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Divisão Celular

 

 

NÚCLEO E DIVISÃO CELULAR

1. NÚCLEO CELULAR-ESTRUTURA

A remoção do núcleo de uma ameba, utilizando-se uma microagulha, faz com que essa célula permaneça viva e se movimentando. No entanto, cessam as atividades anabólicas e ela morre em poucos dias. Esse experimento faz concluir que o núcleo celular é a estrutura responsável pelo controle das atividades celulares essenciais para os processos metabólicos, especialmente os que envolvem a síntese de ácidos nucléicos e proteínas, que mantêm o crescimento e a reprodução celulares.

Estrutura do Núcleo Interfásico de Cé- lulas Eucariontes

Componentes:

Carioteca.
Nucleoplasma.
Nucléolos.
Cromatina.

Divisão Celular
Núcleo celular interfásico

Carioteca

Nas células eucariontes, o núcleo é delimitado pela membrana nuclear ou carioteca, que, ao microscópio eletrônico, apresenta-se formada por dois folhetos e intercalada por poros. A carioteca, tal como ocorre com a membrana plasmática, é lipoprotéica e pode apresentar ribossomos aderidos à sua face voltada para o hialoplasma.

Nucleoplasma

O interior do núcleo é formado por uma substância semilíquida, um gel protéico, denominado carioplasma ou nucleoplasma, que apresenta composição química semelhante a do hialoplasma.

Cromatina e Cromossomos

O material genético é formado por proteínas básicas (histonas) associadas à molécula de DNA. O termo cromatina refere-se ao material genético descondensado, encontrado no núcleo interfásico. Os filamentos de cromatina são os cromonemas e apresentam regiões que, durante a intérfase, podem apresentar-se espiraladas e não-espiraladas, denominadas, respectivamente, heterocromatina e eucromatina. Cada cromonema, durante a divisão celular, sofre condensação e se transforma em cromossomo.

Número Cromossômico

Cada tipo de organismo apresenta um número cromossômico comum a cada uma das células constituintes. Uma célula que apresenta duas séries completas de cromossomos é chamada diplóide (2n). Espermatozóides e óvulos, que têm somente uma sé- rie de cromossomos, são ditos haplóides (n). O número cromossômico haplóide presente nos gametas é fundamental para o restabelecimento da diploidia que ocorre na fecundação.

Observe a tabela abaixo:

Organismo

Células somáticas(2N)

Gametas (N)

Mosca da banana

8

4

Homem

46

23

Feijão

22

11

Pato

80

40

Cariótipo

Exame das características cromossomiais de um conjunto cromossômico de determinada espécie. A técnica resume-se em coletar células do indivíduo e fotografá-las quando estiverem em divisão celular, com alto grau de condensação. Através desse exame, é possível diagnosticar anomalias cromossômicas. Os indivíduos com síndrome de Down, por exemplo, manifestam um cariótipo formado por 47 cromossomos, pois há um cromossomo 21 a mais. Essa anomalia é também chamada de trissomia do 21.

Divisão Celular
Cariótipo humano

2. O CICLO CELULAR

A renovação de todos os constituintes celulares seguida de divisão celular é chamada de ciclo celular e pode ser dividida em duas etapas distintas: a intérfase e a divisão celular.

3. INTÉRFASE

A intérfase é a fase mais longa do ciclo celular.

Caracteriza-se pela intensa atividade metabólica da célula e é dividida em três subfases: G1, S e G2. Nos períodos G1 e G2, há produção de RNA e proteínas, e no período S ocorre a síntese DNA. É importante considerar que a intérfase é fundamental para a divisão celular, pois possibilita a duplicação do material genético, antes de cada divisão celular, fator importante na transferência da carga gênica de uma célulamãe para as células-filhas.

Observe o gráfico a seguir:

Divisão Celular
Variação da quantidade DNA ao longo do ciclo celular

Na Intérfase temos:

Material genético (DNA) na forma de cromatina.
Intensa atividade metabólica em nível celular (ex.: síntese do RNA-r).
Duplicação do DNA.
Duplicação dos centríolos.
Síntese de RNA e Proteínas.

4. DIVISÃO CELULAR

As células de um organismo podem-se dividir por dois processos, a mitose e a meiose. Na mitose, uma célula-mãe produz duas células-filhas com o mesmo número cromossômico e as mesmas características genéticas, enquanto que, na meiose, são formadas quatro células com a metade do número cromossômico.

Processos como cicatrização, regeneração, crescimento por aumento do número de células, reposição de células perdidas e, mesmo, doenças como o câncer somente são possíveis devido à ocorrência de mitose. A produção de espermatozóides e óvulos depende da ocorrência de meiose. Fica claro, portanto, que o objetivo da meiose é a produção de células haplóides que, devido aos mecanismos de recombinação gênica, deve contribuir para o aumento da diversidade das espécies.

5. MITOSE

Processo de divisão celular em que as “células –filhas” apresentam o mesmo patrimônio genético que a matriz. Para que uma célula se disponha a realizar sua divisão, a fim de originar duas outras, é preciso que tenha atingido um certo grau de desenvolvimento.

Característica: processo de divisão celular em que as “células–filhas” apresentam o mesmo patrimônio genético que a matriz.

Observe o esquema que representa a mitose:

Divisão Celular

 

Etapas da mitose

Prófase > Metáfase > Anáfase > Telófase.

Descrição e visualização das etapas:

Divisão Celular
Interfase

Prófase

Divisão Celular

É, de modo geral, a fase mais longa da mitose. Durante a prófase, ocorrem mudanças no núcleo e no citoplasma.

O núcleo é sede de grandes transformações. No seu interior, os filamentos da cromatina enrolamse, tornando-se cada vez mais grossos, curtos, espessos e coráveis, sendo possível observar que cada cromossomo é constituído por duas cromátides. As cromátides de um cromossomo estão unidas pelo centrômero.

Os dois pares de centríolos começam a afastar-se em sentidos opostos, formando-se entre eles o fuso acromático ou mitótico, constituído por um sistema de microtúbulos protéicos, que se agregam para formar fibrilas. Estas podem ter uma disposição radical ao nível dos pólos da célula e vão constituir o áster.

No fim da prófase, de um e de outro lado de cada centrômero, formam-se duas zonas específicas sobre as quais se fixam as fibras protéicas.

Quando os centríolos atingem os pólos, a membrana nuclear fragmenta-se e os nucléolos desaparecem, terminando assim esta fase.

Metáfase

Divisão Celular

Os cromossomos atingem o seu máximo encurtamento devido a uma forte condensação dos cromátides. Os pares de centríolos estão agora nos pólos da célula. O fuso acromático completa o seu desenvolvimento, notando-se que algumas das suas fibrilas se ligam aos cromossomos, fibrilas cromossômicas, enquanto outras vão de pólo a pólo.

Os cromossomos dispõem-se com os centrô- meros no plano equatorial (plano eqüidistante entre os dois pólos), voltados para o centro desse plano e os braços para fora. Os cromossomos assim imobilizados originam uma figura tradicionalmente chamada placa equatorial e estão prontos para serem divididos.

Anáfase

Divisão Celular

No início da anáfase, dá-se a clivagem de cada um dos centrômeros, separando-os dos cromátides que passam a constituir dois cromossomos independentes. As fibrilas ligadas a eles encurtam-se e estes cromossomos começam a afastar-se, migrando para pólos opostos. A anáfase é caracterizada pela migra- ção dos cromossomos-filhos. No final da anáfase, os dois pólos da célula têm coleções completas e equivalentes de cromossomos e, portanto, de DNA.

Telófase

Divisão Celular

Na telófase, a membrana nuclear reorganiza-se à volta dos cromossomos de cada célula-filha. Os nucléolos reaparecem, dissolve-se o fuso mitótico, e os cromossomos, devido à sua descondensação, alongam-se, tornando-se menos visíveis. A célula fica constituída por dois núcleos, terminando assim a mitose.

Mitose e Câncer

O câncer é uma doença relacionada com a mutação de genes celulares que controlam o crescimento e a mitose das células.

Essas mutações podem ser causadas por diversos fatores como:

Exposição à radiação ionizante, como raios x, raios gama e luz ultravioleta.
Exposição a certas substâncias químicas denominadas carcinógenos. Os carcinógenos encontrados no cigarro são responsá- veis por 25% de todas as mortes causadas por câncer.
Tendência hereditária familiar.

As células cancerosas não respeitam os limites habituais de crescimento e tendem a se espalhar pela corrente sangüínea, ou linfa, formando novos focos de câncer, denominados metástases. Os aglomerados de células cancerosas são denominados tumores. O câncer, se não diagnosticado e tratado precocemente, pode ser uma doença letal, isso se deve ao fato de os tecidos cancerosos competirem com os tecidos normais por nutrientes.

Os tumores benignos não apresentam as características invasivas e nem emitem metástases como os tumores malignos. A gravidade desses tumores está mais relacionada com sua localização no organismo.

6. MEIOSE

Divisão Reducional

Ocorrência: células gaméticas (germinativas), produção de esporos.

A meiose mantém constante o número de cromossomos das espécies de reprodução sexuada; ocorrem duas divisões nucleares com redução de 2n cromossomos para n cromossomos.

Divisão Celular

Meiose é o processo pelo qual células diplóides formam células haplóides, com recombinação gênica, o que ocorre, na maior parte das vezes, na formação de gametas, e, em casos menos comuns, na formação de esporos, e que consiste em duas divisões celulares sucessivas: primeiramente, uma divisão reducional, e, logo a seguir, uma divisão comum, ou equacional.

Etapas: na meiose, temos duas divisões:

Divisão I (R!)

Prófase I:

leptóteno
zigóteno
paquíteno
diplóteno
diacinese

Metáfase I
Anáfase I
Telófase I

Intercinese: período entre as divisões I e II Divisão II (E!)

Prófase II
Metáfase II
Anáfase II
Telófase II

Divisão I da Meiose

Prófase I

A prófase I da meiose é relativamente longa e bem mais complexa que a prófase da mitose.

Ela compreende diversas subfases, a saber:

LEPTÓTENO - (do gr. Leptos, “finos”; tainos, “fita”). É o início do processo e, portanto, é aqui que ocorre o aparecimento dos cromossomos, em função da espiraliza- ção dos cromossomos (já duplicados durante a intérfase).
ZIGÓTENO -
(do gr. Zigos, “par”). Os cromossomos homólogos se juntam, formando pares. Esse fenômeno é conhecido como pareamento, ou sinapse cromossômica.
PAQUÍTENO
- (do gr. Pakhis, “grosso”). Cada cromossomo torna-se mais espesso, pois as suas cromátides se dispõem paralelas, presas apenas pelo centrômero. Os cromossomos homólogos entrelaçam as suas cromátides em pontos bem definidos, porém totalmente aleatórios. E esse entrelaçamento, que é chamado crossingover (sobrecruzamento), só ocorre entre uma cromátide de um cromossomo homó- logo. Nunca se faz entre as duas cromátides do mesmo cromossomo. Por isso, dizemos que o crossing ocorre entre cromátides homólogas, porém, não irmãs.
DIPLÓTENO -
(do gr. Diplos, “duplos”). Os centrômeros dos cromossomos vão se afastando reciprocamente. E, então, os pontos de entrelaçamento das cromátides se tornam mais visíveis. Esses pontos constituem os quiasmas. Os quiasmas vão deslizando para as extremidades dos cromossomos à proporção que eles se afastam. Mas a essa altura, as cromátides já trocaram segmentos com genes. Houve uma permuta gênica entre elas.
DIACINESE -
(do gr. Dia, “através de”; kinesis, “movimento”) Nessa fase, os cromossomos homólogos se separam completamente. Suas cromátides já contêm genes permutados. A cariomembrana desaparece. O material nuclear se mistura com o material citoplasmático e os cromossomos se dispõem desordenadamente entre as fibrilas do fuso mitótico.

Divisão Celular
Leptóteno

Os fenômenos que ocorrem na prófase I tornam-se longos, podendo, em alguns casos, durar semanas, meses ou anos.

A prófase I ocupa cerca de 90% do tempo global da meiose.

Os cromossomos, inicialmente finos e longos, condensam-se, tornando-se mais visíveis.

Cada cromossomo é constituído por dois cromátides, embora ainda não se distingam.

Divisão Celular
Zigóteno

Os dois cromossomos homólogos de cada par emparelham, constituindo esse conjunto bivalente, ou díade cromossômica. Este processo designa-se sinapse e consiste numa justaposição, gene a gene, entre dois cromossomos homólogos.

Divisão Celular
Paquíteno

Em cada bivalente, existem quatro cromatí- dios, designando-se cada um destes conjuntos por té- trade.

Os cromossomos homólogos emparelham intimamente em toda a sua extensão, continuam a condensar-se, experimentando conseqüentemente um encurtamento e um espessamento.

Em cada cromossomo tornam-se visíveis os dois cromátides unidos pelo centrômero.

Durante a sinapse, podem observar-se, nos cromossomos emparelhados, vários pontos de cruzamento, que são nódulos de recombinação ou pontos de quiasma entre dois cromátides dos dois cromossomos homólogos.

Nesse nível, pode haver quebra de cromátides, ocorrendo trocas recíprocas de segmentos entre cromátides de cromossomos homólogos. Estas trocas são designadas por crossing-over.

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Diacinese

Os cromossomos homólogos de cada bivalente atingem o máximo de condensação. Estes cromossomos afastam-se um do outro, ficando somente unidos por alguns pontos de quiasma.

Durante os acontecimentos descritos, os nuclé- olos desagregam-se, e vai-se formando o fuso acromático.

No final da prófase I, o invólucro nuclear desaparece completamente.

Metáfase I

Divisão Celular

Os bivalentes ligam-se aos microtúbulos do fuso acromático por zonas específicas dos centrômeros, com os pontos de quiasma no plano equatorial e os centrômeros dos cromossomos homólogos voltados para pólos opostos.

A orientação de cada par de homólogos, em relação aos pólos da célula, realiza-se ao acaso, independentemente da sua origem materna ou paterna.

Anáfase I

Divisão Celular

Verifica-se a segregação, ou seja, a separação dos cromossomos homólogos de cada bivalente e a migração de cada um dos cromossomos para pólos opostos – migração polar.

Cada um desses cromossomos é constituído por duas cromátides.

O modo como se realiza a migração é puramente aleatório, podendo ocorrer vários tipos de recombinação de cromossomos maternos e paternos.

Telófase I

Divisão Celular

Inicia-se quando os cromossomos atingem os pólos do fuso acromático. Nesta fase, verifica-se a descondensação dos cromossomos, o aparecimento do nucléolo e do invólucro nuclear.

Os dois núcleos formados têm, cada um deles, metade do número de cromossomos do núcleo inicial.

A citocinese pode ocorrer ao longo dos dois últimos estágios, determinando a formação de duas células haplóides.

Divisão II da meiose

Metáfase II

Divisão Celular

Os cromossomos, cada um com dois cromátides, dispõem-se na zona equatorial de cada fuso acromático, com os centrômeros nos respectivos planos equatoriais.

Anáfase II

Divisão Celular

Os centrômeros dividem-se e cada cromossomo com uma só cromátide migra para o pólo respectivo.

Estes cromossomos podem ser geneticamente diferentes, devido aos fenômenos de crossing-over verificados na prófase I.

Telófase II

Divisão Celular

Inicia-se quando os cromossomos atingem os pólos dos fusos acromáticos. Ocorre então descondensação dos cromossomos, originando-se os núcleos resultantes, com constituição dos invólucros nucleares e dos nucléolos.

A citocinese determina a formação de quatro células-filhas haplóides.

Fonte: www.supletivounicanto.com.br

Divisão Celular

O que é

A divisão celular é o processo pelo qual um pai célula divide-se em duas ou mais células filhas.

A divisão celular geralmente ocorre como parte de um maior ciclo celular.

Como as células se dividem?

Existem dois tipos de divisão celular: mitose e meiose.

Na maioria das vezes, quando as pessoas se referem a "divisão celular", querem dizer a mitose, o processo de fazer novas células do corpo. A meiose é o tipo de divisão celular que gera óvulos e espermatozóides.

A mitose é um processo fundamental para a vida. Durante a mitose, uma célula duplica todo o seu conteúdo, incluindo seus cromossomos, e se divide para formar duas células-filhas idênticas. Porque este processo é tão crítica, os passos de mitose são cuidadosamente controladas por um certo número de genes.

Quando a mitose não é regulada corretamente, problemas de saúde, como câncer pode resultar.

O outro tipo de divisão celular, a meiose, assegura que os seres humanos têm o mesmo número de cromossomas em cada geração. É um processo de duas etapas, que reduz o número de cromossomas por meio 46-23, para formar o esperma e óvulo. Quando o esperma e óvulos se unem no momento da concepção, cada um contribui com 23 cromossomos para que o embrião resultante terá o habitual 46. Meiose também permite que a variação genética por meio de um processo de embaralhamento de DNA, enquanto as células estão se dividindo.

Divisão celular, mitose e meiose

A divisão celular envolve a distribuição de material genético idêntico, o DNA, a duas células filhas.

O que é mais notável é a fidelidade com que o DNA é repassada, sem diluição, ou erro, de uma geração para a seguinte.

Conceitos Básicos:

Todos os organismos são constituídos por células e que decorrem de células pré-existentes:

A mitose é o processo pelo qual as novas células são geradas.
A meiose é o processo pelo qual os gâmetas são gerados para a reprodução.

O ciclo celular representa todas as fases da vida de um celular

A replicação do ADN (fase S) deve preceder a mitose, de modo que todas as células filhas recebam o mesmo complemento de cromossomas como a célula mã
As fases de hiato separar da fase S da mitose. Este é o momento em que os sinais moleculares mediar o interruptor na atividade celular.
Mitose envolve a separação dos cromossomas copiadas em células separadas

Ciclo Celular e Divisão Celular (Mitose e Meiose)

Eventos que preparam e realizam a divisão celular

Mecanismos responsáveis pelo crescimento e desenvolvimento

Células somáticas > célula duplica seu material genético e o distribui igualmente para duas células-filhas

Processo contínuo dividido em 2 fases principais:

INTÉRFASE

MITOSE

Célula encaminhada à progressão no ciclo por mecanismos de regulação relacionados a crescimento, multiplicação, diferenciação celular e condição de latência.Falhas nos mecanismos > célula pode ser encaminhada para apoptose (morte celular programada)
Desenvolvimento tumoral

CICLO CELULAR

Fases do Ciclo:

G1: 12 horas
S:
7 a 8 horas
G2:
3 a 4 horas
M:
1 a 2 horas
Total:
24 horas

Divisão Celular

 

CICLO CELULAR

Sinais químicos que controlam o ciclo provêm de fora e de dentro da célula

Sinais externos:

Hormônios
Fatores de crescimento

Sinais internos são proteínas de 2 tipos:

Ciclinas
Quinases (CDKs)

Fatores de Crescimento

Fatores de crescimento liberados ligam-se a receptores de membrana das células alvo
Complexo receptor-ligante ativa produção de sinalizadores intracelulares
Sinalizadores ativam cascata de fosforilação intracelular, induzindo a expressão de genes
Produto da expressão destes genes ? componentes essenciais do Sistema de Controle do Ciclo celular (composto por CDKs e Ciclinas)

Intérfase

Fase mais demorada (90% a 95% do tempo total gasto durante o ciclo)
Atividade biossintetica intensa
Subdividida em: G1, S e G2
O Ciclo pode durar algumas horas (células com divisão rápida, ex: derme e mucosa intestinal) até meses em outros tipos de células

Intérfas

Alguns tipos de células (neurônios e hemácias) não se dividem e permanecem paradas durante G1 em uma fase conhecida como G0
Outras entram em G0 e após um dano ao órgão voltam a G1 e continuam o ciclo celular (ex: células hepáticas)

Intérfase

G1

Intensa síntese de RNA e proteínas
Aumento do citoplasma da célula-filha recém formada
Se refaz o citoplasma, dividido durante a mitose
Cromatina não compactada e não distinguível como cromossomos individualizados ao MO
Pode durar horas ou até meses
Inicia com estímulo de crescimento e posterior síntese de ciclinas que vão se ligar as CDKs (quinases)

Intérfase

G1

Ciclinas ligadas às quinases vão agir no complexo pRb/E2F, fosforilando a proteína pRb
Depois de fosforilada, libera o E2F, ativa a transcrição de genes que geram produtos para que a célula progrida para a fase S
Se pRb não for fosforilada, permanece ligada ao E2F ? não progressão do ciclo celular
Muitos casos de neoplasias malignas associados a mutações no gene codificador da pRb
A proteína pode ficar permanentemente ativa, estimulando a célula a continuar a se dividir

Intérfase

Fase S

Duplicação do DNA
Aumenta a quantidade de DNA polimerase e RNA;
Mecanismos responsáveis pela progressão da célula ao longo da fase S e para G2 ? não estão muito claros
Complexo ciclinaA/Cdk2 importante função antes da síntese de DNA, fosforilando proteínas envolvidas na origem de replicação do DNA
Fator Promotor da Mitose (MPF ou ciclinaB/cdc2), protege a célula de segunda

Intérfas

G2

Tempo para o crescimento celular e para assegurar completa replicação do DNA antes da mitose
Pequena síntese de RNA e proteínas essenciais para o início da mitose
Inicia-se a condensação da cromatina para que a célula possa progredir para a mitose
Há checkpoints exercidos pelo MPF, que está inativo durante quase toda a fase G2, mas quando ativado encaminha a célula à mitose

Controle do Ciclo Celular

Regulado para parar em pontos específicos onde são feitos os reparos
Proteínas endógenas funcionam como pontos de controle > garantem ocorrência adequada dos eventos relacionados ao ciclo

São reconhecidos estes checkpoints:

Em G1 antes da célula entrar na fase S
Em G2 antes da célula entrar em mitose
E checkpoint do fuso mitótico

Controladores negativos

CKIs (Inibidores de Cdk): proteínas que interagem com Cdks, bloqueando sua atividade de quinase
Complexo ubiquitina de degradação de proteína: degrada ciclinas e outras proteínas para promover a progressão do ciclo celular

Checkpoint G1-S

Principal controlador: p53
Freqüentemente alvo para mutações em um grande número de patologias
Perda de expressão > aumento da proliferação celular
Transcrição do gene da quinase p21 = bloqueio do complexo que fosforila pRb = pára a progressão do ciclo = reparo do DNA ou morte celular programada

CKI p27

Atua ao término de G1 e bloqueia a atividade de quinase do complexo ciclinaE/Cdk2, causando parada no ciclo celular

Checkpoint G2-M

As ciclinas mitóticas ligam-se a proteínas CdK formando MPF que é ativado por enzimas e desencadeiam eventos que levam a célula a entrar em mitose.
O complexo é desfeito pela degradação da ciclina quando a célula esta entre a metáfase e anáfase induzindo a célula a sair da mitose.

Checkpoint do fuso mitótico

Monitora a ligação dos cromossomos aos microtúbulos do fuso mitótico
Garante a segregação idêntica do material genético entre as células-filhas
Preservar a integridade do genoma em nível cromossômico

CONTEÚDO DE DNA

Célula diplóide inicia a mitose > 46 cromossomos e conteúdo de DNA de 4C (cada cromossomo é formado por duas moléculas de DNA unidas pelo centrômero)
Final da mitose > células-filhas apresentam também 46 cromossomos, porém um conteúdo de DNA de 2C

MITOSE

Conceito: divisão de células somáticas, pela qual o corpo cresce, diferencia-se e efetua a regeneração dos tecidos

As células-filhas recebem conjunto de informações genéticas (idêntico ao da célula parental)

O número diplóide de cromossomos é mantido nas células filhas

Fase

Prófase
Prometáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase

Prófase

Cromatina condensa-se em cromossomos definidos, ainda não visíveis ao microscópio óptico

Cada cromossomo > duas cromátides-irmãs conectadas por um centrômero, em cada cromátide será formado um cinetócoro (complexos protéicos especializados)

Os microtúbulos citoplasmáticos são desfeitos e reorganizados no fuso mitótico, irradiando-se a partir dos centrossomos à medida que estes migram para os pólos da célula

Prófase

Divisão Celular
Início da Prófase

Divisão Celular
Final da Prófase

Prometáfase

Fragmentação do envoltório nuclear e movimentação do fuso mitótico

Microtúbulos do fuso entram em contato com os cinetócoros, que se fixam a alguns microtúbulos

Os microtúbulos que se ligam aos cinetócoros > microtúbulos do cinetócoro, tencionam os cromossomos, que começam a migrar em direção ao plano equatorial da célula

Divisão Celular

Metáfase

Cromossomos > compactação máxima, alinhados no plano equatorial da célula pela ligação dos cinetócoros a microtúbulos de pólos opostos do fuso

Como os cromossomos estão condensados, são mais visíveis microscopicamente nessa fase

Metáfase

Divisão Celular

Anáfase

Inicia com a separação das cromátides irmãs (divisão longitudinal dos centrômeros)

Cada cromátide (cromossomo filho) é lentamente movida em direção ao pólo do fuso a sua frente

Divisão Celular

Telófase

Cromossomos filhos estão presentes nos dois pólos da célula

Inicia-se a descompactação cromossômica, desmontagem do fuso e reorganização dos envoltórios nucleares ao redor dos cromossomos filhos

Divisão Celular

Citocinese

Clivagem do citoplasma (processo começa durante a anáfase)

Sulco de clivagem no meio da célula, que vai aprofundando-se

Separação das duas células filhas

Divisão Celular

 

Citocinese

Divisão Celular

MEIOSE

Células germinativas > inicia com uma célula diplóide e termina em 4 células haplóides geneticamente diferentes entre si
Na meiose há a preservação do número cromossômico diplóide nas células humanas (gametas formados número haplóide)

Tem uma única duplicação do genoma, seguida de 2 ciclos de divisão: a meiose I e a meiose II

MEIOSE I

Divisão reducional = são formadas duas células haplóides a partir de uma diplóide
Obtenção do número de cromossomos haplóide, mas com conteúdo de DNA ainda duplicado

Prófase I

Os cromossomos condensam-se continuamente Subfases:

Leptóteno
Zigóteno
Paquíteno
Diplóteno
Diacines

Divisão Celular

Prófase I

Leptóteno

Divisão Celulargrau de compactação da cromatina
Nucléolo vai desaparecendo
Cromossomos formados por 2 cromátidesirmãs (2 moléculas de DNA idênticas)

Zigóteno

Pareamento preciso dos homólogos (cromossomos materno e paterno do par) = SINAPSE
Formação de 23 BIVALENTES (cada bivalente = 2 cromossomos homólogos com 2 cromátides cada = tétrade = 4 cromátides)
Os cromossomos X e Y não são homólogos, mas possuem regiões homólogas entre si
Formação de estruturas fundamentais para a continuidade da meiose - COMPLEXO SINAPTONÊMICO e NÓDULOS DE RECOMBINAÇÃO, importantes para a próxima fase da Prófase I

Paquíteno

Sinapse completa e as cromátides estão em posição para permitir o crossing-over (troca de segmentos homólogos entre cromátides não irmãs do par de cromossomos homólogos)
Homólogos devem se manter unidos pelo complexo sinaptonêmico para ocorrer crossingover
Crossing-over > formação dos QUIASMAS = locais de troca física de material genético

Diplóteno

Desaparece o CS
Os dois componentes de cada bivalente começam a se repelir
Cromossomos homólogos se separam, mas centrômeros permanecem unidos e conjunto de cromátides-irmãs continua ligado
Os 2 homólogos de cada bivalente mantêmse unidos apenas nos quiasmas (que deslizam para as extremidades devido à repulsão dos cromossomos)

Diacinese

Cromossomos atingem condensação máxima
Aumenta a separação dos homólogos e a compactação da cromatina.

Metáfase I

Membrana nuclear desaparece; forma-se o fuso
Cromossomos pareados no plano equatorial (23 bivalentes) com seus centrômeros orientados para pólos diferentes

Divisão Celular

Anáfase I

Os 2 membros de cada bivalente se separam = separação quiasmática (disjunção), os centrômeros permanecem intactos
O número de cromossomos é reduzido a metade = haplóide
Os conjuntos materno e paterno originais são separados em combinações aleatórias
Anáfase I é a etapa mais propensa a erros chamados de não-disjunção (par de homólogos vai para o mesmo pólo da célula)

Divisão Celular

Telófase I

Os 2 conjuntos haplóides de cromossomos se agrupam nos pólos opostos da célula
Reorganização do nucléolo, descondensação da cromatina e formação do envoltório nuclear

Divisão Celular

Citocinese

Célula divide-se em 2 células-filhas com 23 cromossomos cada, 2 cromátides em cada cromossomo, = conteúdo 2C de DNA em cada célula-filha
Citoplasma é dividido de modo igual entre as duas células filhas nos gametas formados pelos homens

Intérfase

Fase breve
Sem fase S ( = não há duplicação do DNA)

MEIOSE II

Semelhante à mitose comum, diferença = número de cromossomos da célula que entra em meiose II é haplóide
O resultado final são 4 células haplóides, cada uma contendo 23 cromossomos com 1 cromátide cada (divisão equacional)

Prófase II

Compactação da cromatina
Desaparecimento da membrana nuclear
Microtúbulos se ligam aos cinetócoros e começam a mover os cromossomos para o centro da célula

Divisão Celular

Metáfase II

Os 23 cromossomos com 2 cromátides cada se alinham na placa metafásica

Divisão Celular

Anáfase II

Separação centromérica
Cromátides-irmãs se movem para os pólos opostos

Divisão Celular

Telófase II

Migração das cromátides-irmãs para os pólos opostos
Reorganização do núcleo

Divisão Celular

Citocinese

4 células com número de cromossomos e conteúdo de DNA haplóide (23 cromossomos e 1C de DNA)

Divisão Celular

RESULTADOS DA MEIOSE

Proporciona 3 fontes de variabilidade genética:

1) Segregação ao acaso dos cromossomos homólogos – 2 23 combinações (mais de 8 milhões), pois cada gameta recebe apenas 1 de cada par de homólogos
2)
Segregação ao acaso dos cromossomos
3)
Crossing-over – cada cromátide contém segmentos provenientes dos 2 membros do par de cromossomos parentais

Um crossing-over em 1 bivalente forma 4 cromossomos diferentes

Acredita-se que o crossing-over evoluiu como um mecanismo para aumentar a variação genética

Início Meiose: 1 cromossomo = 2 moléculas de DNA idênticas, de dupla hélice (2 cromátides-irmãs), unidas pelo centrômero: > 46 cromossomos > 4C – 2n

Final Meiose I: 1 cromossomo = 2 cromátides-irmãs: >23 cromossomos ? 2C – n

Final Meiose II: 1 cromossomo = 1 cromátide

Informações sobre Gametogênese

Os ovócitos primários entram em meiose I e ficam parados em prófase I da meiose I até a puberdade;
Entra em meiose II, pára na metáfase II, e é finalmente completada na época da fertilização

Gestações em idade avançada estão mais sujeitas a malformações, pois, este ovócito ficou um período maior de tempo exposto a risco de mutações do que um ovócito de uma mulher mais jovem

Informações sobre Gametogênese

Nos gametas formados pelas mulheres, quase todo o citoplasma vai para uma célula filha, que depois irá formar o ovócito. As outras células filhas tornam-se glóbulos polares, uma pequena célula que se degenera

Fonte: www.marista.edu.br

Divisão Celular

A divisão celular é a separação de uma célula em suas células-filhas. Em células eucarióticas, a divisão celular consiste da divisão do núcleo (mitose) seguida imediatamente pela divisão do citoplasma.

Mitose

É a divisão do núcleo de uma célula eucariótica, envolvendo a condensação do DNA em cromossomos visíveis e a separação dos cromossomos duplicados para formar dois conjuntos idênticos de cromossomos.

Na fase M do ciclo celular, em que ocorre a mitose, é dividida em seis etapas: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase, telófase e citocinese.

Prófase: os cromossomos replicados se condensam. No citoplasma, o fuso mitótico é formado entre os dois centrossomos, que foram replicados e separados.
Prometáfase:
começa abruptamente com o rompimento do envelope nuclear. Os cromossomos podem ligar-se aos microtúbulos do fuso por meio de seus cinetócoros e sofrem movimentos ativos.
Metáfase:
os cromossomos estão alinhados na região equatorial do fuso mitótico, a meio caminho entre os pólos do fuso.
Anáfase:
as cromátides irmãs se separam sincronizadamente para formar dois cromossomos-filhos, e cada um é lentamente puxado em direção ao fuso polar para o qual está voltado.
Telófase:
os dois conjuntos de cromátides-irmã chegam aos pólos do fuso mitótico e se descondensam. Um novo envoltório nuclear é constituído ao redor de cada grupo de cromossomos-filho, completando a formação de dois núcleos e marcando o termino da mitose.
Citocinese:
o citoplasma é dividido em dois por um anel contrátil de actina e de miosina, formando duas células filhas, cada um com seu núcleo.

Meiose

É um tipo especial de divisão celular onde os óvulos e espermatozóides são produzidos. Compreende duas divisões nucleares sucessivas, com apenas uma etapa de replicação o de DNA, este processo produz quatro células-filhas haplóides a partir de uma célula diplóide inicial.

Fonte: www.ufmt.br

Divisão Celular

A célula eucaritótica pode reproduzir-se por dois processos: mitose e meiose.

O ciclo celular corresponde ao tempo de geração da célula, isto é, ao período entre duas reproduções celulares. Ele é divido entre intérfase e mitose.

A duração do ciclo celular varia em função do tipo de célula. Em geral, a intérfase é mais demorada que a mitose, correspondendo aproximadamente 90% do ciclo celular.

INTÉRFASE

É o período compreendido entre duas divisões celulares consecutivas. O núcleo interfásico apresenta carioteca, nucléolo e cromatina bem característicos. É durante a intérfase que a célula se prepara para a divisão, tendo como evento mais marcante a duplicação do material genético.

A intérfase é subdividida em três períodos: G1, S e G2.

G1: transcrição de RNA e síntese de proteínas.
S:
replicação do DNA e duplicação dos filamentos de cromatina.
G2:
transcrição de RNA e síntese de proteínas.

MITOSE

A mitose é o tipo de divisão em que uma célula dá origem a duas células-filhas com o mesmo número de cromossomos da célula inicial.

As fases da Mitose são Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase.

I) Prófase:

Início da condensação dos cromossomos.
Fragmentação da carioteca.
Desintegração do nucléolo.
Migração dos pares de centríolos para os pólos.
Formação do fuso de divisão e do áster pelos microtúbulos ( fibras protéicas ao redor do centríolo) do citoesqueleto.
Os cromossomos, antes desordenados, unem-se às fibrilas do fuso pelos centrômeros e deslocam-se para a região central da célula

II) Metáfase:

Os cromossomos alinham-se na região equatorial da célula, onde se ligam às fibras do fuso.
Os cromossomos atingem o grau máximo de espiralização.

III) Anáfase:

Separação das cromátides.
Migração dos cromossomos para os pólos.

IV) Telófase:

Reaparecimento do nucléolo e da carioteca.
Descondensação dos cromossomos
As fibras do fuso e do áster desaparecem.
Os microtúbulos do citoesqueleto organizam-se para formar um anel contrátil, que orienta a citocinese, a divisão final do citoplasma.
Formam-se duas células idênticas à original.

MEIOSE

Tipo de divisão em que uma célula origina quatro células-filhas com a metade do número de cromossomos da célula inicial. A meiose é, portanto, um processo importantíssimo para a manutenção da carga genética das espécies e ocorre na formação dos gametas.

Através deste processo, células diplóides podem originar células haplóides, o que se faz através de duas divisões sucessivas. A primeira delas, uma divisão reducional, pela qual uma célula diplóide origina duas células haplóides (com redução dos cromossomos) e a outra, uma divisão equacional, em que cada uma das células haplóides resultantes da primeira divisão origina duas outras, porém com mesmo número de cromossomos.

MEIOSE I

I) Prófase I:

Possui 5 subfases:

Leptóteno: Os cromossomos individualizam-se como filamentos finos. Cada cromossomo, no leptóteno, é formado por duas cromátides. Os cromossomos iniciam a sua condensação.
Zigóteno:
Nesta etapa há duplicação do centríolo e a formação do fuso a condensação dos cromossomos progride. Além disso, inicia-se o pareamento visível dos cromossomos homólogos, num processo denominado sinapse. Durante o pareamento, os cromossomos homólogos unem-se ao longo dos seus comprimentos graças ao complexo sinaptonêmico, estrutura formada por proteínas.
Paquíteno:
Completa-se o pareamento dos homólogos e cada par forma uma bivalente, com quatro cromátides formando uma tétrade. É nesta fase que ocorre a permuta ou crossing-over. É um fenômeno durante o qual as cromátides homólogas se entrelaçam, sofrem quebras e fazem a permuta de segmentos cromossômicos. Há troca de genes. Esse mecanismo aumenta a variabilidade genética das espécies.
Diplóteno:
Nesta etapa os cromossomos começam a se separar, mas permanecem unidos nos pontos pontos de contato das cromátides em que ocorreu o crossing-over. Em cada um desses pontos surge o quiasma.
Diacinese:
Nesta etapa os centríolos atingem os pólos da célula e os cromossomos homólogos, ainda unidos parcialmente, desfazem os quiasmas. Os cromossomos, então, separam-se e a membrana nuclear se desfaz, liberando os cromossomos no citoplasma.

II) Metáfase I:

Fuso de divisão completamente formado.
Cromossomos homólogos pareados no equador celular.
Cromossomos ainda desfazem os últimos quiasmas

III) Anáfase I:

Deslocamento dos cromossomos (com duas cromátides cada) para pólos opostos da células.

IV)Telófase I:

Os cromossomos se descondensam, os nucléolos reaparecem, a carioteca se reorganiza surgindo dois novos núcleos.
O fuso se desfaz.
Ocorre a citocinese.
Segue-se um período de duração variável, geralmente curto, antes da divisão II, chamado intercinese.

MEIOSE II

A Meiose II é extremamente semelhante à Mitose. A formação de células haplóides, a partir de outras células haplóides, só é possível porque ocorre, durante a Meiose II, a separação das cromátides que formam as cromátides-irmãs. Cada uma dessas cromátides dirige-se para um pólo diferente e já passa a se chamar cromossomo-filho.

As fases da Meiose II são: Prófase II, Metáfase II, Anáfase II e Telófase II.

I) Prófase II:

Condensação dos cromossomos duplos.
Fragmentação da carioteca e do nucléolo.
Formação do fuso.
Deslocamento dos cromossomos para o equador celular

II) Metáfase II:

Organização dos cromossomos duplos no equador celular.

III) Anáfase II:

Separação dos centrômetos.
Duplicação dos cromossomos, que retornam aos pólos

IV) Telófase:

A carioteca reaparece e envolve os cromossomos simples em cada pólo.
Ocorre citocinese final com formação de quatro células-filhas haplóides.

Referências bibliográficas

Biologia de olho no mundo do trabalho – Sídio Machado – Editora Scipione – 2003
DNA Segredos & Mistérios – Solange Bento Farah – Editora Sarvier – 1997
www.uhh.hawaii.edu
www.users.york.ac.uk

Fonte: www.uff.br

Divisão Celular

Cada célula é derivada de outra

A reprodução celular ocorre através de uma seqüência ordenada de eventos, com duplicação de conteúdos e divisão. O ciclo celular

Mesmo no individuo adulto, quando não há mais crescimento, as células se dividem para substituir as que morrem.

Para produzir 2 células idênticas, é preciso replicar o DNA nos cromossomos e estes devem ser precisamente distribuídos (segregados) nas novas células - irmãs

Principais eventos do ciclo celular eucarioto

Interfase

Fase S: Durante esta fase o DNA do núcleo é duplicado

Fases G1 e G2 :

Fases de intervalo entre M e S
G1 intervalo entre M > S
G2 intervalo entre S > M
Durante estas fases a célula monitora condições internas e externas para assegurar que as condições são adequadas para prosseguir com o processo

A fase M

É a mais curta e mais dramática
A célula reorganiza seus componentes para distribuí-los às células-filhas.

Interfase: estabelece do momento para a fase M;

As quinases dependentes de ciclinas (Cdks) são as proteínas que controlam a entrada nas fases S e M

M-Cdk ativada dá a largada p/ a fase M

Fase M termina quando Cdk é inativada.

Preparação para a Fase M

Cromossomos replicados na fase S são mantidos unidos:

Coesinas: reúnem-se ao longo das cromátides-irmã;
Condensinas: auxiliam na condensação cromossômica.

O problema da fase M

Separar precisamente e segregar os seus cromossomos replicados na fase S

Estruturas distintas do citoesqueleto são reunidas em seqüência para processos da fase M:

Divisão nuclear >>>>>>>> fuso mitótico

Microtúbulos + outras proteínas (incluindo motoras)

Citocinese >>>>>>>> anel contrátil (céls. animais)

Filamentos de actina e miosina

O papel do citoesqueleto na mitose e citocinese

Eventos prévios a fase M

Duplicação do DNA
Duplicação do centrossomo
Auxiliar na formação dos 2 pólos do fuso mitótico;
Inicialmente os 2 centrossomos permanecem juntos;
Em M separam-se e cada um irradia seu áster
Os 2 ásteres movem-se p/ os pólos opostos para formar os pólos dos fusos

Formação do fuso mitótico

No início da mitose:

Microtúbulos citoplasmáticos dissociam-se e iniciam a formação do fuso mitótico;

Os microtúbulos alternam entre polimerização e despolimerização numa taxa 20x + rápida que na interfase;

Microtúbulos são + numerosos e + curtos

Dinâmicos, vão formar o fuso mitótico

A atividade das MAPs (proteínas associadas aos microtúbulos) comandam as mudanças no comportamento dos microtúbulos. Na interfase, MAPs estabilizam microtúbulos.

A formação do fuso na prófase

Centrossomos começam a moverse p/ os pólos opostos dirigidos por proteínas associadas e as custas de ATP

Crescem e encurtam em todas as direções

Microtúbulos de centossomos diferentes interagem (microtúbulos interpolares)

Previnem despolimerização e formam a estrutura do fuso mitótico

Pró-metáfase

Dissociação do envelope nuclear (lamina dissociase)

Cromossomos tem acesso ao fuso mitótico

Ligação ocorre via cinetocoro, o qual surge no final da prófase.

Metáfase

Os 3 tipos de microtúbulos que compõem o aparato mitótico - metáfase

Anáfase

Segregação dos cromossomos-filho pela liberação das cromátides-irmã;

Rompimento das ligações das coesinas, ativado por um complexo promotor e anáfase

O movimento dos cromossomos após a liberação é conseqüência de 2 processos distintos mediados pelo fuso mitótico:

Encurtamento dos MT do cinetocoro pela despolimerização;
Distanciamento dos pólos do fuso (proteínas motoras)

Telófase

Dois conjuntos de crometides-irmã chegam aos pólos do fuso e descondensam.
Constituição de novo envelope nuclear
Inicio da divisão do citoplasma

Mitose em uma célula vegetal superiores:

Não existem centrossomos
Restos dos microtubulos formam uma estrutura denominada fragmoplasto, que guiará a formação da parede celular

Fonte: biologia.ifsc.usp.br

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