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MEIOSE EM EUCARIOTOSMEIOSE EM EUCARIOTOS Divisão que ocorre nas células germinativas e que culmina na formação de gametas. A divisão resulta na formação de 4 células. MEIOSE:MEIOSE: Vimos na mitose que os animais, em sua maioria, são organismos que apresentam células com o conjunto de cromossomos duplicado, chamados de homólogos, ou seja, suas células são diplóides. Canis lupus familiaris ANIMAIS: CÉLULAS DIPLÓIDESANIMAIS: CÉLULAS DIPLÓIDES Gallus gallus domesticusCROMOSSOMOS HOMÓLOGOSFelis catus domesticus ORGANISMO: Nº DE CROMOSSOMOS: CROMOSSOMOS SEXUAIS: Canis lupus familiaris 78 (39 PARES) X & Y (XY é macho) Gallus gallus domesticus 78 (39 PARES) Z & W (ZW é fêmea) Para manter o número correto de cromossomos após a fecundação, é necessário que a divisão se adapte REDUZINDO o número de cromossomos, certo? Felis catus domesticus 38 (19 PARES) X & Y (XY é macho) OS ANIMAIS EM SUA MAIORIA SÃO DIPLÓIDES: OS ANIMAIS EM SUA MAIORIA SÃO DIPLÓIDES: ORGANISMO: Nº DE CROMOSSOMOS: CROMOSSOMOS SEXUAIS: Canis lupus familiaris 78 (39 PARES) X & Y (XY é macho) Na FECUNDAÇÃO ocorrerá a junção de duas células para formar a célula ovo que dará origem ao indivíduo adulto após o desenvolvimento e crescimento. Os gametas que participam da fecundação NÃO PODEM ter o conjunto duplicado de cromossomos, ou seja, NÃO PODEM SER CÉLULAS DIPLÓIDES. GAMETAS SÃO CÉLULAS HAPLÓIDES - 1 CONJUNTO DE CROMOSSOMOS OS ANIMAIS EM SUA MAIORIA SÃO DIPLÓIDES: OS ANIMAIS EM SUA MAIORIA SÃO DIPLÓIDES: A REDUÇÃO É NECESSÁRIA:A REDUÇÃO É NECESSÁRIA: Células de animais são geralmente 2n Canis lupus familiaris = 39 pares de cromossomos Na fecundação se células 2n se juntam, o organismo formado será 4n Canis lupus familiaris = 39 pares de cromossomos Sem a meiose e após a fecundação, Canis lupus familiaris teria 78 pares de cromossomos COMO A MEIOSE RESOLVE ESSE PROBLEMA:COMO A MEIOSE RESOLVE ESSE PROBLEMA: A MEIOSE, diferente da MITOSE, apresenta dois eventos de divisão da carioteca, portanto, ocorre uma ETAPA DE DIVISÃO REDUCIONAL que resolve o problema da poliploidia. 2n > n n + n = 2n GAMETAS SÃO HAPLOIDES! Da mesma forma que a MITOSE, a MEIOSE, responsável pela formação das células GERMINATIVAS, também possui um ciclo celular no qual o material genético é duplicado antes da divisão da carioteca e citoplasma ocorrerem. O QUE OCORRE APÓS A CÉLULA SAIR DA FASE S NO CICLO CELULAR DA MEIOSE? COMO FUNCIONA O CICLO MEIÓTICO?COMO FUNCIONA O CICLO MEIÓTICO? COMO FUNCIONA O CICLO MEIÓTICO?COMO FUNCIONA O CICLO MEIÓTICO? Na MEIOSE, após a duplicação do DNA, os eventos se assemelham ao que é encontrado na MITOSE ocorre APENAS antes da primeira divisão. A carioteca começa a se dissolver e os cromossomos se condensam caracterizando a PRÓFASE I, esse evento é crucial e subdividido em 5 eventos. MEIOSE I : DIVISÃO MEIOSE I : DIVISÃO PRÓFASE I > LEPTÓTENO Início da prófase I quando os cromossomos que foram replicados durante a INTÉRFASE sofrem estímulo para a condensação. - Nome da fase significa: “filamentos delgados” O núcleo ainda é visível. Os cromossomos que foram duplicados na INTERFASE ficam unidos em cromátides irmãs e formam cromátides homólogas com seus respetivos pares duplicados. MEIOSE I: DIVISÃOMEIOSE I: DIVISÃO PRÓFASE I > LEPTÓTENO Os cromossomos que foram duplicados na INTERFASE ficam unidos em cromátides irmãs e formam cromátides homólogas com seus respetivos pares duplicados. MEIOSE I : DIVISÃO MEIOSE I : DIVISÃO PRÓFASE I > ZIGÓTENO Nessa etapa as cromátides homólogas passam a parear formando a SINAPSE. Nome da etapa significa: “filamentos emparelhados”. Há conexão/proximidade entre o material condensado que formam uma tétrade chamada de CROMÁTIDE BIVALENTE = Dois grupos de cromátides irmãs pareadas. MEIOSE I : DIVISÃO MEIOSE I : DIVISÃO PRÓFASE I > PAQUÍTENO O nível de condensação dos cromossomos é maior pela pressão das proteínas histonas. A conexão entre os cromossomos que antes da duplicação eram homólogos fica cada vez maior. Fica evidente o COMPLEXO SINAPTONÊMICO. MEIOSE I : DIVISÃO MEIOSE I : DIVISÃO COMPLEXO SINAPTONÊMICO mantém os cromossomos HOMÓLOGOS unidos, é uma maquinaria proteica que mantém essa proximidade entre os cromossomos homólogos desde o zigóteno. PRÓFASE I A SINAPSE entre os cromossomos HOMÓLOGOS duplicados e unidos em CROMÁTIDES IRMÃS inicia no ZIGÓTENO e se estabelece no PAQUÍTENO. Se contarmos o par de CROMOSSOMOS duplicados unidos = BIVALENTE. Se contarmos o número de cromátides que estão interagindo = TÉTRADE DE CROMATIDES. COMPLEXO SINAPTONÊMICO mantém os cromossomos HOMÓLOGOS unidos, é uma maquinaria proteica que mantém essa proximidade entre os cromossomos homólogos desde o zigóteno. MEIOSE I : DIVISÃO MEIOSE I : DIVISÃO PRÓFASE I > DIPLÓTENO Nessa etapa OS CENTRÔMEROS que antes estavam conectados nas duas cromátides irmãs aderidas se desconecta. As cromátides passam a ficar aderidas pelo braço dos cromossomos. A conexão nos braços dos cromossomos é chamada de QUIASMA. MEIOSE I : DIVISÃO MEIOSE I : DIVISÃO QUIASMAS: funciona como um entrelace entre as cromátides homólogas. PRÓFASE I > DIPLÓTENO QUIASMA ≠ COMPLEXO SINAPTONÊMICO QUIASMAS: funciona como um entrelace entre as cromátides homólogas onde haverá a quebra e reconstrução da área do cromossomo permutada. MEIOSE I : PONTO DE ATENÇÃOMEIOSE I : PONTO DE ATENÇÃO O contato do pareamento dos cromossomos permite que seus braços se sobreponham e se fragmentem. Esse evento de troca é chamado de CROSSING OVER, PAREAMENTO ou RECOMBINAÇÃO. A PRINCIPAL FUNÇÃO DA MEIOSE é conferir variabilidade genética na formação dos gametas (Pierce et al., 2016) MEIOSE I : CROSSING OVERMEIOSE I : CROSSING OVER PRÓFASE I > DIACINESE A membrana nuclear se rompe e um fuso se forma. Os microtúbulos do fuso penetram no espaço nuclear e se fixam nos cinetócoros dos cromossomos. Os cromossomos, ainda unidos pelos quiasmas, então seguem até o plano central da célula, perpendicular ao eixo do fuso. MEIOSE: DIVISÃOMEIOSE: DIVISÃO Ao final da PRÓFASE I, os cromossomos em contato pelo quiasma migram para o centro da célula e se alinham para garantir a formação de uma placa metafásica que permita separação de um par dos homólogos para cada extremidade. No início da METÁFASE I, os cromossomos homólogos ainda estão unidos pelo QUIASMA mas já completamente orientados pelos microtúbulos coordenados pelo cinetocóro. Durante a fase o QUIASMA desliza em direção as extremidades dos cromossomos, fenômeno chamado de terminalização., CINETOCÓRO* MEIOSE I : DIVISÃOMEIOSE I : DIVISÃO A METÁFASE I da MEIOSE I as cromátides irmãs que tinham contato ainda apenas pelas extremidades se separam pela tensão dos microtúbulos que fazem o movimento em direção às extremidades da célula. Esse fenômeno de separação entre os cromossomos ainda unidos é chamado de DISJUNÇÃO CROMOSSÔMICA. Quando esses cromossomos se reúnem em polos opostos é finalizada a primeira divisão. MEIOSE I : PÓS-PRÓFASE > DIVISÃO MEIOSE I : PÓS-PRÓFASE > DIVISÃO A placa metafasica da MITOSE e da MEIOSE são DIFERENTES. Enquanto na MITOSE haverá separação das cromátides irmãs garantindo manutenção de um cromossomo materno e um paterno, na MEIOSE as cromátides irmãs são levadas inteiras, ou seja, uma célula leva os cromossomos maternos e outra os paternos. MEIOSE I : PÓS-PRÓFASE > DIVISÃO MEIOSE I : PÓS-PRÓFASE > DIVISÃO Os cromossomos que migram não necessariamente são iguais aos originais pelo crossing over. A TELÓFASE I varia de acordo com a espécie, a dissolução do fuso é divisão citoplasmática é a principal característica. Algumas espécies pausam o processo pós divisão, formam novos núcleos e entram em MEIOSE II apenas pós maturidade sexual. Outras espécies não formam sequer novos envelopes nucleares, apenas dividem o citoplasma e seguem direto para a MEIOSE II. Os núcleos formados são geneticamente diferentes do núcleo da célula original, as cromátides irmãs dascélulas nem mesmo são necessariamente idênticas. MEIOSE I : PÓS-PRÓFASE > SERAPAÇÃO DAS CROMÁTIDESMEIOSE I : PÓS-PRÓFASE > SERAPAÇÃO DAS CROMÁTIDES Células que estacionaram passam por PRÓFASE II, enquanto as que seguiram direto para MEIOSE II aguardaram em INTERCINESE. NÃO HÁ evento de DUPLIÇÃO pré metáfase II. Ao entrar na METÁFASE II essas cromátides novamente serão alinhadas ao centro da célula pela interação CINETOCÓRO - MICROTÚBULOS em uma placa metafásica agora HORIZONTAL. MEIOSE II : SERAPAÇÃO DAS CROMÁTIDESMEIOSE II : SERAPAÇÃO DAS CROMÁTIDES Na ANÁFASE II o CINETOCÓRO coordena o encurtamento dos MICROTÚBULOS levando ao tensionamento das cromátides irmãs. As cromátides se separam. Cada extremidade celular HERDA uma CROMÁTIDE, ou seja, fica com 1 cromossomo. MEIOSE II : SERAPAÇÃO DAS CROMÁTIDESMEIOSE II : SERAPAÇÃO DAS CROMÁTIDES Na TELÓFASE II a redução fica evidente. O fuso se dissipa, ocorre formação de novos envelopes nucleares, a divisão citoplasmática ocorre em seguida. O resultado do final da MEIOSE II é a formação de 4 células n. MEIOSE II : SERAPAÇÃO DAS CROMÁTIDESMEIOSE II : SERAPAÇÃO DAS CROMÁTIDES Célula n Célula 2n Célula n O CROSSING OVER permite que na troca entre os cromossomos unidos que sobrepõem possa haver rearranjo nas áreas codificantes, os chamados alelos. Além disso, nas divisões que as células sofrem, seja na etapa equacional ou reducional, os cromossomos herdados da mãe e pai se distribuem de forma aleatória gerando novas possíveis combinações. Ou seja, a MEIOSE completa é um evento essencial para a variabilidade genética nas espécies, o que não significa que sempre que a meiose acontecer a sobreposição levará ao rearranjo, mas os eventos aleatórios garantem a manutenção de variação nos gametas. VARIABILIDADE GENÉTICA:VARIABILIDADE GENÉTICA: Intérfase pré-MEIÓTICA Pós MEIOSE II Na etapa final da divisão REDUCIONAL, quando as células já sofreram a meiose II, ou seja, a redução da quantidade de cromossomos, a citocinese é diferente nos eventos de formação de gametas masculinos e femininos. O PROCESSO DE FORMAÇÃO GAMÉTICA:O PROCESSO DE FORMAÇÃO GAMÉTICA: A formação dos gametas pode ser particular dependendo dos animais que estamos analisando. Comumente, nos mamíferos, o processo é separado entre a ESPERMATOGENESE e a OVOGÊNESE, ou seja, formação dos gametas masculinos, os espermatozoides e formação dos gametas femininos, os ovócitos. O PROCESSO DE FORMAÇÃO DOS GAMETAS: O PROCESSO DE FORMAÇÃO DOS GAMETAS: MEIOSE DIVIDE CÉLULAS GERMINATIVAS A DUPLICAÇÃO DO DNA ANTECEDE 2 DIVISÕES 2 DIVISÕES: 1ª DIVISÃO 4n > 2n cuja PRÓFASE tem 5 subestágios; 2ª DIVISÃO 2n > 1n. DIVISÃO FINAL É REDUCIONAL GERA CÉLULAS GENETICAMENTE DISTINTAS PELO CROSSING OVER A MESMA CÉLULA SÓ PASSA PELA MEIOSE UMA ÚNICA VEZ FORMANDO GAMETAS Crucial na formação dos gametas, portanto no processo de reprodução sexuada. É um processo lento, pode demorar anos para ser concluído (maturação dos gametas). MITOSE DIVIDE CÉLULAS SOMÁTICAS A DUPLICAÇÃO DO DNA ANTECEDE UMA DIVISÃO 1 ÚNICA DIVISÃO TOTAL: MITOSE DIVIVIDIDA EM 4 ESTÁGIOS (CARIOCINESE) E CITOCINESE. DIVISÃO EQUACIONAL GERA CÉLULAS GENETICAMENTE IGUAIS UMA CÉLULA QUE SOFRE MITOSE PODE NOVAMENTE SOFRER MITOSE É importante para o crescimento e regeneração, assim como reprodução asseaxuada. É um processor relativamente rápido e recorrente. COMPARANDO: COMPARANDO: COMPARANDO: COMPARANDO: COMPARANDO: COMPARANDO: COMPARANDO: COMPARANDO: EXERCÍCIOS:EXERCÍCIOS: QUAIS SÃO OS ESTÁGIOS DA PRÓFASE I VISUALIZADOS EM CADA UMA DAS IMAGENS ABAIXO? EXERCÍCIOS:EXERCÍCIOS: QUAIS SÃO OS ESTÁGIOS DA PRÓFASE I VISUALIZADOS EM CADA UMA DAS IMAGENS ABAIXO? Cromossomos completamente condensados pareados entre as cromátides homólogas. Aparenta-se a formação de QUIASMA. DIPLÓTENO. Cromossomos não são visualizados, o material genético está emaranhado. LEPTÓTENO. Cromossomos completamente condensados. É possível ver o fuso se projetando em direção aos cromossomos enquanto o envelope nuclear ainda existe. Ainda há conexão nos cromossomos. DIACINESE. EXERCÍCIOS:EXERCÍCIOS: PROBLEMA Sabendo que o gato doméstico (Felis catus domesticus) tem 38 cromossomos, responda: (a) Quantos cromossomos existem nos espermatozoides maduros do gato? (b) Quantas cromátides-irmãs existem em uma célula que está entrando na primeira divisão meiótica? (c) E em uma célula que está entrando na segunda divisão meiótica? Felis catus domesticus EXERCÍCIOS:EXERCÍCIOS: PROBLEMA Sabendo que o gato doméstico (Felis catus domesticus) tem 38 cromossomos, responda: (a) Quantos cromossomos existem nos espermatozoides maduros do gato? Felis catus domesticus Felis catus domesticus = 38 cromossomos Animal DIPLÓIDE, logo, possuí 19 PARES, sendo 1 par, sexual. Se as células SOMÁTICAS são 2n e as células GERMINATIVAS precisam ser n para que a FECUNDAÇÃO funcione, o espermatozoide maduro de Felis catus domesticus possuí 19 cromossomos EXERCÍCIOS:EXERCÍCIOS: PROBLEMA Sabendo que o gato doméstico (Felis catus domesticus) tem 38 cromossomos, responda: (b) Quantas cromátides-irmãs existem em uma célula que está entrando na primeira divisão meiótica? Felis catus domesticus Felis catus domesticus = 38 cromossomos Antes da PRIMEIRA divisão TODO O DNA foi DUPLICADO, portanto, os 38 cromossomos foram duplicados e mantidos unidos à sua cópia pelo centrômero. Antes da MEIOSE I há portanto O DOBRO DO NÚMERO DE CROMÁTIDES INICIAL = 76 no caso do gato doméstico. EXERCÍCIOS:EXERCÍCIOS: PROBLEMA Sabendo que o gato doméstico (Felis catus domesticus) tem 38 cromossomos, responda: (c) E em uma célula que está entrando na segunda divisão meiótica? Felis catus domesticus Felis catus domesticus = 38 cromossomos Após a primeira divisão na MEIOSE I, as células voltam a apresentam a mesma quantidade de cromossomos que originalmente apresentavam, após a segunda meiose é que a redução ocorre. Sendo assim, nessa etapa o gato doméstico apresenta 38 cromátides. ASSISTIR O VÍDEO DO AMBIENTE VIRTUAL SOBRE QUIASMA. QUAL A IMPORTÂNCIA DO CROSSING OVER ? PRODUZIR UM QUADRO SOBRE O QUE OCORRE EM CADA SUBESTÁGIO DA PRÓFASE I DENTRO DA MEIOSE. APÓS A AULA DE HOJE:APÓS A AULA DE HOJE: DESENHAR AS ETAPAS NA SEQUENCIA CORRETA LEGENDA CURTA DESCREVENDO CADA EVENTO. ATENÇÃO: O QUADRO DEVERÁ SER FEITO MANUALMENTE, INDIVIDUALMENTE E EM UMA ÚNICA FOLHA. ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS E REPLICAÇÃO DO DNA LER: PÁGINAS 24-43 do Ebook PARA PRÓXIMA AULA:PARA PRÓXIMA AULA:
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