Aula 2 - Ciclo Celular (Mitose e Meiose)

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Ciclo Celular
Mitose e Meiose
Benjamin A. Perce. Genética Um Enfoque Conceitual, 5ed. Capítulo 02.
Células Procarióticas X Eucarióticas
Procarioto - organismo unicelular com estrutura celular relativamente simples;
Eucarioto - tem uma estrutura celular compartimentada, com os componentes
envoltos por membranas intercelulares, sendo os membros dessa categoria
unicelulares ou multicelulares.
Células Procarióticas X Eucarióticas
Células procarióticas Células eucarióticas
Núcleo Ausente Presente
Diâmetro da célula Relativamente pequenas, 
de 1 a 10 μm
Relativamente grande, de 
10 a 100 μm
Genoma Geralmente uma 
molécula de DNA circular
Múltiplas moléculas de 
DNA lineares
DNA Não complexado com 
histonas
Complexado com 
histonas
Quantidade de DNA Relativamente pequena Relativamente grande
Organelas envoltas 
por membrana
Ausentes Presentes
Células Procarióticas X Eucarióticas
Nos eucariotos, o DNA está intimamente associado a uma classe
especial de proteínas, as histonas, para formar cromossomos bem
acondicionados.
Reprodução celular
Três eventos fundamentais precisam ocorrer:
(1) suas informações genéticas têm de ser copiadas;
(2) as cópias das informações genéticas têm de ser separadas
umas das outras, e;
(3) a célula precisa se dividir.
Toda reprodução celular inclui esses três eventos, mas os
processos que levam a eles são diferentes nas células
procarióticas e eucarióticas por causa das suas diferenças
estruturais.
Reprodução da célula procariótica
o cromossomo circular se
replica e a célula se divide em
um processo chamado fissão
binária.
Sob condições ideais, algumas células
bacterianas se dividem a cada 20 min.
Reprodução da célula eucariótica
Replicação de DNA - Separação das cópias - Divisão do citoplasma
A presença de múltiplas cópias da molécula de DNA requer um mecanismo mais
complexo para garantir que exatamente uma cópia de cada molécula vá para cada
uma das novas células
Os cromossomos eucarióticos
Batata - 48 crom. 
Mosca-da-fruta - 8 crom.
Humano - 46 crom.
Estrutura do cromossomo eucarioto
Cromossomo eucarioto - classificação
Ciclo celular e mitose
O ciclo celular tem duas fases principais:
Interfase - período entre as
divisões celulares, na qual a
célula cresce, desenvolve-
se e funciona.
Fase M (mitótica) - o
período de divisão celular
ativo
Interfase
• Período estendido de crescimento e desenvolvimento entre as divisões celulares;
• Ocorre a síntese de DNA;
• Os RNAs e as proteínas são produzidos e milhares de reações bioquímicas
necessárias para as funções celulares ocorrem.
A interfase é dividida em três subfases: G1, S e G2
G1 (gap = intervalo 1) - a célula cresce e as proteínas
necessárias para a divisão celular são produzidas;
S (síntese de DNA) - cada cromossomo é duplicado;
G2 (gap = intervalo 2) - ocorrem vários eventos bioquímicos
adicionais que são necessários para a divisão celular.
Pontos de verificação/checagem: G1/S e G1/S
G1/S - mantém a célula em G1 até ela ter todas as enzimas 
necessárias para a replicação do DNA;
G2/M - verifica se o DNA está completamente replicado e íntegro.
Fase M
Parte do ciclo celular na qual as cópias dos cromossomos da célula (as 
cromátides-irmãs) se separam e a célula sofre divisão
A fase M é dividida em seis subfases:
Prófase
Pró-metáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase
Citocinese
MITOSE
Prófase
• Condensação dos cromossomos (visíveis no
microscópio óptico);
• Cromossomo com duas cromátides presas
no centrômero;
• O fuso mitótico, um arranjo organizado de
microtúbulos que movem os cromossomos
na mitose, se forma.
Pró-metáfase
• Desintegração da membrana nuclear (início
da pró-metáfase);
• Os microtúbulos do fuso se predem as
cromátides.
Metáfase
• Os cromossomos se alinham na placa
equatorial.
Ponto de verificação da 
montagem do fuso
Anáfase
• As cromátides-irmãs se separam e se movem
para os polos opostos.
Telófase
• Os cromossomos chegam aos polos do fuso;
• O envelope nuclear se forma novamente;
• Os cromossomos se descondensam.
Citocinese
• O citoplasma se divide;
• A parede celular se forma nas células
vegetais.
Consequências genéticas da mitose
• A partir de uma única célula, o ciclo celular produz duas células que têm as
mesmas instruções genéticas;
• As células-filhas resultantes são geneticamente idênticas uma à outra e à sua
célula genitora porque a síntese do DNA na fase S cria uma cópia exata de cada
molécula de DNA, dando origem a duas cromátides-irmãs idênticas;
• A mitose garante que uma das duas cromátides-irmãs de cada cromossomo
replicado passe para cada nova célula;
• Cada uma das células produzidas tem um complemento total dos cromossomos;
não há redução ou aumento no número de cromossomos;
• Cada célula também tem aproximadamente metade do citoplasma e organelas da
célula genitora original.
Meiose
A reprodução sexuada produz variação genética pela meiose
A reprodução sexuada tem dois processos:
O primeiro é a meiose, que gera os gametas, nos quais o número de
cromossomos é reduzido à metade;
O segundo processo é a fertilização, na qual dois gametas haploides se fundem
e restauram o número de cromossomos para sua forma diploide original.
Os desfechos da mitose e meiose são radicalmente diferentes e vários 
eventos únicos que têm consequências genéticas importantes ocorrem 
apenas na meiose.
Qual a diferença entre mitose e meiose?
• A mitose consiste em uma única divisão nuclear e geralmente é acompanhada
por uma única divisão celular. Na meiose, por outro lado, ocorrem duas
divisões.
• Após a mitose, o número de cromossomos nas células recém-formadas é o
mesmo que na célula original, enquanto na meiose o número de cromossomos
nas células recém formadas é a metade.
• A mitose produz células geneticamente idênticas, enquanto as células são
diferentes do ponto de vista genético na meiose.
Meiose
Intérfase: G1, S , G2 Divisão celular: meiose I e meiose II
Meiose I, é chamada de divisão reducional
porque o número de cromossomos por célula é
reduzido à metade;
Meiose II, é chamada de divisão equacional;
Os eventos que ocorrem na meiose II são
semelhantes aos que ocorrem na mitose;
A meiose II difere da mitose pois o número de
cromossomos já foi dividido à metade na meiose
I e a célula não começa com o mesmo número
de cromossomos como a célula na mitose.
Prófase I Metáfase I Anáfase I Telófase I
Leptóteno
Zigóteno
Paquíteno
Diplóteno
Diacinese
Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II
Meiose I
Meiose II
Prófase I
Leptóteno 
- os cromossomos se contraem e se tornam visíveis
Zigóteno 
- os cromossomos continuam a se condensar;
- os cromossomos homólogos pareiam; 
- começa a sinapse.
Prófase I
Paquíteno
- os cromossomos se tornam menores e mais espessos, 
- o complexo sinaptonêmico de três partes se desenvolve 
entre os cromossomos homólogos.
Complexo sinaptonêmico
- Nos cromossomos zigotênico ou paquitênicos;
- Estrutura proteica;
- Mantém os cromossomos completamente unidos por meio de fibras proteica 
(pareamento de homólogos e crossing over);
- Desintegra-se com o afastamento dos homólogos.
Crossing over (permutação)
Ocorre na prófase I, na qual os cromossomos homólogos trocam 
informações genéticas (responsável pela variação genética)
Prófase I
Diplóteno
- os centrômeros dos cromossomos pareados se separam;
- os dois homólogos permanecem presos no mesmo 
quiasma (resultado do crossing over).
Diacinese
- Os cromosssomos se tornam muito condensados;
- a membrana nuclear se rompe.
Metáfase I Anáfase I Telófase I
Separação aleatória dos cromossomos homólogos
• Juntos, estes dois processos conseguem provocar
substancial variação genética entre as células oriundas da
meiose.
• O crossing over desloca os
alelos no mesmo cromossomo
em novas combinações;
• A distribuição aleatória dos
cromossomos maternos e
paternosembaralha os alelos
em diferentes cromossomos em
novas combinações;
• Primeiro, a meiose inclui duas divisões; então, cada célula original produz
quatro células (existem exceções a esta generalização);
• Segundo, o número de cromossomos é dividido à metade, então as células
produzidas pela meiose são haploides;
• Terceiro, as células produzidas por meiose são geneticamente diferentes uma
da outra e da célula original;
• As diferenças genéticas entre as células resultantes destes dois processos são
únicas para a meiose: o crossing over e a separação aleatória dos
cromossomos homólogos.
Quais são as consequências gerais da meiose?