Divisão celular

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Divisão celular
Por Márcio Santos Aleixo
Bacharel em Ciências Biológicas (UNITAU, 2012)
Pós-graduação Lato Sensu em Perícia Criminal (Grupo Educacional Verbo Jurídico, 2014)
A divisão celular se trata da capacidade de uma célula se dividir dando origem a outras células. Essa capacidade é de suma importância para todos os organismos vivos. Por exemplo, os organismos pluricelulares, como os humanos, contêm dezenas de milhões de células. Entretanto, esse complexo organismo foi gerado à partir de uma única célula denominada célula ovo. Além disso, as divisões celulares são, também, as responsáveis pela regeneração de diversos órgãos, como o fígado. Sob uma ótica mais elementar, a própria célula ovo, mencionada anteriormente, só pode existir graças às divisões celulares que originam os gametas masculinos e femininos. Com relação aos organismos unicelulares, esse processo de gerar outras células também se mostra fundamental pra a geração e o crescimento de uma colônia.
A divisão celular não é um processo que ocorre do nada e por acaso. Esse processo é estimulado, interrompido e controlado por fatores genéticos e pela sinalização química de diversas substâncias. Isso quer dizer que a frequência, quando e como vai ocorrer depende da espécie que pertence a célula e, também, de substâncias que desencadearão eventos que culminarão na divisão celular.
Em relação ao que, de fato, é a divisão celular, é necessário dividirmos as células em dois grupos. O primeiro se trata das células somáticas. Esse grupo representa a maior parte das células do corpo e, nos humanos, possuem 23 pares de cromossomos totalizando 46. Elas são as células que compõem os órgãos, como fígado, pulmão, coração, entre outros. O outro grupo é denominado decélulas sexuais. Esse tipo celular possui vinte e três cromossomos, metade dos presentes nas células somáticas. Esse grupo celular se trata dos gametas que, em geral, são os responsáveis pela existência da reprodução sexuada.
Ao saber desses dois grupos de células, somáticas e sexuais, é bastante razoável pensar que elas não são geradas da mesma forma. E isso, realmente, é o que acontece. As células podem se dividir de duas formas distintas, pela meiose ou pela mitose. Ambos são eventos complexos em que uma célula dá origem à outras. Entretanto, existem várias diferenças entre eles.
Comparação entre Mitose e Meiose, as duas formas de divisão celular. Ilustração: Alila Medical Media / Shutterstock.com
A mitose se trata de uma sequência de eventos que, ao final, uma célula, denominada célula mãe, dá origem a duas outras células, as células filhas. A principal característica da mitose é que as células filhas possuem o mesmo número de cromossomos que a célula mãe. Além disso, não ocorrerecombinação genética durante o processo, isso é, as células filhas se tratam de cópias da célula mãe. Dessa forma, esse tipo de divisão celular está relacionado com a reprodução assexuada, crescimento do organismo ou da colônia e da regeneração tecidual.
A meiose, por sua vez, é um tanto quanto diferente. Embora também se trate de uma sequência de eventos, na meiose a célula mãe dá origem a quatro outras células. A característica principal é que essas quatro células geradas contêm apenas metade dos cromossomos da progenitora. Assim, a meiose se relaciona com a formação dos gametas e com a reprodução sexuada.
Enfim, a divisão celular se trata de um processo complexo e fundamental para vida, principalmente, porque sem ela, seria impossível a geração de novos indivíduos que garantirão a perpetuação das espécies e, por que não, da vida.
Bibliografia:
Junqueira, L. C. & Carneiro, J. Biologia Celular e Molecular. 9ª Edição. Editora Guanabara Koogan. 338 páginas. 2012.
Lopes, S. Bio – Volume Único. 1ª Edição. São Paulo: Editora Saraiva. 606 páginas. 2004.
Arquivado em: Citologia
Mitose
Por Pâmela Castro Dutra
Faça os exercícios!
O mecanismo de divisão celular que garante o crescimento e a renovação das células (com exceção dos gametas, que se dividem por meiose) é denominado mitose. A mitose é também o mecanismo de reprodução assexuada presente em diversos organismos pluricelulares. Certas espécies de planárias (filo Platyhelminthes), por exemplo, graças à sua grande capacidade de regeneração, conseguem recuperar pedaços ocasionalmente perdidos de seu corpo.
O período que vai do início ao fim da divisão de uma célula é denominado ciclo celular. Neste ciclo, a célula cresce e se prepara para a divisão. Nele inclui-se uma fase em que a célula não está se dividindo, chamada intérfase. Já na mitose, propriamente, há quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. É importante ressaltar que, na mitose, ao fim do ciclo celular, o mesmo número de cromossomos e as mesmas informações genéticas da célula-mãe são mantidas nas células-filhas.
Intérfase
A intérfase corresponde ao período que a célula ainda não está se dividindo. Seu material genético está em forma de filamentos de cromatina e comandando todas as suas atividades por meio da síntese do RNA. Pode ser dividida em três fases:
· G1: antecede a duplicação do DNA. A célula cresce e realiza suas atividades normalmente, sintetizando RNA com instruções para a produção de proteínas, inclusive àquelas responsáveis pela sinalização do início da divisão celular.
· S: o DNA e os filamentos de cromatina se duplicam, as histonas (proteínas constituintes dos cromossomos) são sintetizadas e ocorre a duplicação dos centríolos.
· G2: a célula retoma a síntese geral de proteínas iniciada no período G1 e as moléculas envolvidas com a divisão celular são sintetizadas.
Neste período, um grupo de enzimas realiza a verificação das condições da célula que entrará em divisão: se foi atingido o tamanho ideal, se o DNA não está danificado, se o meio em que a célula está encontra-se favorável etc. Esta verificação ocorre durante as fases G1 e G2 em pontos específicos denominados pontos de controle. Caso seja detectado algum problema que pode ser corrigido, o ciclo celular é interrompido ou postergado. Se o problema não tiver solução, a célula tem sua morte programada por um mecanismo conhecido como apoptose. Nele, diversas alterações são realizadas no núcleo e no citoplasma da célula, que acaba morrendo e sendo fagocitada por células de defesa do organismo.
Fases da mitose
Prófase
Na prófase inicia-se a condensação dos cromossomos. Essa condensação é mediada pela ação de uma proteína chamada condensina, que os tornam cada vez mais curtos e grossos. À medida que se condensa, o DNA pausa a síntese das moléculas de RNA. Os filamentos, duplicados, estão unidos no centrômero, e cada filamento recebe o nome de cromátide.
Os centríolos duplicados migram para os polos da célula e, em conjunto com fibras, formam o áster. A partir da região que os centríolos estão localizados, denominada centro celular ou centrossomo, será formado o fuso mitótico.
Os nucléolos desaparecem e inicia-se a fragmentação da carioteca. Em seguida, os microtúbulos do fuso mitótico ligam-se ao cinetócoro (estrutura proteica localizada na região do centrômero) e levam os cromossomos para a região mediana da célula. Seu término é marcado pela chegada dos cromossomos no meio do caminho entre os polos celulares, ou seja, no plano equatorial.
Metáfase
A metáfase é marcada pelo grau máximo de condensação dos cromossomos. Os centríolos ocupam os polos opostos da célula e o cinetócoro de cada cromátide continua ligado às fibras do fuso mitótico. Dispostos na região equatorial da célula, os cromossomos formam a chamada placa equatorial ou placa metafísica, e cada uma das cromátides-irmãs se volta para cada um dos polos da célula.
Anáfase
Na anáfase, as cromátides de separam e passam a ser chamadas de cromossomos-filhos ou cromossomos-irmãos. Com o encurtamento das fibras do fuso mitótico, são puxadas para os polos opostos da célula.
Telófase
Nesta etapa, já nos polos celulares, os cromossomos se descondensam e inicia-se ao redor de cada conjunto cromossômico a formação de novos envelopes nucleares, reconstituindo dois novos núcleos.A telófase marca o término da mitose, antecedendo a citocinese, processo pelo qual o citoplasma se divide e forma, por fim, duas células-filhas.
Referência:
AMABIS, José Mariano; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia das Células 1. 4ª edição. São Paulo: Editora Moderna, 2015.
Arquivado em: Citologia
Meiose
Por Pâmela Castro Dutra
Faça os exercícios!
A meiose é o processo de divisão das células especializadas na reprodução: os gametas. Estas células estão envolvidas com a reprodução sexuada, sendo que cada uma delas, produzidas por indivíduos de sexos diferentes, carrega em seu material genético as informações do pai ou da mãe para a união com o gameta do sexo oposto e formação da célula-ovo. Essa união, denominadafecundação, é responsável pela formação do patrimônio genético do indivíduo gerado.
A meiose pode ser dividida em meiose I e meiose II.
Meiose I
É dividida em prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I.
Etapas da Meiose I. Ilustração: Ali Zifan / via Wikimedia Commons [CC-BY-SA 4.0]
Prófase I
Devido à sua complexidade, é subdividida em cinco fases: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese.
· Leptóteno: inicia-se a condensação dos cromossomos já duplicados.
· Zigóteno: os cromossomos homólogos se emparelham, alinhando-se em um fenômeno chamado sinapse cromossômica. Nesse processo, ocorre a formação de uma estrutura chamada complexo sinaptonêmico, que une intimamente os cromossomos neste emparelhamento.
· Paquíteno: ocorre a troca de pedaços entre cromossomos homólogos, onde alguns genes que se encontravam no cromossomo paterno passam para o cromossomo materno e vice-versa. Esse fenômeno, conhecido como crossing over ou permutação, é de grande importância biológica, pois aumenta a variabilidade genética.
· Diplóteno: o complexo sinaptonêmico se desarranja e os cromossomos homólogos se separam, mas ainda com as cromátides-irmãs unidas. Nesta fase é visível regiões dos cromossomos em X, denominados quiasmas, que correspondem a pontos dos cromossomos que se cruzaram na permutação.
· Diacinese: os cromossomos homólogos se separam definitivamente, mas mantém-se unidos pelos quiasmas, que deslizam para as extremidades bivalentes. Esse fenômeno recebe o nome de terminalização dos quiasmas. Por fim, o envelope nuclear se desintegra e os pares de cromossomos homólogos, ainda associados pelos quiasmas, espalham-se no citoplasma.
Metáfase I
Na metáfase, os cinetócoros (proteínas localizadas no centrômero dos cromossomos) dos cromossomos homólogos prendem-se às fibras do fuso mitótico formado na prófase I, ficando dispostos no plano equatorial da célula. Contudo, de forma diferente do que ocorre na mitose, cada cromossomo duplicado prende-se às fibras de ambos os polos da célula. As fibras então se encurtam e fazem com que os cromossomos homólogos sejam puxados para cada lado da célula.
Anáfase I
Nesta fase, os cromossomos, cada um constituído por duas cromátides unidas pelo centrômero, são puxados e dispõem-se em cada um dos polos da célula.
Telófase I
Na telófase, os cromossomos já separados e dispostos em polos opostos passam a se descondensar. O fuso mitótico é desfeito, os envelopes nucleares se reorganizam e os nucléolosreaparecem. Cada núcleo formado possui metade do número de cromossomos da célula-mãe, o que caracteriza à meiose uma divisão reducional. As duas células filhas são formadas com a divisão do citoplasma na citocinese e inicia-se a meiose II.
Meiose II
É subdivida em prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II.
Etapas da Meiose I. Ilustração: Ali Zifan / via Wikimedia Commons [CC-BY-SA 4.0]
A segunda divisão meiótica é muito semelhante a primeira. Simultaneamente, as duas células-filhas formadas na meiose I já entram no processo de prófase II, com a condensação dos cromossomos e o desaparecimento dos nucléolos.
Seguindo a metáfase II, os cromossomos ligados às fibras do fuso mitótico alinham-se no plano equatorial da célula e os microtúbulos começam a puxar as cromátides-irmãs para os polos, marcando a anáfase II. Com os cromossomos dispostos já nos polos, a célula inicia a telófase II. Nessa fase os cromossomos passam a se descondensar, os nucléolos reaparecem e os envelopes nucleares se reorganizam, finalizando a segunda divisão da meiose.
Diferenças entre meiose e mitose
O fenômeno meiótico se assemelha ao mitótico em diversos pontos: formação do fuso mitótico, desaparecimento da carioteca e movimento dos cromossomos tanto para o meio como para os polos das células. Todavia, algumas diferenças básicas entre os dois processos podem ser destacadas para a compreensão da redução do padrão cromossômico na meiose:
· Metáfase: na metáfase I da meiose, cada cromossomo duplicado liga-se aos microtúbulos de apenas um polo do fuso, enquanto na metáfase de mitose cada cromossomo duplicado liga-se aos microtúbulos dos polos celulares opostos;
· Anáfase: na meiose, a anáfase separa os cromossomos homólogos duplicados, e não as cromátides-irmãs, como na mitose. Isso ocorre por conta do tipo de ligação dos cromossomos com o fuso durante a metáfase.
· Telófase: na meiose, embora os cromossomos estejam duplicados, não há pares de homólogos nos núcleos formados como na mitose, pois eles são separados na anáfase I.
Referência:
AMABIS, José Mariano; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia das Células 1. 4ª edição. São Paulo: Editora Moderna, 2015.
Arquivado em: Citologia
http://www.infoescola.com/citologia/divisao-celular/
http://www.infoescola.com/biologia/mitose/
http://www.infoescola.com/citologia/meiose/
Mitose e Meiose
Acompanhe os processos e as fases da mitose e da meiose:
Mitose
A mitose é um processo de divisão celular, característico de todas as célulassomáticas vegetais e animais. É um processo contínuo que é dividido didaticamente em 5 fases: Profáse, metáfase, anáfase, telófase e intérfase nas quais ocorrem grande modificações nonúcleo e no citoplasma. O desenvolvimento das sucessivas fases da mitose são dependentes dos componentes do aparelho mitótico
Aparelho Mitótico
O aparelho mitótico é constituído pelos fusos, centríolos, ásteres e cromossomos. O áster é um grupo de microtúbulos irradiados que convergem em direção do centríolo.
As fibras do fuso são constituídas por:
1. microtúbulos polares que se originam no polo.
2. Microtúbulos cinetecóricos, que se originam nos cinetecóro
3. Microtúbulos livres.
Cada cromossoma é composto por duas estruturas simétricas: as cromátides, cada uma delas contém uma única molécula de DNA. As cromátides estão ligadas entre si através do centrômero, que é uma região do cromossoma que se liga ao fuso mitótico, e se localiza num segmento mais fino denominado de constricção primária.
Fases da Mitose
Prófase
A prófase começa com o aumento do volume nuclear e com a condensação da cromatina, formando os cromossomos.
Verifica-se que cada cromossomo é constituído de duas cromátides unidas pelo centrômero, o que significa que a duplicação dos cromossomos ocorreu antes da prófase, ou seja, na intérfase.
 Figura 1A – Início da prófase
No citoplasma, o início da prófase é marcado pela duplicação dos centríolos, que se envolvem radialmente pelas fibras do áster. Cada um dos centríolos resultantes vai migrando para os pólos opostos da célula.
Durante a migração dos centríolos, o hialoplasma vai formando entre eles um conjunto de fibras, constituindo o fuso mitótico. A carioteca se fragmenta e o fuso passa a ocupar a zona axial da célula (Fig. 1A, 1B e 1C).
 Figura 1B – Prófase intermediária Figura 1C – Fim da prófase
Metáfase
Os cromossomos atingem seu grau máximo de condensação e se colocam no equador do fuso. Pelo centrômero os cromossomos estão ligados às fibras do fuso. Há dois tipos de fibras no fuso: as contínuas, que vão de centríolo a centríolo, e as cromossômicas, que vão de centríolo a centrômero (Fig. 2).
 Figura 2 – A metáfase
Anáfase
A anáfase começa pela duplicação dos centrômeros, libertando as cromátides, que agora passam a ser denominadas cromossomos-filhos. Em seguida, as fibras cromossômicas encurtam, puxando os cromossomospara os pólos do fuso (Fig. 3).
 Figura 3 – A anáfase
Telófase
Agora, os cromossomos chegam aos pólos e sofrem o processo de descondensação. A membrana nuclear reconstitui-se a partir do retículo endoplasmático. Os nucléolos tomam a se formar na altura da constrição secundária de certos cromossomos, os chamados cromossomos organizadores nucleolares. Assim termina a divisão nuclear ou cariocinese, produzindo dois novos núcleos com o mesmo número cromossômico da célula-mãe. A seguir, acontece a divisão do citoplasma ou citocinese. Na região equatorial, a membrana plasmáticase invagina, formando um sulco anular cada vez mais profundo, terminando por dividir totalmente a célula (Figs. 4A e 4B).
 Figura 4A – Início da telófase Figura 4B – Fim da telófase
Intérfase
Intérfase é o período que separa duas mitoses. Tal período caracteriza-se por intensa atividade metabólica, resultante da descondensação cromossômica.
A intérfase é dividida em três períodos (G1, S e G2). O período durante o qual ocorre a duplicação do DNA é chamado de S; G1 (do inglês gap intervalo) é o período que antecede a síntese de DNA, enquanto G2 é o período que sucede a síntese de DNA e antecede a mitose.
 O ciclo mitótico
Em G1 ocorre intensa síntese de RNA e proteínas, provocando o crescimento da célula. No período S acontece a síntese de DNA, determinando a duplicação dos cromossomos. No período G2 há pouca síntese de RNA e de proteínas.
O gráfico abaixo mostra a variação da quantidade de DNA no ciclo celular.
 Grau de variação da quantidade de DNA no ciclo mitótico
Meiose
A meiose é um processo de divisão celular em que uma célula diplóide (2n) forma quatro células haplóides (n). A meiose consiste em duas divisões celulares, acompanhadas por uma só duplicação cromossômica.
Organismos simples podem reproduzir-se através de divisões simples. Este tipo dereprodução assexuada é simples e direta e produz organismos geneticamente iguais. A reprodução sexual por sua vez, envolve uma mistura de genomas de 2 indivíduos, para produzir um indivíduo que diferem geneticamente de seus parentais.
O ciclo reprodutivo sexual envolve a alternância de gerações de células haplóides, com gerações de células diplóides. A mistura de genomas é realizada pela fusão de células haplóides que formam células diplóides. Posteriormente novas células diplóides são geradas quando os descendentes de células diplóides se dividem pelo processo de meiose.
Com exceção dos cromossomos que determinam o sexo, um núcleo de célula diplóide contém 2 versões similares de cada cromossomo autossomo, um cromossomo paterno e 1 cromossoma materno. Essas duas versões são chamadas de homologas, e na maioria das células possuem existência como cromossomos independentes. Essas duas versões são denominadas de homólogos. Quando o DNA é duplicado pelo processo de replicação, cada um desses cromossomos é replicado dando origem as cromátides que são então separadas durante a anáfase e migram para os polos celulares. Desta maneira cada célula filha recebe uma cópia do cromossomo paterno e uma cópia do cromossoma materno.
Vimos que a mitose resulta em células com o mesmo número de cromossomas, se ocorre – se a fusão dessas células, teríamos como resultado células com o dobro de cromossomas e isso ocorreria em progressão. Exemplificando: O homem possui 46 cromossomas, a fusão resultaria em uma célula com 92 cromossomas. A meiose desenvolveu-se para evitar essa progressão.
A meiose ( meioum = diminuir ) ocorre nas células produtoras de gametas. Os gametas masculinos e femininos ( espermatozóides e óvulos ) que são produzidos nos testículos e ovários respectivamente as gônadas femininas e masculinas. Os gametas se originam de células denominadas espermatogonias e ovogonias.
 
A meiose é precedida por um período de intérfase ( G1, S, G2 ) com eventos semelhantes aos observados na mitose.
As espermatogônias e ovogônias, que são células diplóides, sofrem sucessivas divisões mitóticas. As células filhas dessas células desenvolvem ciclo celular, e num determinado momento da fase G2 do ciclo celular ocorrem alterações que levam as células a entrar em meiose e darem origem a células háploides ou seja células que possuem a metade do número (n) de cromossomas da espécie. A regulação do processo meiótico inicia-se durante a fase mitótica, onde observam-se: 1) Período S longo; 2) aumento do volume nuclear. Experimentalmente demonstra-se que eventos decisivos ocorrem em G2, devido a ativação de sítios únicos para a meiose. Podemos definir meiose como sendo o processo pelo qual número de cromossomos é reduzido a metade.
Na meiose o cromossomo produzido possui apenas a metade do número de cromossomos, ou seja somente um cromossomo no lugar de um par de homólogos. O gameta é dotado de uma cópia do cromossoma materno ou paterno.
A meiose é um processo que envolve 2 divisões celulares com somente uma duplicação de cromossomas.
Fases da Meiose
A meiose ocorre apenas nas células das linhagens germinativas masculina e feminina e é constituída por duas divisões celulares: Meiose I e Meiose II.
O esquema geral da meiose
A meiose envolve duas divisões celulares. A primeira divisão meiótica é chamada reducional, pois reduz o número de cromossomos de um estado diplóide (2n) para o haplóide (n). A segunda divisão é chamada equacional e mantém o número haplóide. O processo geral obedece ao seguinte esquema:
 
Meiose divisão I – Divisão reducional
A meiose I é subdividida em quatro fases, denominadas: Prófase I, Metáfase I, Anáfase I, Telófase I
PRÓFASE I
A prófase I é de longa duração e muito complexa. Os cromossomos homólogos se associam formando pares, ocorrendo permuta (crossing-over) de material genético entre eles. Vários estágios são definidos durante esta fase: Leptóteno, Zigóteno, Paquíteno, Diplóteno e Diacinese.
 O crossing-over
Leptóteno: Os cromossomos tornam-se visíveis como delgados fios que começam a se condensar, mas ainda formam um denso emaranhado. Nesta fase inicial , as duas cromátides- irmãs de cada cromossomo estão alinhadas tão intimamente que não são ditinguíveis.
 
Zigóteno: Os cromossomos homólogos começam a combinar-se estreitamente ao longo de toda a sua extensão. O processo de pareamento ou sinapse é muito preciso.
 
Paquíteno: Os cromossomos tornam-se bem mais espiralados. O pareamento é completo e cada par de homólogos aparece como um bivalente ( às vezes denominados tétrade porque contém quatro cromátides)
Neste estágio ocorre o crossing-over, ou seja, a troca de segmentos homólogos entre cromátides não irmãs de um par de cromossomos homólogos.
 
Diplóteno: Ocorre o afastamento dos cromossomos homólogos que constituem os bivalentes. Embora os cromossomos homólogos se separem, seus centrômeros permanecem intactos, de modo que cada conjunto de cromátides-irmãs continua ligado inicialmente. Depois, os dois homólogos de cada bivalente mantêm-se unidos apenas nos pontos denominados quiasmas (cruzes).
 
Diacinese: Neste estágio os cromossomos atingem a condensação máxima.
 
METÁFASE I
Há o desaparecimento da membrana nuclear. Forma-se um fuso e os cromosomos pareados se alinham no plano equatorial da célula com seus centrômeros orientados para pólos diferentes.
 
ANÁFASE I
Os dois membros de cada bivalente se separam e seus respectivos centrômeros com as cromátides-irmãs fixadas são puxados para pólos opostos da célula.
Os bivalentes distribuem-se independentemente uns dos outros e, em consequência, os conjuntos paterno e materno originais são separados em combinações aleatórias.
 
TELÓFASE I
Nesta fase os dois conjuntos haplóides de cromossomos se agrupam nos pólos opostos da célula.
 
Meiose divisão II – Divisão equacional
A meiose II tem início nas células resultantes da telófase I, sem que ocorra a Intérfase. A meiose II também é constituída por quatro fases:
PRÓFASE II
É bem simplificada, visto que os cromossomos não perdem a sua condensação durante a telófase I. Assim, depois da formação do fuso e do desaparecimento da membrana nuclear, as células resultantes entram logo na metáfase II.METÁFASE II
Os 23 cromossomos subdivididos em duas cromátides unidas por um centrômero prendem-se ao fuso.
 
ANÁFASE II
Após a divisão dos centrômeros as cromátides de cada cromossomo migram para pólos opostos.
 
TELÓFASE II
Forma-se uma membrana nuclear ao redor de cada conjunto de cromátides.
Por: Thais Duarte http://www.coladaweb.com/biologia/biologia-celular/mitose-e-meiose
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
· http://www.infoescola.com/citologia/divisao-celular/
· http://www.infoescola.com/biologia/mitose/
· http://www.infoescola.com/citologia/meiose/
· http://www.coladaweb.com/biologia/biologia-celular/mitose-e-meiose