MITOSE E MEIOSE

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MATERIAL PEDAGÓGICO DE APOIO – Profa. Dra. Marlene Boccatto. MITOSE E MEIOSE
CROMATINA – Núcleo Interfásico CROMOSSOMOS – Célula em Divisão
Quando a célula vai se dividir, ocorre a condensação (esperilização) da cromatina transformando-se em cromossomos. 
MATERIAL GENÉTICO
Eucariontes – DNA + proteínas = cromatina
Núcleo interfásico – cromatina compactada e/ou descompactada
Núcleo divisão em mitose ou meiose cromatina altamente compactada em cromossomos
Condensação varia conforme o tipo celular, grau de atividade e estado de diferenciação que se encontra. Céls. nervosas e os espermatócitos apresentam cromatina pouco condensada em certas fases. Eritroblastos condensação gradual da cromatina durante a maturação e em mamíferos culmina com a expulsão no núcleo.
Cromatina e Expressão Gênica
Gene – seqüência de nucleotídeos do DNA que é expresso em uma produto funcional – RNA ou cadeia Polipeptídica.
Éxons – segmentos codificadores dos genes
Introns – segmentos não codificadores
Splicing remoção e digestão dos íntrons e posterior junção dos éxons
No RNA mensageiro maduro somente éxons.
Estados Funcionais da Cromatina. Mesma fita pode apresentar os 2 estados (alterações cíclicas)
Heterocromatina – coloração mais intensa ML – não é transcrita pelo RNA
            Constitutiva – sequências gênicas altamente repetitivas que nunca são trasncritas, principalmente nos centrômero, telômero e ao redor ds constrições secundárias.
            Facultativa – condensada em algumas céls. e descondensada em outras – ex. cromossomo X das fêmeas de mamíferos onde 1 é inativado aleatoriamente. – cromatina sexual dos neutrófilos - raquete
Eucromatina – mais clara. 10% na forma de cromatina ativa e menos condensada. Restante menos condensada eucromatina inativa.
Cromossomo -  estado condensado da cromatina durante a mitose ou meiose - máximo na metáfase.
OBSERVAÇÃO: Cromossomos Politênicos – (polis= muito, tainia= fio) cromossomos gigantes observados em larvas de insetos dípteros.Em diferentes tecidos como túbulos de Malpighi, gls. Salivares, trato digestivo etc.Grande número de filamentos paralelos. Homólogos pareiam e duplicam repetidas vezes. 
CICLO CELULAR
CROMATINA(Núcleo Interfásico).CROMOSSOMOS(Célula em Divisão). Quando a célula vai se dividir, ocorre a condensação (esperilização) da cromatina transformando-se em cromossomos. 
Interfase dividida em 3 estágios sucessivos, G1 (G -gap = intervalo), S e G2, o que compreende em geral cerca de 90% do tempo do ciclo celular. 
Período G1: compreende o tempo decorrido entre o final da mitose e inicio da síntese de DNA. Este período se caracteriza por uma intensa síntese de RNA e proteínas, ocorrendo um marcante aumento do citoplasma da célula - filha recém formada. É nesta fase que se refaz o citoplasma, dividido durante a mitose. Esta fase pode durar horas, meses ou anos. Exemplos: epitélio que reveste o intestino delgado, que se renova a cada 3 dias; epiderme ( 20 dias ) e no testículo (64 dias). Tecidos cujas células se reproduzem muito raramente, como a fibra muscular, o ciclo celular esta interrompido em G1 em um ponto específico denominado G0.
PERÍODO S: corresponde ao período de duplicação do DNA. As duas cadeias que constituem a dupla hélice separam-se e cada nucleotídeo serve de molde para a síntese de uma nova molécula de DNA (duplicação semiconservativa). 
PERÍODO G2: representa um tempo adicional para o crescimento celular, de maneira que a célula possa assegurar uma completa replicação do DNA antes da mitose. Neste período ocorre uma discreta síntese de RNA e proteínas essenciais para o inicio da mitose. 
OBS: Tecidos cujas células se reproduzem muito raramente, como a fibra muscular, o ciclo celular é interrompido em G1 em um ponto específico denominado G0.
MITOSE – divisão equacional
A mitose (do grego: mitos = filamento) é característico de todas as células somáticas vegetais e animais. Mitose é o processo de divisão celular pelo qual uma célula diploide (2n) se divide em duas células filhas diplóide (2n) genética e cromossomicamente iguais. 
Funções da Mitose: crescimento corpóreo, renovação celular e regeneração de lesões.
Prófase: protos, primeiro. Migração dos pares de centríolos. Início da condensação dos cromossomos. Desorganização dos nucléolos. Migração dos cromossomos para o equador. Início da ruptura do envoltório nuclear.
Metáfase: meta, meio. Desorganização do envoltório nuclear. Cromossomos se dispõem no equador. 
Anáfase: ana, separação.Momento onde as cromátides iniciam a migração para cada pólo da célula, em direção aos centríolos, provocando a separação das cromátides irmãs. 
Telófase: telos, fim. Separação completa das cromátides irmãs para cada pólo da célula. Reconstituição do envelope nuclear ao redor dos cromossomos. Desesperilização dos cromossomos. Formação de uma constrição ao nível da zona equatorial da célula-mãe, que vai progredindo e termina por dividir o citoplasma (citocinese) nas células animais.
 
Bloqueio da Mitose
Certos agentes físicos e químicos são capazes de inibir a mitose. Alguns desses inibidores são usados no tratamento do câncer, pois inibem a proliferação de células cancerosas. Há dois tipos de inibidores da mitose: inibidores da síntese de DNA e inibidores do fuso. Entre as substâncias químicas capazes de inibir a síntese de DNA, podem ser citados o iperita ou gás de mostarda e o 5-fluoracilo. Os raios X são agentes físicos que inibem a síntese de DNA. A inibição da formação do fuso é feita por uma substância química denominada colchicina. Ela, ao ser adicionada a uma célula em início da divisão, permita que esta progrida somente até a metáfase. As radiações são capazes de destruir as ligações entre os cromossomos e o centrômero. Com isso, os cromossomos não migram aos pólos, sendo bloqueada a divisão.
CÂNCER nome deriva do latim e significa caranguejo, sendo baseado no aspecto apresentado por tumores sólidos, com uma massa central e ramificações semelhantes a garras deste animal, que se estendem pelo tecido normal vizinho. O câncer pode ser considerado uma doença genética, uma vez que é desencadeado por alterações no DNA da célula; no entanto, não é necessariamente uma doença hereditária. Cerca de 90% dos casos de câncer não tem antecedente familiar. Nestes casos, as alterações genéticas ocorrem nas células somáticas do indivíduo e não transmitidas aos descendentes. A maioria das células tumorais origina de uma só célula (origem monoclonal).
A mudança para este crescimento descontrolado denomina-se neoplasia e o crescimento resultante é um neoplasma ou um tumor. Os neoplasmas podem ser: benignos são autolimitantes, não se disseminam entre tecidos adjacentes, nem formam metástases, mas podem causar problemas por pressão mecânica ou malignos podem se disseminar tanto para os tecidos vizinhos, quanto para todo o corpo de um organismo através de metástases, isto é, quando algumas células neoplásicas entram na corrente sangüínea ou linfática e atingem outros órgãos, nos quais, podem formar um novo foco natural . 
A transformação maligna de uma célula se dá em uma série progressiva de eventos, pelo acúmulo de mutações nos genes que controlam o crescimento e a diferenciação celular.
Os principais tipos de tumores classificam-se em carcinomas (tecido epitelial), sarcomas (tecido conjuntivo), linfomas (tecido linfático), gliomas (células glias do sistema nervoso central) e leucemias (órgãos hematopoiéticos).
As células cumprem um ciclo em que se multiplicam, crescem, diferenciam-se e morrem (processo de morte celular programada, denominada apoptose), obedecendo a um controle genético e a um sistema complexo de sinais bioquímicos. Esse controle genético ocorre pelo equilíbrio de duas classes de genes específicos proto-oncogenes (controlam positivamente) e genes supressores de tumor ou antioncogenes (regulam negativamente). Os proto-oncogenes são genes existentes nas células que funcionam normalmente,
obedecendo aos mecanismos de controle do organismo. Quando alterados (por alguma mutação) determinam um efeito positivo no crescimento celular, contribuindo para a transformação maligna da célula, passando a ser denominado oncogenes. Os genes supressores de tumor são, também, encontrados no genoma das células normais e são responsáveis pela produção de proteínas relacionadas ao controle negativo do crescimento celular. A perda deste controle pode significar a formação de uma neoplasia. Os genes supressores de tumores atuam restringindo a proliferação celular. 
Fatores ambientais ou exógenos:
1 - fatores químicos - asbertos (cólon, laringe, pulmão, esôfago); clorofórmio (fígado, rim); etc. Os medicamentos ocupam papel importante na carcinogênese química, embora entre algumas centenas de drogas que são usadas hoje em dia (sobretudo em crianças) apenas algumas pareçam efetivamente causar câncer. Exemplos: agentes imunossupressores (linfoma não Hodgkin); androgênios (câncer de fígado); etc. 2 - fatores físicos - as radiações dividem-se em ionizantes e não-ionizantes. As fontes de radiações ionizantes são basicamentes biológicos, os vírus e outros parasitas, seja por uma ação direta sobre a célula, causando mutação, ou a partir de quadros inflamatórios crônicos que predispõem à transformação maligna. 3 - Vírus oncogênicos incluem DNA vírus (vírus da hepatite B; papilomavírus; herpesvírus; etc) e RNA-vírus (retrovírus). Exemplo: HPV - câncer de colón de útero 4 - fatores sócio-educativos (estilo de vida). Fumo, álcool e dieta, provavelmente são os fatores mais importantes ligados ao estilo de vida.
Um aspecto importante é o de que, embora cada indivíduo exposto possa adquirir um risco aumentado, ainda, não há meios de se predizer se ele desenvolverá ou não o câncer associado com o(s) fator(es) de risco. Outro aspecto é o de que, em geral, há tempo para se intervir e sustar o processo, desde que ele seja precocemente identificado. Conhecer os fatores de risco permite um maior entendimento da biologia do câncer; modificando-os, contribui para uma provável diminuição no número de novos casos e mortes.
			
Sete sinais de alerta do câncer
1.Ferimento na pele que não cicatriza. 2.Mudança no funcionamento de intestino ou bexiga. 3.Secreção ou sangramento não usual. 4.Inchaço ou carroço nos seios ou em outras partes do corpo. 5.Ingestão ou dificuldade de mastigar. 6.Mudança no aspecto de uma pinta ou verruga. 7.Tosse que não melhora.
MEIOSE divisão reducional
MEIOSE Ocorre apenas nas células das linhagens germinativas masculina (espermatogônias) e feminina (ovogônias). Meiose processo de divisão celular no qual uma célula diplóide (2n) se divide em quatro células haplóide (n) geneticamente diferentes e com metade do número de cromossomos. 
Funções da meiose: manutenção do número de cromossomos (constância do DNA) da espécie. Produção de gametas.
É constituída por duas divisões celulares: Meiose I (prófase I, metáfase I, Anáfase I e telófase I) e Meiose II (prófase II, metáfase II, Anáfase II e telófase II) . 
Antes do início da meiose I as células passam por um processo semelhante ao que ocorre durante a interfase das células somáticas. Os núcleos passam pelo intervalo G1, que precede o período de síntese de DNA, período S, quando o teor de DNA é duplicado, e pelo intervalo G2. 
Primeira divisão meiótica
Divisão reducional = são formadas duas células haplóides a partir de uma diplóide
Obtenção do número de cromossomos haplóide, mas com conteúdo de DNA ainda duplicado 
Prófase I: Ocorrem as mesmas transformações básicas da profáse da mitose, isto é formação do fuso, condensação cromossômica, desorganização do envoltório nuclear e do nucléolo. Mas como há várias alterações nucleares, a prófase I é dividida em cinco fases:
- Leptóteno (gr. Leptos = delgado + nema = filamentos): a cromatina inicia o processo de condensação. 
- Zigóteno (gr. Zygon = adjacente, união): ocorre pareamento dos cromossomos homólogos (CROMOSSOMOS PATERNO E MATERNO), fenômeno chamado sinapse (gr. sinapsis = união).Formação de BIVALENTES (cada bivalente = 2 cromossomos homólogos com 2 cromátides cada = tétrade = 4 cromátides)- no ser humano 23 bivalentes. Os cromossomos X e Y não são homólogos, mas possuem regiões homólogas entre si
- Paquíteno (gr. pachus = espesso): os cromossomos estão mais curtos e mais espessos, a sinápse se completa. As cromátides homólogas dos bivalentes sofrem quebra de segmentos com fusão dos segmentos trocados (crossing-over ou permutação).
- Diplóteno observa-se a troca de pedaços dos cromossomos homólogos resultantes do crossing-over pela união das cromátides em alguns pontos, chamados de quiasmas (gr. chiasma = cruz). Os quiasmas são, portanto, evidências do crossing-over. O número de quiasmas entre os cromossomos homólogos é variável podendo haver um, dois, muitos ou nenhum dependendo do tamanho do cromossomo e ainda pode variar de célula para célula do mesmo organismo. 
- Diacinese (gr. dia = através de) ocorre a terminalização dos quiasmas, isto é, os quiasmas vão desaparecendo pela finalização do crossing-over. 
Metáfase I: os cromossomos atingem o grau máximo de condensação e se prendem ao fuso, pela região do centrômero.
Anáfase I: Os cromossomos se separam. 
Telófase I: cromossomos se agrupam nos pólos opostos da célula. Reconstituição do envelope nuclear ao redor dos cromossomos. Descondensação dos cromossomos - cromatina. Divisão do citoplasma (citocinese) e suas organelas em duas partes iguais.
CITOCINESE Célula divide-se em 2 células-filhas com 23 cromossomos cada, 2 cromátides em cada cromossomo = conteúdo 2C de DNA em cada célula-filha. Citoplasma é dividido de modo igual entre as duas células filhas nos gametas formados pelos homens
O estágio entre as duas divisões meióticas é chamado de Intercinese.
MEIOSE II tem início nas células resultantes da telófase I, sem que ocorra a Intérfase. As duas células resultantes da divisão I entram, simultaneamente, em prófase II. Semelhante à mitose comum. Diferença = número de cromossomos da célula que entra em meiose II é haplóide. O resultado final são 4 células haplóides, cada uma contendo 23 cromossomos com 1 cromátide cada (divisão equacional)
A meiose II também é constituída por quatro fases: Prófase II, Metáfase II, Anáfase II e telófase II.
Prófase II: migração dos pares de centríolos. Início da condensação dos cromossomos. O nucléolo e o envoltório nuclear vão progressivamente desorganizando. Migração dos cromossomos para o equador. 
Metáfase II: Cromossomos se dispõem no equador. Desorganização do envoltório nuclear. 
Anáfase II: separação das cromátides-irmãs. 
Telófase II: separação completa das cromátides irmãs para cada pólo da célula. Reconstituição do envelope nuclear ao redor dos cromossomos. Descondensação dos cromossomos. Formação de uma constrição ao nível da zona equatorial da célula-mãe, que vai progredindo e termina por dividir o citoplasma (citocinese). As quatro células são haplóides tanto no número de cromossomos (no ser humano 23 cromossomos, quanto no teor de DNA (1C de DNA).
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PRIMEIRA DIVISÃO MEIÓTICA
 Leptóteno    Zigóteno    Paquíteno   Diplóteno   Diacinese   MetáfaseI  AnáfaseI   TelófaseI 
SEGUNDA DIVISÃO MEIÓTICA
 Prófase II     Metáfase II    Anáfase II     Telófase II
FINAL DA MEIOSE Um crossing-over em 1 bivalente forma 4 cromossomos diferentes. Acredita-se que o crossing-over evoluiu como um mecanismo para aumentar a variação genética 
Início Meiose: 1 cromossomo = 2 moléculas de DNA idênticas, de dupla hélice (2 cromátides-irmãs), unidas pelo centrômero: ( 46 cromossomos ( 4C – 2n
Final Meiose I: 1 cromossomo = 2 cromátides-irmãs: ( 23 cromossomos ( 2C – n
Final Meiose II: 1 cromossomo = 1 cromátide (1 molécula de DNA): ( 23 cromossomos ( C – n
Proporciona 3 fontes de variabilidade genética:
1) Segregação ao acaso dos cromossomos
homólogos – 223 combinações (mais de 8 milhões), pois cada gameta recebe apenas 1 de cada par de homólogos
2) Segregação ao acaso dos cromossomos
3) Crossing-over – cada cromátide contém segmentos provenientes dos 2 membros do par de cromossomos parentais 
 
ROTEIRO DE ESTUDO
1. .Descreva os três estágios sucessivos que ocorrem na Interfase.
 (Quantidade de DNA por núcleo)
 2C
 C
 	 G1 S G2 M G1 S
	 Interfase Mitose Interfase
2.Conceitue mitose e meiose. Cite suas funções.
3.Descreva as diferentes fases da mitose. E cite as fases de acordo com a numeração.
4.Qual a importância do crossing-over? O que representam os quiasmas?
5.Descreva as diferentes fases da meiose.
6.Diferencie o que ocorre com os cromossomos na anáfase da mitose, anáfase I e II da meiose.
7. Uma célula somática que tem quatro cromossomos, ao se dividir, apresenta na metáfase:
quatro cromossomos distintos, cada um com uma cromátide.
quatro cromossomos distintos, cada um com duas cromátides.
quatro cromossomos pareados dois a dois, cada um com duas cromátides.
quatro cromossomos pareados dois a dois, cada um com uma cromátide.
dois cromossomos, cada um com duas cromátides
8. A meiose caracteriza-se pela ocorrência de apenas uma duplicação do material genético para cada duas divisões nucleares, e é responsável pela formação de células haplóides a partir de células diplóides. Em relação a esse tipo de divisão celular, assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as proposições adiante.
a) O crossing over ocorre na prófase da meiose I e caracteriza-se pela permuta entre os segmentos das cromátides-irmãs do mesmo cromossomo.
b) A redução, pela metade, do número cromossômico confere à meiose uma importância fundamental na manutenção do número constante de cromossomos da espécie. 
c) A meiose ocorre durante o processo de produção das células reprodutivas e possibilita o aumento da variabilidade genética dos seres vivos que a realizam. 
d) A primeira divisão meiótica é reducional, enquanto a segunda é equacional, já que a partir delas são formadas duas células diplóides e quatro células haplóides, respectivamente. 
9.A figura a seguir representa o tecido meristemático de uma planta, onde podem ser observadas células em diferentes fases de divisão. Cite os nomes e a seqüência do processo mitótico indicados nas letras.
Visualização das diferentes fases da mitose no microscópio
Fonte: http://coofarm.fmns.rug.nl/celbiologie/gallery/mitose_b.jpg
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