divisão celular

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Mitose
- Responsável pelo crescimento, reprodução e reposição celular (ex.: machucado, crescimento de unhas);
- Ciclo celular: interfase (G1, S, G2) e fase M (mitose);
- Ao final dela, as células apresentam a mesma quantidade de DNA e o mesmo número de cromossomos;
- Mitose ocorre em células haplóides e diplóides (1 par para cada cromossomo);
- Alternância no ciclo celular (mitose! Meiose não fecha ciclo, não continua com a mesma quantidade): interfase x mitose;
- Interfase (G1, S, G2); S → síntese de DNA, G0 → fora do ciclo.
Etapas
Interfase: sem estar em divisão
· Cromossomos como filamentos descondensados na área nuclear;
· Síntese dos constituintes: transcrição, tradução, multiplicação de organelas → trabalhando!
Decidiu entrar em divisão:
· Fase S: síntese de DNA e proteínas histônicas;
· G1 com duração variável (horas até dias); G0: fora do ciclo;
Fase S
· Duplicação do DNA (células filhas recebem uma cópia exata da célula parental) → constância, células parecidas;
· Células humanas diplóides (2N) = 46 cromossomos (46 moléculas de DNA em 23 pares de cromossomos);
· Em G2, as células humanas contêm 92 moléculas de DNA: 46 cromossomos contém DUAS moléculas de DNA (cromátides-irmãs) unidas por coesinas. A diploidia não muda! Porém passa a ter 2 cromátides-irmãs, o que dobra a quantidade de cromossomos.
· Condensação ocorre por condensinas;
(colocar imagem de cada fase)
Prófase
· Cromossomos se condensam: 2 cópias de cada cromossomo;
· O fuso mitótico se monta entre os centrossomos (centríolos), que se replicaram e se separaram;
· Envoltório nuclear começa a “desaparecer”;
· Coesina: junta os cromossomos / cromátides → se não ocorrer, as cromátides ficam separadas e a estrutura da célula fica bagunçada;
· Condensina: condensa a cromátide → se não ocorrer, não condensa e não ocorre a divisão.
Prometáfase
· Envoltório nuclear se quebra → material genético por toda a célula;
· Cromossomos agora podem se ligar aos microtúbulos do fuso por meio de seus cinetócoros e sofrer movimento ativo;
· Centríolos nos eixos opostos (polos);
· Fusos começam a se formar e as cromátides podem se ligar a eles.
Metáfase
· Fibras do fuso se conectam ao cinetócoro (complexo protéico do centrômero do cromossomo);
· Cromossomos alinhados no equador do fuso;
· Microtúbulos do cinetócoro ligam as cromátides-irmãs aos polos opostos do fuso.
Anáfase
· Microtúbulos do cinetócoro / fibras do fuso ficam mais curtos (despolimerização) e os polos do fuso também se afastam, contribuindo para a segregação cromossômica;
· Cromátides-irmãs se separam sincronicamente e formam 2 cromossomos-filhos puxados em direção ao polo do fuso;
· Movimento das cromátides-irmãs (já separadas, então cromossomos-filhos) é resultante de 2 processos da mecânica do fuso:
1. Anáfase A: ação de proteínas motoras presentes no cinetócoro que puxam (gasto de ATP) os cromossomos para os polos;
2. Anáfase B: distanciamento dos 2 polos do fuso, levando ao alongamento da célula, mediado por proteínas motoras nas extremidades + dos microtúbulos astrais).
Telófase
· 2 conjuntos de cromossomos-filhos chegam aos polos do fuso e descondensam;
· Reorganiza o envoltório nuclear em torno de cada conjunto de cromossomos-filhos → formação de 2 núcleos;
· Descondensam os cromossomos-filhos;
· A divisão do citoplasma começa com a contração do anel contrátil.
Citocinese
· Divisão do citoplasma → célula animal: estrangulamento → para virar duas (ocorre através de um anel contrátil de filamentos de actina e miosina), deixando cada parte com um núcleo;
· Célula vegetal: forma uma parede celular nova. Não estrangula!
Divisão de organelas
· Dispersão aleatória;
· Organelas únicas, com uma única cópia, (como o complexo de Golgi) precisam se fragmentar para depois se estruturar nas filhas.
Imagens de cada fase da mitose:
Meiose
· Reprodução sexual produz descendentes com informações genéticas de ambos os parentais;
· A cada geração uma nova combinação de genes é criada, gerando diversidade;
· Número de cromossomos da espécie é constante;
· O novo organismo recebe cromossomos de origem materna / paterna, mas permanece com o número da espécie;
· Divisão celular (meiose) que gera os gametas (célula reprodutiva);
· Variabilidade genética: permutação e segregação independente dos gametas;
· Meiose envolve 2 divisões sucessivas: meiose I e meiose II, formando 4 células haplóides (n);
· Não há síntese de DNA entre a meiose I e II;
· Uma célula 2C replica o seu DNA na interfase e torna-se 4C e, após as divisões, forma 4 células C. Obs.: C é a quantidade de DNA;
· A meiose I é chamada de reducional: células contém um único conjunto cromossômico (n);
· A interfase meiótica não é igual da mitose: é mais longa (até 200x), controle específico para a entrada na meiose.
Meiose I: Prófase I → Metáfase I → Anáfase I → Telófase I
· Prófase I: Leptóteno → Zigóteno → Diplóteno → Paquíteno → Diacinese
Meiose II: Prófase II → Metáfase II → Anáfase II → Telófase II
Prófase I
- Leptóteno (lepto = fino, teno = filamento)
· Início da condensação (cromômeros → regiões de cromossomos que condensaram mais e mais rápido);
· Cromossomos duplicados aparecem como filamentos longos e finos;
· Telômeros;
- Zigóteno
· Emparelhamento dos cromossomos homólogos (mesmo tipo de gene, informação) → sinapse;
· Entre os cromossomos aparece o complexo sinaptonêmico (CS);
· O par de homólogos alinhados é conhecido como tétrade ou bivalente;
· Uma célula humana em meiose possui 23 tétrades (92 cromátides).
Complexo sinaptonêmico
· Aproxima e emparelha os cromossomos;
· Estabiliza o emparelhamento;
· Constituído por 3 elementos eletrodensos:
1. Dois laterais (em contato com o cromossomo);
2. Um central.
- Paquíteno
· Cromossomos mais condensados e totalmente emparelhados;
· Ocorre a permuta (crossing-over): cromátides-irmãs trocam porções equivalentes de informação genética;
· Ocorre mediado por um complexo multienzimático;
· Permuta (ambos operam antes da formação do complexo sinaptonêmico, envolvendo a quebra do DNA);
· Crossing-over obrigatório: pelo menos 1 permuta deve ocorrer por par de homólogos, para assegurar sua correta segregação;
· Crossing-over de interferência: reduz a probabilidade de ocorrência de outra permuta em região adjacente (provavelmente depleção local de proteínas necessárias ao crossing-over) → vai ocorrer em segmentos distantes.
Obs.: Complexo sinaptonêmico se forma antes de ocorrer o crossing-over, pois auxiliam o emparelhamento dos cromossomos. Sem o CS, o CO não ocorre, pois os cromossomos não estarão próximos para fazer a troca de informação genética.
- Diplóteno (slide no moodle)
· Cromossomos mais condensados;
· 4 cromátides ficam visíveis a microscopia de luz;
· Complexo sinaptonêmico se desorganiza: homólogos começam a se separar;
· Permanecem unidos nos quiasmas;
· Fase de longa duração:
· Bloqueio na VIU (vida intra uterina) em mamíferos → seleciona algumas células para terminar essa meiose;
· Óvulos (por exemplo): relação de dar problema de engravidar com 40+ anos → meiose muito tempo parada;
· Peixes, anfíbios, répteis: cromossomos plumosos (síntese de RNA).
- Diacinese
· Os quiasmas se deslocam para as extremidades dos cromossomos
Metáfase I
· Máxima condensação dos cromossomos;
· Ainda permanecem unidos pelos quiasmas;
· Envoltório nuclear e nucléolo desapareceram;
· Cromossomos na região equatorial;
· Cada homólogo duplicado tem um cinetocoro (fusão dos cinetócoros-irmãos).
Anáfase I
Telófase I
· Intercinese: período entre as duas meioses (não há síntese de DNA). Existem organismos onde ela não ocorre, então a anáfase I para metáfase II ocorre diretamente nesse caso.
Meiose II
Meiose: gráfico
· 2n → 1n ao fim da meiose I → muda para haplóide!
· Interfase: 2C → 4C; Meiose I: 4C → 2C; meiose II: 2C → C
Controle molecular
· Meiose I: não vai separar as cromátides-irmãs, mas sim os cromossomos homólogos que serão segregados para os polos da célula;
· Comportamento dos cinetocóros-irmãos: deve ser diferenciado (voltam para o mesmo polo);
· Meiose:substituição da proteína Scc1 (coesina) pela Rec8 (vai juntar com uma maior adesão → bem mais preso);
· Shugoshina (proteína): se liga à Rec8.
Consequências genéticas das meioses
· Somos diferentes devido à segregação independente dos cromossomos: 2^n, gametas diferentes (exemplo: se há 3 pares de cromossomos homólogos, n = 3 → 8 possibilidades);
· n = cromossomos;
· Nem sempre o cromossomo do seu pai vai ficar do lado de outro do seu pai;
· Humanos: 23 pares → 2^23 = 8,4.10^6 → juntando os gametas, só de separar os cromossomos;
· Permuta ou crossing-over → mais diferença;
Gametogênese humana (feminina)
· Células germinativas migram para as gônadas na 5ª semana de VIU;
· No 7° mês as ovogônias começam meiose e formam ovócitos I;
· Nasce com 40 - 300 mil ovócitos I;
· Meiose interrompida em diplóteno;
· Puberdade: ciclo ovariano, ovócitos reiniciam o seu desenvolvimento. Apenas 1 é maturado e liberado por mês (óvulo);
· Menopausa: não tem mais ovócitos I;
Gametogênese humana (masculina)
· Células germinativas migram para as gônadas na 5ª semana de VIU (igual no feminino);
· Durante a fase embrionária e infância, dividem-se por mitose.
· Mitose fecha ciclo → crescimento e repovoamento de células;
· Na puberdade: início e término da meiose na linhagem germinativa;
· Espermiogênese para a formação de espermatozoides;
· Também tem uma fase “parecida” com a menopausa, ainda produz espermatozoides, mas tem variâncias (menos hormônios).
Meiose X Mitose (slides)
· Meiose: 2 divisões, produzindo 4 células (n); mitose: 1 divisão, gerando 2 células (2n);
· Meiose: separação independente dos cromossomos (anáfase I); mitose: ocorre somente a separação das cromátides-irmãs.
· Meiose: permuta de cromátides homólogas;
· Meiose: processo muito longo, não fecha um ciclo.
 
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