AULA 02 - ROTEIRO - CICLO CELULAR E DIVISÃO CELULAR (MITOSE E MEIOSE)

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AVISO: Este roteiro não deve ser utilizado como única fonte de material para estudos, utilize os livros 
recomendados na disciplina. 
AULA 02 – CICLO CELULAR E DIVISÃO CELULAR (MITOSE E MEIOSE) 
PARTE 01 – Ciclo Celular e sua importância para as células e os organismos 
Imagine-se como uma célula da camada basal da epiderme da sua pele (figura ao lado), onde você auxilia seu organismo 
formando (conjuntamente com outras células deste tecido) uma barreira física contra possíveis invasões de agentes 
infecciosos. Aqui, é importante ressaltarmos que a pele é (assim como a maioria 
dos outros tecidos e órgãos do seu organismo) um Tecido do tipo Somático, ou 
seja, não está diretamente envolvido com a formação de gametas (Óvulos ou 
Espermatozoides). Já o tecido presente nas Gônadas (Ovário e Testículos) que 
participam diretamente da produção dos gametas, denominamos como Tecido 
Germinativo. 
No momento em que você (a célula) realiza suas atividades corriqueiras (ou 
repouso) você se encontra em uma das Fases do Ciclo de vida de uma célula, 
também conhecido como Ciclo Celular. Por sua vez, este Ciclo Celular é um 
conjunto de fases que compreende desde o momento em que a célula realiza suas 
atividades ou mesmo está em repouso (G0), assim como as fases necessárias para 
se preparar (G1, S e G2) e realizar a Divisão Celular (M). Assim, para que o tecido 
(pele) permaneça funcional, você e suas colegas deverão em algum momento se dividir para reconstituir ou mesmo repor 
partes do epitélio da pele. Quando isto é necessário, você receberá um sinal de que precisará realizar a divisão. Desta 
forma, você sairá da Fase G0 (de repouso) e entrará na primeira fase de preparação para a divisão celular, conhecida 
como Fase G1. 
FASE G1 
Na G1, será necessário que você aumente seu volume, visto que ao final de todo o processo você se dividirá em duas 
células filhas, e além disso produza os componentes (RNAs, Proteínas e etc) necessários e importantíssimos para a 
próxima fase, a Fase S. 
FASE S 
Sabendo que as suas duas células filhas deverão ser idênticas a você, ou seja, ter exatamente a mesma quantidade de 
material genético, você deverá duplicar seu material genético (o DNA, que neste momento está no formato de 
Cromatina). Mas não basta simplesmente dobrar o material 
genético, na verdade é necessário que você produza duas réplicas 
(moléculas de DNA idênticas, com as mesmas sequências de 
bases) de cada molécula de DNA, e é por esta razão, que na Fase 
S (ou Fase de Síntese de DNA) é realizado o processo de 
Replicação do DNA. Cada molécula inicial de DNA agora foi 
transformada em duas réplicas, as quais permanecem unidas 
entre si para que posteriormente (durante a Fase M) formem as 
Cromátides-Irmãs dos Cromossomos. Após todo o DNA ser 
replicado, a célula poderá prosseguir para a próxima fase, conhecida como Fase G2. 
FASE G2 
Durante a fase G2, você já tem seu DNA replicado, porém é necessário se preparar para a próxima fase do Ciclo Celular 
(Fase M), sintetizando RNAs e Proteínas, além de duplicar os Centríolos. Estes são importantes pois produzem os 
Microtúbulos (Pequenos filamentos em formato de tubos formados por proteínas chamadas de Tubulinas), os quais 
constroem as Fibras do Fuso Mitótico. Estes tubos minúsculos, ou seja, os microtúbulos são responsáveis pela ligação 
entre os centríolos e os cromossomos (a ligação do microtúbulo com o cromossomo ocorre em uma estrutura 
especializada do cromossomo presente em seu Centrômero conhecida como Cinetócoro) durante a divisão celular, e 
assim permite sua movimentação e organização, garantindo assim a correta separação do material genético para as 
células filhas. 
Importante também é lembrar que as Fases descritas até o momento (G0, G1, S e G2) fazem parte da Intérfase, ocasião 
que compreende o período entre duas Divisões Celulares sucessivas. 
Falaremos da próxima fase, a Fase M, mais adiante neste roteiro (Parte 3). Antes, discutiremos a importância do controle 
do Ciclo Celular. 
 
PARTE 2 – CONTROLE DO CICLO CELULAR 
Durante todo o período em que a célula passa no Ciclo Celular se preparando e efetivamente se dividindo, as diferentes 
fases são monitoradas para garantir que tudo ocorra da maneira correta. Um exemplo deste monitoramento são os 
Pontos de Verificação. Estes são momentos (nas diferentes Fases) em que a célula verifica se tudo está correto para que 
esta possa progredir para a próxima fase do ciclo. Por exemplo, na Fase G1 encontramos um ponto de verificação onde a 
célula analisa se o ambiente é favorável para que ela se divida. Neste caso, o ambiente favorável significa que a célula 
tem os nutrientes necessários para a divisão por exemplo. Já na Fase S, a célula verificará se o DNA tem danos (por 
exemplo mutações), caso encontre danos, a Fase S durará mais tempo até que os mecanismos de Reparo de Dano no DNA 
consigam corrigir o erro. Se não for possível corrigi-lo, a célula pode ativar a Apoptose (morte celular programada). Na 
Fase G2 é necessário verificar se todo o material genético foi devidamente replicado. Caso não o tenha sido, a célula pode 
optar pela Apoptose. Enquanto isso na Fase M, verifica-se se todos os Cromossomos estão devidamente conectados às 
fibras do fuso (Microtúbulos), pois somente assim haverá a correta distribuição de material genético para as células filhas. 
Ciclinas e Cdks 
A passagem de uma Fase para a outra do Ciclo Celular ocorre devido a ação de dois tipos de proteínas 
que atuam conjuntamente (formando um Complexo), as Ciclinas e as Quinases dependentes das 
Ciclinas, ou simplesmente, Cdks. Existem diferentes Ciclinas para as diferentes fases do Ciclo Celular. 
Por exemplo, temos as: G1-ciclinas, G1/S-ciclinas, S-ciclinas e as M-ciclinas. As quais serão 
combinadas a algumas Cdks, e esta combinação (forma um complexo chamado de Ciclina-Cdks) 
possui a capacidade de ativar outras proteínas pela transferência de grupos Fosfato (P) para elas. 
Por sua vez, estas proteínas ativadas acabam iniciando os processos de uma nova fase do ciclo 
celular. Assim, dependendo de quais ciclinas estão formando o complexo Ciclina-Cdk, as diferentes 
fases do ciclo celular são ativadas. Por exemplo: quando a G1-ciclina está ligada a Cdk2, forma o complexo G1-Cdk2 que 
permite a passagem da fase G1 para a fase S no ciclo celular. Apesar da passagem de uma fase para a outra ser necessária, 
existem momentos onde a célula precisa atrasar este acontecimento para que a célula consiga corrigir algum erro em 
seus processos. Um exemplo disso é a atuação de uma proteína conhecida como P53. Esta proteína (extremamente 
importante para a célula) identifica erros no DNA durante a fase G1, neste momento a P53 estimula a produção da 
proteína P21 (uma Inibidora de Cdk, ou Cki) que se liga ao complexo G1-Cdk2 e inibe sua ação. Desta forma, a célula evita 
a passagem da fase G1 para a fase S até que o erro no DNA seja corrigido. 
Pontos de Verificação 
É de extrema importância que a célula verifique seus processos e que em 
caso de erro possa corrigi-los ou mesmo (em situações críticas) ativar a 
Apoptose. Isso garante o controle do Ciclo Celular, ou seja, que a célula 
saiba quando e o quanto ela tem que se dividir. Caso este controle seja 
perdido, devido ao acúmulo de erros no DNA (mutações), esta célula poderá 
repetir o ciclo celular incontáveis vezes (de maneira descontrolada) e 
acabar formando agrupamentos de células (sem função, pois enquanto 
estão se dividindo suas funções estão suspensas) nos tecidos conhecidos 
como Tumores. Por sua vez, caso algumas células deste Tumor consigam 
invadir (através dos vasos sanguíneos) e colonizar outros tecidos, 
desenvolve-se assim, um Câncer. 
PARTE 3 – FASE M (Células Somáticas – MITOSE) 
As células que não estão diretamente envolvidas com a produção dos seus 
gametas (Espermatozoides ou Óvulos) fazem parte dos Tecidos Somáticos 
(Exemplo: Células musculares, neurônios,epiteliais do seu intestino e etc.). 
Para que estes tecidos cresçam, ou mesmo sejam recuperados, é necessário 
que suas células se dividam e formem células-filhas idênticas a célula-mãe. Isto 
significa que a quantidade de material genético nas células-mãe será a mesma 
nas células-filhas. Este tipo de divisão celular é conhecido como Mitose e 
ocorre durante a Fase M do Ciclo Celular. Para facilitar o entendimento dos 
acontecimentos durante a Mitose, a mesma é subdividida em fases. Entre 
estas temos: Prófase, (Prometáfase), Metáfase, Anáfase, Telófase e 
Citocinese. A descrição de cada uma destas fases é apresentada abaixo: 
PRÓFASE (1, 2 e 3*) / PROMETÁFASE (3) 
No início da Prófase da Mitose (figura 1) a célula já possui seu material 
genético duplicado (durante a Fase S) na forma de Cromatina (Formato menos 
condensado contendo DNA mais proteínas Histonas). Este formato de 
Cromatina não é o ideal para a correta separação do material genético para as 
células filhas. Assim, a célula inicia sua divisão compactando seu DNA no 
formato de Cromossomos. E esta compactação ocorre ao longo de toda a 
Prófase (figura 2). Enquanto isso, os Centríolos vão sendo deslocados para 
posições opostas na célula (Polos Opostos) e o Envoltório Nuclear é desfeito, 
para permitir que os Microtúbulo se liguem aos cromossomos (figura 3*). 
Alguns Autores descrevem estes últimos acontecimentos como fazendo parte 
da Prometáfase. 
 
METÁFASE (4) 
Durante esta fase, os cromossomos são encaminhados e orientados (pelos 
microtúbulos) no meio da célula, ou seja, na conhecida Placa Metafásica ou 
Equatorial (figura 4). Perceba que cada cromossomo tem um Cinetócoro 
ligado a um microtúbulo de um lado oposto da célula. Esta organização dos 
cromossomos é crucial para que o material genético seja dividido igualmente 
para as células-filhas de maneira igual na próxima fase. É importante lembrar 
também que é nesta fase que os cromossomos apresentam o maior grau de 
compactação. 
 
ANÁFASE (5) 
Neste momento, a célula possui 46 cromossomos duplicados (com duas 
cromátides irmãs cada), os microtúbulos que estão ligados a estes 
cromossomos reduzem seu tamanho, e isto causa a Separação das 
Cromátides Irmãs (figura 5). Devemos lembrar que cada microtúbulo está 
conectado (em cada cromossomo) ao cinetócoro de um polo diferente da 
célula, por esta razão, uma cromátide irmã vai para o polo da esquerda, 
enquanto a outra vai para o polo da direita. Isto ocorre com os 46 
cromossomos humanos que temos nas células diploides dos tecidos 
somáticos. 
 
 
TELÓFASE (6) 
Após a separação das cromátides irmãs, elas são encaminhas às 
extremidades esquerda (metade das cromátides irmãs, ou seja, 46 
filamentos de DNA) e direita (a outra metade, ou seja, os outros 46 
filamentos de DNA) da célula. A Telófase corresponde ao momento que as 
cromátides irmãs chegam aos polos opostos da célula (extremidades 
esquerda e direita). Neste momento, o Envoltório Nuclear é refeito em cada 
um dos polos e as cromátides irmãs são descondensadas para reassumir sua 
forma de Cromatina (figura 5). 
 
CITOCINESE (7) 
Para finalizar a divisão das duas células-filhas, é necessário dividir também o 
citoplasma. Isso é realizado através de um Anel Contrátil (composto por 
proteínas: Actina e Miosina) que estrangula o citoplasma e o divide, 
formando assim as duas células-filhas (figura 7). Isto encerra a Mitose, as 
células-filhas agora podem realizar suas funções ou em caso de necessidade, 
seguir para um novo ciclo celular e uma nova divisão. 
 
 
 
PARTE 4 – FASE M (Células Germinativas – MEIOSE) 
Em Tecidos Germinativos (aqueles destinados a produzirem os gametas) a divisão celular ocorre de uma forma especial 
através da Meiose. Isso porque os gametas (espermatozoides e óvulos), são células haploides (ex. humanos n=23) e 
devem conter a metade do material genético de uma célula diploide. Isto ocorre, pois, ao unir os dois gametas haploides 
(ex. humanos n=23 + n=23), durante a fecundação formamos um zigoto diploide (ex. humanos 2n=46). Isto garante que a 
cada nova geração, o número cromossômico da espécie seja mantido e não aumente. 
Assim, para produzirmos gametas, a Meiose realiza duas divisões celulares diferentes: a Meiose I e a Meiose II. Durante 
a Meiose I vemos alguns dos importantes processos, como por exemplo o Pareamento dos Cromossomos Homólogos e 
a Recombinação (Prófase I), além da redução do número cromossômico (por isso também é conhecida como Reducional) 
das células-filhas através da Separação dos Cromossomos Homólogos (Anáfase I). Já na Meiose II (uma divisão que 
conhecemos como Equacional, visto que o número cromossômico não é reduzido novamente) ocorre a Separação das 
Cromátides Irmãs (Anáfase II), para que ao fim da divisão tenhamos células haploides. 
MEIOSE I 
PRÓFASE I 
A primeira fase da Meiose I é subdividida em subfases para melhor 
compreensão. Sendo assim, temos as fases: Leptóteno, Zigóteno, Paquíteno, 
Diplóteno e Diacinese. Durante o Leptóteno, ocorrem o aumento no volume 
do núcleo, e o início da condensação do material genético (ainda no formato 
de cromatina ou cromossomos interfásicos). Ao progredir para a próxima 
fase (Zigóteno) os cromossomos homólogos (ainda em condensação) se 
aproximam, formando o que chamamos de Pareamento dos Cromossomos 
Homólogos (figura 1) (cada par de cromossomos pareados se apresenta 
como Bivalentes). Agora que os cromossomos homólogos estão muito 
próximos, os membros dos pares de cromossomos podem trocar 
seguimentos entre suas cromátides-irmãs, isto ocorre durante o Paquíteno e é conhecido como Recombinação Genética 
(ou Crossing-over). A Recombinação (figura2) é uma importante fonte de 
diversidade genética, visto que a partir dela, os gametas (resultantes da 
meiose) apresentarão combinações diferentes de alelos. Perceba que estes 
eventos de Pareamento e Recombinação apenas ocorrem durante a Meiose 
e não na Mitose. Na fase seguinte, a Diplóteno, os cromossomos pareados 
se distanciam, entretanto, ainda mantendo-se unidos pelas regiões onde 
aconteceram as 
Recombinações. Estas regiões 
específicas recebem o nome de 
Quiasmas. E finalizando a 
Prófase I temos a Diacinese, fase onde os cromossomos continuam a se 
condensar, o Envoltório Nuclear se desfaz, os Centríolos são encaminhados 
para os polos opostos da célula (formando o Fuso com seus microtúbulos) e 
os pares de cromossomos homólogos permanecem unidos pelos seus 
quiasmas e ligados aos microtúbulos (figura 3). 
 
METÁFASE I 
Durante esta fase, os pares de cromossomos homólogos (que estão unidos) 
são encaminhados para o centro da célula formando o que chamamos de 
Placa Metafásica (ou Equatorial) (figura 4). Isto permite uma organização do 
material genético. Lembrando que nesta fase os cromossomos alcançam o 
maior nível de compactação (ou seja, de condensação) e que cada membro 
do par de cromossomos está conectado a microtúbulos de polos diferentes. 
Ou seja, um cromossomo ligado ao polo esquerdo e o outro cromossomo 
ligado ao lado direito. 
 
ANÁFASE I 
Com a organização dos cromossomos realizada na fase anterior, agora os 
membros de cada par de cromossomos homólogos podem ser separados. 
Sendo assim, nesta fase os microtúbulos ligados aos cinetócoros dos 
cromossomos reduzem seus tamanhos, tracionando os cromossomos e 
forçando a Separação dos Cromossomos Homólogos (figura 5) para os polos 
opostos da célula. 
 
 
TELÓFASE I 
Quando os cromossomos chegam nas extremidades (polos opostos) da 
célula, inicia-se a descompactação destes (em ambos os polos) e dois 
novos envoltórios nucleares são formados, um em cada polo, envolvendo 
o material genético (figura 6). 
CITOCINESE (OU INTERCINESE) 
Divisão do citoplasma através do anel contrátil para formar as duas células 
distintas (figura 6). 
É importante notar que as duas células-filhas resultantes da Meiose I 
possuem metade donúmero cromossômico da célula-mãe (do início da 
divisão). Por esta razão, a Meiose I é uma divisão Reducional (ou seja, com redução do número cromossômico pela 
metade). Por exemplo, se pensarmos na formação dos gametas humanos, nesta fase da Meiose as células possuem 23 
cromossomos duplicados (ou seja, com as duas cromátides-irmãs ainda unidas). 
 
MEIOSE II 
Na segunda divisão da Meiose (conhecida como Meiose II) dividimos 2 células com 23 cromossomos duplicados (com 
duas cromátides-irmãs por cromossomo) em 4 células com 23 cromossomos simples (resultado da Separação das 
Cromátides-Irmãs). Assim, partiremos para as fases da Meiose II a seguir. 
PRÓFASE II 
Seguindo para a próxima divisão, a Meiose II, todos os acontecimentos aqui 
ocorrerão em ambas as células. Em sua primeira fase (Prófase II), a célula 
necessita novamente ir condensando o material genético (para formar os 
cromossomos), desfazer o envoltório nuclear, aqui ainda, duplica-se o 
Centríolo e os encaminha para os polos opostos da célula. Os cromossomos 
são conectados às fibras do fuso (microtúbulos) (figura 7). 
 
 
 
METÁFASE II 
Os cromossomos são direcionados para o centro da célula na Placa 
Metafásica (ou Equatorial) (figura 8). É importante lembrar que a cromátide 
esquerda de um cromossomo está ligada ao microtúbulo do polo esquerdo, 
enquanto a cromátide direita conecta-se ao polo direito. 
 
 
ANÁFASE II 
Neste momento ocorre a Separação das Cromátides-Irmãs pelo 
tracionamento dos microtúbulos das extremidades opostas da célula (figura 
9). 
 
TELÓFASE II 
Ao chegarem aos polos, as antigas cromátides-irmãs irão ser 
descondensadas para reestruturar a cromatina e dois envoltórios nucleares 
são refeitos (um em cada polo) (figura 10). 
CITOCINESE 
Divisão dos citoplasmas através da ação do anel contrátil (figura 11). 
Ao fim da Meiose, temos a formação de quatro células haploides. Assim, em 
nosso exemplo em humanos iniciamos a Meiose com 1 célula diploide 
(2n=46) e a finalizamos com 4 células haploides (n=23). Agora estas células 
podem se diferenciar nos gametas (Óvulos em mulheres e Espermatozoides 
em Homens).