Cromossomos Humanos e Ciclo Celular

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Cromossomos humanos 
Os cromossomos são estruturas filamentosas 
localizadas no interior do núcleo das células. 
Os cromossomos, formados de DNA (ácido 
desoxirrtbonucléico) e proteínas, contêm os genes, que 
são os transmissores das características hereditárias. 
São visualizados durante a divisão celular, que é quando 
se apresentam condensados ao máximo devido ao 
superenrolamento ou à compactação do DNA. 
Os cromossomos não se apresentam uniformes ao longo 
de seu comprimento; cada um apresenta uma constrição 
primária, também denominada de centrômero, 
responsável pelo movimento dos cromossomos durante 
a divisão celular. 
O centrômero divide o cromossomo em dois braços: o 
braço curto, designado por p (do francês, petit 
=pequeno), e o braço longo, por q (do francês, queue = 
cauda). 
A ponta ou extremidade de cada cromossomo é 
denominada de telômero. Os telômeros desempenham 
um papel essencial, lacrando as pontas dos 
cromossomos e mantendo sua estabilidade e 
integridade. 
Se o centrômero estiver localizado centralmente, o 
cromossomo é denominado de metacêntrico; se estiver 
localizado próximo à extremidade, de acrocêntrico; se 
estiver numa posição intermediária. de 
submetacêntrico. 
Os cromossomos acrocêntricos apresentam apêndices 
de forma pedunculada, denominados de sat61ltes, nas 
extremidades dos seus braços curtos; esses satélites são 
responsáveis pela for- mação dos nucléolos no período 
de interfase celular, contendo múltiplas cópias repetidas 
dos genes para RNA ribossômico. 
 
Os cromossomos humanos são classificados, portanto, 
com base em três parâmetros: comprimento ou tamanho 
do cromossomo, posição do centrômero e presença ou 
ausência de satélites. 
Ciclo celular 
Dois processos opostos - divisão celular e morte celular, 
regulam o número de células dos organismos vivos. 
Mais especificamente, a mitose ocorre nas células 
somáticas (que são todas as células que formam o 
organismo, com exceção dos gametas: espermatozóide 
e óvulo), aumentando o número celular. 
Uma forma de morte celular chamada apoptose remove 
normalmente determinadas células durante o 
crescimento e o desenvolvimento, diminuindo o número 
de células, bem corno elimina células danificadas por 
agentes mutagênicos. 
A mitose e a apoptose são geneticamente controladas. 
Ambos os processos são vitais no desenvolvimento do 
embrião e do feto. Certos tecidos em geral crescem 
excessivamente e, então, as células extras morrem. 
A mitose promove crescimento do organismo e repõe 
células danifica- das por diferentes lesões. A apoptose 
remove, por exemplo, células da pele danificadas por 
agentes mutagênicos, como a radiação ultravioleta da 
luz solar. 
O ciclo celular varia em diferentes tecidos e em 
diferentes épocas do desenvolvimento; nele ocorre uma 
série de eventos que prepara a célula para a sua divisão. 
Na interfase, a célula realiza as funções bioquímicas 
básicas da vida, replica seu DNA e elabora as outras 
estruturas celulares na preparação para a divisão. Essa 
fase subdivide-se em G1, S e G2. 
Durante G1, a célula sintetiza proteínas, lipídeos e 
glicídeos, moléculas a serem utilizadas na formação das 
membranas das duas novas células que se formarão a 
partir da célula original. G1 é a fase do ciclo celular que 
mais varia em duração, entre os diferentes tipos de 
células. 
Células de crescimento lento como as do fígado, 
permanecem em G1 por vários anos, enquanto as 
células de crescimento rápido, como as da medula 
óssea, permanecem nessa fase por 16 a 24 horas. Nessa 
fase, o material de cada cromossomo do conjunto 
diplóide (2n) está presente uma única vez; o RNA e as 
proteínas são sintetizados, e a célula prepara-se para a 
replicação do DNA. 
Em S, dá-se a duplicação do DNA. Na maioria das 
células humanas, essa fase dura de 8 a 10 horas, mas as 
diferentes partes dos cromossomos não se replicam 
sincronicamente. Algumas proteínas são também 
sintetizadas nessa fase, inclusive as que formam a 
estrutura do fuso acromático. 
Cromossomos humanos e ciclo celular 
Em G2, completam-se as replicações tardias do DNA, e 
a célula sintetiza mais proteínas e as membranas que 
serão usadas para envolver as duas células 
descendentes. Essa fase é relativamente curta, durando 
cerca de 3 a 4 horas em células como as da medula 
óssea. 
Nessa fase, cada cromossomo apresenta-se duplicado, 
formado por dois filamentos idênticos, chamados 
cromátides irmãs, unidos pelo centrômero. O material 
genético de cada cromossomo está representado duas 
vezes, e a célula pode ser considerada nessa fase com 
2nd cromossomos, uma vez que cada cromossomo se 
apresenta duplicado (d). 
A interfase termina, e tem início a mitose, que ocupa um 
espaço de tempo relativamente curto. A duração dessas 
fases varia com a espécie, o tipo de célula e as condições 
ambientais. 
Quando as células já completaram todo o seu ciclo 
celular, param de dividir-se em uma fase não-cíclica 
denominada G0. 
 
Controle do ciclo celular 
O ciclo celular é altamente regulado; existem proteínas 
endógenas que funcionam como pontos de controle, 
garantindo a ocorrência adequada dos eventos 
relacionados com o ciclo celular. Por exemplo, uma 
célula não pode começar a se dividir até que seu DNA 
tenha sido replicado, mas também não deve replicá-lo 
mais de uma vez, antes de dividir-se. 
Os pontos de controle também garantem que o ciclo 
celular tenha breves intervalos para que os erros na 
replicação de sequências do DNA possam ser reparados 
antes que sejam perpetuados. 
O número de divisões que uma célula deve sofrer é 
controlado por um relógio celular, que consiste nas 
regiões cromossômicas terminais denominadas de 
telômeros. Esses telômeros têm de centenas a milhares 
de repetições específicas de uma sequência de DNA de 
seis nucleotídeos (TIAGGG). 
A célula pode permanecer viva, mas não se divide 
novamente, ou pode morrer, dependendo do seu ciclo. 
Descobriu-se que quanto mais divisões uma célula 
sofre. mais curtos são os telômeros de seus 
cromossomos, comprovando sua função como relógio 
celular. 
Os sinais químicos que controlam o ciclo celular 
provêm de fora e de dentro da célula. Os sinais externos 
à célula são os hormônios, que agem a distância, e os 
fatores de crescimento, que atuam mais localmente. Os 
sinais internos da célula são as ciclinas e as quinases, 
proteínas que interagem para ativar os genes cujos 
produtos, por sua vez, desencadeiam a mitose. 
Os níveis de ciclinas aumentam gradativamente durante 
a interfase, ao fim da qual cada molécula de ciclina liga-
se a uma quinase, enzima sempre presente na célula, 
formando o composto ciclina-quinase. 
Outra enzima ativa esses compostos de ciclina-quinase, 
que ativam os genes desencadeadores da mitose. Ao 
iniciar a divisão, a célula sintetiza enzimas que 
degradam as ciclinas. À medida que se dá a produção 
das ciclinas inicia-se um novo ciclo celular. 
Divisão celular 
Mitose 
A mitose garante o crescimento dos organismos e a 
reposição das células mortas. Assim, os materiais 
genéticos, constituídos de DNA e contidos nos 
cromossomos, são transmitidos de modo constante de 
uma célula para suas descendentes. 
Esse tipo de divisão ocorre nas células somáticas, que 
descendem de uma célula original, o Zigoto, que é 
diplóide (2n), ou seja, apresenta dois cromossomos de 
cada tipo: um de origem paterna e outro de origem 
materna. A mitose é um processo contínuo; para ser 
facilmente compreendido, costuma-se dividi-lo em 
fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. 
Prófase 
Condensação da cromatina (fibras de nucleoproteínas) 
tornando os cromossomos gradativamente mais curtos, 
espessos e claramente visíveis no final dessa fase. 
As duas cromátides-irmãs de cada cromossomo 
permanecem unidas pelo centrômero, e o nível de 
ploidia da célula, nessa fase, é igual a 2nd. 
Duplicação docentríolo, migração dos seus produtos 
para polos opostos da célula e formação do fuso 
acromático. Esse fuso consiste de microtúbulos ou 
fibras da proteína tubulina, que ligam os centríolos ao 
cinetócoro, estrutura situada junto ao centrômero dos 
cromossomos. 
A função do cinetócoro é interagir com as fibras do fuso 
durante o movimento dos cromossomos, na divisão 
celular. Com o desaparecimento da membrana nuclear, 
a prófase atinge o seu final, e a célula entra em metáfase. 
Enquanto isso, a membrana nuclear se dissolve, os 
nucléolos desaparecem, e os cromossomos se espalham, 
iniciando seu deslocamento para a placa equatorial. 
Metáfase 
Cromossomos com condensação máxima localizam-se. 
aleatoriamente na placa equatorial da célula, ligando-se 
aos centríolos por meio das fibras do fuso acromático. 
As duas cromátides-irmãs continuam unidas pelo 
centrômero, e o nível de ploidia também é 2nd. 
Ao fim dessa fase, as cromátides-irmãs de cada 
cromossomo iniciam sua separação até ficarem unidas 
somente pelos centrômeros (assemelhando-se à letra X). 
Anáfase 
Divisão longitudinal do centrômero de cada 
cromossomo e separação das cromátides-irmãs, agora 
chamadas de cromossomos-filhos. 
Migração dos cromossomos-filhos para os polos da 
célula, indo 2n cromossomos para cada polo. São os 
centrômeros que orientam adequadamente os 
cromossomos para as extremidades da célula, isto é, 
cada cromossomo-filho para um dos polos. 
Telófase 
Cromossomos localizados nos polos opostos da célula; 
em cada polo, o nível de ploidia é 2n. 
Descondensação cromossômica e desintegração das 
fibras do fuso acromático. Formação de novas 
membranas nucleares e ocorrência de citocinese 
(divisão citoplasmática); as organelas também se 
dividem ou se distribuem para o citoplasma das duas 
novas células. 
Meiose 
 
 
A meiose é o processo de divisão celular que os seres de 
reprodução sexuada utilizam para formar os seus 
gametas. Por meio desse processo, o material genético 
é reduzido à metade, para garantir a manutenção da 
quantidade de DNA necessária para cada espécie e, 
além disso, realizar a troca de material entre os 
cromossomos de origens diferentes (materno e paterno), 
com o objetivo de aumentar a variabilidade das células 
resultantes (gametas), o que é de grande interesse para 
as espécies. 
Nas células que vão sofrer meiose, a síntese de DNA 
também ocorre na fase S da interfase que a antecede. 
Durante a divisão meiótica, ocorre uma divisão 
cromossômica para duas divisões celulares: a meiose I 
ou divisão reducional, onde os cromossomos estão 
subdivididos em duas cromátides, mas os seus 
centrômeros não, e a meiose II ou divisão equacional, 
que é muito semelhante à mitose, porém os 
cromossomos estão em número haplóide. 
A meiose ocorre apenas nas células das linhagens 
germinativas feminina e masculina e é precedida por 
uma única duplicação do DNA. 
Meiose I 
Quando essa divisão se inicia, o DNA já está replicado, 
de modo semelhante ao que ocorre na mitose e como 
nessa, o processo se subdivide em quatro fases: prófase 
I, metáfase I, anáfase I e telófase I. 
Prófase I 
É a fase mais longa da meiose. Ela é subdividida em 
cinco subfases ou estágios: leptóteno (leptonema), 
zigóteno (zigonema), paquíteno (paquinema), diplóteno 
(diplonema) e diacinese. 
Leptóteno ou leptonema 
Os cromossomos já duplicados e formados por duas 
cromátides-irmãs, geneticamente idênticas, iniciam sua 
condensação, aparecendo como filamentos longos e 
delgados. 
Ao longo dos filamentos, existem regiões mais espessas 
e menos espessas alternadas, sendo as mais espessas 
denominadas de cromômeros. 
Zigóteno ou zigonema 
Os membros de cada par homólogo se aproximam 
gradativamente, até ficarem lado a lado, ao longo do seu 
comprimento. 
O pareamento dos cromossomos homólogos é 
denominado de sinapse, envolvendo a formação de uma 
estrutura chamada de complexo sinaptonêmico. Esse 
complexo é formado de DNA, RNA e proteínas, e sua 
formação é importante para que a troca entre cromátides 
(crossing-over) ocorra em segmentos perfeitamente 
homólogos. 
Paquiteno ou paquinema 
Os cromossomos mostram-se mais curtos e mais 
condensados, e cada homólogo evidencia pela primeira 
vez sua duplicação. Cada par de homólogos pareados é 
chamado de bivalente; assim, cada bivalente é formado 
por dois cromossomos homólogos ou quatro 
cromátides, sendo, por isso, também chamado de 
tétrade. O número de bivalentes ou tétrades, nesse 
estágio, é igual ao número de pares de cromossomos da 
célula original. 
Durante o estágio em que os cromossomos homólogos 
estão pareados, pode ocorrer um fenômeno muito 
importante, que é o crossingover, permuta ou 
sobrecruzamento. 
Esse evento envolve uma troca entre segmentos de 
cromátides homólogas, que é a maneira pela qual o 
material genético dos cromossomos maternos e paternos 
pode ser recombinado, o que é importante para 
aumentar a variabilidade das espécies. 
Diplóleno ou diplonema 
Os cromossomos homólogos começam a se afastar um 
do outro como se sofressem repulsão, embora de forma 
incompleta. 
Os pontos nos quais esses homólogos permanecem 
unidos são chamados de quiasmas, que são indicativos 
de permutas cromossômicas, visíveis ao microscópio 
óptico e considerados evidências citológicas do 
crossing-over. 
No decorrer do processo meiótico, os quiasmas tendem 
a se mover para as extremidades dos cromossomos, 
como consequência do seu movimento de afastamento, 
num processo denominado de terminalização dos 
quiasmas. 
Diacinese 
Os cromossomos continuam condensando, e os 
quiasmas completam seu movimento de terminalização 
(com exceção dos cromossomos maiores, que 
completam sua terminalização apenas na anáfase I). O 
complexo sinaptonêmico desaparece, e os bivalentes 
começam a se organizar na zona equatorial da célula, 
formando a metáfase l. Durante o desenvolvimento da 
prófase 1, o nível de ploidia da célula é 2nd. 
Tanto na linhagem germinativa feminina como na 
masculina, a diacinese marca o fim da prófase l. Na 
linhagem germinativa feminina, porém, observa-se que 
o diplóteno é muito mais longo, constituindo o dictió 
teno, estágio de prófase suspensa no qual as células 
podem permanecer por vários anos, sob um aspecto de 
rede e representando uma fase de grande crescimento 
celular. 
Metáfase I 
Os cromossomos atingem o máximo de espiralização e 
condensação. Desintegração da membrana nuclear, 
formação do fuso acromático e localização dos 
bivalentes (cromossomos homólogos) na zona 
equatorial da célula; desse modo, há dois conjuntos 
haplóides, nos quais as extremidades de cada 
cromossomo estão voltadas para as extremidades do seu 
homólogo, sendo 2nd o nível de ploidia da célula. 
Anáfase I 
Os cromossomos homólogos separam-se um do outro, 
dirigindo-se para os pólos opostos da célula. O nível de 
ploidia da célula aqui é de nd para cada pólo. 
Cada homólogo continua constituído por duas 
cromátides-irmãs, unidas pelo centrômero, assim 
permanecendo até a anáfase II. 
A principal diferença entre a anáfase mitótica e a 
anáfase I da meiose é que, na última, não há divisão dos 
centrômeros, ocorrendo apenas separação dos 
homólogos, indo um deles (o de origem paterna) para 
um dos polos da célula e o outro (o de origem materna) 
para a extremidade oposta. Saliente-se que sempre irá 
um representante de cada par cromossômico para cada 
polo celular. 
Telófase I 
Os cromossomos chegam aos polos da célula, mas não 
se descontraem completamente, havendo um número 
haplóide deles em cada extremidade da célula, e cada 
cromossomo mantendo-se constituído por duas 
cromátides. O nível de ploidia em cada urna das células, 
nessa fase, é nd cromossomos em cada polo. 
A membrana nuclear é reconstituída. 
Meiose II 
As duas células resultantes da meiose l passam 
imediatamente para a meiose II, sem que hajauma 
interfase típica. 
Prófase II 
Essa fase é praticamente inexistente, uma vez que os 
cromossomos não perdem a sua condensação durante a 
telófase 1. Assim, após a formação do fuso e o 
desaparecimento da membrana nuclear, as células 
resultantes da telófase I entram logo em metáfase II. 
Metáfase II 
Cada cromossomo, constituído por duas cromátides-
irmãs unidas pelo centrômero, dispõe-se no plano 
equatorial da célula, prendendo-se ao fuso através do 
centrômero; nessa fase, o nível de ploidia de cada célula 
é nd. 
A principal diferença entre as metáfases I e II é que, na 
última, os cromossomos estão duplicados, mas em 
número haplóide (nd), enquanto na metáfase I também 
estão duplicados, mas dispostos aos pares (2nd), na 
placa equatorial da célula, nessa não pareados. 
Anáfase II 
Divisão dos centrômeros e migração das cromátides-
irmãs de cada cromossomo para as extremidades 
celulares, em número haplóide (n) para cada pólo 
celular. 
A principal diferença entre as anáfases I e II é que, na 
primeira, os cromossomos estão em número haplóide, 
mas duplicados (nd), enquanto na última estão em 
número haplóide, cada um constituído apenas por uma 
cromátide (n). Em relação à anáfase mitótica, a 
diferença é que nessa os cromossomos estão em número 
diplóide, não-duplicados e não-pareados (2n). 
Telófase II 
1. Localização dos cromossomos nos pólos celulares 
2. Descondensação dos cromossomos 
3. Formação da membrana nuclear ao redor de cada 
conjunto haplóide (n). 
Ao fim da telófase II, a meiose está completa, 
resultando quatro novas células haplóides (gametas); 
desse modo, o núcleo de cada célula contém um quarto 
do material cromossômico presente no início do 
processo meiótico. 
Esse tipo de divisão celular só ocorre nas gônadas dos 
animais e nas plantas de reprodução sexuada, para 
formar gametas. 
Gametogênese 
No homem e nos machos de outros mamíferos, esse 
processo chama-se espermatogênese e ocorre nas 
gônadas masculinas, ou testículos. Na mulher e nas 
fêmeas de outros mamíferos, ele se chama ovulogênese 
e ocorre nas gônadas femininas, ou ovários. 
 
 
Espermatogênese 
Até a puberdade, os testículos são formados por túbulos 
seminíferos maciços, em cujas paredes existem apenas 
algumas células sexuais primárias; n a adolescência, por 
ação hormonal, os túbulos seminíferos amadurecem e as 
células sexuais primárias se multiplicam, passando a 
denominar-se espermatogônias. 
Por mitoses sucessivas, originam-se novas 
espermatogônias (período de multiplicação celular), 
processo que é ininterrupto a partir da maturidade 
sexual. As espermatogônias aumentam de tamanho, 
transformando-se em espermatócltos primários 
(período de crescimento celular). 
Essas células é que vão entrar em meiose 1, resultando, 
de cada uma, duas células denominadas espermatócitos 
secundários; esses, sofrendo a meiose II, originam 
quatro células, as espermátides, que não mais se 
dividem. Por um processo de transformação 
morfológica, denominado de espermiogênese, elas 
passam a espermatozóides, que são os gametas 
funcionais masculinos. 
Ovulogênese 
A ovulogênese não é contínua ao longo da vida, pois, 
em tomo dos três meses de vida intra-uterina, as 
ovogônias, existentes nos ovários, começam a crescer e 
a se diferenciar em ovócitos primários, cessando suas 
mitoses em tomo do quinto mês de vida pré-natal. Aos 
sete meses, todos os ovócitos primários do feto 
encontram-se rodeados por um conjunto de células, 
formando um folículo primário. 
Os ovócitos primários entram em meiose I, chegando 
até o final da prófase I, quando a divisão é suspensa, 
num estágio denominado de dictióteno, no qual se 
encontram todos os ovócitos primários, por ocasião do 
nascimento, assim perdurando até a puberdade. 
Quando essa fase é atingida, cada ovócito primário 
reinicia sua primeira divisão meiótica, originando duas 
células de tamanhos diferentes: o ovócito secundário 
(maior, com mais quantidade de citoplasma) e o 
primeiro corpúsculo polar ou primeiro polócito (menor, 
praticamente sem citoplasma). A partir da menarca 
(primeira menstruação da mulher), esse processo passa 
a dar-se mensalmente, durando cerca de 45 anos, até a 
menopausa (fim do período reprodutivo feminino). 
O ovócito secundário, liberado na tuba uterina (trompa 
de Falópio), sofre a segunda divisão meiótica, que só vai 
se completar no momento da fertilização (fusão dos pró-
núcleos masculino e feminino). Por meio da meiose II, 
o ovócito secundário origina duas células desiguais: o 
óvulo (que nesse momento já está fecundado) e o 
segundo corpúsculo polar ou segundo polócito 
(expelido imediatamente após a fertilização). 
O primeiro corpúsculo polar pode dividir-se ou não; 
caso o faça, ao fim da meiose II, haverá um óvulo e três 
corpúsculos polares, esses últimos degenerando 
rapidamente.