biologia

27 de abril de 2018

Células são parecidas com computadores?

Células basicamente têm as mesmas funções que computadores. Eles enviam e recebem entradas e saídas de sinais em conformidade. Se você toma um Frappuccino, seus picos de açúcar no sangue, e suas células pancreáticas obtém a mensagem. Saída: mais insulina.

Mas a computação celular é mais do que apenas uma metáfora conveniente. Nas últimas duas décadas, os biólogos têm trabalhado para cortar o algoritmo das células em um esforço para controlar seus processos. Eles viravam o papel da natureza como engenheiro de software da vida, editando gradualmente o algoritmo de uma célula – seu DNA – ao longo das gerações. Em um artigo publicado Nature Biotechnology , os pesquisadores programaram células humanas para obedecer 109 conjuntos diferentes de instruções lógicas. Com o desenvolvimento posterior, isso poderia levar a células capazes de responder a direções específicas ou pistas ambientais, a fim de combater a doença ou fabricar produtos químicos importantes.

Suas células executam essas instruções usando proteínas chamadas recombinases de DNA, que cortam, reorganizam ou fundem segmentos de DNA. Essas proteínas reconhecem e direcionam posições específicas em uma cadeia de DNA – e os pesquisadores descobriram como desencadear sua atividade. Dependendo se a recombinase é provocada, a célula pode ou não produzir a proteína codificada no segmento de ADN.

Uma célula pode ser programada, por exemplo, com uma porta lógica chamada NOT. Esta é uma das instruções de lógica mais simples: NÃO faça algo sempre que você receber o gatilho. Os autores deste estudo usaram esta função para criar as pilhas que iluminam acima no comando. O biólogo Wilson Wong, da Universidade de Boston, que liderou a pesquisa, refere-se a essas células manipuladas como “circuitos genéticos”.

Células cancerígenas têm impressões digitais biológicas, como um tipo específico de proteína. Juno Therapeutics , uma empresa com sede em Seattle, possui engenhenosas células imunes que podem detectar essas proteínas e células-alvo de câncer especificamente. Se você colocar portas lógicas nessas células imunes, você pode programar as células imunológicas para destruir as células cancerosas de uma forma mais sofisticada e controlada.

As células programáveis têm outras aplicações potenciais. Muitas empresas usam células de levedura geneticamente modificadas para produzir produtos químicos úteis. A Ginkgo Bioworks , uma empresa com sede em Boston, usa essas células de levedura para produzir fragrâncias, que elas vendem a empresas de perfumes. Este fermento come açúcar como a levedura de cerveja, mas em vez de produzir álcool, produzem moléculas aromáticas. A levedura ainda não é perfeita, as células tendem a mutar ao se dividirem, e depois de muitas divisões, param de funcionar bem. Narendra Maheshri, um cientista de Ginkgo, diz que você pode programar o fermento para se autodestruir quando ele parar de funcionar corretamente, antes de estragar um lote de colônia de alto grau.

O grupo de Wong não foi o primeiro a fazer portas de lógica biológica, mas eles são os primeiros a construir tantos com sucesso consistente. Dos 113 circuitos que construíram, 109 trabalharam. “Na minha experiência pessoal construindo circuitos genéticos, você teria sorte se trabalhassem 25% do tempo”, diz Wong. Agora que eles obtiveram esses circuitos genéticos básicos para funcionar, o próximo passo é fazer com que as portas lógicas funcionem em diferentes tipos de células.

Mas não será fácil. As células são incrivelmente complicadas – e o DNA não tem interruptores “on” e “off” diretos como um circuito eletrônico. Nas células de engenharia de Wong, você “desativa” a produção de uma determinada proteína alterando o segmento de DNA que codifica suas instruções. Em outras palavras: É difícil depurar 3 bilhões de anos de evolução.

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12 de março de 2017

Adaptação e plasticidade fenotípica

O termo “seleção natural” foi aceito unanimemente pela comunidade científica já a muito tempo. Podemos então dizer, que os organismos evoluem conforme as variações do seu meio (temperatura, salinidade, PH, etc), e assim se adequando conforme essas variações, e os que não tiveram a capacidade de se adaptar se extinguem. Mas a questão é: como que os organismos se adaptam ao ambiente em que estão situados?

Para esta pergunta teremos duas respostas: adaptação genética e plasticidade fenotípica.

Adaptação genética

A adaptação genética é um conjunto de alterações herdadas nas características que favorecem a sobrevivência de uma espécie em um determinado ambiente. Os organismos se adaptam por conta da sua mutação genética.

Quando dizemos mutação genética, significa que todos os organismos, serão diferentes geneticamente, inclusive os de mesma espécie.

Por exemplo: um vírus ataca uma população de uma espécie de peixes. Muitos dos peixes daquela espécie poderão morrer por conta do vírus, mas alguns deles conseguirão criar imunidade sobre o vírus. Portanto, estes foram selecionados pela natureza como os peixes mais resistentes da espécie, e irão passar essa resistência para as próximas gerações do peixe, e sendo assim, podendo perpetuar sua espécie.

Podemos notar grandes diferenças dentro da mesma espécie. Vamos adotar características

Operários – Tarsila do Amaral

humanas, padrões dos povos indígenas, africanos e europeus.

Percebemos que logo de cara conseguimos imaginar cada um deles com grandes diferenças: Indígenas com pouca pelagem no corpo por conta do grande contato com a água, os africanos com tons de peles mais escuros por conta do grande contato com o sol, e os europeus com pelagem densa por conta do frio. Ou seja, as variações do local diferenciaram os seres humanos de regiões diferentes para se adequar ao seu meio vivente.

Plasticidade fenotípica

Plasticidade fenotípica é a capacidade de expressar características morfológicas, fisiológicas e/ou comportamentais, em resposta as condições ambientais, em um único fenótipo. É muito fácil associarem a plasticidade fenotípica a evolução, já que ela é dependente das condições ambientais. Já na visão tradicional, por um ambiente não ser um efeito genético ele não tem uma influência direta na mudança evolutiva. Porém, possui uma grande diferença de características, mesmo que limitada pelo o que o genótipo pode expressar.

Ou seja, um único genótipo é capaz de mudar características físicas,  químicas, fisiológicas e/ou morfológicas em resposta das variações ambientais,

 A evolução da plasticidade fenotípica adaptativa levou ao sucesso de organismos em novos habitats e potencialmente contribui para a diferenciação genética e especiação. Tomadas em conjunto, as respostas fenotípicas nas interações ambientais representam modificações que podem levar a mudanças recíprocas no tempo ecológico, padrões comunitários alterados e potencial evolutivo expandido das espécies.

Um tipo clássico de plasticidade fenotípica é o polifenismo, que consiste em  fenótipos descontínuos influenciados pelo ambiente. O da raposa do ártico, é um grande exemplo de polifenismo, onde sua plasticidade adaptativa consiste na mudança da pelagem dependendo das estações do ano. No verão, sua peagem fica acinzentada ou acastanhada, fazendo com que se camufle entre as rochas. E no inverno, sua pelagem muda para um branco muito claro, permitindo se camuflar na neve.

Coevolução entre espécies

A interação entre espécies  e plasticidade fenotípica, cada vez mais tem gerado interesse entre ecologistas. O estudo de fenótipos responsivos de um organismo para outro organismo, é definido como uma investigação de coevolução. Biologistas também possui uma curiosidade crescente neste assunto, porém nesse caso, não se trata da interação entre espécies, e sim, em um estudo de uma espécie levando em conta a variável da outra espécie.

No entanto, na natureza é bastante provável que os indivíduos interagentes estejam continuamente respondendo aos seus parceiros de interação de forma recíproca ao longo do tempo ecológico. Uma interação recíproca implica em uma resposta de “vai-e-vem em termos de mudança fenotípica entre os indivíduos.Um exemplo de coevolução é a interação predador-presa, onde o predador procura criar ferramentas para se especializar em caçar a presa, e a presa procura se especializar em não ser caçada. E por causa disso, cada vez que um deles cria uma nova maneira de se beneficiar, o outro também precisará criar novas maneiras de se favorecer.

Quando um herbívoro começa a se alimentar muito de uma determinada espécie de planta, e o herbívoro se procria mais e mais, e começa a se alimentar mais ainda da planta, até chegar num estado crítico, haverá apenas duas saídas para a planta, ou se extingue totalmente, ou por mutualismo, se especializa e perpetua sua espécie. Digamos que a planta se especializou em veneno. O herbívoro precisará de alguma outra forma de se alimentar, se adaptar de alguma forma, que supere os veneno de sua presa. Então o predador, ao longo do tempo, e muita seleção, se especializou em suportar o veneno em seu organismo. E assim por diante, onde cada um dos dois vão criando novas maneiras para se perpetuar. Muitas interações antagônicas ou mutualistas, incluindo aquelas que não são comportamentais, podem envolver fenótipos recíprocos.

Referências:

Clique para acessar o AdaptacaoeAclimatacaoAnimal.pdf

Clique para acessar o e0b4ad8fa94b8231b3d83ccac2d6929d23d4.pdf

3 de março de 2017

Tratamento de queimaduras com pele de tilápia. Será esse o tratamento do futuro?

Pesquisadores de Fortaleza em parceira com a Universidade Federal do Ceará, estão testando um novo tipo de tratamento de pele um tanto quanto excêntrico. Estão utilizando pele de tilápia nos tratamentos de queimaduras e feridas.

Este tratamento já passou pela fase pré-clínica dessa pesquisa. A conclusão que se fez através de cobaias, comparando com o tratamento de pomadas tradicionais e o tratamento com a pele da tilápia, mostraram que o tempo de cicatrização dessas feridas  pelo método da pele da tilápia é muito mais eficaz. Porque dessa forma, cobre-se a ferida, diminui a dor, previne contra infecções e previne a perda de líquidos (águas e eletrólitos) providos das áreas danificadas.

Caso a eficacia do método seja comprovada, trará alguns ganhos significativos. Não só no ponto de vista médico, como também no ponto de vista biológico, uma vez que a pele será descartado como lixo biológico, e não como lixo hospitalar.

 

1 de agosto de 2016

Benefícios de comer frutas de época

Na agricultura convencional, vemos que em todas épocas do ano temos inúmeras frutas disponíveis em qualquer mercado. Porém, há um preço muito grande a ser pago por toda essa variedade. Quando a safra é produzido na época adequada, o uso de produtos químicos é muito menor, sendo que há um favorecimento do próprio ambiente para que se consiga produzir. Sendo assim, a fruta fica mais saborosa, mais barata e mais saudável para o seu organismo.

E quando se tem frutas fora da época, é necessária uma intervenção humana, que é a aplicação de grandes quantidades de produtos químicos para que a fruta fora da época possa se desenvolver e, por consequência, perdem a qualidade, ficam mais caras (pelo grande investimento de agrotóxicos e técnicas agrônomas para que a fruta amadureça) e representam riscos para a saúde.

Lembrando que tais produtos químicos afetam não só os consumidores, como também afetam a saúde dos trabalhadores rurais e do meio ambiente.

Conheça então as tabelas de frutas, legumes e verduras da época no Brasil. E pense bem na sua saúde e no seu bolso antes de comprar e consumir.

Frutas:

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Verduras:

Legumes:

Referências:

GONSALVES, P. E. Maus hábitos alimentares. São Paulo:Agora, 2001

MIRANDA, A. C.; MOREIRA, J. C.; CARVALHO, R.; PERES, F. Neoliberalismo, o uso dos agrotóxicos e a crise da soberania alimentar no Brasil. Ciência Saúde Coletiva, Rio de Janeiro, v.12,n. 1, p. 15-24, 2007.

http://www.feiradelivery.com/epoca

 

24 de julho de 2016

#6 Wild pic

 

A língua dos felinos é longa e flexível. Possuem uma superfície áspera, constituindo pequenas saliências inclinada para dentro (papilas). Eles possuem um paladar muito sensível, podendo assim reconhecer a qualidade do alimento que está prestes a comer. Por causa disso gatos domésticos costumam ser tão enjoados, só comendo o que realmente os agrada.

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Estes pequenos filamentos tem inúmeras funções, assim como:

  • Lavar, pentear seus pelos. No caso de felinos com uma longa pelagem, eles acabam ingerindo o próprio pelo, por isso as bolas de pelo, que são eliminadas naturalmente por vômitos.
  • Retirar a carne dos ossos de suas presas

 

 

19 de julho de 2016

Os vírus são mais importantes do que você imagina – virus are more important than you think

Não é novidade que a causa mais abundante de morte no planeta é causada por vírus. De

Vírus infectando uma célula.

uma forma superficial, é intuitivo pensar que os vírus são os vilões da história biológica do planeta. Porém, ao compreender as interações ecológicas e evolutivas entre vírus e seus hospedeiros, vemos que sua função é de suma importância na regulação de seres vivos do nosso querido Planeta Terra.

Primeiramente, vamos falar sobre um efeito bem conhecido entre os microbiologistas, chamado de “Red Queen” (Van Valen, 1973), em que o vírus e seu hospedeiro mostram adaptação evolutiva contínua, mantendo os dois adaptáveis um ao outro. Isso quer dizer que, quando o hospedeiro cria uma imunidade contra o vírus, logicamente o vírus precisa criar outra forma de conquistar seu hospedeiro. Logo, isso faz com que os dois, a todo instante, sofra processos evolutivos, mantendo ampla constância na aptidão relativa.

Bom, aí você pensa: se não existisse vírus, os hospedeiros não precisariam de adaptações, certo? Errado. Há outro fenômeno chamado “kill the winner” que consiste em regular as populações de predadores e presas. Isso ocorre porque, ao ter um índice muito grande de predadores (por ter um ambiente mais adaptável), eles ficam mais suscetíveis a serem infectados. Isso acarreta na morte de muitos predadores e, assim, a biota é regulada novamente.  O nome “kill the winner” (mate o vencedor) se dá justamente por isso: o ser que estiver mais adaptado ao ambiente começa a se proliferar mais, fica mais “visível” ao vírus e, assim, o vírus mata, diminuindo sua população.

Resumindo: os vírus são exímios controladores populações; impedem que uma devida espécie superpopule alguma biota e que acabe por completo com suas presas. Assim, predadores sempre terão sua comida, uma vez que uma superpopulação acabaria por completo com suas presas.

Referências:

Fuhrman, J.A. (1999) Marine viruses and their biogeochemical and ecological effects

Suttle, C.A. (2005) Viruses in the sea

Van Valen, L. (1973) A new evolutionary law

8 de junho de 2016

Wild Walk

Em 4 de Julho, uma nova experiência ao ar livre estará disponível ao público quando Wild Walk abre.

O sistema de trilha experimental construído a partir de pontes é situado a cerca de 40 pés (12 metros) acima do solo e está ancorada na copa das árvores da floresta Adirondack em Upstate New York. Tem como objetivo oferecer aos visitantes uma perspectiva completamente nova da natureza – do ponto de vista dos animais.

O conceito é projetado em torno da ideia de que, enquanto você anda a pista, existem inúmeras oportunidades para contemplar e encontrar um mundo novo.

A experiência selvagem Caminhada inclui uma casa-galho de quatro andares e pontes balançando, uma teia de aranha onde as pessoas podem sair e chances para sentar e observar a floresta abaixo. Há também um ninho de águia em tamanho real no ponto mais alto onde os hóspedes podem pousar.

19 de maio de 2016

A carne é essencial à vida? – Humans need meat?

Você provavelmente já notou essa onda do vegetarianismo que está cada vez mais crescente no Brasil. Não só aqui como no mundo inteiro. Os diálogos sobre o consumo de carne e o tratamento dos animais nos abatedouros estão em ascensão.

Afinal, parar de comer carne faz mal? Faz bem? É recomendável?

Pra evitar passar informações falsas ditas por veganos, anti-veganos ou por sites de vegetarianismo/veganismo, eu estou me baseando em artigos científicos sobre a saúde em função da dieta.

O Jornal Americano de Nutrição Clínica publicou, em 2003, uma análise baseada em seis pesquisas sobre saúde e longevidade de pessoas com base em sua dieta.  Clique aqui para ver o artigo.dieta-vegetariana

Quatro dos artigos analisaram dietas com um consumo muito baixo de carne e indicaram uma diminuição significativa no risco de morte. No quinto artigo esse risco passa a ser menos significativo. No sexto essa associação não é feita.

Em dois dos estudos que apontam um risco de morte muito menor para pessoas adeptas a este tipo de dieta também apontam que uma longa adesão (duas décadas ou mais) à essa alimentação contribui para uma significante diminuição do risco de morte e um significante aumento na expectativa de vida. A diminuição dos riscos de morte é por causa do menor risco doenças, como câncer, inflamações, ganho de peso em mulheres,  AVC, cancro e hipertensão arterial.

Algumas variações de longevidade dependem de muitas outras variáveis, mas a análise é geral e os resultados são confiáveis, podendo ter uma pequena margem de erro devido à variação na definição de vegetarianismo, erros de medição, distribuição de idades, outras variáveis da saúde dos voluntários, etc.

Mas… com esses dados pode-se dizer que a carne NÃO é essencial e a redução do consumo deste alimento gera um melhoramento na saúde, menos risco de morte e uma maior expectativa de vida.

Um artigo escrito por Nelson Pedro aponta vantagens e desvantagens na saúde acarretadas por uma alimentação vegetariana. Entre as desvantagens está a possibilidade de deficiência nutricional entre vegetarianos em fase de crescimento e um risco levemente maior de ter osteoporose, mas, por outro lado, é evidente a vantagem pela diminuição do risco de outras doenças, como mostra a tabela:

tabela

A alimentação desprovida de carne pode ter efeitos terapêuticos, mas deve-se tomar cuidado com as cargas nutricionais da alimentação.

Outras questões ligadas ao vegetarianismo e veganismo (como o tratamento dos animais em abatedouros e o impacto no meio ambiente devido à produção de carne) não foram citados neste post, mas podem ficar para outro dia. Enquanto isso a sua decisão sobre o que comer fica a seu critério, mas é importante que você tenha ciência dos fatos.

22 de março de 2016 Imagem

#5 wild pic – mosca escorpião

Esse curioso animal vem da ordem Mecoptera, mais especificamente da família Panorpidae. Esse formato de cauda excêntrico como as caudas venenosas de um escorpião são um tanto quanto assustador. Como se um escorpião tivera evoluído e criado asas.

Felizmente o mundo não é tão cruel a esse ponto, o animal em questão não passa de uma inofensiva mosca, e sua terrível cauda não é nada mais que um órgão genitor masculino.