenotípicas completamente diferentes das esperadas num diibridismo mendeliano.Os heterozigóticos apresentam anomalia Hereditariedade ligada ao sexo Como na mulher existem dois cromossomas X os genes formam pares de alelos que funcionam como nos autossomas. pelo menos um dos progenitores também a possui . Atualmente existe uma vacina que é injetada na mãe e que inibe a atuação dos anticorpos anti-Rh 3) Interações génicas (Exemplo do milho vermelho) .Quando um dos progenitores apresenta anomalia. 4) Hereditariedade humana Dificuldades na investigação sobre genética humana: > Elevado número de cromossomas > Pequeno número de descendentes por geração > Longevidade do ciclo de vida > Cruzamentos experimentais não são viáveis eticamente Hereditariedade autossómica Homens e mulheres igualmente afetados Recessiva: .Heterozigóticos apresentam fenótipo normal . os genes localizados no cromossoma X manifestam-se sempre.Dois progenitores afetados originam uma descendência em que todos os indivíduos apresentam anomalia Dominante: .Quando um indivíduo manifesta a anomalia.O gene letal recessivo só provoca a morte em homozigotia. ou seja.Anomalia tende a aparecer em todas as gerações . . neste caso dois ou mais genes controlam uma única característica. Se for dominante manifesta-se nos heterozigóticos. aproxim. No caso do homem. 16 . quer sejam dominantes ou não. uma vez que o cromossoma Y não possui alelo correspondente.Por exemplo. . .Maioria dos descendentes afetados possui pais normais .Muitas das características hereditárias dependem da interação de vários genes. podem detetar-se as mutações numa população e recuar no tempo até a origem da sua linhagem materna mais antiga. dado que o cromossoma Y não contribui com as suas mitocôndrias para a formação do zigoto. . Diferenças e semelhanças entre DNA mitocondrial e DNA nuclear: DNA mitocondrial Não possui exões Não ocorre crossing – over Possui várias cópias de DNA em cada mitocôndria. Por isso é mais frequente manifestar-se uma característica recessiva no homem do que na mulher.Um homem afetado transmite a doença a todas as suas filhas . Recessivo no cromossoma X . Sofre mutações num ritmo já conhecido. originas filhos fenotipicamente normais e filhas portadoras.Quando uma mulher portadora cruza com um homem normal há 50% probabilidade de os filhos serem normais e 50% de probabilidade de serem afetados.Não afeta igualmente homens e mulheres . Sabendo isto. No geral: . As filhas são todas normais podendo 50% ser portadoras.Uma mulher afetada transmite a doença aos filhos e filhas TRANSMISSÃO GENÉTICA DE GENES MITOCONDRIAIS: O material genético contido nas mitocôndrias é transmitido pela mãe para os filhos e filhas.Quando um homem afetado cruza com uma mulher normal. permitindo que na mesma célula existam diferentes alelos para o mesmo gene Taxa de mutação mais elevada Não possui enzimas que reparam o DNA DNA nuclear Possui exões Ocorre crossing – over Só possui uma cadeia (com dupla hélice) de DNA no núcleo da célula Taxa de mutação menos elevada Possui enzimas que reparam o DNA 17 . Em conjunto com o cromossoma Y permite seguir o processo evolutivo da espécie humana. . desde que o gene operador esteja livre do repressor.Gene operador: onde se liga o repressor.REGULAÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO Todas as células de um mesmo organismo possuem a mesma informação genética e apenas um pequena parte dessa informação de manifesta.Genes estruturais: codificam a produção de enzimas (de síntese ou de degradação) . normalmente. tendo que desenvolver rápidos mecanismos de resposta de acordo com as novas condições (respiração anaeróbia. Três genes são responsáveis pelo processo de regulação genética (regulador. operador e promotor) e os genes estruturais. Esta regulação é muito importante nos procariontes. sobrevivências a altas temperaturas. cujo número varia de processo para processo. pois estão dependentes das variações do meio. associados a operões. Operão: conjunto de genes estruturais com funções relacionadas e dos genes que os controlam. . Funcionamento de um operão indutivo: processos catabólicos Ausência de lactose • Gene regulador produz um repressor • Repressor liga-se ao operador e bloqueia gene promotor • RNA polimerase não se liga ao promotor • Os genes estruturais não são transcritos • Não ocorre síntese das enzimas Presença de lactose • Lactose liga-se ao repressor. ativando-o • O repressor liga-se ao gene operador • RNA polimerase não pode ligar-se ao promotor • Os genes estruturais não são transcritos 18 . são transcritos. impedindo a transcrição dos genes estruturais.) Nos eucariontes os genes não estão.Gene promotor: onde se liga a RNA polimerase para iniciar a transcrição dos genes estruturais. síntese desse nutriente caso se verifique a sua ausência. inativando-o • O gene operador fica desbloqueado • RNA polimerase liga-se ao promotor • Os genes estruturais são transcritos • Dá-se a síntese das enzimas há degradação da lactose Funcionamento de um operão repressivo: processos anabólicos Ausência de triptofano • Gene regulador produz um repressor inativo • O gene operador está livre • RNA polimerase pode ligarse ao promotor • Os genes estruturais são transcritos Presença de triptofano • Triptofano liga-se ao repressor. A diferenciação celular resulta da regulação da expressividade dos genes.Gene regulador: responsável pela produção da proteína repressora. etc. . TIPOS 19 . a formação de novas proteínas ou alterando a ação de enzimas importantes. etc.As mutações podem ser génicas quando alteram a estrutura do DNA ou cromossómicas quando alteram a estrutura ou o número de cromossomas.Podem ser transmitidas hereditariamente quando ocorrem nas células germinativas. ou ainda acarretar doenças ou anomalias. ou seja. mas que estão envolvidos num processo metabólico comum.São alterações ou modificações súbitas em genes ou cromossomas.As mutações génicas são responsáveis por alterações nos genes e consequentemente nas proteínas. benzeno. MUTAÇÕES GÉNICAS . satisfazendo mais depressa as necessidades da célula. .As mutações são espontâneas e podem ser silenciosas. (exº: o mesmo regulador controla a possibilidade de vários glícidos serem convertidos em glicose. .Quando ocorrem em células somáticas podem provocar a formação de tumores.) MUTAÇÕES Definição: .Podem ainda ser letais. benzopireno.As mutações também promovem a evolução já que determinam aumento na variabilidade genética. Químicos colchicina. Muitos dos genes do genoma podem nunca se expressar. dependendo do contexto e das interações que fatores endógenos e exógenos exercem sobre o DNA. radiações alfa. sais de metais radioativos. quando provocam a morte. . gás mostarda. . AGENTES MUTAGÉNICOS Físicos radiações ionizantes (raios X.Alteram uma ou mais bases do DNA que afetará a leitura durante a replicação ou durante a transcrição. Os genes que se expressão numa determinada situação dependem das interações que o ambiente estabelece com o DNA. Vantagens: torna mais rápida e coordenada uma resposta de genes de diferentes operões. podendo acarretar variação hereditária.• Ocorre a síntese das enzimas • Não se sintetizam as enzimas não há formação de triptofano Muitos genes de um genoma se destinam a regular o funcionamento de outros genes. beta e gama) e radiação ultravioleta. muitas vezes. determinando. . alcatrão. não alterar a proteína ou sua ação. Regulão: grupo de operões que é controlado por um único tipo de regulador. . . podendo ocasionar a perda de genes. Chama-se transição a substituição de uma purina por outra ou de uma pirimidina por outra e transversão a substituição de uma purina por uma pirimidina ou vice-versa. Duplicação è quando ocorre a presença de um pedaço duplicado do cromossoma.Delecção è acontece quando uma ou mais bases são retiradas do DNA.Triploidias (3n) è quando há três genomas.Podem acontecer por delecção. ... . ALGUMAS DOENÇAS HEREDITÁRIAS ver folhas anexas MUTAÇÕES CROMOSSÓMICAS .Monoploidias (n) è quando há apenas um genoma. . provocando erros na leitura dos genes. .Podem provocar anomalias e mal formações no organismo ou até a inviabilidade dele.Podem produzir anomalias graves e até a morte do organismo. Não altera a localização do cromossoma Translocação è quando ocorre a troca de pedaços entre cromossomas não homólogos (translocação recíprocas) ou transferência de uma porção de um cromossoma. .Adição è acontece quando uma ou mais bases são adicionadas ao DNA. . a leitura duplicada ou erros na leitura de um ou mais genes. . para outro não homólogo (translocação simples). . ou mesmo de um cromossoma inteiro..Substituição è ocorre a troca de um ou mais pares de bases. ESTRUTURAIS .Nulissomia (2n-2) è perda de um par inteiro de cromossomas.São alterações na estrutura ou no número de cromossomas normal da espécie. No homem é letal.Poliploidias (4n.Monossomia (2n-1) è um cromossoma a menos no cariótipo.Euploidias: quando há a alteração de um genoma inteiro . Provoca erros na leitura. modificando a ordem da leitura.Aneuploidias (Somias): quando acrescentam ou perdem um ou poucos cromossomas. Inversão è quando ocorre a quebra de um pedaço do cromossoma que se solda invertido (180º). .Provocam alterações na estrutura dos cromossomas. . Deficiência ou deleção è quando ocorre a perda de um pedaço do cromossoma. com consequente perda de genes. acarretando uma dupla leitura de genes. durante a replicação ou a transcrição. translocação ou inversão de partes de cromossomas. . . NUMÉRICAS . duplicação. modificando a ordem de leitura da molécula durante a replicação ou a transcrição. 20 .Provocam alterações no número típico de cromossomas da espécie (cariótipo). 5n.)* è quando há quatro ou mais genomas. Quando este equilíbrio se rompe pode surgir um cancro. Num tecido normal a divisão celular é contrabalançada pela apoptose. Genes supressores tumorais: participam na regulação da proliferação celular. pois os cromossomas não têm homologia e não podem emparelhar durante a meiose. 2) Cruzamento entre indivíduos de espécies diferentes (muito comum entre as plantas). Os híbridos são estéreis.As células podem reparar os danos causados ao DNA. . contrabalançando o efeito dos proto-oncogenes.Trissomia (2n+1) è um cromossoma a mais no cariótipo. grãos de trigo maiores. Proto-oncogenes: genes capazes de estimular a divisão celular e estão normalmente inativos em células que não se dividem. frutos sem sementes ou caroço. como resultado de agentes mutagénicos. vertendo-se o conteúdo da célula no meio extracelular. mas por vezes o equilíbrio entre mutagénese e a reparação rompem-se. tumor maligno ou neoplastia maligna: conjunto muito heterogéneo e multifatorial de doenças que têm em comum o facto de apresentarem sempre o crescimento de um tecido neoformado. . Aumenta de volume e rompe-se a membrana plasmática. . MUTAÇÕES. por exemplo. por fim a célula fragmenta-se.Cancro. a célula separa-se das suas vizinhas e a cromatina fragmenta-se.Apoptose: ocorre um conjunto de fenómenos programados geneticamente e que levam à morte da célula. TECNOLOGIA E VIDA . etc. 21 . Estão normalmente ativos. A cromatina da célula apoptótica começa a condensar. Este fenómeno ocorre quando as células apresentam anomalia e já não são mais necessárias ao organismo. plantas mais resistentes e com grandes frutos. . que passam a estimular permanentemente a divisão celular.Necrose: as células morrem devido à ação de substâncias tóxicas ou à falta de nutrientes essenciais.. Oncogenes: são proto-oncogenes alterados.As Neoplasias têm origem genética pois resultam de alterações a nível do DNA. Noutros casos não há citocinese. as quais podem afetar os mecanismo de apoptose e regulação da proliferação celular. * Poliploidias podem surgir por dois processos fundamentais: 1) Não-disjunção dos cromossomas durante a meiose ou mitose. Muitas vezes a poliploidia é provocada em laboratório para que se obtenham. bloqueando a divisão celular. causando uma pequena inflamação.Mutagénese: processo que conduz ao aparecimento de mutações . Catalizam o desdobramento do DNA em fragmentos menores. Cancros hereditários: são muito raros. Metastização: as células cancerosas deslocam-se através da corrente sanguínea ou linfática para outras partes do corpo. Os mais comuns são os plasmídeos das bactérias. Vetor: entidade que possa levar o material genético do genoma de onde foi tirado para o genoma que o vai receber. Podem ligar-se por complementaridade a outro DNA. Caso sejam alterados por agentes mutagénicos passam a permitir que as células se dividam indefinidamente. Extremidades coesivas: pequenas extensões em cada extremidade dos fragmentos de DNA que possuem cadeia simples.135 do livro) 1. Alteração dos genes supressores tumorais Existem 2 tipos de cancro: 1. Quando tal não acontece inicia-se um cancro. Alteração dos proto-oncogenes 2. cujos genes não são essenciais para a sobrevivência da bactéria. A alteração genética está presente em todas as células do individuo. manifestando-se muito cedo. FUNDAMENTOS DE ENGENHARIA GENETICA Endonucleases de restrição: enzimas existentes nas bactérias que cindem o DNA do vírus sempre que encontram uma determinada sequência de pares de bases (zonas de restrição). 2. Cancros esporádicos: resultam de mutações somáticas. Técnica do DNA Recombinante: (p. As células neoplásicas que surgem no nosso organismo são naturalmente eliminadas por apoptose. O gene a inserir é colocado em contacto com o plasmídeo. Plasmídeos: pequenas moléculas de DNA em cadeia dupla. 3. que funciona como dadora. e isola-se o gene que se quer inserir no plasmídeo. Com a enzima de restrição do mesmo tipo abre-se outra molécula de DNA. Ligases do DNA: enzimas que catalisam o processo que permite que os fragmentos de DNA se voltem a ligar. mas em algumas situações pode fundir-se com ela. juntamente com as ligases do DNA 22 . 2. Podem replicar-se na bactéria independentemente da molécula de DNA principal. A enzima de restrição abre a molécula de DNA do plasmídeo num ponto específico. O cancro pode surgir por duas razões: 1. 4. O gene passa a fazer parte do plasmídeo possui agora, para além dos seus genes, o gene estranho (um DNA recombinante) 5. O plasmídeo recombinante em contacto com bactérias pode introduzir-se nelas (estimulação com choque térmico). Estas bactérias funcionam como hospedeiras aceitando o plasmídeo. 6. A partir do DNA recombinante, o gene inserido passa a comandar a síntese da proteína desejada. Alguns plasmídeos possuem genes que lhes conferem resistência a alguns antibióticos, o que permite localizar as bactérias que contêm o DNA recombinante. Sujeitam-se as bactérias a um meio com esse antibiótico e as que resistirem são isoladas, pois possuem o plasmídeo recombinante OGM: Organismos Geneticamente Modificados. Não é ainda seguro que os OGM não disseminem os genes que vão perturbar o equilíbrio das populações naturais. Com a técnica do DNA recombinante pode-se obter um grande número de cópias de um determinado gene e de o colocar a executar uma tarefa desejada (ex: produção de insulina humana) c DNA (DNA complementar) Transcriptase reversa: enzima existente em determinados vírus que catalisam a formação de DNA a partir de RNA. - O mRNA funciona como molde para a síntese de DNA (está em desacordo com o Dogma Central da Biologia Molecular) - A replicação do cDNA é catalisada pela enzima DNA polimerase, que transforma cDNA com uma cadeia numa molécula com duas cadeias. - O cDNA que se obtém provém de uma molécula madura de mRNA, ou seja, desprovida de intrões. Por isso, a porção de DNA que se isola já é funcional. - Este facto facilita a síntese de insulina ao nível do procarionte onde é inserido. 23 Impressões digitais genéticas informativo” e livro p.138 ou DNA fingerprint ver “Texto No seio do DNA existem zonas de restrição que se repetem milhares de vezes, cujo número e tamanho é específico para cada indivíduo. Processo: - A partir de uma amostra de material biológico que contenha material genético faz-se a extração do DNA. - Utilizam-se enzimas de restrição e o DNA é fragmentado em pedaços de diferentes tamanhos - Colocam-se os fragmentos num gel e, submetendo-os a um campo elétrico (eletroforese), eles vão deslocar-se com velocidades diferentes - Ao fim de um certo tempo localizam-se em zonas diferentes do gel - Podem localizar-se esses fragmentos e identificar o indivíduo pelo número de fragmentos em que o seu DNA foi dividido. Reações de polimerização em cadeia (PCR) ver “Texto informativo” e livro p.140 Processo: - Aquece-se o DNA para separar as duas cadeias - A temperatura desce e adiciona-se um oligonucleótido, primer, que se vai ligar ao DNA em pontos específicos, delimitando as zonas a copiar. - Adiciona-se nucleótidos e a enzima DNA polimerase para repor a dupla hélice a partir de uma das cadeias simples. - Repete-se o procedimento até se obterem cópias suficientes do DNA em estudo Problema: conciliar um processo a elevadas temperaturas com a fragilidade da DNA polimerase. Solução: recorreu-se à DNA polimerase de bactérias que vivem em meios muito quentes - Terapia génica somática: substituição de genes que provocam doenças hereditárias num indivíduo adulto. - Terapia génica germinal: substituição de genes que provocam doenças hereditárias num embrião. Não tem atualmente justificação e é reprovada pelos comités de bioética. É preferível selecionar embriões isentos de determinados genes pelas técnicas de reprodução assistida. Ler textos sobre OMG’s das fichas informativas SISTEMA IMUNITÁRIO Definição: células, tecidos e órgãos implicados na defesa do organismo contra agentes estranhos. Está em permanente vigilância. 24 Agentes patogénicos: seres que podem provocar doenças (patologias) Vírus: seres acelular que possuem um património genético constituído por DNA ou RNA (retro-vírus), mas nunca os dois simultaneamente. São rodeados por uma camada proteica (cápside), possuindo, por vezes, algumas enzimas e invólucro externo, o qual é produzido pela células hospedeira onde se multiplicam. São parasitas intracelulares obrigatórios. São incapazes de se reproduzir e de realizar o metabolismo de modo autónomo. Ciclo reprodutor de um vírus (ver imagem pág.155 livro) Bactérias: células procarióticas com uma molécula de DNA circular no seio do citoplasma, não sendo rodeado por invólucro nuclear, sendo por isso chamado de nucleoide. Algumas possuem plasmídeos (pequenos anéis de DNA) que contêm genes acessórios e que se replicam separadamente. Possuem ribossomas e podem reproduzir-se autonomamente (por divisão binária), obter e mobilizar energia do meio. Órgãos linfoides primários: locais de formação das células imunitárias (timo e medula óssea vermelha) Órgãos linfoides secundários: locais de circulação e armazenamento das células imunitárias (baço, gânglios linfáticos, amígdalas e um tecido linfático disperso e associado a mucosas) Células efectoras: são primariamente diferentes tipos de leucócitos que têm origem na medula óssea vermelha (por hematopoiese) e/ou no fígado fetal. Alguns evoluem para células com funções específicas na defesa do organismo. Leucócitos: São células circulantes no sangue, na linfa intersticial ou na circulante; Têm a capacidade de se deformar e penetrar entre as células da parede dos vasos capilares; Apresentam à superfície da membrana glicoproteínas específicas que funcionam como recetores. - Podem ser: granulares e polimorfonucleares1 (eosinófilos, neutrófilos e basófilos) ou agranulares e monomorfonucleares2 (monócitos e linfócitos) 1) Defesa do organismo, fagocitose e resposta inflamatória (libertação de histamina) 2) Defesa do organismo, papel fundamental na imunidade, fagocitose Resposta imunitária depende dos fagócitos (neutrófilos e monócitos macrófagos) e linfócitos (T e B) A fagocitose processa-se por 4 etapas: adesão, ingestão, digestão e exocitose LINHAS DE DEFESA DO ORGANISMO Marcadores celulares: glicoproteínas existentes na superfície das células que diferem de organismo para organismo. Permite que cada indivíduo seja 25 .bioquimicamente único. só aparecendo nos vertebrados DEFESA NÃO ESPECÍFICA: . . Faz parte da imunidade inata 1ª Linha de defesa Barreiras anatómicas (físicas) .Pelos das narinas: 1ª barreira à entrada de micro-organismo existentes no ar .O rubor e o calor são causados pelo maior afluxo sanguíneo . sudoríparas e lacrimais segregam substâncias tóxicas para muitas bactérias. .Adaptativa: são adquiridas mais tardiamente na evolução das espécies.Ocorre a cicatrização por processos mitóticos 26 . 2ª Linha de defesa Resposta inflamatória (esquema 6 das fichas) . Imunidade: diversos processos fisiológicos que permitem ao organismo reconhecer corpos estranhos ou anormais.Quimiotaxia: a acumulação de substâncias químicas inflamatórias ativa o sistema imunitário.Representa uma ação geral de defesa contra corpos estranhos.Inata: linhas de defesa presentes em todos os organismos multicelulares . que fagocitam as células estranham e destroem-nas em vacúolos digestivos por ação de enzimas hidrolíticas . captam corpos estranhos.Secreções e enzimas: as glândulas sebáceas. o que provoca um edema na região .Pele: 1ª barreira mecânica e química. São células muito ramificadas. . São a expressão de genes que existem sob diferentes formas alélicas. neutralizá-los e eliminá-los. pelas enzimas do suco gástrico e pelo muco estomacal. destrói as células anormais ou mutantes vigilância imunitária . Elimina células.A dor no local é devido à distensão dos tecidos e à ação de diversas substâncias químicas sobre as terminações nervosas que existem na zona. do próprio organismo. A camada mais externa da epiderme é constituída por células mortas (córnea protetora). Possuem ainda células especializadas na imunidade . atravessam as paredes dos capilares e passam para os tecidos infetados. Muitos micro-organismos ingeridos com os alimentos são destruídos no estômago pelo ácido clorídrico. atraindo células efectoras para o local .Mucosas: segregam muco que dificulta a fixação de micro-organismo e a sua multiplicação nessas mucosas.Mastócitos e basófilos produzem histamina e outros mediadores químicos que provocam a dilatação dos vasos e aumentam a permeabilidade. e exprimem-se sempre do mesmo modo. degradam-nos e apresentam os fragmentos moleculares aos linfócitos T . que já estão lesionadas ou já envelhecidas.Acontece quando os micro-organismos conseguem ultrapassar as barreiras anatómicas.Os monócitos transformam-se me macrófagos. independentemente do tipo de corpo.Aumenta a quantidade de fluido intersticial.Diapedese: os neutrófilos e monócitos deformam-se. A epiderme possui células especializadas na pigmentação e imunidade cutânea. . os linfócitos adquirem os recetores específicos de antigénios que lhes permite reconhecer esses antigénios. São capazes de resposta imunitária.Atuação: o vírus entra na célula X. que se originam na medula óssea vermelha a partir de linfoblastos.O interferão. etc. mas estimula a célula a produzir as suas próprias proteínas antivirais. Resposta sistémica: envolve todo o organismo. entra na circulação e liga-se a recetores da superfície da célula Y. ex: pólen. .Células imunocompetentes: linfócitos desenvolvidos e com os respetivos recetores. parasitas. . só por si. estes processos são extremamente eficazes e dirigidos especificamente contra determinados elementos estranhos.A febre muito alta é perigosa mas a febre moderada contribui para a defesa do organismo. interatuando com a primeira a segunda linha de defesa. podendo migrar para um tecido linfoide secundário. Faz parte da imunidade adquirida Antigénios: todos os componentes moleculares estranhos que estimulam uma resposta imunitária específica. induzindo a síntese de interferão. Esta é induzida a produzir proteínas antivirais capazes de destruir o mRNA viral. Interferões – proteínas importantes na limitação da propagação de determinadas infeções virais. produzidos por alguns leucócitos. inibindo a síntese proteica. Um dos sintomas é a febre. Podem ser moléculas livres ou estruturas moleculares que existem na superfície de micro-organismos invasores. migrando depois para o timo (linfócitos T) ou permanecendo na medula óssea (linfócitos B) No interior do timo ou na medula óssea. As proteínas antivirais bloqueiam a multiplicação de qualquer vírus que entre na célula Y.Os mecanismos de defesa específica vão sendo mobilizados. não é antivírico. Geralmente são moléculas de grande peso molecular (proteínas e polissacarídeos). tecidos ou órgãos transplantados. . Funções da resposta específica: 1) Reconhecimento: o invasor é reconhecido como um corpo estranho 27 . . As toxinas produzidas pelos agentes patogénicos e certos compostos chamados pirogénios. podem fazer disparar a febre. . Este abandona a célula. Intervêm fundamentalmente linfócitos T e B.O interferão não é específico para um tipo de vírus DEFESA ESPECÍFICA: esquema 7 das fichas . sob a ação de hormonas. Os linfócitos passam depois à corrente sanguínea.Uma vez ativados. Estrutura do anticorpo: . circulando até ao local da infeção. que o permite reconhecer o antigénio. enquanto que outras são constantes. originando clones com o mesmo tipo de recetores. Sítios de ligação: situa-se nas zonas variáveis onde a sequência de aminoácidos é singular e própria para cada tipo de anticorpo e onde se liga um antigénio específico.As duas cadeias mais longas chamam-se cadeias pesadas ou H .São representados em forma de Y e compostos por 4 cadeias polipeptídicas interligadas e idênticas duas a duas. O elevado grau de especificidade resulta de: . estes experimentam uma rápida divisão. Complexo antigénio-anticorpo (ou complexo imune): complexo formado pelo antigénio e anticorpo.As duas cadeias mais curtas são as cadeias leves ou L Nos dois tipos de cadeia existem regiões variáveis de anticorpo para anticorpo.Diferenciação: uma parte das células do clone diferencia-se em plasmócitos (células secretoras de anticorpos).Nesse local toda a estrutura química favorece o estabelecimento de forças eletrostáticas. Um antigénio pode ter vários epítopos. mas prontas a responder rapidamente caso o antigénio venha a reaparecer no organismo.Seleção clonal: o antigénio estimula uma pequena fração dos linfócitos B que possuem os recetores específicos . de ligações de hidrogénio ou de outro tipo de ligação entre antigénio e anticorpo.Estrutura dos sítios de ligação é complementar da estrutura do antigénio . . sendo também designadas de imunoglobulinas (Ig). outras em células de memória que ficam inativas. A produção de anticorpos é específica. Estes são libertados no sangue ou na linfa (chamada antigamente de humores). .2) Reação: o sistema imunitário reage. preparando os agentes específicos que vão intervir no processo 3) Ação: os agentes do sistema imunitário neutralizam ou destroem as células ou corpos estranhos IMUNIDADE HUMORAL . . Determinantes antigénicos (ou epítopos): regiões localizadas na superfície do antigénio que são reconhecidas pelos anticorpos. Esta ligação é feita entre um anticorpo que contém a sequência particular de aminoácidos na zona variável.Pertencem a um tipo de proteínas que têm uma estrutura globular. uma molécula antigénica pode estimular a produção de vários anticorpos.Proliferação clonal: após a ativação dos linfócitos B. Por isso. > Mecanismos de ação dos anticorpos 28 . . As pequenas diferenças nas regiões constantes permitem dividir as imunoglobulinas em 5 classes: Imunoglob ulinas IgG Características e funções Mais abundante no soro humano. As propriedades biológicas são conferidas pelas regiões constantes das cadeias pesadas. suco intestinal e IgA muco. . IMUNIDADE MEDIADA POR CELULAS 29 . suor. No IgD soro em concentrações baixas Liga-se aos basófilos e mastócitos e é responsável por alergias. saliva. enquanto que a função de reconhecimento dos antigénios cabe às regiões variáveis. Pode atravessar a placenta.Neutralização: os anticorpos fixam-se sobre o vírus ou toxinas bacterianas. Isto aumenta a aderência dos complexos às células fagocitárias promove endocitose. como recetor antigénico.Precipitação: se o antigénio é uma molécula solúvel forma-se um complexo imune insolúvel que precipita. leite. A presença do complexo antigénio-anticorpo intensifica a resposta inflamatória Imunoglobulinas: este termo refere-se às características estruturais da molécula. > Incompatibilidades sanguíneas – rever “Sistema ABO” . Os anticorpos não têm capacidade de destruir diretamente os invasores portadores de antigénios. IgE No soro em concentrações baixas Anticorpos pertencentes a classes diferentes podem apresentar a mesma especificidade antigénica. devido à ligação antigénio-anticorpo entre células diferentes (os agentes portadores de antigénios ficam neutralizados) . . Existem recetores nas membranas dos fagócitos capazes de fixarem essa região constante. as regiões constantes dos anticorpos ficam na periferia do complexo imune.Uma transfusão feita a um recetor que possui anticorpos que aglutinam as hemácias do dador produz uma reação transfusional imediata. secreção nasal. dá-se a aglutinação de células. impedindo-os de penetrar nas células.Intensificação direta da fagocitose: após a ligação antigénio-anticorpo.Para evitar isso é preferível realizar-se transfusões isogrupais – o sangue do dador é do mesmo grupo que o do recetor. Estes complexos podem depois ser destruídos por fagocitose. . Existe no colostro e no leite IgM Existe exclusivamente no soro Lágrimas. No soro em concentrações baixas Mais na superfície dos linfócitos B.Aglutinação: se as moléculas antigénicas fazem parte da parede de uma célula. enquanto que o termo anticorpo está associado à sua função imunológica (ligação ao antigénio). devido à informação retida pelos linfócitos Tm (memória).Proliferação clonal: após a ativação dos linfócitos T. Estas células podem surgir por mutações génicas. . em que se verificam diferenças genéticas mais ou menos acentuadas.. 30 . . O cancro só se origina se a vigilância imunitária falhar e não reconhecer ou destruir células cancerosas. . Tc (citolíticos) Ts (supressores) e células de memória – Tm .Tc – produz mensageiros químicos e destroem as células infetadas pelos antigénios .Quando se reincide o excerto a resposta imunitária é muito mais intensa e rápida.Os anticorpos produzidos pelas células B podem facilitar ou diminuir a capacidade das células T atacarem e destruírem as células invasoras .Th – produz mensageiros químicos e intervém na regulação do processo humoral .As células T podem intensificar ou suprimir a produção de anticorpos pelas células B Vigilância imunitária Uma das principais funções da imunidade mediada por células é a de reconhecer e destruir células cancerosas. originando clones com o mesmo tipo de recetores. depois de ativados pelos antigénios. estes experimentam uma divisão menos acentuada do que nos linfócitos B. O linfócito T com os recetores específicos para o antigénio é ativado . Rejeição A rejeição de excertos de tecidos e órgãos também é responsabilidade do sistema imunitário.Há rejeição de excertos quando o dador e o recetor pertencem a estirpes diferentes.Th (helpers). ligado a marcadores individuais. mas controlam a capacidade das células B nessa produção COOPERAÇÃO ENTRE CÉLULAS IMUNITÁRIAS – esquema 7 das fichas informativas Os linfócitos B e T influenciam-se mutuamente: .Seleção clonal: reconhecimento do antigénio apresentado na superfície de uma célula apresentadora (normalmente um macrófago). libertam substâncias químicas que podem provocar a morte da célula por apoptose. as quais promovem o aparecimento de novos antigénio superficiais A destruição das células cancerosas é feita por linfócitos T que.Ts – regulam o processo humoral e o mediado por células Os linfócitos T nunca produzem anticorpos. que depois se multiplicam.Diferenciação: o estado de ativação leva os linfócitos a produzirem e libertarem mediadores químicos e a diferencia-se em efectoras . por vezes durante toda a vida. Esta memória é específica. A vacina desencadeia uma resposta imunitária primária e provoca a produção de células de memória Vacina clássica: solução. Podem ser inofensivas mas para algumas pessoas se comportam como antigénios.187 Quando um antigénio é injetado aparece uma resposta imunitária primária. cujos anticorpos produzidos seriam específicos para esse novo antigénio. Muitas vezes utilizam-se antigénios do agente infecioso ou apenas os determinantes antigénicos. sem risco de infeção. o primeiro encontro com o antigénio provoca a formação de células efectoras e células de memória.. esporos. mas as de memória ficam armazenadas no baço e nos gânglios linfáticos. o que traduz a memória imunitária. Alergénios: substâncias que desencadeiam as alergias. As efectoras sobrevivem. mas que devido à sua baixa seletividade podem comprometer a capacidade do sistema imunitário em relação a outras infeções.4 e Doc. incorporadas em órgãos vegetais manipulados geneticamente. alguns dias. Este é ainda submetido a um tratamento com drogas que suprimem a resposta imunitária. geralmente.5 ALERGIAS Correspondem a estados de hipersensibilidade imunitária traduzidos por reações aberrantes em relação a antigénios específicos e podem conduzir a lesões de tecidos e órgãos. produtos químicos e alimentares. Tipos de hipersensibilidade: 31 . pólen. preparada em laboratório. mais intensa e mais longa. pó. normalmente sintetizadas por um agente patogénico. São inseridos nesses plasmídeos genes que codificam uma ou árias proteínas antigénicas. de agentes patogénicos mortos ou inativos de modo que não se reproduzam. . Se ocorrer um novo contacto com esse antigénio. traduzida pelo aumento de linfócitos B produtores de anticorpos.Para minimizar as rejeições procuram-se tecidos ou órgãos que sejam compatíveis com as características bioquímicas do recetor. Ver fichas informativas Doc. começando depois a reduzir progressivamente. Atualmente trabalha-se para se produzir vacinas comestíveis. pois caso fosse injetado outro tipo de antigénio iria desencadear uma nova resposta primária. o que poderá tornar as vacinas mais baratas e mais seguras. Vacina genética: as mais estudadas são constituídas por plasmídeos de origem bacteriana. vivendo durante muito tempo.Portanto. Exº: ácaros. surge uma resposta imunitária secundária mais rápida. que atingem o máximo. Memória imunitária e vacinação – ver fichas informativas + pág. Ex. Tipo II de 12h Alergias de contacto: Sobreactivação de certas Tardia para se células do sistema imunitário devido à repetida desenvolve aplicação de uma substância sobre a pele. uma das quais é a insulina – segregada por células endócrinas chamadas ilhotas de Langerhans. através de mediadores químicos. São assim produzidos autoanticorpos e células T sensibilizadas contra alguns autoantigénios. r eczema de contacto Património genético constitui um importante fator de risco na génese de certas alergias. edema. O complexo antigénio-anticorpo Imedi imediatame ativa os mastócitos e basófilos.Fase de sensibilização: Resulta da síntese de grandes quantidades de imunoglobulina E (IgE) É a mais que se liga aos mastócitos. 32 . Encontram-se no soro dos diabéticos anticorpos contra células das ilhotas de Langerhans. afluxo de alergénio. .Situação anormal: Uma hiperglicémia crónica que caracteriza a diabetes.Deleção incompleta de clones autorreativos .O timo pode deixar passar linfócitos com moderada ou mesmo elevada afinidade para os antigénios do próprio individuo (quebra da autotolerância) .alergénio. AUTOIMUNIDADE Surgem quando o sistema imunitário se torna hipersensível a antigénios dos seus próprios tecidos. Os linfócitos T destroem as células produtoras de insulina. Mecanismos de desencadeamento: . Leva mais Resposta imunitária mediada por células.Situação normal: A concentração de glicose (glicemia) sofre uma variação que é acompanhada de um retorno rápido ao valor normal.Outras anomalias imunológicas . este vai ligar-se ao IgE dos Tipo I se mastócitos. frequente e Resposta secundária: Num 2º contacto com o manifesta.Ativação policlonal . A insulina permite que a glicose passe do sangue para as células. devido à presença de duas hormonas produzidas no pâncreas.Infeções microbianas ALGUMAS DOENÇAS AUTOIMUNES Diabetes insulinodependente (Tipo 1): . os quais ata nte após o libertam histamina que desencadeia uma contacto resposta inflamatória intensa – vasodilatação com o (diminui tensão arterial).Heranças genéticas . células fagocitárias e secreção de grandes quantidades de muco que causa a contração dos bronquíolos. 33 . em ambientes completamente esterilizados. insuficiência renal e cegueira. .Falha na absorção dos anticorpos .Caracterizada pela destruição (proteólise) das cartilagens pelo sistema imunitário. . A mielina dos axónios e células nervosas é destruída por linfócitos T ou por mediadores químicos. SIDA). dificuldades motoras dos membros inferiores. a qual pode levar ao mal funcionamento do sistema cardiovascular. As injeções de insulina servem para controlar a diabetes crónica mas não ataca a doença.Stress .Em 80% dos casos os sintomas são: perturbações sensitivas. IMUNODEFICIENCIAS Congénita: Exº Indivíduos que não possuem linfócitos T e B. desequilíbrio. ocorrendo lesões na substância branca dos centros nervosos.Drogas citotóxicas / irradiação . Um excerto de medula óssea compatível pode ser um tratamento eficaz Adquirida: Causas Básicas: .Administração de Corticoides . Viroses indutoras de Exaustão Imunológica.Desnutrição . Viroses indutoras de neoplasia linfoide. Artrite reumatoide: . . etc.Alternam-se períodos de crise com períodos de remissão.Insuficiência de colostro . formigueiros.Infeções Bacterianas Crónicas (Exaustão Imunológica) . Pode haver uma pré-disposição genética para a diabetes.Infeções Virais: Viroses linfotrópicas (ex. sistema nervoso. zonas sem mielina e axónios.Linfomas e outras condições neoplásicas . o que leva ao enfraquecimento dos ligamentos e à deformação das articulações Esclerose múltipla: .Falha na transferência de passiva de anticorpos do colostro . Apresentam uma morte precoce. falta de acuidade visual.A longo prazo estas lesões levam a uma atrofia do sistema nervoso central. Os linfócitos B também produzem os anticorpos contra os constituintes da mielina. . As crises podem durar vários dias ou semanas deixando ou não sequelas – “cicatrizes” formadas por tecidos de sustentação.Doença neurológica que se declara entre os 20 e 40 anos. são extremamente sensíveis a infeções. A deficiência é devido a um funcionamento anormal da medula óssea. gangrena das extremidades.Certos linfócitos T reativos confundem determinado antigénio com os autoantigénios do indivíduo e atacam a mielina. tendo que viver isolados. Os macrófagos fagocitam os detritos e apresenta-os ao sistema imunitário. derivadas de um único linfócito B.Tratamento e controlo de certas doenças – soro antitetânico. Por isso.Há. 202 livro .197 IMPORTÂNCIA BIOMÉDICA DOS ANTICORPOS – ver Ficha de Trabalho . enzimas. levando ao enfraquecimento do sistema imunitário Uma pessoa infetada com o HIV reage à sua presença através da produção de anticorpos anti-HIV pelos linfócitos B. antídotos contra venenos.Quando marcados (por fluorescência. etc. Procede-se à fusão de um mieloma com um linfócito B ativado. Imunidade passiva: o organismo não é induzido a produzir anticorpos. 34 . mesmo que não tenha sintomas clínicos – ver fichas informativas + pág. o qual segregam anticorpos monoclonais com a mesma especificidade conferida pelo LB e são culturas celulares permanentes. pelo que a pessoa é denominada de seropositiva e pode transmitir o vírus.Detetar minúsculos conjuntos de moléculas nos tecidos e fluidos . teríamos clones produtores de um único tipo de anticorpo – anticorpos monoclonais pois provêm de um só tipo de clone Os linfócitos B não sobrevivem mais do que uma semana em cultura. …) permitem discriminar os antigénios ligados ao anticorpo marcado dos antigénios nãos ligados – testes de gravidez. radioisótopos. pelo que é difícil a produção de anticorpos monoclonais. Experiência de Fleming – ver pág. terapia tumoral. O HIV é um retrovírus responsável por infetar os linfócitos T4. etc. .Se após a estimulação antigénica isolarmos um clone de células B.Fleming fez uma cultura de bactérias Staphylococcus que foi contaminada com fungos do ar. pois estes são-lhe fornecidos (pelo soro) Imunidade ativa: o organismo é estimulado a produzir anticorpos (pelas vacinas) ANTIBIÓTICOS São utilizados em baixas concentrações para inibir a multiplicação ou matar certos organismos patogénicos. que multiplicam-se rapidamente em cultura e algumas perdem a capacidade de produzir anticorpos. recorre-se aos mielomas (linfócitos B malignos diferenciados em plasmócitos que formam tumores). formando assim um hibridoma. . . por isso. .Verificar compatibilidade de tecidos e órgãos para excertos e transplantes.A seleção clonal dos linfócitos B promove a produção de vários de linfócitos B diferentes e específicos para cada determinante antigénico do antigénio em questão. uma produção diversificada de anticorpos – anticorpos policlonais – que ficam no soro. propriedade conferida pelo mieloma. Isto permite a produção de anticorpos em massa Aplicações dos anticorpos monoclonais: . Vitaminas – vitamina B12 e riboflavina são produzidas industrialmente por fermentação direta.Fornecer nutrientes necessários para os micro-organismos . Este processo tecnológico inclui 3 fases: preparação do material. que permite a produção em boas condições comerciais dada a sua larga utilização no controlo da natalidade. em condições perfeitamente controladas.Verificou que à volta do fungo as colónias de Staphylococcus eram raras.Fleming fez ainda culturas do fungo em meio líquido. . . Ex. mas que convergiam para o local onde estava o fungo. a penicilina foi largamente utilizada pelos exércitos Aliados durante a Segunda Guerra Mundial. Bioconversão e recuperação do produto Preparação do Bioconversão Recuperação do produto material Cultura de células + Separação e rutura das engenharia genética + Fracionamento + células + concentração do fermentação + catálise esterilização produto + isolamento + enzimática + controlo dos purificação fermentadores Esteroides – biomoléculas com diferentes funções. Assim. utilizando culturas de certas bactérias para a 1ª ou fungos para a 2ª.Através da engenharia genética é possível incorporar numa bactéria uma sequência de DNA humano que codifica determinada proteína (ex.Muitas bandas começaram a desaparecer a partir do local onde estava o fungo. desde a esterilização.Então fez uma cultura do fungo Penicillium notatum e contaminou-a com bactérias patogénicas diferentes e em bandas isoladas. etc. que impedia o desenvolvimento de certas bactérias. o pH. Para estimular uma produção com maior rendimento é possível: . que procuraram fabricá-la em grande escala.Evitar contaminação Micro-organismos na produção de proteínas humanas: . Atualmente os antibióticos são produzidos por processos de fermentação em aparelhos designados biorreactores ou fermentadores. . Podem ser sintetizadas por bioconversão.Concluiu que os fungos produzam uma substância. a que deu o nome de penicilina. insulina) 35 .hormonas sexuais (estrogénios e progesterona). filtrou-as e verificou que o filtrado impedia o desenvolvimento das mesmas bactérias . Biotecnologia: ciência que utiliza organismos vivos para a produção ou transformação de substâncias úteis ao Homem Bioconversão (biotransformação): Baseia-se na capacidade dos microorganismos realizarem certas reações químicas que ultrapassam a capacidade de síntese química e que são economicamente favoráveis.Provocar mutações e selecionar mutantes mais produtivos . à temperatura. A penicilina foi depois isolada e purificada por Florey e Chain.. A partir do mRNA que codifica a hormona. As ligases unem o plasmídeo aberto e o gene humano isolado.Foi responsável por: . .Uma enzima corta o DNA de um linfócito humano nas zonas de restrição.As substâncias produzidas não são contaminadas.Existem riscos que levantam problemas de ordem ética PRODUÇÃO DE ALIMENTOS E SUSTENTABILIDADE .Degradação dos solos. Este é integrado no DNA da bactéria Escherichia coli juntamente com uma sequência de DNA regulador.Baixa nos níveis dos lençóis freáticos. Algumas Vantagens da biotecnologia: . permitindo a sua autossuficiência. Por isso recorre-se à biotecnologia microbiana: . . são mais facilmente purificadas. Hormona de crescimento: uma lesão ou deficiência no lobo anterior da hipófise em criança pode provocar atrasos no crescimento ou mesmo nanismo. PRÓS: . Interferões: os interferões produzidos por organismo manipulados são utilizados no tratamento de cancros.Revolução verde (1960-1970): plano alimentar baseado nas inovações tecnológicas que visava satisfazer as necessidades alimentares dos países menos desenvolvidos.Perda de biodiversidade ao substituir as variedades selvagens por sementes selecionadas. são mais específicas e podem ser produzidas em grande escala Desvantagens da biotecnologia: . sem comprometer a capacidade das gerações seguintes satisfazerem as suas necessidades MICROBIOLOGIA E INDÚSTRIA ALIMENTAR 36 .Permitiu a produtividade em certos setores agrícolas (produção de arroz e milho) . . . existente na hipófise. O mesmo acontece com o plasmídeo da bactéria. A bactéria em cultura produz a hormona em grandes quantidades sem qualquer contaminante de natureza humana. obtido a partir de uma biopsia das vilosidades coriónicas . faz-se uma transcrição reversa produzindo cDNA.Permite produzir vacinas em organismo não patogénicos .Aumento da poluição (uso de fertilizantes e pesticidas químicos) . O plasmídeo recombinante é introduzido na bactéria que produz o interferão.Permitiu reduzir a fome nos países onde foi aplicada CONTRAS: .Permite detetar anomalias a partir do cariótipo do feto.Desenvolvimento sustentável: que satisfaz as necessidades das gerações presentes. queijo.Podem produzir estruturas pluricelulares observáveis a olho nu .Podem existir sob forma subcelular (vírus) ou celular .Hidratos de carbono .Louis Pasteur foi o 1º cientista a pôr em evidência a atividade de microorganismos na alteração dos alimentos. que origina etanol por redução: 37 .Redução do piruvato: conduz à formação dos produtos de fermentação FERMENTAÇÃO: Obtenção de energia. o azedar da cerveja e do vinho era causado por bactérias. cerveja..Grande capacidade de se reproduzirem ao Homem rapidamente METABOLISMO AERÓBIO E ANAERÓBIO POSSÍVEIS SUBSTRACTOS: .Grande diversidade metabólica e nutricional sua grande utilidade na produção de substâncias úteis .Após a glicólise ocorre a descarboxilação do piruvato. etc) sem que este soubesse da sua existência .Apresentam baixo grau de diferenciação Justificam a . para destruir as bactérias. a partir da FERMENTAÇÃO ALCCÓLICA . o azedar do leite podia ser evitado pelo aquecimento.A milhões de anos atrás. Micro-organismos: . os micro-organismos proporcionaram a produção de alimentos ao Homem (pão. manteiga.Proteínas REACCÇÕES ENZIMÁTICAS QUE OCORREM NO HIALOPLASMA: .Glicólise: ocorre a degradação da glicose em piruvato . na ausência de oxigénio. Demonstrou que a produção do vinho é feita por fermentação produzida por leveduras.Apresentam pequenas dimensões .Lípidos . vinho. originando-se um composto com 2 átomos de carbono (aldeído acético). para iniciar o processo. . produzem álcool e CO2.Intervêm lactobactérias do género Lactobacillus e Streptoccocus que desencadeiam reações de fermentação no leite.O leite é pasteurizado para eliminar micro-organismos endógenos. o qual pode originar as bolhas de algumas bebidas fermentadas. por fermentação. formando-se espaços do interior do pão. FERMENTAÇÃO LÁCTICA .Após a glicólise. pois bactérias aeróbias do género Acetobacter desenvolvem-se sobre a superfície. originando-se ácido láctico. os quais. utilizando diversos açúcares como substrato . . que se transforma em ácido acético. se a cultura de arranque for de estirpe pura.No caso dos queijos.. formando bolhas que faz aumentar o volume da massa. AÇÃO DAS ENZIMAS Para que se inicie uma reação química é necessário haver colisões entre os átomos das moléculas envolvidas. . combinando-se com o hidrogénio transportado pelo NADH.O vinho deixado em contacto com o ar pode produzir vinagre. oxidando o etanol. .As leveduras convertem os hidratos de carbono do mosto da uva ou da cerveja em etanol e CO2. sendo-lhe depois acrescentadas culturas de arranque.O etanol evapora-se e o CO2 fica retido. .Na panificação as leveduras produzem uma série enzimas que lhes permite decompor o amido da farinha em compostos mais simples. o seu sabor será suave. terão um sabor mais acentuado. que altera o pH do meio. Caso a estirpe for mista. o piruvato experimenta redução. A cozedura mata as leveduras e faz expandir o CO2. provocando a coagulação do leite. 38 .Alguns queijos experimentam um tratamento onde se favorece o crescimento de fungos . . têm maiores dimensões do que o substrato .Enzima endocelular: atua dentro da célula em que é produzida.São específicas .São inibidas a temperaturas muito baixas .A configuração espacial de uma enzima determina a existência de uma pequena região – centro ativo – que é complementar da configuração espacial do substrato (no todo ou em parte) . .Fazer baixar a energia de ativação das reações .Numa via metabólica.A longa cadeia polipeptídica dobrada permite a adaptação da molécula através de alterações conformacionais .No mínimo. .São catalizadores químicos e biológicos .Não alteram o equilíbrio químico das reações .São destruídas a temperaturas elevadas . até à formação do produto final. a sua estrutura tem que ser ternária .Em regra. mais facilitada será a reação química entre os reagentes.Componente proteica Apoenzima .Especificidade relativa: a enzima atua sobre um grupo de substâncias com algumas afinidades entre elas Estrutura das enzimas: .É ao nível do centro ativo que se faz a ligação que forma o complexo enzima-substrato .São proteínas constituídas por uma ou mais cadeias polipeptídicas.Substância não proteica Cofactor 39 . os produtos intermédios servem de substrato à reação seguinte.Enzima exocelular: atua fora da célula em que é produzida.Atuam em reações de anabolismo e catabolismo Cadeia enzimática: sequencia de enzimas que funcionam em cooperação num conjunto de reações Via metabólica: conjunto ordenado de reações que ocorrem com intervenção de uma cadeia enzimática .O não funcionamento de uma enzima na cadeia enzimática conduz à acumulação de um dos produtos intermediários.Especificidade absoluta: a enzima atua sobre uma única substância (substrato) . Energia de ativação: energia mínima necessária para que se inicie uma reação química Características/ Propriedades das enzimas: .Não são destruídas ao participarem na reação . Quanto maior for o número de colisões (maior agitação corpuscular). . não se formando os produtos seguintes . O nº de centros ativos de uma enzima é variável (quando intervêm cofactores há centros ativos adicionais) Variação dos intervenientes numa reação enzimática: Inicialmente há uma grande concentração de substrato em relação à enzima livre . etc): compostos orgânicos que se ligam temporariamente durante a catálise.A especificidade da ligação ao substrato depende do arranjo dos átomos no centro ativo .Coenzimas (Q10.Apoenzima + Cofactor HOLOENZIMA Reações de síntese (anabolismo): enzima + 2 substratos = 1 produto Reações de análise (catabolismo): enzima + 1 substrato = 2 produtos As ligações enzima-substrato são transitórias.O centro ativo tem estrutura permanente onde apenas se pode ajustar um tipo de substrato . a concentração do complexo ES aumenta.Ocupam uma pequena parte do volume total da enzima . A.Mais tarde. a concentração da enzima livre aumenta ligeiramente. A partir do momento que a concentração do substrato atinge valores baixos. Os cofactores podem ser: . este modelo foi considerado muito rígido e estático 40 . a concentração de produto vai aumentando Há uma estabilização das concentrações de enzima livre de do complexo ES. Depois de atuar a enzima fica livre. até que todo este seja transformado em produto. podendo depois ligar-se a novas moléculas de substrato. À medida que a enzima cataliza a reação.Correspondem a uma fenda ou cavidade na estrutura da enzima .Iões metálicos que ligados à apoenzima permitem uma melhor ligação da enzima ao substrato . MODELOS DE LIGAÇÃO ENZIMA–SUBSTRATO: MODELO “CHAVE-FECHADURA” DE FISHER . Características comuns dos centros ativos: . derivados vitamínicos.O substrato liga-se à enzima formando complexos enzima-substracto (ES) Enquanto a concentração de enzima livre e de substrato diminui. o que significa que a velocidade de formação de ES é igual à velocidade da separação da enzima e do produto.Baseado na especificidade da ação enzimática . Existe uma interação dinâmica entre enzima e substrato . induz uma mudança na estrutura da molécula enzimática.O substrato. ao ligar-se à enzima. formando um centro ativo complementar do substrato . MODELO DO “ENCAIXE INDUZIDO” DE KOSHLAND . 41 .Este modelo permite explicar a atividade de certas enzimas que atuam sobre substâncias ligeiramente diferentes. de modo a que os aminoácidos do centro ativo se adaptem. um centro alostérico (centro regulador) onde podem ligar-se inibidores que não têm estrutura semelhante à do substrato. as moléculas desse produto vão inibir a 1º enzima. a probabilidade da ligação enzima-substrato vai aumentar. 2. Por isso.Inibição competitiva: (ex: sulfamidas) uma molécula estruturalmente semelhante ao substrato (inibidor). Ao aumentarmos a concentração do substrato em relação à do inibidor. liga-se ao centro ativo da enzima. Esta inibição tem maior tendência a ser irreversível do que a inibição alostérica.) . quando interatua com uma enzima. provocando a paragem da sequência metabólica. Este controlo representa uma economia celular! FATORES QUE INFLUENCIAM A ATIVIDADE ENZIMÁTICA 1. pesticidas. outras em meio neutro e outras em meio básico. a enzima fica não funcional. . Muitos inibidores são substâncias celulares que regulam a atividade enzimática.Inibição irreversível: o inibidor combina-se permanentemente com a enzima.Inibição alostérica (não competitiva): algumas enzimas contêm. a inativação das enzimas. pelo que a inibição depende apenas da concentração do inibidor. pH: pode alterar a estrutura do centro ativo. inativando-a ou mesmo destruindo-a. (Gás cianídrico. Não há competição pela ocupação do centro ativo. O aumento da temperatura acima da temperatura de desnaturação afeta a estrutura da enzima e a estabilidade do complexo ES desnaturação da enzima. Apesar do substrato e do inibidor poderem ligar-se à enzima. impedindo a ligação do substrato. (Antibióticos.Inibição reversível: o inibidor dissocia-se rapidamente da enzima e a enzima permanece funcional. até esta se anular. devido à compactação das moléculas. desnaturando a enzima. que será retomada logo que deixe de haver excesso de produto final.INIBIÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA Inibidor enzimático: substância que. a ligação do inibidor provoca uma alteração estrutural na enzima que afeta o seu centro ativo e. Concentração do substrato: a velocidade da reação é proporcional à concentração do substrato até a um valor máximo. provoca uma diminuição da sua atividade catalítica. Temperatura: Baixas temperaturas provocam. etc. . normalmente. por isso. para além do centro ativo. Há enzimas que têm a sua atividade ótima em meio ácido. A partir da temperatura ótima verifica-se então um declínio da velocidade da reação. o produto de uma atividade enzimática pode controlar a atividade de outra enzima. uma vez que a energia de ativação também aumenta até um valor ótimo. a partir do qual 42 . A partir de uma temperatura mínima a velocidade da reação aumenta com a temperatura. Quando o produto final está em excesso. 3. combinando-se reversivelmente com enzimas. resistente à ação enzimática.) . etc. a velocidade da reação é diretamente proporcional à concentração da enzima. não há enzimas livres. os centros ativos das enzimas atingem a saturação. Desse modo. MELHORAMENTO E PRODUÇÃO DE ALIMENTOS 43 .Comissão para as Enzimas da União Internacional de Bioquímica (1961): as enzimas dividem-se em 6 classes: CONSERVAÇÃO.Designação estabelecida por Duclaux (1883): a partir do nome do substrato sobre o qual atuam.Inibição competitiva: um aumento da concentração do substrato (até um certo ponto). Inibição alostérica: ação dos inibidores é independente da concentração do substrato. 4.estabiliza. A velocidade máxima é atingida quando todas as moléculas da enzima estiverem ocupadas em catálise. Haverão tantas moléculas inibidas quantas moléculas de inibidor existirem. Concentração da enzima: quando a concentração do substrato é elevada. A inibição poderá ser ultrapassada fazendo aumentar a concentração da enzima. acrescenta-se o sufixo –ase o problema é que não especifica o tipo de transformação que ocorre durante a catálise . CLASSIFICAÇÃO E NOMENCLATURA DAS ENZIMAS . 5. faz aumentar a velocidade da reação (há mais possibilidades da enzima encontrar as moléculas de substrato) b. Inibidores: a. .A produção de alimentos saborosos. .Os principais agentes de alteração alimentar são as bactérias. PROCESSOS DE CONSERVAÇÃO Aditivos alimentares: substâncias adicionadas pelos fabricantes aos alimentos com o objetivo de prolongar a sua conservação e de os tornar mais atraentes. amoníaco e ácido sulfúrico. com libertação de aminoácidos. havendo necessidade de serem conservados. . aminas. como os que contribuem para evitar o aparecimento de micro-organismos. ficando assim sujeitos a diversos micro-organismos. disponíveis e seguros por parte das indústrias alimentares inclui: .As gorduras também se alteram. Dos procedimentos seguidos durante o seu processamento.Processamento de matérias-primas para produzir alimentos estáveis. . degradando as proteínas.A alteração dos alimentos causada pelos micro-organismos é um processo normal na natureza A quantidade e qualidade dos micro-organismos presentes num alimento processado dependem: Da qualidade microbiológica do produto quando fresco. . mas alguns ocultam a falta de certos ingredientes ou a utilização de outros sem qualidade.Os aditivos devem responder a uma necessidade tecnológica e apresentar vantagens para o consumidor. Das condições de armazenamento.A distribuição de alimentos até ao consumidor final com garantias de qualidade.A utilização de micro-organismos ou produtos da sua atividade.Os hidratos de carbono podem fermentar com produção de ácidos. . os produtos podem ser transportados a grandes distâncias e passar por um longo período de armazenamento antes de serem consumidos.Alguns dos micro-organismos são proteolíticos. Alimentos seguros: não prejudicam a saúde do consumidor quando preparados e ingeridos de acordo com as condições corretas de utilização. O consumo de alimentos frescos nem sempre é possível. desde que inofensivos para a saúde. decompondo-se em ácidos gordos e glicerol . Existem mais de 300 aditivos autorizados pela UE. seguindo-se os bolores e as leveduras .Alguns são úteis. . Por outro lado. mantendo o seu aspeto e consistência. álcoois e substâncias gasosas 44 . Das condições de higiene no manuseamento dos alimentos. Novos compostos químicos intervêm na intoxicação alimentar.Novas tecnologias industriais são desenvolvidas. 45 . porque: . . Os métodos de controlo devem ser simples e rápidos e estar em contínua atualização.As técnicas de conservação nem sempre impedem a deterioração microbiana dos alimentos O controlo de qualidade dos alimentos faz parte da indústria alimentar.Novos agentes biológicos se tornam patogénicos. .Os alimentos crus e os alimentos cozinhados não devem ser guardados em conjunto . ovos e leite são alimentos que apresentam substâncias antimicrobianas.Todos os alimentos têm tendência a deteriorar-se devido às enzimas intrínsecas Ervas aromáticas. cebola.. incidindo sobre todas as etapas do processamento de alimentos. Como minimizar a alteração dos alimentos por micro-organismos (em casa): . alho.Os alimentos que foram congelados não devem ser recongelados .Os alimentos não devem ficar expostos ao ar na superfície de trabalho . exigindo novas necessidades de controlo. Conservação de alimentos MELHORAMENTO E PRODUÇÃO DE ALIMENTOS 46 . No processo industrial todos os fatores devem ser rigorosamente controlados (pH. Utilidade dos micro-organismos deve-se: à sua diversidade metabólica e nutricional associada à capacidade de se reproduzirem rapidamente. humidade.Que o meio de cultura e os micro-organismos estão devidamente misturados .Assegurar as condições de assépticas para que as culturas não sejam contaminadas com outros micro-organismos . Muitas vezes. arejamento e dispersão de calor. O desempenho dos micro-organismos é influenciado pelas condições em que se expressa a informação genética.Identificar claramente a atividade das estirpes bacterianas e o produto pretendido (raramente se utilizam estirpes selvagens pois a quantidade de metabolitos é muito baixa) . pH. etc) Fases de um processo industrial que utiliza micro-organismos: Seleção de microMelhorame nto da Matériasprimas e préPreparação do meio de Fermentad or Controlo das Recuperação e formulação do Durante o processo é necessário: . Um processo bem sucedido depende do equilíbrio entre a redução de contaminação e otimização do produto. Melhoramento não recombinante de estirpes é um método tradicional de mutagénese que produz resultados rápidos e vantajosos. Foi ultrapassado pela Técnica do DNA recombinante que tem tido um grande impacto na microbiologia industrial.Escolher estirpes melhoradas para aumentar o rendimento (otimização do produto) . em situações de carência de nutrientes específicos os micro-organismos otimizam a produção de metabolitos.Assegurar as condições ideais de temperatura. produzindo compostos de grande utilidade. humidade. esterilização. temperatura. assegurando a estabilidade genética dos micro-organismos e a qualidade do produto Rendimento: grau de bioconversão do substrato 47 . láctico. Processos de imobilização de enzimas: 48 . Aminoácidos e nucleótidos: aplicados na industria alimentar. Algumas são produzidas por fermentação direta utilizando micro-organismos (B12 e riboflavina). Síntese de B12: bioquímica. Ácido glutâmico e lisina são os produzidos em maior quantidade. . Enzimas: aplicadas na indústria alimentar.Alguns nucleótidos também servem para realçar o sabor dos alimentos.Produtividade: rapidez com que o processo se desenvolve. Lisina: suplemento na alimentação humana. Ácido cítrico: o único produzido exclusivamente por micro-organismos. a partir dos quais pode formar-se outro açúcar. complexa e economicamente viável. aditivo de rações alimentares. a frutose. Síntese de riboflavina: química e bioquímica competitivas. tendo grande aplicação como aditivo em doces e refrigerantes. cítrico) embora a síntese química seja economicamente competitiva. Ácido glutâmico: realça o sabor dos alimentos. que tem elevado poder adoçante. Ácidos orgânicos: podem ser produzidos por fermentação microbiana (ácido acético. As amilases promovem conversão do amido em açúcares. Proteases bacterianas são produzidas em maior quantidade. Este processo é catalisado só por enzimas microbianas e tem sido importante devido ao aumento do preço do açúcar em relação ao preço do amido. Vitaminas: essenciais para nutrição animal. Podem ter um vasto campo de aplicações no controlo da poluição e gestão do ambiente.As enzimas imobilizadas têm sido utilizadas em: . permitindo o reconhecimento e a quantificação de um dado composto a analisar. . drogas na urina. etc.Permitem detetar álcool no sangue. detetando o substrato em concentrações muito baixas. . Enzimas.Redução dos níveis de lactose no leite .Produção de antibióticos .Possuem elevada sensibilidade e especificidade.Produção de biossensores Biossensores: dispositivos analíticos pouco complexos que incorporam um agente biológico como parte fundamental. glicose em fluidos orgânicos. .Conversão da glicose em frutose . micro-organismo e suas aplicações: 49 . 50 . molho de soja fermentado. queijo.Uma função anabólica síntese de substâncias essenciais à nutrição do homem .TRANSFORMAÇÕES BIOTECNOLÓGICAS DOS ALIMENTOS 1) Transformação por Catálise Microbiana: intervêm micro-organismos 2) Transformação por Catálise Enzimática: intervêm enzimas produzidas por micro-organismos (temperatura e pH neutros) 3) Transformação Genética: há alteração no património genético ALIMENTOS OBTIDOS POR: 1) Catálise microbiana: couve fermentada. pão. Hoje conhecem-se 1500 enzimas. chouriço. 2) Catálise enzimática: somente em 1926 Summer isolou e purificou a primeira enzima (urease) a partir de feijocas. Em geral. requeijão.Capacidade para degradar as paredes celulares celulósicas (não digeríveis pelo ser humano). . vinho. salsicha. vermute. tornando a estrutura do alimento mais permeável à saída dos compostos nutritivos que estão no interior. iogurte. cerveja. rum. piclkes. a fermentação implica um ganho no valor nutritivo dos alimentos Os micro-organismos possuem: .Uma função catabólica degradação de compostos complexos em simples. whisky. leveduras.Conversão em áreas agrícolas . Principais causas da desflorestação: . controlo da qualidade e desenvolvimento de novos produtos. bem como os ambientes em que se desenvolvem.Incêndios florestais 51 . .Introdução de espécies que competem com as espécies selvagens . algodão. Transgénicos: tomate. Hidrólise em carnes (para ficar mais tenra). > Criar uma regulamentação relativa aos riscos de cada OMG antes de chegar ao mercado > Novos processos na biotecnologia Novos produtos Novos problemas de segurança alimentar. hidrólise da lactose no soro do leite (tornar o soro doce). humidade. etc. é necessário conhecer os objetivos visados e os riscos adicionais. Uma opinião pública cada vez mais informada exigirá um maior controlo desses processos e produtos EXPLORAÇÃO DAS POTENCIALIDADES DA BIOSFERA Biosfera: subsistema terrestre que inclui todos os organismos existentes e as suas inter-relações. constitui uma ajuda na resolução de deficiências alimentares a nível mundial. carnes. Fatores abióticos: condições físico-químicas – temperatura. vento. . soja. altitude. Fatores que contribuem para a extinção de espécies ameaças à Biodiversidade: . frutas. relevo. etc 3) Manipulação genética: possibilita a modificação dos processos alimentares. posição geográfica. etc. pressão.Um conceito dinâmico que se expressa nas interações recíprocas entre os seres vivos e o meio.Um conceito funcional que sublinha a participação ativa do mundo vivo na criação e dinâmica do ambiente físico e químico.Caça/pesca furtiva e comercialização ilegal de espécies . vinho. arroz. > A engenharia genética trouxe benefícios no processamento industrial de alimentos e na sua qualidade. Biodiversidade: multiplicidade de seres vivos que se agrupam em populações que pertencem a diversas espécies que interagem numa variedade de comunidades e de ecossistemas e que se diferenciam individualmente a nível genético.Agricultura e industrialização . sumos de frutas.Aumento da população humana .Desflorestação e incêndios DESFLORESTAÇÃO: destruição intensiva dos habitats florestais tem assumido proporções alarmantes. peixes. pão. > Contudo.Poluição das águas e solo . milho. renovação e purificação do ar. .Desde a preparação do solo para a plantação até à colheita. Associação de culturas – diversas áreas com diferentes características.Pesticidas e fertilizantes em excesso poluem o ambiente Intensificação da agricultura causa degradação ambiental: 52 . alternadamente. por vezes em quantidades excessivas. constituindo o adubo verde.. nos quais algumas áreas tinham sido destruídas pelas chuvas ácidas. praticada individual ou coletivamente.Poluição atmosférica .Aplicação de adubos orgânicos. onde só se cultiva uma espécie vegetal em grande escala. Pousio – o terreno agrícola é dividido em áreas. Monocultura: .Associação de espécies com diferentes necessidades de nutricionais . . Nessa parcela desenvolvem-se plantas espontâneas ou semeadas. humidade. evita erosão dos solos e torna-os mais férteis. por cultivar durante algum tempo. Rotação de culturas – o terreno agrícola é dividido em áreas. cultivadas simultaneamente. ao longo do tempo. pelo solo e pelo ar .Introdução de espécies exóticas As florestas são importantes para a regulação do clima. irrigação.Baseia-se no conhecimento empírico. que permitiu o desenvolvimento de técnicas no sentido de uma melhor rentabilidade do solo. . aplicação de fertilizantes e de pesticidas.No combate às doenças são utilizados pesticidas que se espalham pelas águas. ficando uma delas. sem disso resultar um aumento significativo de rendimento. previamente selecionadas.Rotação de culturas . de modo que em cada ano todas as parcelas sejam cultivadas com diferentes espécies. com rotatividade de culturas. que mais tarde são enterradas antes da nova cultura.Fragmentação devido à construção de vias de comunicação e expansão de centros urbanos .Utilizam-se fertilizantes sintéticos.Rega com água dos rios ou poços. Agricultura tradicional: . todo o trabalho é efetuado por máquinas: monda. AGRICULTURA: (Ver ficha de apoio) a agricultura tradicional em regime de policultura.Pousio de terrenos após a colheita . que em muitos casos são adubos verdes . foi substituída por uma monocultura.A rentabilidade das grandes plantações assenta nos avanços tecnológicos . O aumento da área florestal fora dos trópicos deve-se às plantações efetuadas em certos países industrializados. para além de abrigar uma enorme diversidade de espécies.Sobrexploração de madeiras . com ou sem solo: mantém um ambiente favorável às plantas em crescimento. . poluentes e pesticidas 4) Riscos para saúde: contaminação da água e comida por pesticidas e agentes patogénicos 5) Perda de biodiversidade: perda de habitats. muitas vezes em quantidades excessivas. mas sem a intervenção do agricultor não há restituição desses mesmos minerais.1) Degradação dos solos: erosão. poluição de aquíferos e linhas de água superficiais 3) Poluição do ar: emissão de gases de estufa. São então utilizados fertilizantes sintéticos. Têm vindo a desenvolver-se técnicas de agricultura com objetivo de melhorar a produtividade e diminuir o impacte nos ecossistemas naturais: Cultivo de plantas em estufa. morte de peixes e predadores Ecossistemas agrários ou agrossistemas: ecossistemas artificiais resultantes das condições ecológicas anormais impostas pela agricultura. 53 .As espécies vegetais selecionadas mobilizam os minerais do solo.A colheita retira o total das plantas e deixa o solo praticamente sem resíduos orgânicos. não sendo absorvidos pelas raízes e ocasionando a poluição do ambiente. ficando os solos rapidamente impróprios para novas plantações. . Permitem ajustar a temperatura. desertificação 2) Poluição da água: gasto excessivo de água. a luz e a concentração de CO2 de acordo com as exigências das espécies cultivadas e obter colheitas precoces e com melhores rendimentos. Muito mais pobres em biodiversidade. perda de fertilidade. salinização. Após a colheita deixar sobre o terreno os resíduos das culturas ou a cobertura herbácea. conduziu à obtenção de novas plantas. Utiliza práticas agrícolas que fomentam o equilíbrio do ecossistema.Agricultura biológica: sistema de produção baseado no funcionamento do ecossistema agrário. Erosão: processo que ocorre naturalmente. Desertificação: consequência da transformação dos solos em terrenos semiáridos ou mesmo áridos devido a mudanças climáticas ou à ação humana. .Distribuição adequada das culturas de acordo com o terreno. etc) . A agricultura biológica também usa “químicos” pois estes fazem parte da constituição de todos os materiais. mas a ação humana é responsável pela aceleração deste processo. que terá grande interesse económico.CULTIVO DE PLANTAS A seleção de sementes. mas. não usa componentes químicos sintéticos. salvo rara exceções.Recorre-se à reprodução assexuada em que os descendentes apresentam características idênticas às do progenitor.Produz alimentos saudáveis ricos em nutrientes . como o cultivo em socalcos ou a plantação de sebes em volta da área agrícola.Respeita a vida selvagem e os ambientes naturais . repolho.Permite uma autêntica segurança alimentar DEGRADAÇÃO DOS SOLOS: o solo é uma película muito fina e frágil à superfície dos continentes. trigo. podendo mesmo conduzir à desertificação. reduzindo a desertificação . Vantagens: . CRUZAMENTO DE PLANTAS E CRIAÇÃO DE ANIMAIS Reprodução seletiva: seleção de plantas e animais que apresentam determinadas características com interesse.Reduz o impacte sobre a biodiversidade . Algumas soluções para a desertificação: .Preserva a vida rural . cujo programa genético associa carateres que existiam separados nos progenitores. com o objetivo de maior produtividade. como por exemplo resistência a doenças e a pragas. Muitas das técnicas são idênticas às da agricultura tradicional. couve de Bruxelas. de novas variedades por cruzamento entre plantas e isolamento progressivo.Fertiliza os solos. .A seleção de plantas por reprodução sexuada é lenta e implica variabilidade genética dos descendentes devido às recombinações genéticas. (ex. couve-flor.Protege a saúde dos agricultores . a manutenção e a melhoria da fertilidade do solo. 54 . animal ou mineral. Substituem-se os agroquímicos por fertilizantes e pesticidas de origem vegetal. .Usa racionalmente a água e preserva os aquíferos . brócolos. mas têm como principal efeito secundário aumentar a proporção de massa muscular em relação às gorduras.Processos de reprodução artificial: Estaca.285) . praticamente. São usadas pelos veterinários para tratar a asma ou reduzir os abortos. Há um ganho para os animais quer em nutrientes. Alporquia. Mergulhia. Podem surgir alergias e resistência aos antibióticos. As bactérias consomem menos nutrientes e produzem menos produtos tóxicos. qualquer tipo de tecido ou mesmo de células isoladas. Etapas do processo: 55 . onde estes são considerados parte de um todo em equilíbrio que integra solo. plantas e animais. quer na redução da toxicidade. Enxertia (p.Efetua-se o cruzamento entre animais com certas características para se obter linhas puras . TÉCNICAS MODERNAS DE REPRODUÇÃO SELETIVA: . Pode-se recorrer à agricultura biológica para a criação de animais.CLONAGEM DE PLANTAS Clonagem por micropropagação: Permite a propagação rápida com interesse económico no domínio da agricultura e floricultura. Porém.Na enxertia. mas com consequências nefastas para os seres humanos e o próprio meio: .A partir do séc.Hormonas sintéticas: servem para acelerar o crescimento dos animais. O sémen de animais com melhores características pode ser criopreservado e depois vendido aos criadores de gado. em regra.XX a inseminação artificial passou a ser utilizada. o uso de antibióticos pode causar danos para a saúde do consumidor. principalmente quando o uso é exagerado.Antibióticos: inibem mecanismos da flora bacteriana intestinal dos animais. pois envolve menos custos. . Razões que levam à seleção de animais: Produção de melhor carne. leite e ovos Produção de pele de melhor qualidade Obtenção de maior descendência Obtenção de animais mais resistentes a doenças e parasitas Para melhorar a produção animal são utilizados métodos industriais procurando a rentabilidade máxima. É possível obter novos indivíduos a partir de.CRIAÇÃO DE ANIMAIS . Tudo isto trás vantagens para o agricultor. associa-se uma planta com bom sistema reticular (porta-enxerto) com uma planta que produz bons frutos (enxerto) . tornando-se indiferenciadas com capacidade para se dividir e originar por diferenciação outros tipos de células. 3) Micropropagação ou enraizamento (4 semanas mais tarde): os microrrebentos transformam-se em calos que são transportados para um meio contendo somente elementos nutritivos. homogénea e económica Utilização de um só indivíduo. selecionado pelas suas características – melhoramento genético As plantas apresentam maior vigor As características selecionadas encontram-se em todo o clone Diminuição do espaço de trabalho Desvantagens Técnica altamente especializada Pode conduzir a uma redução considerável da diversidade das espécies cultivadas A homogeneidade das culturas pode torná-las mais sensíveis a doenças REGENERAÇÃO DE PLANTAS A PARTIR DE PROTOPLASTOS As células vegetais encontram-se ligadas às células adjacentes por uma matriz de pectinas que. o explante. um maciço de células indiferenciadas provenientes da desdiferenciação* das células da planta em multiplicação in vitro. rápida. Esta totipotência é crucial nos processos de clonagem. Fragmenta-se o calo em microrrebentos que são colocados em meios de cultura adequados. juntamente com a parede celular. continuam a desenvolver-se antes de passarem para o ar livre. 4) Aclimatização (15 dias mais tarde): após o desenvolvimento de pequenas plantas. que será colocado num meio com elementos nutritivos e hormonas vegetais (oxinas. Clonagem de plantas Vantagens Produção numerosa. *desdiferenciação: em determinadas circunstâncias. Remove-se uma pequena porção. 6 semanas mais tarde obtémse a plântula. giberelinas. as células diferenciadas podem perder a sua especialização.1) Colocar em cultura (1º dia): Uma folha é colocada em líquido desinfetante e depois lavada com água destilada. elas são removidas para a estufa onde. ácido abcísico. citocininas. colocadas em vasos com terra. etileno) 2) Micropropagação (6 semanas mais tarde): forma-se o tecido caloso (calo). pode ser degradada por processos mecânicos ou enzimáticos levando ao isolamento de células vegetais sem parede protoplastos podem regenerar plantas inteiras quando colocados em meio de cultura em condições assépticas. 56 . melhoramento de qualidades nutritivas. Um dos fatores preocupantes e difíceis de controlar é a transferência de genes geneticamente manipulados para correspondentes selvagens através da dispersão de pólen Obter milho resistente à pirale: 57 . o que permite o aparecimento de mutações raras. adaptação a condições ambientais extremas. aumentando a biodiversidade A engenharia genética possibilitou: resistência às doenças. produção de compostos com interesse económico.Numerosa descendência. alterando as características genéticas e reduzindo o tempo necessário para a produção de novas variedades.ENGENHARIA GENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS Técnica do DNA recombinante: possibilitou a manipulação do genoma de plantas. o que permite uma seleção rápida de novas características . As plantas possuem características que facilitam o melhoramento genético: . resistência a condições ambientais extremas e outras características de melhoramento de plantas. permitindo a fixação de uma nova característica introduzida .Ciclo de vida curto.Podem ser autofecundadas. introduzindo novos genes específicos. sendo a cultura mantida sob condições controladas 6. pois reduz o número de alelos do fundo genético. considerada mãe de aluguer. Injeta-se na vaca a hormona FSH.Apesar das vantagens trazidas pela toxina Bt. formando novos embriões. as células podem ser separadas e colocadas num meio de cultura. . Os óvulos são aspirados e colocados num fluido semelhante ao que existe no oviduto da vaca 4. . e injeções de progesterona asseguram que o útero esteja pronto para permitir o implante. Os embriões podem ser separados por sexo e por genes necessários para produzir as características selecionadas (produção elevada de leite). pois pode prejudicar outros organismos. Cada célula é totipotente.CRIAÇÃO DE ANIMAIS As técnicas de inseminação artificial. a qual provoca uma ovulação múltipla 3. Etapas da FIV e transferência de embriões: 1. Sujeita-se a vaca a uma hiperestimulação ovárica 2. O esperma recolhido do touro é adicionado aos óvulos 5. Cada embrião é implantado no útero de uma vaca. 7. diminuindo a probabilidade de serem produzidas novas variedades. mas reduz a variabilidade genética das espécies. A fecundação in vitro inicia-se e os embriões começam a desenvolver-se. quer naturalmente quer artificialmente.. A clonagem é um processo rápido que envolve poucos custos e produz um elevado número de organismos geneticamente idênticos. 58 . alguns investigadores consideram-na uma ameaça para o equilíbrio ecológico.Descobriu-se que a bactéria Abrobacterium é um vetor natural de transferência de genes.A utilização de plasmídeos de Abrobacterium tumefaciens e de Abrobacterium rhizogenes na transferência de genes deve-se à capacidade destes micro-organismos do solo de . a fecundação in vitro e a transferência de embriões aceleraram o processo de melhoramento genético de algumas espécies. Quando os embriões atingem o estado de 4 a 8 células. invadindo as culturas ou disseminando doenças nessas culturas. como os transgénicos.Diminui o número de mortes causadas por insetos 59 . COMO PROTEGER AS CULTURAS: 1) Luta química: Pesticidas/ biocidas: produtos químicos que combatem as espécies nocivas: Inibem o crescimento das pragas Inibem a biossíntese de ácidos nucleicos. podendo cruzar-se com populações selvagens. da produção de carne. .Pode ter efeitos colaterais negativos a nível de eventuais afeções na saúde pública.Animais resultantes de FIV. . CONTROLO DE PRAGAS Pragas: organismos devastadores que competem com o Homem pelo alimento. . originando partos problemáticos. .Estas técnicas podem ser a solução para a fome mundial Aspetos controversos: .Os animais transgénicos podem sair do espaço onde são criados. não sobrevivendo muito tempo.Muitos animais têm malformações e problemas de saúde.Aumenta a produtividade para uma população crescente .Ratos transgénicos são utilizados como modelos para o estudo de doenças humanas. lípidos ou pigmentos. ENGENHARIA GENÉTICA NA CRIAÇÃO DE ANIMAIS . Inibem o desenvolvimento da plântula Inibem a fotossíntese Desorganizam a membrana plasmática Vantagens: . Este perigo é muito elevado no meio aquático. requerem normalmente mais tempo de gestação e nascem com maior peso.Ovelhas e porcos transgénicos são utilizados para produção de substâncias necessárias para medicamentos ou para transplante de órgãos para seres humanos.) . . etc. decorrente de modificações na anatomia e na fisiologia dos animais (aumento de massa corpórea.Melhoramento genético de animais domésticos com interesses económicos em larga escala. Se ocorressem mudanças ambientais que tornassem o ambiente hostil as espécies clonadas poderiam desaparecer por falta de resistência às novas condições. da resistência a doenças. Persistência de um pesticida: traduz o tempo em que um pesticida mantém a sua toxicidade no ambiente.Ingestão: sendo absorvidos com o alimento . Acumula-se durante a cadeia trófica. Fungicidas: combate os fungos. 60 . Bioacumulação: algumas moléculas do pesticida são absorvidas e acumuladas em tecidos e órgãos específicos dos indivíduos.Causam doenças . Baixo espectro de ação biocidas muito seletivos Inseticidas: eliminam os insetos e podem atuar por: .Perigo de envenenamento . inibem a respiração. em níveis mais elevados do que os normais. Bioampliação: a concentração de alguns pesticidas aumenta quando eles passam sucessivamente para níveis tróficos mais elevados. mais específicos e menos contaminantes para o ambiente. podendo tornar-se perigosos quando são utilizados na alimentação.Efeito cumulativo Espectro de ação: avalia o número de espécies e estádios de vida que o biocida afeta. Os organismos dos níveis tróficos superiores ingerem maior concentração de pesticida. a síntese proteica. após a aplicação.Desvantagens: .Dispêndio económico elevado . Inibem a germinação de esporos. a mitose e a biossíntese de esteróis.Afetam organismos não visados no tratamento . inibindo a germinação das sementes.Poluição .Asfixia > Inseticidas sistémicos: são mais eficazes. impedindo o desenvolvimento das plântulas ou bloqueando a fotossíntese). São transportados pela seiva das plantas e são absorvidos simultaneamente com a seiva pelos insetos consumidores.Contacto: penetrando através da cutícula . Herbicidas: totais (que eliminam todas as plantas) ou seletivos (que atuam apenas sobre determinadas espécies.Aceleram a resistência genética . 2) Luta biológica: práticas alternativas . Normalmente utilizam-se feromonas sexuais colocadas em armadilhas que capturam os insetos ou para atrair predadores 61 .Plantio de sebes em redor das culturas de forma a fornecer habitats para predadores das pragas Alguns micro-organismos podem ser usados como biopesticidas (ex.Culturas em locais onde não existem as suas principais pragas . bactéria Bacillus thuringiensis e as suas toxinas) Feromonas: substâncias químicas produzidas por seres vivos que desencadeiam uma reação fisiológica ou um comportamento específico noutros animais da mesma espécie.Utilização de porta-enxertos resistentes à uma determinada praga .Rotação de culturas .Plantio de culturas marginais para atrair pragas para fora da cultura principal .Cultura em faixas .Policultura em detrimento da monocultura . .O programa de controlo de pragas associa várias técnicas. desenvolvidos em determinada sequência e tempo próprios. por métodos físicos (radiações ionizantes) ou químicos. 3) Luta integrada .Conhecer o funcionamento do organismo desses seres 4) Controlo genético .Conhecer o ciclo de vida das plantas e das respetivas pragas . para competirem com os machos selvagens durante o acasalamento. Os machos estéreis são depois largados na área afetada.Não visa. erradicar as pragas. em determinada fase do desenvolvimento. que incluem métodos de cultura. Para isso é necessário: . mas sim reduzir os prejuízos causados nas colheitas para níveis economicamente aceitáveis.Conhecer os habitats das pragas . Os machos esterilizados impedem a formação de ovos viáveis.Cruzamentos seletivos: obtém-se variedades com as características que interessam 62 . em regra. método de proteção biológica e métodos químicos. Esterilização de machos: criação de grandes quantidades de machos de uma espécie que são esterilizados. POLUIÇÃO E DEGRADAÇÃO DE RECURSOS Impacte ambiental: alterações do meio ocasionadas por ações antrópicas.Redução da quantidade de pesticidas e de fertilizantes em regra altamente poluentes para o ambiente. Pb. etc) e o solo (taxa de erosão. A toxicidade de determinada substância depende de: .Ação de uma determinada dose ao longo do tempo . + .Redução de custos no controlo de pestes . O seu efeito pode ter caráter local. provocam alterações ou impedem o regular funcionamento dos processos naturais. Afeta o ar (CO. regional ou global. Poluentes: substâncias produzidas pela atividade humana que apresentam um impacte ambiental não negligenciável. Toxicidade: capacidade que as substâncias têm em causar efeitos adversos a um determinado organismo. Criam-se plantas transgénicas resistentes..etc). Contaminação: quando a concentração de um composto químico excede determinado valor limite. a água (concentração de O2 e Hg. SOx. temperatura. devido à composição química ou concentração. etc).Modo como ocorreu a exposição do organismo .Engenharia genética: transfere-se para a planta o gene que lhe permite resistir a uma agressor particular. .Dose: quantidade de substância potencialmente nociva que um determinado ser vivo pode ingerir. CONTAMINANTES E EFEITOS FISIOLÓGICOS Poluição: causada por substâncias presentes no ambiente que. Ph. inalar ou absorver através da pele.Modo de funcionamento dos sistemas de eliminação da substância pelo organismo 63 . Este conceito é normalmente associado à ação antrópica. NOx. Algumas substâncias tóxicas podem ser consideradas: Agentes mutagénicos: originam alterações permanentes no genoma de uma célula em relação a uma determinada sequência de DNA. acumulam nos seus tecidos altas concentrações do poluente. metais pesados) Efeito agudo: reação rápida resultante da exposição a uma determinada substância nociva. transformação de um ecossistema lacustre num terrestre) 64 . As alterações podem ser transmitidas à descendência. os níveis de alguns poluentes aumentam de nível para nível trófico – bioampliação. Agentes teratogénicos: fatores que podem ser responsáveis pelo aparecimento de anomalias morfológicas e funcionais num embrião ou feto. pelo contrário. podendo resultar no desenvolvimento de um tumor maligno. Sinergismo: ocorre quando o efeito combinado de dois agentes é superior à soma do efeito que cada agente apresenta quando atua isoladamente. Pode ter origem natural ou cultural (antrópica). Os efeitos revelam-se mais tarde noutras espécies que ocupam os níveis tróficos mais elevados e que.. Poluição da água: quando se verifica a alteração das suas características por ações antrópicas. mercúrio) Ao longo das cadeias alimentares. Efeito crónico: consequência permanente devido à exposição prolongada a uma determinada substância perigosa (ex.Património genético individual DL50: dose que origina a morte de 50% dos indivíduos de uma população estudada. fertilizantes ricos em azoto e fósforo. acumulam-se no organismo (ex. Agentes cangerígenos: provocam alterações ao nível do DNA celular. ALTERAÇÕES DA QUALIDADE DA ÁGUA Devido ao aumento da população humana e à utilização massiva de produtos como detergentes. principalmente azoto e fósforo. que promovem o desenvolvimento de organismos fotoautotróficos (algas verdes e cianobactérias). Eutrofização natural: processo muito lento associado à evolução natural dos ecossistemas. verificam-se efeitos negativos em ecossistemas de água doce. Algumas substâncias ao entrarem no organismo participam nas reações metabólicas que conduzem à sua eliminação pela função excretora ou. Eutrofização: enriquecimento excessivo em nutrientes. A exposição de um organismo a substâncias tóxicas provoca determinados danos que globalmente são designados como resposta do organismo ao agente. por conseguinte. durante um fenómeno de sucessão ecológica (ex. dureza. Lago oligotrófico: .Mesmo quando o O2 é quase inexistente. do organismo que se pretende identificar. turvação.Redução do O2 dissolvido . A poluição pode ser causada por matéria orgânica biodegradável – resíduos que são passíveis de serem decompostos pela atividade de certos seres vivos.Físicas: cor. oxidabilidade.Elevada concentração de nutrientes . 65 . peixes e outros seres vivos morrem.Eutrofização cultural ou acelerada: processo de enriquecimento em nutrientes. fertilizantes agrícolas. passando a competir com os demais organismo e proliferando mais rapidamente que estes.Morte de peixes e moluscos por asfixia Aumento da produtividade primária – proliferação de cianobactérias. ao contrário dos oligotróficos. alcalinidade. num determinado ecossistema pode provir de: esgotos domésticos. acelerado pelas atividades humanas. detergentes. quer em anaerobiose como em aerobiose.Água límpida .Crescimento limitado do fitoplâncton . sólidos dissolvidos totais. substâncias tóxicas.Desenvolvimento do fitoplâncton . algas e outros seres fotossintéticos como resposta ao aumento de nutrientes.Biológicas: densidade populacional. Lagos eutróficos apresentam grande produtividade primária. o influxo de fósforo.Os organismos decompositores aeróbios consomem o O2 dissolvido na água. etc. QUALIDADE DAS ÁGUAS Para caracterizar a qualidade da água é preciso avaliar as variáveis: . CBO – carência bioquímica de oxigénio: quantidade de oxigénio dissolvido na água necessário para a decomposição da matéria orgânica para que ocorra a reciclagem dessa matéria.Químicas: salinidade.Baixos níveis de nutrientes .Aumento da concentração em nutrientes .Crescimento rápido do fitoplâncton .Boa penetração da luz . Assim. .Crescimento da comunidade aquática submersa Lago mesotrófico: .Redução da comunidade vegetal submersa Lago eutrófico: . Num processo de eutrofização cultural. culminando na eutrofização.Aumento da turvação . etc . sabor e odor . azoto e outros nutrientes.Aumento da taxa de decomposição . os decompositores anaeróbios continuam a sua atividade libertando odores e conferindo aspeto e sabores indesejáveis à água. . esgotos industriais.Acumulação de detritos e algas mortas . As partículas orgânicas removidas arrastam consigo uma grande quantidade de bactérias. 3) Tratamento secundário: Num biorreactor. A biomassa que se encontra em suspensão é denominada por sistema de lamas ativas. 4) Tratamento terciário ou avançado: Tratamento físico-químico que conduz à remoção de nutrientes e poluentes específicos. . produzido durante o tratamento anaeróbio. 2) Tratamento primário: Há redução da velocidade e são eliminadas 50% a 60% das matérias em suspensão. pode ser valorizado como fonte de energia. as substâncias orgânicas são oxidadas pela ação de micro-organismos. decantadas sob forma de lamas (lamas primárias).Os biossólidos ou lodos tratados (lamas) podem ser utilizadas como fertilizantes e condicionadores de solo.O biogás. É um processo bastante dispendioso pelo que nem todas as estações o efetuam. Inclui 4 etapas: 1) Tratamento preliminar: O efluente é sujeito a processos físicos (crivagem. diminuindo o CBO. partículas coloidais ou suspensas e matéria orgânica.Promover um ordenamento das zonas ribeirinhas e costeiras . que por aerobiose como por anaerobiose. desareação) com vista à remoção e desintegração dos sólidos de maiores dimensões.Reduzir a utilização de detergentes 2) . .Reciclar óleos usados . tamisagem.Banir petroleiros de casco simples . bactérias e sólidos suspensos.Fossas sépticas .Reduzir a emissão de efluentes tóxicos . À saída.Impedir a exploração de petróleo em zonas sensíveis .Soluções para a poluição da água 1 – Prevenção 2 – Tratamento 1) .ETAR TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS O tratamento de esgotos é feito nas ETARes – estações de tratamento de águas residuais. Depois ocorre nova decantação formando as lamas secundárias.Separar esgotos do sistema de águas residuais . o efluente é constituído essencialmente por água. 66 . Segundo alguns especialista. Aterros sanitários: tratamento do lixo com posterior incineração ou compostagem. em condições de aerobiose. furanos e outros compostos com metais pesados. A colocação dos resíduos é feita de uma forma controlada e existe uma monitorização permanente do local. industriais ou de unidades prestadoras de cuidados de saúde com uma natureza ou composição idêntica da dos domésticos. em vez de se apostar numa política de valorização dos mesmos. Podem-se formar subprodutos perigosos como dioxinas.TRATAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS Com a Revolução Industrial o problema dos resíduos sólidos aumentou. Incineração: tratamento por via da combustão. As lixeiras ou vazadouros geravam problemas estéticos e de saúde pública. RSU – resíduos sólidos urbanos: refere-se não só à mistura de matérias e de objetos de proveniência doméstica. Compostagem: é como uma adaptação industrial de uma prática agrícola. a incineração é um convite à produção de maior quantidade de resíduos. uma vez que o desenvolvimento das sociedades urbanas e industriais ocorreu de forma desordenada e à custa de níveis crescentes de poluição e degradação ambiental. de uma forma controlada. como também engloba os resíduos com origem no setor dos serviços ou estabelecimentos comerciais. Este é um material estabilizado que não deve ficar sujeito à ocorrência de reações de decomposição. em os RSU são reduzidos a cinzas e gases. Resolvem o problema durante um certo período de tempo. um enquadramento paisagístico adequado e um controlo rigoroso dos resíduos. Tem como objetivo a deposição dos resíduos acima ou abaixo da superfície natural. Há decomposição de matéria orgânica. Os aterros necessitam de grandes espaços. ocorrendo a produção do composto. por isso não são a melhor solução. 67 . Vantagens: .Reduz a quantidade de resíduos nos aterros . O novo modelo de desenvolvimento sustentável deve funcionar como um sistema fechado. onde se promova o uso racional da energia.O composto é um material rico em nutrientes . Se o modelo de desenvolvimento atual não for modificado a curto prazo.Atua no solo como uma esponja retendo a humidade e nutrientes .Melhora as características dos solos (nova estrutura) . a reciclagem e a reutilização dos 68 . .Diferenciam-se duas fases: . REDUZIR. RECICLAR E REUTILIZAR Reciclagem primária: transforma os resíduos eliminados pelos consumidores em novos produtos do mesmo tipo. Permite reduzir entre 20% a 90% a utilização de matéria-prima no fabrico de um determinado produto.Os solos ficam menos afetados pela erosão .Não são necessárias grandes áreas para o tratamento dos resíduos .Fase Mesófila (2 a 4 meses): estabilização do produto (composto) atingindo-se a temperatura ambiente. a nossa sociedade entrará rapidamente em colapso.Permite valorizar os resíduos no composto .Diminui a utilização de fertilizantes . geralmente de qualidade inferior. Permite reduzir 25% a utilização de matériaprima. com posterior arrefecimento até 30ºC.Não requer conhecimentos técnicos ou equipamento especializados. Reciclagem secundária: converte os resíduos em outro tipo de produtos.Fase Termófila (2 a 4 semanas): aumento da temperatura até 70ºC. originando uma alteração no equilíbrio térmico do planeta. No entanto.CH4: origem em plantações de arroz.Fusão das calotes polares . a atmosfera terá capacidade de absorver mais radiação IV. minas de carvão. lixeiras… . produção de petróleo e gás natural. Algumas consequências: . aterros. Com o aumento dos gases. aerossóis… Parte da energia absorvida pela Terra é irradiada sob forma de radiação IV. adubos. um controlo das fontes de poluição.CO2: origem nos combustíveis fósseis. garantindo.Extinção de fauna e flora . industrias… . CO2 e CH4.Aumento do risco de incêndios florestais Chuvas ácidas Os gases com azoto e enxofre produzidos nas mais diversas atividades humanas.Menor qualidade da água .6). . e a corrosão/destruição de obras arquitetónicas. ao mesmo tempo. Trata-se de um efeito natural responsável pela manutenção da temperatura terrestre. produzem ácidos como o ácido nítrico e ácido sulfúrico.materiais com a consequente redução dos resíduos produzidos. as atividades humanas têm intensificado este processo.Aumento do risco associado a doenças .N2O: origem nos combustíveis fósseis. que é absorvida pelo vapor de água.Problemas na agricultura e pesca . desflorestação. frigoríficos. entre outros gases presentes na atmosfera.CFC: origem no ar condicionado. Gases com efeito de estufa: . Camada de ozono 69 .Maior probabilidade de infeções alimentares . Estas provocam perdas na produtividade agrícola. dado que se verifica a acidificação dos solos. IMPACTES HUMANOS A NIVEL GLOBAL Efeito de estufa: (ver ficha de apoio) Efeito produzido pela retenção de parte da radiação IV emitida pela superfície da Terra feita por diversos gases que se encontram na troposfera.Aumento do nível médio da água dos oceanos . que constituem a chuva e a neve ácida (pH < 5. ao reagir com o vapor de água existente na atmosfera. que levam à acumulação de compostos com cloro. Existem 3 fatores fundamentais que estão na origem dos impactes ambientais: .O smog fotoquímico forma-se a partir da conjugação entre temperaturas elevadas. a densidade populacional aumentou ligeiramente. .Número de pessoas que constituem a população . principalmente a nível respiratório. a radiação UV pode provocar o aparecimento de cancro de pele e diminuir a produtividade agrícolas. CRESCIMENTO POPULACIONAL E SUSTENTABILIDADE . A sua destruição deve-se aos CFCs: .XX ocorreram inovações tecnológicas que melhoraram muito as condições de vida da população. baixa humidade e gases poluentes. uma vez que a taxa de mortalidade – número de óbitos ocorridos num certo período de tempo por mil habitantes – era muito elevada. resultante da oxidação fotoquímica de poluentes como N2O que são produzidos durante a combustão em indústrias e nos automóveis.Situa-se na estratosfera (15km a 50km). e tem a função de “filtrar” as radiações solares.Com a sedentarização e a domesticação de animais.Na Antártida o caso é mais grave.O chamado “buraco” na camada de ozono é. na verdade. o crescimento da população humana foi muito lento. O O3 troposférico acarreta variados problemas de saúde. Existe um buraco quando o nível de O3 < 220 Dobson.O ozono troposférico é considerado um poluente secundário. constituída por O3. acelerando o seu crescimento (exponencial). A pressão antrópica e a expansão dos centros urbanos aumentaram drasticamente a quantidade de resíduos e calor emitidos. . A remoção da cobertura vegetal dos solos.Durante o séc. mas a esperança média de vida continuava a ser muito baixa.O consumo médio de recursos por pessoas . a impermeabilização e a compactação do solo. uma diminuição acentuada da espessura da camada.Durante muitos milénios. impedindo que a maior parte dos raios UV chegue à superfície terrestre. diminuem drasticamente a biodiversidade. PEGADA ECOLÓGICA E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL 70 . Demografia: estudo dos padrões de crescimento. .Impactes ambientais resultantes da utilização da tecnologia utilizada para produzir cada unidade de um determinado bem de consumo. do movimento e do desenvolvimento das populações humanas. . acelerando a destruição química do O3 Devido à menor proteção da camada de ozono. . As temperaturas muito baixas nesta região favorecem o aparecimento de nuvens polares estratosféricas. .A Revolução Industrial trouxe mais conforto e fez com que a taxa de mortalidade diminuísse. para tornar a pegada ecológica mundial mais leve. o capital natural por nós consumido. os altos níveis de consumo de recursos e de energia não são necessários para sustentar uma boa qualidade de vida No sentido de minorar os impactes ambientais que possam vir a acontecer nos países em vias de desenvolvimento. Eliminar o passivo ecológico: .Melhorar os sistemas produtivos (energias alternativas) . . energia.capacidade de produção biológica num dado ano que pode ser utilizável por um determinado pais tendo em conta a sua área produtiva – através do passivo ecológico diferença entre o valor da pegada ecológica e o da biocapacidade.Somando as várias pegadas parcelares obtemos um valor global que representa uma área produtiva capaz de repor. bens de consumo. floresta. energia fóssil e construídos) e de consumo (alimentação.Esta área pode ser comparada com a biocapacidade .Pegada Ecológica: avalia a extensão com que uma dada população se apropria do espaço biologicamente produtivo. etc. dependendo da escala em causa. Para que a sociedade seja sustentável. a Pegada Ecológica terá de ser inferior à biocapacidade (ou capacidade de carga) do planeta ou região. pelo menos em teoria.Controlo demográfico Redução . transportes. minerais. pastagens.).Proteção. . oceanos. 71 . água… da pegada ecológica . gestão equilibrada e recuperação dos ecossistemas Manutenção da biodiversidade Para um modelo de desenvolvimento sustentável. É urgente gerir de uma forma sustentável os recursos da Terra e apostar numa nova educação centrada na aquisição de competências que permitam promover políticas de sustentabilidade. sugere-se que os benefícios tecnológicos possam ser transferidos dos países desenvolvidos para os que estão à procura desse desenvolvimento. Permite calcular a área de terreno produtivo necessária para sustentar o nosso estilo de vida.Mudança nos padrões de consumo de energia. habitação. Para a calcular é necessário avaliar várias categorias de terrenos (agrícola. • Preferência de produtos “amigos do ambiente”. compra em segunda mão. • Incremento da produção local de alimentos.. • Sempre que possível andar a pé ou de bicicleta. vidro. Transportes • Utilização preferencial de transportes públicos. diminuição do volume de água do autoclismo. Serviços públicos • Adoção de formas de recreio e turismo com menores impactes ambientais (ecoturismo). • Reutilização e reaproveitamento de bens. duradouros. Energia e água • Poupança de energia e água através de simples práticas caseiras. plástico. principalmente ferroviários. embalagens. etc. como seja o isolamento térmico. utilização de sacos de compras reutilizáveis. principalmente de bens supérfluos. • Se for viável. nos quintais e hortas existentes. em detrimento da carne e peixe. reciclados ou recicláveis. Bens de consumo • Redução do nível de consumo.Como reduzir a pegada Alimentos • Preferência pelo consumo de produtos nacionais ou produzidos localmente. pilhas. • Redução do consumo de “fast food”. • Reciclagem de papel. • Adoção de uma alimentação preferencialmente à base de cereais e vegetais. • Manutenção frequente da viatura particular. Resíduos • Compostagem de resíduos orgânicos no jardim ou quintal de casa. 72 . • Reutilização e reaproveitamento de bens. por alimentos da época e produzidos através da agricultura biológica. • Prioridade de compra de produtos que não venham envolvidos em embalagem excessiva. latas (ecopontos). investimento em painéis solares ou outras formas de energia renovável. compra de carros de baixo consumo e abastecidos a gasolina sem chumbo. utilização de lâmpadas e aparelhos elétricos de menor consumo.