Ciclo Celular e Mitose em Genética Veterinária

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Genética veterinária básica
Aspectos genéticos do ciclo celular: Ciclo celular corresponde aos processos que ocorrem na célula após seu surgimento até o seu processo de divisão celular, o qual dará origem a duas células. Durante esse período, a célula passa por diversos processos, como crescimento celular, multiplicação de seu material genético e divisão celular. O tempo de duração do ciclo celular varia entre os diferentes tipos de célula e é dividido em duas fases: interfase e mitose.
O ciclo celular é constituído de duas fases, interfase e mitose.
1. Interfase
Durante um tempo, acreditava-se que nada acontecia na célula entre o surgimento da célula e sua divisão. No entanto, nessa fase, a célula encontra-se em intensa atividade metabólica, sendo observado também o seu crescimento. A interfase é a fase mais longa do ciclo celular e divide-se em três etapas: G1, S e G2.
• G1: nessa etapa, conhecida como “primeiro intervalo”, ocorre a síntese de proteínas e RNA. O tempo de duração dela é o mais variável entre os diferentes tipos celulares;
• S: nessa etapa, conhecida como “síntese”, ocorre a divisão do material genético. Essa é a fase mais longa da interfase;
• G2: nessa etapa, conhecida como “segundo intervalo”, ocorre a síntese de proteínas, como a tubulina, que formará os microtúbulos do fuso mitótico, e RNA. No entanto, isso acontece em menor quantidade do que na etapa G1. O período de duração dessa etapa é proporcional ao da G1.
→ É importante destacar que durante todas as etapas da interfase ocorrerão a síntese de proteínas e a produção das estruturas celulares.
→ Algumas células não passam pelo processo de divisão celular, diz-se, então, que essas células permanecem em uma etapa G1 prolongada ou etapa G0.
 
2. Mitose
Após o período de crescimento celular e preparação para a divisão celular, que ocorre durante a interfase, a célula, enfim, divide-se em uma fase denominada mitose. Na mitose ocorre a formação de duas células-filhas idênticas à célula parental. A mitose divide-se em cinco etapas: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase.
• Prófase: nessa etapa os cromossomos já se apresentam duplicados como cromátides-irmãs, unidas pelos centrômero e ao longo de seus braços; ocorre a condensação da cromatina e ela torna-se mais visível ao microscópio óptico; inicia-se a formação do fuso mitótico (composto por microtúbulos e centrossomos); e, ao final dela, os nucléolos desaparecem.
• Prometáfase: nessa etapa, os cromossomos tornam-se mais condensados; os centrossomos deslocam-se para os polos das células; ocorre a fragmentação do envelope nuclear; e cada cromatina apresentará um cinetocoro (estrutura proteica presente no centrômero).
• Metáfase: nessa etapa, os cromossomos posicionam-se no plano equatorial da célula (placa metafásica) com as cromátides-irmãs ainda unidas pelos centrômeros; é nela que os cromossomos atingem seu grau máximo de condensação.
• Anáfase: nessa etapa, as cromátides-imãs separam-se; os cromossomos-filhos liberados deslocam-se para extremidades opostas da célula; a célula alonga-se; as duas extremidades da célula passam a apresentar conjuntos duplicados e equivalentes de cromossomos.
• Telófase: nessa etapa, ocorre a formação dos núcleos celulares e seus envoltórios; os nucléolos reaparecem; os microtúbulos do fuso desaparecem; e os cromossomos tornam-se menos condensados. Ao final dela, a mitose está completa.
A mitose é um tipo de divisão celular responsável por gerar duas células-filhas idênticas à parental.
Com as duas últimas fases da mitose ocorre a citocinese, que se encerra após a telófase, completando a divisão. Na citocinese ocorre a divisão do citoplasma. Em células animais, esse processo é caracterizado pela formação do sulco de clivagem, dividindo a célula em duas.
Já em células vegetais, não há formação do sulco de clivagem e a citocinese caracteriza-se pelo aparecimento de uma camada, denominada lamela média, junto à qual as membranas celulares são formadas. A lamela média mantém unidas, na região equatorial da célula, as paredes primárias de células adjacentes.
Controle do ciclo celular
O ciclo celular apresenta mecanismos de controle que regulam seus processos, como a síntese de proteínas e a divisão celular. Esses mecanismos são de extrema importância, pois a proliferação descontrolada das células, por exemplo, pode resultar na formação de tumores.
Os mecanismos de controle do ciclo celular atuam como um sistema de liga/desliga, de forma que o próximo evento se inicia com o término do evento anterior do ciclo celular. Na maioria das células eucarióticas, esses mecanismos atuam nos chamados pontos de verificação, ou pontos de transição reguladora. Existem três pontos principais, como veremos a seguir:
• Primeiro ponto de verificação ou ponto de restrição: é ao final da fase G1 e impede a continuação do ciclo quando as condições não são adequadas.
• Ponto de verificação G2/M: desencadeia os eventos mitóticos que levam ao alinhamento dos cromossomos na placa metafásica.
• Terceiro ponto de verificação: é a transição entre metáfase e anáfase, na qual ocorre a estimulação para a separação das cromátides-irmãs, levando, assim, à conclusão da mitose e à realização da citocinese.
O início do evento seguinte do ciclo só é ativado se não são detectados problemas intra ou extracelulares.
Resumo do ciclo celular
• O ciclo celular é o conjunto de processos que ocorrem na célula após seu surgimento até a sua divisão, a qual dará origem a duas células.
• O ciclo celular é constituído por duas fases, a interfase e a mitose.
• A interfase é uma fase de intensa atividade metabólica e crescimento celular.
• A interfase é dividida em três etapas: G1, S e G2.
• A mitose é um processo de divisão celular, pelo qual uma célula dá origem a duas células-filhas idênticas à célula parental.
• A mitose é dividida em cinco etapas: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase.
• Citocinese é o processo de divisão do citoplasma.
• O processo de citocinese ocorre durante a anáfase e telófase, terminando após o fim da telófase.
• O ciclo celular apresenta mecanismos que controlam seus processos.
• Na maioria das células eucarióticas, os mecanismos de controle do ciclo celular atuam nos denominados pontos de verificação. 
Meiose
Meiose é o processo de divisão celular através do qual uma célula tem o seu número de cromossomos reduzido pela metade. Nos organismos de reprodução sexuada a formação de seus gametas ocorre por meio desse tipo de divisão celular.
O que é genética?
Genética é a ciência que estuda a transmissão das características hereditárias ao longo das gerações. Por volta de 1986, Gregor Mendel postulou duas Leis que serviriam como ponto de partida e até hoje são a base do estudo da hereditariedade. Abordaremos neste tema alguns conceitos básicos da genética que irão auxiliar no entendimento de outros conteúdos sobre o assunto.
Cromossomo X Gene X DNA
A molécula de ácido desoxirribonucleico (DNA) carrega todas as informações e características genéticas dos seres vivos. Os cromossomos são constituídos por uma longa fita de DNA que se enovelam com uma proteína, denominada histona. Os cromossomos estão organizados aos pares no interior do núcleo das células diploides (2n) e cada par é denominado cromossomo homólogo. O conjunto de cromossomos de uma célula forma o cariótipo, onde em seres humanos, 22 pares correspondem aos cromossomos autossomos e 1 par aos cromossomos sexuais.
Os fragmentos de DNA em um cromossomo são denominados genes, responsáveis pela síntese de uma proteína específica que condiciona um caráter, como por exemplo, a cor dos olhos. Em um cromossomo homólogo, os pares de genes localizados no mesmo local, ou melhor, locus gênico, que determina o mesmo caráter, são denominados genes alelos. Genoma é o conjunto de todos os genes em um organismo.
GENE
Genótipo X Fenótipo
O genótipo corresponde ao conjunto total de genes de um indivíduo. Entretanto, o fenótipo são as características determinadas pelo genótipo manifestadas pelo indivíduo,como por exemplo, o tipo sanguíneo. O fenótipo pode ser alterado pelo meio, ou seja, os fatores ambientais, como, por exemplo, a mudança na coloração dos pelos em coelhos himalaios em função da temperatura do ambiente. À baixa temperatura (5ºC), os coelhos apresentam coloração preto e branco, enquanto, ao elevar a temperatura para 20ºC, os coelhos ficam com coloração apenas branca. 
Homozigose X Heterozigose
Os genes alelos quando se apresentam iguais num certo locus são denominados homozigotos, sendo considerados puros para um caráter e são representados por duas letras iguais, por exemplo, AA ou aa. Entretanto, quando os genes alelos são diferentes, estes são denominados heterozigotos, sendo considerados híbridos para um caráter e são representados por duas letras diferentes, por exemplo Aa.
Gene dominante X Gene recessivo
O gene dominante é aquele que determina o mesmo fenótipo, tanto em homozigose (AA) como em heterozigose (Aa). O gene recessivo só se expressa com os alelos em homozigose (aa). Logo, os alelos podem ser representados:
AA – Homozigoto dominantes
aa – Homozigoto recessivo
Aa -  Heterozigoto
Cromossomo: Cromossomos são estruturas compostas de DNA que, por sua vez, carregam os genes de um ser vivo, responsáveis por definir as características físicas particulares de cada indivíduo.
Os cromossomos estão localizados no núcleo das células que compõem o ser vivo. Os seres humanos possuem 46 cromossomos, divididos em 23 pares, sendo 44 autossomos e 2 sexuais.
Os cromossomos que formam pares são chamados de homólogos e constituem as chamadas células diploides (2n).
Todas as informações genéticas de determinado indivíduo, como a cor dos cabelos, a cor dos olhos, a estrutura física, e outras características hereditárias, estão presentes no DNA da pessoa. Os cromossomos servem para armazenar todas essas informações, condensando o material genético para que caiba no interior das células.
Inicialmente, o primeiro cientista a observar os cromossomos foi o biólogo suíço Karl Wilhelm von Nägeli, em 1842. Porém, apenas com Thomas Hunt Morgan, em 1910, descobriu-se que os cromossomos são responsáveis por armazenar o material genético dos seres vivos.
Estrutura dos cromossomos
Os cromossomos são formados por histonas, proteínas que formam grupos que são englobados por moléculas de DNA. Estes conjuntos são chamados de nucleossomos e podem existir vários destes grupos em uma única molécula de DNA.
Obviamente, existem diferenças entre a estrutura dos cromossomos dos procariontes (as bactérias, por exemplo) e dos eucariontes (os seres humanos, por exemplo).
No caso dos eucariontes, cada cromossomo possui um centrômetro (a sua região mais condensada) e, neste ponto, as cromátides-irmãs estão ligadas (os dois “braços” que formam um cromossomo).
Nas extremidades dos “braços” dos cromatídeos estão estruturas especiais chamadas de telômeros, são responsáveis por manter a estabilidade estrutural do cromossomo. 
Tipos de cromossomos
Os cromossomos não são todos iguais, podendo variar a sua forma de acordo com a posição do “estrangulamento” feito pelo centrômetro (ponto de ligação entre os cromatídeos).
· Cromossomo Telocêntrico: o centrômetro está localizado na extremidade terminal do cromossomo.
· Cromossomo Acrocêntrico: o centrômetro está afastado do centro e próximo de uma das extremidades, fazendo com que uma das duplas de “braços” que formam o cromossomo seja maior que a outra.
· Cromossomo Submetacêntrico: quando o centrômetro está pouco afastado do meio do cromossomo.
· Cromossomo Metacêntrico: o centrômetro está no centro do cromossomo, fazendo com que todos os seus “braços” tenham o mesmo tamanho.
Síndromes cromossômicas
Uma pequena alteração na estrutura dos cromossomos, pode desencadear diversos tipos de síndromes e mutações genéticas.
Na espécie humana, por exemplo, mutações nos cromossomos podem originar distúrbios fisiológicos e biológicos, como a síndrome de Down, a síndrome de Turner, a síndrome de Edwards, a síndrome de Klinefelter, entre outras.
DNA e RNA se encontra nas suas estruturas. Quanto ao número de fitas, normalmente o RNA apresenta uma hélice simples, enquanto o DNA tem uma dupla-hélice. Relativamente ao pareamento das bases nitrogenadas, tanto no RNA como no DNA a citosina se pareia com guanina.
As bases nitrogenadas são compostas encontrados nas moléculas de DNA e RNA. Elas são responsáveis por conter as informações genéticas de cada esqueleto de açúcar fosfato. Neste texto, vamos aprender a importância desses compostos e suas principais características.
Tipos de bases nitrogenadas
As bases nitrogenadas podem ser classificadas em dois tipos: purinas e pirimidinas. Então, vamos ver abaixo as diferenças de cada um.
Purinas
As purinas – ou bases púricas – são representadas pela adenina (A) e guanina (G). Elas possuem 2 anéis aromáticos de carbono e nitrogênio e derivam da purina.
Pirimidinas
As pirimidinas – ou bases pirimídicas – são representadas pela citosina (C), timina (T) e uracila (U). Diferentemente das purinas, as pirimidinas apresentam apenas um anel aromático e derivam da pirimidina.
Nos processos genéticos que envolvem o pareamento de DNA ou RNA, cada base vai parear com outra do tipo oposto. Ou seja, sempre haverá um pareamento entre uma purina com uma pirimidina. Por exemplo, guanina com citosina, adenina com timina ou no caso do RNA, adenina com uracila. Dessa forma, são chamadas de bases complementares.
Bases nitrogenadas do DNA
O DNA é representado por dois filamentos de açúcar fosfato que são unidos pelas bases nitrogenadas e ligações de hidrogênio. As bases que compõem o DNA são: adenina, guanina, citosina e timina. Esse conceito, proposto por Watson e Crick, é chamado de dupla hélice, pois as fitas estariam girando em espiral e se combinariam entre si. Como as bases são complementares, não é necessário codificar os 2 filamentos.
Bases nitrogenadas do RNA
O RNA é muito semelhante ao DNA na composição. Porém, apresenta a uracila no lugar da timina. Além disso, é composto por apenas um filamento de açúcar fosfato.
A transcrição é o processo de formação de uma molécula de RNA a partir de uma molécula molde de DNA. Neste processo, as fitas do DNA se separam e uma serve de molde para o RNA, enquanto a outra fica inativa. Ao fim da transcrição, as fitas que foram separadas voltam a se unir.
A transcrição é um processo altamente seletivo, pois apenas pequenas porções da fita de DNA é molde é copiada. Isso é muito importante, pois é o primeiro passo da regulação de um gene.
O processo é iniciado quando a polimerase do DNA se liga a uma das extremidades do DNA. Essa extremidade é muito específica, possuindo uma seqüência especial de bases, e é chamada de promotor. Neste local, existe um sítio de iniciação, com a primeira base a ter transcrita. A polimerase do RNA segue pela extensão da cadeia, transcrevendo o DNA em RNA até encontrar a seqüência de terminalização, que contém bases específicas que determinam o fim da transcrição.
Etapas da transcrição
1 – Reconhecimento da fita molde de DNA
O DNA e as polimerases do RNA (enzimas catalizadoras da reação) estão livres na célula e podem se encontrar ao acaso, porém a transcrição só tem início quando a enzima encontra e liga-se fortemente ao sítio promotor. Quando isso acontece, a dupla-hélice é desenrolada e as fitas são separadas.
2 – Início da transcrição
A polimerase ligada à região promotora inicia o processo de transcrição, adicionando os primeiro nove nucleotídeos da seqüência de RNA. Essa fase é chamada de fase de iniciação.
3 – Elongação
Após a produção de aproximadamente nove nucleotídeos, a polimerase do RNA passa a se deslocar pela molécula de DNA, desenrolando sua hélice e produzindo uma molécula de RNA, cada vez mais alongada. O DNA já transcrito volta a ser enrolado, quase que imediatamente, recompondo a sua dupla-hélice. Esse processo é chamado de fase de elongação.
A fita de RNA produzida é simples e livre. Cerca de 40 nucleotídeos podem ser produzidos por segundo, a uma temperatura de 37ºC em bactérias.4 – Término
Quando a polimerase do RNA encontra a seqüência de terminalização, o RNA para de ser transcrito. A partir desse momento, nenhuma outra base nitrogenada é incorporada ao RNA. Neste momento, a bolha de transcrição se desprende, liberando uma molécula de RNA e imediatamente a molécula de DNA se enrola completamente. A seqüência de DNA que contém os genes sinalizadores do término é chamada de região terminalizadora.