Questão 14 Unesp 2020 - 2ª fase - dia 1 - Humanas, Natureza e Matemática
As figuras de 1 a 3 apresentam os conjuntos cromossômicos (cariótipos) de machos de três espécies de mamíferos: Homo sapiens (homem), Canis familiaris (cão) e Felis catus (gato), não necessariamente nessa ordem. As figuras 4 e 5 apresentam, respectivamente, os cariótipos de machos de Bos taurus (boi) e de Capra hircus (bode). Para a elaboração de cariótipos, os cromossomos em metáfase são fotografados e organizados lado a lado, segundo seus pares homólogos. Nessa sequência (de 1 a 5), os cariótipos estão em escalas diferentes.
a) Sabendo-se que o gato tem um número cromossômico menor que o do cão, qual o número diploide do Homo sapiens, do Canis familiaris e do Felis catus, respectivamente? Cite uma característica, evidente nos cariótipos, que permite afirmar que os cromossomos apresentados são metafásicos.
b) As espécies Bos taurus e Capra hircus apresentam cariótipos muito parecidos, com a mesma ploidia e, à exceção do cromossomo X, têm cromossomos de mesma morfologia. Como se explica o fato de conjuntos cromossômicos tão semelhantes determinarem características fenotípicas tão diferentes quanto aquelas que distinguem os bois dos bodes?
Para responder à esta questão, primeiramente, o aluno deve atentar à leitura do enunciado: os cariótipos de 1 a 3 são referentes à espécie humana, cães e gatos. Sabendo que a espécie humana possui cariótipo diploide formado por 46 cromossomos, sendo 22 pares de cromossomos autossômicos e um par de cromossomos sexuais, é possível identificar o cariótipo da figura 2 como pertencente à espécie humana, afinal é o único cariótipo formado por 46 cromossomos, ou seja, 23 pares. Sendo a figura 2 correspondente à espécie humana, as figuras 1 e 3 são referentes ao gato e cão, o que pode ser identificado a partir de informações adicionais fornecidas pelo enunciado. O texto afirma que o gato possui número cromossômico menor que o do cão, logo, pode-se concluir que o cariótipo do gato é representado na figura 3, enquanto o cariótipo do cão é representado na figura 1. Cientes destas observações e conclusões, os itens podem ser respondidos.
a) Homo sapiens – identificado pela figura 2 – possui número diploide igual a 46, ou seja, 2n = 46. A célula somática representada possui dois conjuntos cromossômicos de 23 cromossomos, totalizando 46 cromossomos. É importante ressaltar que, embora não sejam identificados através de números, os cromossomos sexuais X e Y, típicos da caracterização sexual de mamíferos, também devem ser contabilizados na determinação do número diploide. Assim, embora a imagem mostre cromossomos identificados até o número 22, os cromossomos sexuais correspondem ao 23º par cromossômico.
Canis familiaris – identificado pela figura 1 – possui número diploide igual a 78, ou seja, 2n = 78. A célula somática representada possui dois conjuntos cromossômicos de 39 cromossomos, totalizando 78 cromossomos.
Felis catus – identificado pela figura 3 – possui número diploide igual a 38, ou seja, 2n = 38. A célula somática representada possui dois conjuntos cromossômicos de 19 cromossomos, totalizando 38 cromossomos.
As divisões celulares são divididas em fases identificadas como prófase, metáfase, anáfase e telófase. A metáfase é a segunda fase da divisão celular caracterizada pelo posicionamento dos cromossomos na placa equatorial (ou seja, na porção mediana na célula) e pelo máximo grau de condensação apresentado pelos cromossomos. Assim, o cromossomo metafásico é caracterizado por ser aquele com maior nível de compactação da cromatina, o que torna os cromossomos mais fáceis de serem analisados, pois estão estruturalmente bem delimitados e definidos.
Antes de qualquer divisão celular, a célula se encontra em interfase, caracterizada pela presença de núcleo bem definido e material genético na forma de cromatina, uma massa difusa, sem formato definido, composta de DNA e proteínas, como as histonas. Ao iniciar a divisão celular, o envoltório nuclear é desfeito e a cromatina sofre compactação de modo progressivo, sendo que o máximo grau de compactação é atingido na segunda fase, a metáfase. A imagem a seguir, mostra esquematicamente, como ocorre a progressiva organização e compactação da cromatina.
Imagem: Lopes, Sônia. BIO 3: Conect live. 3. Ed. São Paulo: Saraiva, 2018.
b) Cromossomos são unidades individualizadas e compactadas de cromatina, e, portanto, um cromossomo é formado por DNA e proteínas. Alguns trechos de DNA codificam proteínas ou outras moléculas como RNAt, e à estes trechos dá-se o nome de “genes”. Um gene consiste em um segmento de sequência de bases nitrogenadas de DNA capaz de codificar a produção de um determinado produto detectável, como por exemplo, as proteínas que determinam fenótipos. Assim sendo, um cromossomo é formado por inúmeros genes de dimensões submicroscópicas, não detectáveis pela metodologia empregada no exercício. Com base nas imagens fornecidas pelo exercício, os cariótipos são formados por cromossomos morfologicamente semelhantes, porém, os tipos e a sequência de genes que formam estes cromossomos são distintos, uma vez que os animais são de espécies diferentes. Outro ponto importante a ser considerado é o fato de que mesmo que alguns genes sejam compartilhados entre bois e cabras, a expressão destes genes pode diferir nas espécies em questão: um gene pode estar ativo em uma espécie e inativo em outra, contribuindo também para caracterização de fenótipos diferentes. Um último aspecto que vale ser mencionado é que, além de genes, os cromossomos também possuem sequências de DNA não codificantes, que embora não sejam detectáveis pela imagem, podem divergir entre as espécies. Portanto, mesmo sendo morfologicamente semelhantes, do ponto de vista molecular, os cromossomos são formados por sequências de bases diferentes, genes diferentes, além de apresentar expressão gênica diferencial e proporção de DNA não codificante distintas.