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Ciclos Vitais, Mitose, Meiose e Microscopia MITOSE O ciclo celular Existem basicamente dois tipos de divisão celular: a mitose e a meiose. Uma célula, dividindo-se por mitose, dá origem a duas novas células com o mesmo número de cromossomos da célula inicial. Como você já sabe, cada espécie tem um número constante de cromossomos. Assim, na espécie humana, as células somáticas apresentam 46 cromossomos ou 23 pares de cromossomos homólogos (2n = 46). Cada uma dessas células, ao sofrer mitose, dá origem a duas outras também com 46 cromossomos. A mitose é um processo importante no crescimento dos organismos multicelulares e nos processos de regeneração de tecidos do corpo. Nos unicelulares, é um tipo de divisão que ocorre quando há reprodução assexuada. A meiose é um tipo de divisão em que uma célula dá origem a quatro novas células com metade do número de cromossomos da célula inicial (divisão reducional) . Uma célula que apresenta 2n = 46 cromossomos, ao sofrer meiose, dá origem a quatro células com n = 23 cromossomos. A meiose é um processo importante para a variabilidade gênica dos organismos, sendo o tipo de divisão que ocorre no processo de formação de gametas nos indivíduos que apresentam reprodução sexuada. O ciclo celular corresponde a um ciclo regular de eventos que ocorrem desde a formação de uma célula até a sua própria divisão em duas células-filhas. Esse ciclo é dividido em duas etapas básicas: a interfase, etapa em que a célula não está em divisão, e a mitose, etapa em que a célula está em divisão. Tanto a interfase como a mitose apresentam-se subdivididas em períodos ou fases. Os períodos da interfase são denominados G1, S e G2 e as fases da mitose são denominadas prófase, metáfase, anáfase e telófase. O gráfico acima mostra a variação da quantidade de DNA durante o ciclo de vida da célula. A interfase é dividida em três períodos:G1 (do inglês gap, intervalo), S e G2. A duplicação do DNA ocorre durante o período S (síntese). Então, em G1, os cromossomos ainda estão como fio simples; em S, cada cromossomo fica com duas cromátides, assim permanecendo durante o intervalo G2. No gráfico, C representa a quantidade de DNA de uma célula haplóide; 2C, de uma célula diplóide antes da duplicação do DNA (no período G1, portanto), e 4C de uma célula em G2, após a síntese. Observe que na anáfase, a quantidade de DNA cai de novo para 2C: houve separação das cromátides - irmãs, que estão migrando em direção aos pólos, para formar dois novos núcleos. Visualização das etapas da mitose Fases da mitose. Os cromossomos duplicados se espiralizam durante a prófase, ao mesmo tempo que o hialoplasma adquire uma estrutura fibrosa ao redor dos diplossomos. Após a ruptura da membrana nuclear, os cromossomos dispõem-se na placa equatorial (metáfase). A duplicação dos centrômeros marca o início da anáfase, durante a qual os cromossomos se dirigem para os pólos. Na telófase, os cromossomos se desespiralizam, ao mesmo tempo que se forma a membrana nuclear a partir do retículo endoplasmático. Um sulco de divisão (estrangulamento)permite a separação das células-filhas. Na divisão das células de vegetais superiores, pode-se observar que: ● não há centríolos - mitose acêntrica; ● não há formação de fibras do áster - mitose anastral; ● citocinese - centrífuga (de dentro para fora) Na citocinese das células vegetais não ocorre invaginação da membrana plasmática e sim formação centrífuga de uma placa celular, originada a partir de pequenas vesículas diferenciadas do complexo de Golgi, ricas em pectina. O conjunto dessas vesículas é denominado fragmoplasto. Essas vesículas se fundem e seu conteúdo origina a lamela média, iniciando a formação da parede celular. Mitose em célula vegetal. MEIOSE A descrição das etapas da meiose No esquema adiante foi representada uma célula diplóide, com dois pares de cromossomos homólogos. Nessa célula, então, 2n= 4 cromossomos. Prófase I Leptóteno - Os cromossomos, devido à sua espiralação, ficam visíveis. Apesar de iniciarem a duplicação na interfase, aparecem ainda como filamentos simples, bem individualizados. Zigóteno - Os cromossomos homólogos se atraem, emparelhando-se. Este pareamento é conhecido como sinapse e ocorre ponto por ponto. O pareamento de cromossomos homólogos não ocorre na mitose. Paquíteno - Aqui, cada cromossomo aparece constituído por duas cromátides, portanto terminou a duplicação. Os 2 homólogos pareados mostram então 4 filamentos, cujo conjunto chamamos tétrade ou bivalentes. Diplóteno - Nesta fase podem ocorrer quebras em regiões correspondentes das cromátides homólogas; em seguida, os pedaços quebrados soldam-se em posição trocada. Esse fenômeno é chamado crossing-over ou permuta. O crossing-over aumenta a variabilidade das células formadas. Os homólogos se afastam, permanecendo em contato em alguns pontos chamados quiasmas. Os quiasmas representam as regiões observadas no microscópio, em que houve a troca de pedaços. Diacinese - Os pares de homólogos estão praticamente separados. Os quiasmas "deslizam" para as extremidades dos cromossomos (terminalização dos quiasmas). Aumenta ainda mais a espiralação dos cromossomos. Visualização das etapas da meiose: Metáfase I A membrana nuclear desapareceu no final da prófase. As fibras do fuso já estão formadas, desde a prófase I. Os pares de cromossomos homólogos se organizam no plano equatorial da célula. Os centrômeros dos cromossomos homólogos se ligam a fibras que emergem de centríolos opostos. Assim, cada componente do par será puxado em direções opostas. Anáfase I Não ocorre divisão dos centrômeros; cada componente do par de homólogos migra em direção a um dos pólos, por encurtamento das fibras do fuso. Telófase I A carioteca se reorganiza; os cromossomos se desespiralam. Às vezes, no entanto, isto não ocorre e os cromossomos sofrem diretamente a segunda divisão meiótica. O citoplasma sofre divisão (citocinese). Intercinese É uma interfase que pode ou não existir, dependendo do tipo de célula que está sofrendo meiose. Prófase II É uma prófase semelhante à da mitose. É bem mais rápida do que a prófase I. Forma-se o fuso, às vezes perpendicular ao anterior. Metáfase II Os cromossomos se dispõem na placa equatorial, e se ligam às fibras do fuso. Ao final da metáfase os centrômeros se duplicam. As cromátides passam a ser, cada uma, um cromossomo (cromonema). Anáfase II Os cromossomos - filhos (irmãos) migram para pólos opostos. Telófase II Já nos pólos, os cromossomos se desespiralam; os nucléolos reaparecem. O citoplasma se divide: temos agora quatro células n, originadas a partir da célula 2n, que iniciou o processo. A importância do crossing-over Já vimos que no diplóteno pode ocorrer quebras em cromátides homólogas, seguidas de soldadura de pedaços trocados. Este fenômeno, dito crossing - over ou permutação, é bem conhecido por observações; no entanto, ainda permanecem desconhecidas as causas que o provocam. O crossing-over acontece de maneira casual, sem que se possa prever em que pontos e em quais cromossomos ele vai acontecer. Evidentemente, podem ocorrer várias trocas ao longo do mesmo par de homólogos. Os esquemas A e B comparam os resultados da meiose com e sem ocorrência de crossing, em uma célula com dois cromossomos. Foram representados somente dois pares de genes alelos A e a e B e b.Na figura A não houve troca de pedaços durante o pareamento. Como resultado final da meiose, temos quatro células (que podem ser gametas ou esporos); duas delas com constituição genética AB e duas com constituição ab. Na figura B, ocorreu um crossing - over entre os genes A e B. As cromátides homólogas trocaram pedaços. O resultado final mostra quatro células de constituição genética diferente, AB, Ab, aB e ab. Você percebeu então que o crossing-over permitiu o aparecimento de dois cromossomos com combinações gênicas totalmente diferentes. Ab e aB, que não existiam na célula-mãe. É como se o crossing tivesse "embaralhado" os genes dos cromossomos originais AB e ab. Dizemos então que houve recombinação genética. O fenômeno de crossing-over aumenta pois a variabilidade genética dos gametas. Isto é um importantíssimo fator no mecanismo da evolução. Esquema A Esquema B
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