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BIOLOGIA Armênio Uzunian Nelson Caldini Junior Nelson Henrique C. de Castro Sezar Sasson SEMI anglo sistema de ensino ROT_Ab_Bio_10.indd 1 5/21/10 3:29:59 PM  R CONSELHO EDITORIAL Guilherme Faiguenboim Nicolau Marmo COORDENAÇÃO EDITORIAL Assaf Faiguenboim ASSISTÊNCIA EDITORIAL Beatriz Negreiros Gemignani Creonice de Jesus S. Figueiredo Denise da Silva Rosa Hosana Zotelli dos Santos Katia A. Rugel Vaz Paula P. O. C. Kusznir REVISÃO TÉCNICA Flávia M. de Lima Moreira (Biologia) Fredman Couy Gomes (História) Gae Sung Lee (Matemática) Matheus Rodrigues de Camargo (Português) Moisés J. Negromonte (Geografia) Nelson Vicente de Souza Junior (Química) Rodrigo C. dos Anjos Barbosa (Física) PROJETO GRÁFICO E FOTOLITO Gráfica e Editora Anglo Ltda. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) ARTE E EDITORAÇÃO Gráfica e Editora Anglo Ltda. Anglo : ensino médio : apostila-caderno. – (0XX11) 3273-6000 São Paulo : Anglo, 2003. Gráfica e Editora Anglo Ltda. Vários autores. MATRIZ 1. Ensino médio Rua Gibraltar, 368 - Santo Amaro CEP 04755-000 - São Paulo - SP 99-4425 CDD-373.19 (0XX11) 3273-6000 www.angloconvenio.com.br Índices para catálogo sistemático: 1. Ensino integrado : Ensino médio 373.19 2010 Código: 829314110 ROT_Ab_Bio_10.indd 2 5/21/10 3:30:03 PM R ÍNDICE Biologia Unidade I – Biologia Celular Capítulo 1 As substâncias biológicas e o metabolismo.............................. 5 Capítulo 2 Biologia Celular................................ 18 Unidade II – Genética Capítulo 3 A Primeira Lei de Mendel e suas variações................................. 28 Capítulo 4 A herança de dois pares de genes. 36 Capítulo 5 A Evolução Biológica....................... 39 Capítulo 6 Noções de Biotecnologia................. 43 Unidade III – Zoologia e Morfologia Capítulo 7 Os grupos Animais.......................... 47 Capítulo 8 Fisiologia animal.............................. 59 Unidade IV – Botânica Capítulo 9 Os grupos estudados na Botânica. 71 Capítulo 10 Morfofisiologia vegetal................... 85 ROT_Ab_Bio_10.indd 3 5/21/10 3:30:03 PM R Unidade V – Ecologia Capítulo 11 Ecologia............................................. 91 ROT_Ab_Bio_10.indd 4 5/21/10 3:30:03 PM  As substâncias CAPÍTULO 1 biológicas e o metabolismo OS CARBOIDRATOS E O METABOLISMO ENERGÉTICO Geralmente, os carboidratos têm um papel energético, sendo usados como combustíveis pelas células. Outros 1 Os tipos de carboidratos e seu papel funcionam como material de reserva energética, como é o caso, por exemplo, do amido e do glicogênio. Alguns, São três as principais categorias de carboidratos: os como a celulose, têm um papel estrutural (como o de refor- monossacarídeos (como a glicose e a frutose); os dissaca- çar as paredes das células vegetais). rídeos (como a maltose e a sacarose); e os polissacarídeos (como o amido e a celulose). Alguns exemplos de carboidratos Carboidratos Constituído por Ocorrência Papel biológico 123 Matérias-primas para 123 Monossacarídeos ribose RNA Pentoses a síntese de ácidos desoxirribose DNA nucleicos 123 123 glicose Sangue, mel, vegetais Energético Hexoses frutose Vegetais Energético galactose Leite Energético 1442443 Cana-de-açúcar e Sacarose Glicose e frutose vegetais em geral Dissacarídeos Vegetais e no tubo Todos têm papel Maltose Glicose e glicose digestório, como energético, após resultado da a hidrólise digestão do amido Lactose Glicose e galactose Leite 123 123 123 Raízes, caules, folhas Reserva energética Amido Várias glicoses Polissacarídeos e frutos vegetal Paredes celulares Reforço esquelético Celulose Várias glicoses Vegetais em vegetais Fígado e músculos Reserva energética Glicogênio Várias glicoses animal Amido Glicogênio O O O O O O O O O O O O O O O O O O O CH2 O O O O O O O O O O O CH2 O O O O O O O O O O O O O O CH2 O O O O O O O O O CH O O O O O O O O O O2 O O O O O O O O CH2 O O O O O O O O O O O O O O O O O O O Celulose Apesar de constituídos pelas mesmas unidades básicas, amido, glicogênio O O O O O O O O O O O e celulose, são substâncias com O O O O O O O O O O propriedades diferentes. SISTEMA ANGLO DE ENSINO 5 BIOLOGIA Rot_Bio_P1_10.indd 5 5/21/10 3:57:18 PM  2 A entrada dos carboidratos nas células Moléculas pequenas Para que um carboidrato atravesse a membrana celu- lar e seja utilizado na célula, ele precisa estar sob a forma de monossacarídeo, os açúcares mais simples. Para que se um dissacarídeo – constituído por duas moléculas de mo- óli Sí nossacarídeos ligadas uma à outra – possa ser utilizado, nte Hidr primeiramente ele precisa ser hidrolisado por enzimas se digestivas. O mesmo ocorre com os polissacarídeos como o amido, moléculas gigantes que necessitam de digestão para que suas unidades constituintes entrem nas células e sejam metabolizadas. H2O H2O Molécula grande Quando moléculas pequenas se juntam Moléculas pequenas, individuais para formar um polímero (molécula maior), ocorre saída de água (desidratação). A reação com a adição de água, ao contrário, Moléculas pequenas ligadas entre si leva à hidrólise da molécula grande. Transformações sofridas pelos carboidratos no tubo digestório É absorvido Local da hidrólise Nome da Carboidrato Transforma-se em pelo sangue? e suco digestivo enzima digestiva Amilase salivar Boca; saliva (ptialina) Moléculas Amido Não Duodeno; suco Amilase de maltose pancreático pancreática Celulose Não — — — Sacarose Não Intestino delgado; Sucrase Glicose + frutose suco entérico Maltose Não Intestino delgado; Maltase Glicose + glicose suco entérico Lactose Não Intestino delgado; Lactase Glicose + galactose suco entérico Glicose Sim — — — Frutose Sim — — — Galactose Sim — — — 3 Os carboidratos liberam energia na célula Há dois processos principais de liberação de energia nas células (portanto, exotérmicos): a Liberação de energia fermentação, anaeróbica; e a respiração, que Combustível celular química para o ocorre em presença de oxigênio. A fermentação (rico em energia) trabalho celular libera menos energia, por molécula de glicose e consumida, do que a respiração. Enquanto a fer- Quantidade mentação ocorre no hialoplasma, a maior parte de energia da respiração acontece na mitocôndria. Ambos os química das processos têm muitas etapas, que descreveremos substâncias resumidamente. Fermentação Substâncias com A fermentação e a e/ou respiração pouca energia respiração liberam energia e, química portanto, são reações exotérmicas. SISTEMA ANGLO DE ENSINO 6 BIOLOGIA Rot_Bio_P1_10.indd 6 5/21/10 3:57:19 PM  Observe e compare as equações da fermentação alcoólica e da respiração, dadas a seguir. C6H12O6 Enzimas 2 C2H5OH  2 CO2  Energia Glicose Álcool etílico Gás carbônico Fermentação alcoólica C6H12O6  6 O2 Enzimas 6 CO2  6 H2O  Energia Glicose Oxigênio Gás carbônico Água Respiração Observe que a respiração “quebra” a glicose de uma forma mais completa do que a fermentação; assim, a respiração libera mais energia do que a fermentação. Toda a energia liberada, tanto na fermentação como na respiração, é armazenada em ligações químicas nas moléculas de ATP (adenosina trifosfato). Combustível celular ATP Energia Quantidade de energia química das substâncias Fermentação Energia para o A energia trabalho celular e/ou respiração liberada pela Resíduos respiração pouco e pela energéticos fermentação é armazenada por moléculas de ATP. = Adenina (base orgânica nitrogenada) P ⬃ P ⬃ P P = Fosfato Adenosina Monofosfato de adenosina = Ribose (açúcar de 5 carbonos) Difosfato de adenosina ⬃ = Ligações de alta energia Trifosfato de adenosina A estrutura do ATP. Quando existe energia liberada pela fermentação ou pela respiração, moléculas de ADP se “carregam” e, ao combi- nar-se com fosfato, se transformam em ATP. Havendo necessidade de energia para o trabalho celular, moléculas de ATP “descarregam” sua energia, e se transformam novamente em ADP + P. SISTEMA ANGLO DE ENSINO 7 BIOLOGIA Rot_Bio_P1_10.indd 7 5/21/10 3:57:19 PM  Adenosina Difosfato Fosfato Adenosina Trifosfato Trabalho celular   7 Kcal P P P Respiração P P P e/ou fermentação ATP ADP  P  Energia Estruturas do ATP e do ADP, e como um se transforma no outro. A respiração pode ser dividida em três etapas: a glicólise, que ocorre no hialoplasma e origina duas moléculas de ácido pirúvico, que penetram na mitocôndria; o ciclo de Krebs, no qual a acetilcoenzima A, proveniente do ácido pirúvi- co, é “desmontada”, resultando em gás carbônico, que sai da célula, e hidrogênios; e, por fim, a cadeia respiratória, na qual os hidrogênios, retirados das várias etapas e transportados pela substância NADH2, se combinam com o oxigênio, formando água e liberando energia, armazenada toda ela por moléculas de ATP. CO2 NADH2 Crista H2 Ácido Glicose Acetilco A Krebs ADP ATP pirúvico H2 ⫹ Glicólise P O2 H2O Um resumo das etapas da respiração no hialoplasma e na mitocôndria. 4 Os carboidratos são produzidos por fotossíntese Esse processo, em organismos clorofilados, consiste na absorção de luz, de gás carbônico e de água e resulta na produção de carboidratos (como a glicose) e do gás oxigênio. Portanto, trata-se de um processo endotérmico, no qual substâncias com pequena quantidade de energia química (gás carbônico e água) se transformam em substâncias ricas em energia química, como a glicose. Combustível celular (rico em energia) Energia luminosa Quantidade de energia química das substâncias Fotossíntese Substâncias com A fotossíntese pouca energia é um processo química endotérmico, que absorve energia luminosa. SISTEMA ANGLO DE ENSINO 8 BIOLOGIA Rot_Bio_P1_10.indd 8 5/21/10 3:57:19 PM  Observe a equação geral da fotossíntese: Clorofila 6 CO2 ⫹ 6 H2O ⫹ Luz C6H12O6 ⫹ 6 O2 Enzimas Gás Água Glicose Oxigênio carbônico O processo de fotossíntese ocorre no interior de orgânulos chamados cloroplastos. Os vegetais têm nutrição dita autotrófica, já que eles sintetizam seu próprio alimento orgânico, diversamente dos animais, que são chamados heteró- trofos, por terem a necessidade de retirar seu alimento orgânico de outros seres vivos. O esquema a seguir integra os processos de fotossíntese, respiração e fermentação na natureza. Observe-o com aten- ção. Somente organismos Organismos com clorofila clorofilados e organismos sem clorofila (Autótrofos e heterótrofos) Combustível ATP Energia luminosa celular Quantidade de energia Fermentação Energia química das Fotossíntese e/ou para o substâncias respiração trabalho celular Substâncias Substâncias pouco pouco energéticas energéticas Fotossíntese, fermentação e respiração: a integração dos processos. Na natureza, há intercâmbio entre mitocôndrias (sede de grande parte do processo de respiração celular) e cloroplas- tos (responsáveis pela produção de matéria orgânica). A fotossíntese consiste em várias reações. Essas reações podem ser divididas, resumidamente, em duas fases: a fase de claro, que ocorre nas partes clorofiladas do cloroplasto (lamelas e grana); e a fase de “escuro”, cujas reações ocor- rem no estroma, parte do cloroplasto sem clorofila. O esquema a seguir mostra os eventos importantes que ocorrem em cada fase. ADP  P H2O CO2 ATP Reações Reações Luz de de Glicose claro “escuro” NADPH2 As principais substâncias O2 envolvidas nas NADP reações da fotossíntese. SISTEMA ANGLO DE ENSINO 9 BIOLOGIA Rot_Bio_P1_10.indd 9 5/21/10 3:57:19 PM  AS PROTEÍNAS E O METABOLISMO DE CONSTRUÇÃO pende do número de aminoácidos que as constituem. Em seguida, quanto aos tipos de aminoácidos; e, por fim, 5 Os papéis das proteínas quanto à sequência. Todos esses fatores fazem com que as proteínas sejam muito variadas. Há três principais papéis desempenhados pelas proteí- Quando comemos proteínas, elas são “desmontadas” nas nos seres vivos. Algumas proteínas são estruturais, no nosso sistema digestório, originando aminoácidos, ou seja, constroem a matéria viva. Outras funcionam como que penetram nas células. No interior de cada célula, os enzimas, tendo o papel de catalisar reações. Outras, ain- aminoácidos se ligam uns aos outros, porém na sequência da, os anticorpos, desempenham papéis de defesa nos correta para produzir as proteínas características de nos- animais, contra a invasão de microrganismos. sas células e de nosso organismo. Essa montagem ocorre em organoides chamados ribossomos, sendo controlada, 6 A constituição das proteínas geneticamente, pela ação do DNA. São macromoléculas constituídas pela reunião de pequenas unidades, os aminoácidos. Existem 20 tipos Proteína da Proteína da diferentes de aminoácidos na natureza. Observe, nos es- espécie A espécie B quemas a seguir, a fórmula geral de um aminoácido e as fórmulas de 4 aminoácidos dentre os 20 existentes. H O Fórmula geral R C C de aminoácido. OH R = radical específico NH2 do aminoácido. H H O O H C C H3C C C OH OH NH2 NH2 Glicina Alanina H H H3C O O O CH C C C C C C C H3C OH HO OH NH2 H2 H2 NH2 Valina Ácido glutâmico As unidades de duas proteínas H H H diferentes O O podem ser HO C C C H3C C C C as mesmas, OH OH porém H2 NH2 OH NH2 arranjadas de outro modo. Serina Treonina Quando uma proteína é estudada em relação à compo- Em azul, estão indicados os radicais de 4 tipos de aminoácidos. sição do fio proteico (número de aminoácidos, tipos utili- Observe que o restante da molécula é idêntico em todos eles. zados e sequência), fala-se em estrutura primária. Geral- mente, as proteínas se apresentam enroladas em forma de Os aminoácidos se ligam entre si por ligações peptídi- hélice: é a estrutura secundária. A hélice, por sua vez, se cas. Moléculas com pequeno número de aminoácidos são dobra sobre si mesma, adquirindo uma forma própria no ditas polipeptídeos. Acima de 80 aminoácidos, fala-se em espaço, que é chamada estrutura terciária. proteína. Em última análise, a forma da proteína (ou sua estrutu- As proteínas podem diferir, uma em relação à outra, em ra terciária) depende da sequência de aminoácidos presen- vários aspectos. Inicialmente, quanto ao tamanho, que de- tes no fio proteico. SISTEMA ANGLO DE ENSINO 10 BIOLOGIA Rot_Bio_P1_10.indd 10 5/21/10 3:57:20 PM  Ponte de hidrogênio N C R C N O H C C H C O C H C C N N O H N H C O C H C N C C O N R C O C H H N R H C C N N C C O C O O C H C H H N H N C O C N C H C H C R C O C N N C O H N C O C N O Estrutura Estrutura Estrutura primária secundária terciária As três estruturas de uma proteína. O papel biológico de uma proteína na célula depende, Proteína desnaturada fundamentalmente, de sua forma (ou estrutura terciária), que, por sua vez, depende, como já vimos, da sequência de aminoácidos. Proteína ativa A mudança de um ou de poucos aminoácidos na se- quência de uma proteína, no momento de sua fabricação, que ocorre por um defeito no gene que comanda sua pro- dução, pode modificar sua forma e, portanto, sua função. Calor O calor modifica a forma da proteína, ou seja, a desna- tura. Normalmente, isso inativa a proteína, que deixa de exercer sua função normal na célula. A desnaturação de uma proteína pelo calor. A “forma” da proteína se modifica, uma vez que algumas ligações químicas se desfazem. 7 A função das proteínas Observe, na tabela a seguir, alguns exemplos de proteínas de construção (ou estruturais). Proteína Ocorrência Papel nos organismos Confere resistência a essas estruturas. Presente na pele. Existe também nos Colágeno Nos ossos, por exemplo, o cálcio só é responsável pela ossos, nas cartilagens e nos tendões. rigidez, enquanto o colágeno confere resistência. Presente na superfície da pele dos ver- Impermeabiliza a superfície do corpo dos vertebrados ter- tebrados terrestres. restres. Importante proteção contra a desidratação (não Queratina Maior componente de bicos, unhas, confundir com a quitina, dos artrópodes, que é um polis- pelos, garras, escamas. sacarídeo). Actina e As duas proteínas constituintes dos Têm a propriedade de contração; portanto, estão relacio- miosina músculos. nadas ao movimento. Presente nas hemácias dos vertebra- Relacionada ao transporte de gases da respiração, princi- Hemoglobina dos. palmente o oxigênio. A proteína mais abundante no plasma, Confere ao sangue a viscosidade e a pressão osmótica Albumina a parte líquida do sangue. É também adequadas. No caso da clara do ovo, funciona como uma encontrada na clara de ovo. reserva alimentar para o embrião em desenvolvimento. SISTEMA ANGLO DE ENSINO 11 BIOLOGIA Rot_Bio_P1_10.indd 11 5/21/10 3:57:20 PM  As enzimas são proteínas obrigatórias para a ocorrência de reações do metabolismo. Elas facilitam essas reações, permitindo que ocorram com maior velocidade. São também específicas, ou seja, catalisam somente um certo tipo de reação, por se ligarem a um determinado substrato, numa reação de chave-fechadura. Observe a equação a seguir, na qual E = enzima, S = substrato, ES = complexo enzima–substrato e P = produto. Observe que, ao final da reação, a enzima é devolvida intacta, não tendo sido consumida. E+S ES E+P A especificidade da enzima depende de sua forma e, portanto, de sua “habilidade” para se ligar a um certo substrato. Observe o esquema a seguir: + Enzima Açúcar Maltose e maltase Duas moléculas maltase maltose ligam-se quimicamente de glicose são formadas A hidrólise da sacarose não é catalisada pela maltase Enzimas não apenas sintetizam reações de “quebra” de um substrato, como também participam de reações de síntese, ou construção, de moléculas mais complexas. Substratos Produto A enzima está catalisando uma reação em que um Complexo produto é sintetizado enzima–substrato a partir de duas moléculas Enzima Enzima de substrato. O funcionamento de uma enzima também é influencia- Altas temperaturas desnaturam as enzimas, porque, do por fatores como o pH e a temperatura. Assim, cada ao se modificar a estrutura terciária, não ocorre mais a li- enzima tem uma temperatura “ótima” de funcionamento, gação com o substrato. assim como um pH “ótimo”, nos quais ela age com maior eficiência. Observe os gráficos a seguir. Velocidade da reação Calor Máximo Enzima Maltase maltase desnaturada A tabela abaixo relaciona algumas enzimas e suas fun- ções. pH ótimo Valor do pH Velocidade Enzimas e seus papéis da reação Enzimas Papel Máximo Catalisa a hidrólise do amido até moléculas Amilase de maltose. Catalase Catalisa a decomposição da água oxigenada. Catalisa a hidrólise das proteínas no estô- Pepsina mago. Temp. ótima Temperatura DNA polimerase Catalisa a duplicação do DNA. pH e temperatura são fatores que influem no funcionamento de RNA polimerase Catalisa a produção de RNA pelo DNA. uma enzima. SISTEMA ANGLO DE ENSINO 12 BIOLOGIA Rot_Bio_P1_10.indd 12 5/21/10 3:57:20 PM  Anticorpos são moléculas de proteínas, produzidas Os genes são pedaços de molécula de DNA capazes de em resposta à entrada de antígenos, moléculas estranhas controlar o metabolismo celular. Resumidamente, pode-se a um organismo – normalmente proteínas ou polissacarí- dizer que o gene tem dois importantes papéis: deos estranhos. Como as enzimas, os anticorpos são espe- Transmitir a informação genética, de uma célula para cíficos, ou seja, cada anticorpo se liga a apenas um deter- outra, pela sua capacidade de autoduplicação. minado antígeno, inativando-o. Comandar a síntese de proteínas, da seguinte forma: Uma vez produzido o anticorpo, o sistema imunitário o DNA fabrica RNA (processo dito transcrição); o conserva a “memória” de imunização, o que permite que RNA vai ao citoplasma, se associa a ribossomos e ge- esse anticorpo, a partir de então, seja novamente produzi- rencia a síntese de uma certa proteína (tradução). do com muita rapidez. O organismo foi imunizado ativa- O esquema a seguir retrata, de forma resumida, esses mente. É o que ocorre ao se contrair uma doença ou ao se dois papéis. tomar uma vacina. Quando se contrai uma doença, o organismo reage à penetração dos antígenos do microrganismo, produzindo taxas cada vez maiores de anticorpos. Devido à “memó- ria” de imunização, muitas doenças são contraídas apenas Tradução uma vez na vida. Na vacinação, o microrganismo morto ou enfraque- Transcrição cido (ou, ainda, uma pequena parte dele) é introduzido no indivíduo a ser imunizado. Sem contrair a doença, o or- ganismo reage aos antígenos e produz anticorpos, ficando protegido, a partir disso, contra a invasão daquele micror- ganismo específico, mesmo que virulento. RNA Proteína No caso de doenças já instaladas, pode-se ministrar o soro terapêutico. São anticorpos prontos, produzidos por outro organismo (o cavalo, por exemplo), que são inje- tados para o combate direto aos antígenos. A imunização é dita passiva, pois não há memória imunitária. Exemplos: Duplicação soro antiofídico, soro antitetânico, soro contra a difteria. No gráfico a seguir, observe a produção de anticorpos DNA subsequente à inoculação de uma vacina (imunização ati- va). Repare na diferença de resposta por ocasião da pri- DNA meira inoculação e da segunda. Resposta Resposta 9 A estrutura dos ácidos nucleicos primária secundária 144424443 144444424444443 DNA e RNA são macromoléculas constituídas por pe- Segunda inoculação quenas unidades, os nucleotídeos. Cada nucleotídeo tem, de vacina na sua composição, uma molécula de ácido fosfórico, uma anticorpos no soro Concentração de pentose (açúcar de 5 carbonos) e uma base nitrogenada. A pentose, no RNA, é a ribose; e, no DNA, a desoxir- Primeira ribose. As bases nitrogenadas adenina, citosina e guanina inoculação são comuns ao RNA e ao DNA. A timina é exclusiva do de vacina DNA, enquanto a uracila é encontrada somente no RNA. Fosfato Base nitrogenada 0 30 60 90 120 150 180 Pentose Tempo (em dias) Representação esquemática do nucleotídeo. O METABOLISMO DE CONTROLE: ÁCIDOS NUCLEICOS E SÍNTESE DE PROTEÍNAS D A R A D Desoxirribose 8 Os ácidos nucleicos e seu papel biológico D G R G Ácido fosfórico Os ácidos nucleicos são o DNA e o RNA. Substância D C R C R Ribose já identificada como sendo o material genético da maior parte dos seres vivos, o DNA está relacionado à transmis- D T R U são da informação genética de uma célula para a outra. Já o DNA e o RNA, em conjunto, controlam a atividade da Os tipos de nucleotídeos encontrados no DNA (à esquerda) e no célula por meio da síntese de proteínas. RNA (à direita). SISTEMA ANGLO DE ENSINO 13 BIOLOGIA Rot_Bio_P1_10.indd 13 5/21/10 3:57:21 PM  Algumas características do DNA e do RNAm Ácido desoxirribonucleico Ácido ribonucleico Localização principalmente no núcleo no núcleo e no citoplasma citosina citosina timina uracila Bases nitrogenadas adenina adenina guanina guanina Pentose (açúcar) desoxirribose ribose síntese de proteínas; e, em alguns Papel na célula informação genética vírus, informação genética Hidrolisado pela enzima desoxirribonuclease ribonuclease Enzima que catalisa a síntese DNA polimerase RNA polimerase A molécula de DNA é uma dupla-hélice: as duas fitas Molécula original se complementam, sendo que a adenina de uma fita pareia A T com a timina da outra, enquanto a citosina pareia com a T A A T guanina. O que faz com que uma molécula de DNA seja di- G G C ferente de outra é a sequência dos nucleotídeos, que pode T A G C variar de maneira praticamente infinita. C G A A T G C C G A T T T A G C A T P P P G C C G G T T A C D D D G C C G G A A A C C T G T T T C T G C T C T P P P A A A C A C A A T Fita original T T G D G C D D A A Fita original T T C G A T P P G P C T T T A Fita nova D D D P P P G C Duplicação semiconservativa do DNA. T A D C D C G D C G A T P P P Quando o DNA produz D A D A T D RNA (transcrição), apenas A T T A P P P uma das fitas de DNA serve G C D G D G C D de “molde’’ para a produção C de uma molécula de RNA de T A fita única. A transcrição é G C catalisada pela enzima RNA A T RNA polimerase Polinucleotídeo Dois filamentos pareados polimerase. C G T A T U A P = fosfato D = desoxirribose Dupla-hélice G G C C C G DNA G G C G G C A A T Os níveis de organização na estrutura do DNA. T U A G G C 10 A duplicação e a transcrição C C G G G C A molécula de DNA é capaz de se autoduplicar (dupli- A T A U C cação semiconservativa), evento que ocorre na intérfa- A A T G se dos ciclos celulares. Na autoduplicação, catalisada pela G C A Sob ação de RNA polimerase, DNA polimerase, as duas fitas se afastam uma da outra, e, uma das fitas da molécula T A G C G nas bases dessas fitas originais, se encaixam nucleotídeos de DNA sintetiza livres, existentes na célula. Observe o esquema, e repare RNA uma molécula de RNA, A T que uma fita nova (vermelha) está se formando sobre cada de fita simples. Essa G C uma das fitas originais, que se afastaram uma da outra. síntese é chamada transcrição. SISTEMA ANGLO DE ENSINO 14 BIOLOGIA Rot_Bio_P1_10.indd 14 5/21/10 3:57:21 PM  Os esquemas a seguir dão uma noção comparativa dos processos de duplicação e de transcrição. + A T A T A T A T G C G C G C G C C G Enzima: C G C G C G C G C G C G C G T A T A T A + T A A T A T A T A T A T A T DNA A T A T A T A T T A polimerase T A T A T A T A G C G C G C G C G C C G C G C G C G C G DNA DNA Duplicação do DNA (ou replicação). Gene para a proteína X + A T A U T A T U G C G C C G C C C G Enzima: C G G C G G C G C G G C G G T A T A A T A + A A T A U T A T U A T RNA A U T A T U T A polimerase T A A T A A G C G C C G C C C G C G G C G G DNA RNA Síntese de RNA (ou transcrição). SISTEMA ANGLO DE ENSINO 15 BIOLOGIA Rot_Bio_P1_10.indd 15 5/21/10 3:57:21 PM  11 Tipos de RNA 12 O código genético Há três tipos de RNA, todos eles produzidos pelo DNA. A cada grupo de três bases do DNA, chamado códon, O RNA mensageiro, que orienta a síntese de uma determi- corresponde um aminoácido na proteína a ser sintetizada. nada proteína, com uma sequência precisa de aminoáci- Assim, um gene para uma proteína que tenha 100 aminoá- dos; o RNA transportador, que leva o aminoácido até o cidos deverá ter, no mínimo, 300 nucleotídeos e, portanto, ribossomo; e o RNA ribossômico, que serve de matéria- 300 bases nitrogenadas. Chamamos de código genético prima para a construção de ribossomos. à correspondência entre os códons e os aminoácidos. O código genético já foi todo decifrado, e parece ser univer- sal; ou seja, um certo códon no DNA de qualquer ser vivo