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NÚCLEO E CICLO CELULAR PROF.ª ANDRÉIA KÖCHE FUNDAMENTOS BIOLÓGICOS UNIVERSIDADE DE SANTA CRUZ DO SUL NÚCLEO CELULAR MORFOLOGIA • Tamanho: de 5 a 10 µm • Forma: geralmente acompanha a forma das células • Número: geralmente um por célula, mas existem exceções (hepatócitos, osteoclastos, células musculares esqueléticas) Micrografia eletrônica de um núcleo (26.000x). Fonte: Junqueira, L. C. e Carneiro, J. Histologia Básica. 10 ed. Guanabara Koogan CROMATINA • Eucromatina • Heterocromatina NUCLÉOLO → Basofilia muda de acordo com os diferentes tipos celulares → Tamanho variável (maior em células que sintetizam proteínas) → Quantidade variável (geralmente 1 a 4) → Formado por ribonucleoproteínas associadas às regiões organizadoras de nucléolo CROMOSSOMOS A metáfase é a melhor fase para a visualização dos cromossomos, pois estão condensados ao máximo. Nesta fase já ocorreu a duplicação do material genético e os cromossomos estão formados por 2 filamentos (cromátides) unidos pelo centrômero. Técnicas para o estudo dos cromossomos humanos • 1956, Tjio e Levan (Suécia) + Ford e Hamerton (Inglaterra) desenvolveram técnicas que possibilitaram a identificação dos 46 cromossomos (ou 23 pares) da espécie humana: NASCE A CITOGENÉTICA • Material bastante utilizado: Leucócitos (simples de coletar, as células se multiplicam facilmente in vitro, desde que adequadamente estimuladas) • Estimulador mitótico mais utilizado: fitoemoaglutinina Cariótipo • Conjunto de cromossomos de uma célula diplóide e característico de uma espécie (=cariograma) • Cariótipo Humano: • 44cromossomos Autossomos e 2 cromossomos sexuais • Mulher: 46, XX ou 44 + XX • Homem: 46, XY ou 44 + XY Representação de cariótipo humano. Fonte: Borges-Osório, M. R. e Robinson, W. M. Genética Humana. 2 ed. Artmed Editora CROMATINA SEXUAL DO X Corpúsculo de Barr: foi observado pela 1ª vez por Barr e Bertram em 1949. Corresponde ao cromossomo X que permanece condensado durante a interfase, sendo de replicação tardia em comparação ao seu homólogo ativo. Esse X seria geneticamente inativo, de acordo com a hipótese de Lyon, igualando em ambos os sexos, a expressão dos genes localizados no cromossomo X. HIPÓTESE DE LYON 1) Nas células somáticas de fêmeas de mamíferos apenas 1 cromossomo X é ativo, o outro permanece condensado na interfase e é geneticamente inativo (corpúsculo de Barr) 2) A inativação ocorre muito cedo na vida embrionária (até o 15º ou 16º dia após a fecundação) HIPÓTESE DE LYON 3) Em qualquer célula somática das fêmeas, o X inativo pode ser de origem paterna ou materna (Xp ou Xm). Essa escolha se dá ao acaso, porém uma vez que um cromossomo X foi inativado em uma célula, todas as suas descendentes terão o X de mesma origem inativado. A inativação é casual, mas uma vez ocorrida é permanente. HIPÓTESE DE LYON 4) A inativação do X é reversível nas células germinativas, de maneira que o óvulo não apresenta X inativo 5) A inativação do cromossomo X não é completa, sendo que alguns genes permanecem ativos Mosaicismo. Fonte: Borges-Osório, M. R. e Robinson, W. M. Genética Humana. 2 ed. Artmed Editora CICLO CELULAR CICLO CELULAR • A capacidade de crescer e se reproduzir é um atributo fundamental de todas as células. O processo de crescimento de um tecido ou órgão, ou organismo se dá basicamente pela multiplicação do número de células e não pelo crescimento destas. • Dois processos opostos (divisão celular e morte celular) regulam o número de células dos organismos vivos. CONSISTE EM 4 PROCESSOS COORDENADOS Crescimento celular Replicação do DNA Distribuição dos cromossomos às células-filhas Divisão celular Nº CÉLULAS EM UM ORGANISMO • A MITOSE promove o crescimento do organismo e repõe células danificadas por diferentes lesões. A APOPTOSE remove, por exemplo, células da pele danificadas por agentes mutagênicos, como a radiação UV da luz solar. • A APOPTOSE remove determinadas células durante o crescimento e desenvolvimento, diminuindo o número de células, bem como eliminando células danificadas CÂNCER INTERFASE • Fase muito ativa. A célula realiza funções bioquímicas básicas à vida, como também replica seu DNA e outras estruturas celulares. Caracteriza-se por apresentar três períodos distintos: G1, S e G2. PERÍODO G1: • É o período mais variável em duração de tempo • Célula sintetiza proteínas, lipídios e glicídios, tais moléculas serão utilizadas para a formação das membranas das duas novas células que se formarão a partir da célula original PERÍODO S: • Grande atividade de síntese do DNA • Na maioria das células humanas essa fase dura de 8 a 10 horas. • Algumas proteínas são também sintetizadas neste período, inclusive as que formam a estrutura do fuso acromático • Cromossomos não se replicam sincronicamente PERÍODO G2 • A célula sintetiza mais proteínas para as membranas celulares das novas células • Período relativamente curto (dura, por exemplo, 3 a 4 horas em células como as da medula óssea) • No final dessa fase, o DNA está firmemente enrolado em proteínas, formando os cromossomos MITOSE • Tem um período de duração relativamente curto, por exemplo, células da medula óssea o tempo de mitose é de 30 minutos a 1 hora • Varia de célula para célula, em uma mesma espécie (tempo médio é de 2h) • As células que pararam de se dividir por já terem completado seu ciclo celular em geral o fazem na interfase, em um período de repouso, conhecido como G0 PRÓFASE • Condensação dos cromossomos • Cromossomos já duplicados • Cada cromossomo está formado por duas fitas paralelas denominadas CROMÁTIDES, unidas pelo CENTRÔMERO • Durante a prófase ocorre a desintegração da membrana nuclear e dos nucléolos • Os centríolos deslocam-se para posições opostas do núcleo e inicia-se a construção de grandes quantidades de microtúbulos que se dispõem entre os centríolos, agora denominados CENTROSSOMOS METÁFASE • Os cromossomos estão totalmente condensados e se organizam em um plano no equador da célula formando a PLACA METAFÁSICA • As cromátides se prendem aos microtúbulos por meio do CINETÓCORO, um complexo multimolecular situado entre o microtúbulo e o centrômero de cada cromossomo ANÁFASE • O sistema de microtúbulos está totalmente organizado, formando o fuso mitótico, preso aos dois centríolos. • As duas cromátides de cada cromossomo se separam e são transportadas ao longo dos microtúbulos em direção a cada centríolo, movimento gerado por proteínas motoras TELÓFASE • As cromátides, agora chamadas de cromossomos se separam completamente em dois grupos • Inicia-se a reconstrução de dois envoltórios nucleares em torno de cada grupo de cromossomos e a sua descondensação, reconstituindo-se os núcleos de cada célula filha A separação do citoplasma entre duas células-filhas é denominada CITOCINESE e se dá • Na CÉLULA ANIMAL: constrição central entre as células-filhas, que resulta da ação de espessos feixes de filamentos de actina (CITOCINESE CENTRÍPETA) A separação do citoplasma entre duas células-filhas é denominada CITOCINESE e se dá • Na CÉLULA VEGETAL: Devido a rigidez da parede celular, um conjunto de vesículas derivadas do Complexo de Golgi vai alinhar-se na região central, a após a fusão irá formar a membrana plasmática, que por sua vez leva à formação da lamela mediana entre as células-filhas. Posteriormente ocorre a formação das paredes celulares de cada nova célula, que cresce da parte central para a periferia. (CITOCINESE CENTRÍFUGA) Mitose em células da região mucosa do intestino delgado, no qual há constante proliferação celular para repor células que se destacam do epitélio das vilosidades intestinais Mitose em célula vegetal (raiz de cebola) Bibliografia e Figuras • ALBERTS, B e cols. Biologia Molecular da Célula. 4 ed. Porto Alegre: Artmed. • JUNQUEIRA, L. C. e CARNEIRO, J. Histologia Básica. 10 ed. Rio de Janeiro: GuanabaraKoogan. • COOPER. G. M. A célula: uma abordagem molecular. 2 ed. Porto Alegre: Artmed. .