Divisão Celular

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07/04/16	
1	
Prof. Dr. Mateus José Sudano 
Organização Nuclear e 
Divisão Celular 
Disciplina “Genética Veterinária” 
mjsudano@gmail.com 
Manifestação Fenotípica Função do Material Genético 
Proteína 
Função Estrutural Função Enzimática 
(via metabólica) 
Gene	controla	
prontamente	o	
fenó5po	
Gene	controla	
indiretamente	o	
fenó5po	
Colágeno 
Proteína de fibrosa 
presente na pele, 
ossos, cartilagens, e 
dentes 
Pigmento de Flores 
A informação dos genes 
contidas do DNA levam a 
síntese de enzimas 
metabólicas 
Substrato Pigmento colorido 
Enzima 
GENE 
Manifestação 
Fenotípica 
Função do Material Genético 
Mecanismo de Ação das Drogas Proteicas e 
Glicoproteicas 
		Fonte:	Senger,	2003	 		Sínte
se	mR
NA	
núcle
o	
Mecanismo de Ação das Drogas 
Esteróides 
		Fonte:	Senger,	2003	
Prof. Dr. Mateus José Sudano 
Organização Nuclear e 
Divisão Celular 
Disciplina “Genética Veterinária” 
mjsudano@gmail.com 
07/04/16	
2	
Introdução 
ü  Procariontes 
ü  Não há separação entre núcleo e 
citoplasma 
ü  Material genético encontra-se 
num mesmo compartimento 
denominado nucleóide. 
ü  Ex: Bactérias e algas verdes 
azuladas 
Procariontes	
Eucariontes	
ü  Eucariontes 
ü  N ú c l e o o r g a n i z a d o : 
M e m b r a n a n u c l e a r , 
cariolinfa, cromatina e 
nucléolo 
ü  Ex: Animais e plantas 
Organização Nuclear 
1- Membrana Nuclear (carioteca) 
 - Regula a entrada (proteínas) e saída (RNAs) de macromoléculas 
através de poros (ânulo); 
 - Poros representam de 5-36% da superficie da membrana nuclear 
e são mais frequentes em células com intensa atividade de transcrição. 
 
 
2- Cariolinfa ou nucleoplasma 
-  É a parte fluída do núcleo, de natureza coloidal 
-  Não é corada e rica em proteínas 
3- Cromatina 
-  Parte mais importante do núcleo 
-  Constituído por DNA (quantidade constante) e proteínas 
(quantidade variável) em células de uma mesma 
espécie 
-  Intérfase: Cromatina descondensada 
-  Divisão celular: Cromatina condensada para 
movimentação dos cromossomos para os polos 
Organização Nuclear 
ü Tipos de Cromatina 
-  E u c r o m a t i n a : p o r ç ã o d o c r o m o s s o m o 
descondensada 
-  Heterocromatina: 
-  Cons t i t u t i va : pa r te do c romossomo 
permanentemente condensada (região 
próxima ao centrômero e telômero) 
-  Facultativa: parte condensada na interfase de 
cromossomos sexuais 
Organização Nuclear 
ü Condensação da Cromatina 
 - É o processo da condensação do material genético (DNA) 
para formar os cromossomos; 
 
 - A condensação da cromatina é necessária para a divisão 
celular; 
 
 - O máximo de condensação é observado na metáfase; 
 
Organização Nuclear 
ü  Etapas da Condensação da Cromatina: 
 1- Formação dos Nucleossomos: DNA é intimamente 
associado a cinco proteínas, as histonas (H1, H2A, H2B, H3 e 
H4); 
 
 2- Formação da Solenóide: Segundo estágio de 
condensação da cromatina assumindo estrutura de ziguezague 
(compactação 6-7 nucleossomos); 
 
 3- Alças: Espiralizações e dobramentos do solenóide => 
Cromossomo 
Organização Nuclear 
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3	
Histonas	
(H2A,	H2B,	H3,	H4)	
Histona	
H1	
Nucleossomo	
11nm	(110	Å)	
5,5nm		
(55	Å)	
Molécula	DNA	
840	nm	
Condensação da Cromatina 
Alças 
Condensação da Cromatina 
20		Cromossomos	enfileirados	
(metáfase)	=	80um	
20		Moléculas	de	DNA	
enfileiradas	=	4,2	m	
Redução	de	57	mil	
vezes	
Ex:	Milho	possui	20	
cromossomos	
Cromossomos 
Localização		
Centrômero	 Classificação	 Forma	na	Metáfase	 Forma	na	Anáfase	
Metacêntrico	Centro	
Entre	o	
meio	e		
final		
Submetacêntrico	
Acrocêntrico	Próximo	ao	
final	
Telocêntrico	No	final		
braço	p	
braço	q	
Migração	
CromáLdes	
irmãs	
Centrômero	
(constrição	
primária	do	
cromossomo)	
Telômero	
(extremidade	
cromossomo)	
Submetacêntrico	
ü  4- Nucléolo: 
- Estrutura esférica, e constituído de 
rRNA 
 
-  Células com alta atividade de 
síntese protéicas possuem nucléolos 
maiores; 
- Local onde é produzido os ribossomos 
(rRNA dos tipos 28S, 18S, 5,8S e 5S + 
70 proteínas) . 
Organização Núclear 
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2	
4	
3	
3	
3	
Prof. Dr. Mateus José Sudano 
Divisão Celular - MITOSE 
Disciplina “Genética Veterinária” 
mjsudano@gmail.com 
Divisão Celular 
ü  Para organismos alcançarem a forma adulta é necessário 
aumento do número, tamanho e a diferenciação das 
células; 
ü  A divisão das células nucleadas consiste de 2 atividades: 
ü  Cariocinese: Divisão do núcleo 
ü  Citocinese: Divisão do citoplasma 
ü  Existem 2 tipos de Divisão Nuclear: 
ü  Mitose: associada a divisão célula somática 
ü  Meiose: associada a formação de gametas 
Geralmente	 a	 citocinese	
começa	 quando	 a	 cariocinese	
já	está	em	andamento	
Que	possuem	
Reprodução	
Sexuada	
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4	
Divisão Celular 
ü  A maioria dos eucariotos são diplóides: possui os 
diferentes cromossomos organizados aos pares; 
ü  Os cromossomos que constituem um par são chamados de 
homólogos à Morfologicamente idênticos e contém os 
mesmos genes 
ü  O número somático e gamético de cromossomos de uma 
espécie é 2n e n, respectivamente. 
Divisão Celular 
Nome	comum	 Nome	cienNfico	
Número	de	
Cromossomos	nas	
células	somáLcas	(2n)	
Bovinos	 Bos	taurus	 60	
Suínos	 Sus	scrofa	 40	
Cavalo	 Equs	caballus	 64	
Jumento	 Equs	asinus	 62	
Cão	 Canis	familiares	 78	
Gato	 Felis	catus	 38	
Frango	 Gallus	domes8cus	 78	
Camundongo	 Mus	musculus	 40	
Chipanzé	 Pan	troglady8s	 48	
Homen	 Homo	sapiens	 46	
Número somático de Cromossomos em algumas domésticas 
Divisão Celular INTERFASE 
ü  As células antes de entrar na mitose ou meiose passam por um ciclo 
interfásico 
 
ü  Ciclo celular interfásico possui 3 fases: 
 - G1: a célula aumenta de tamanho e há síntese proteica (função 
enzimática na replicação do DNA) e de RNA 
 - S: Estágio de síntese DNA– onde ocorre a replicação do DNA 
(semiconservativa, unidirecional e descontínua). Após a replicação cada cromossomo 
passa a conter 2 cromátides irmãs (mesma constituição genética) 
 - G2: Síntese de alguns RNA e proteínas, período entre a replicação e 
início da mitose/meiose 
-  Sequência de eventos entre o final de uma 
divisão e o início de outra 
-  Período de preparo para a próxima divisão 
Síntese	de	DNA	
	e	Duplicação	
cromossomo	
Crescimento	e	
metabolismo	
Preparação	
para	Mitose	
Divisão	
Intérfase	
M
itose	
Intérfase 
Y 
R 
r 
y 
G1 
S 
Síntese DNA 
G2 
2n=4	
2C	
2n=4	
4C	
-	Prófase	
-	Metáfase	
-	Anáfase	
-	Telófase	
Oscilação	da	quan5dade	de	DNA	na	Mitose	
5	
	
4	
	
3	
	
2	
	
1	
	
0	
G1										S							G2						Mit								G1										S							G2							Mit	
Q
ua
nL
da
de
	D
N
A	
(C
)	
Mitose	
1º	Divisão	 2º	Divisão	
Divisão Celular MITOSE 
ü  Prófase: 
ü  Condensação dos cromossomos progressiva 
ü  Cromossomos se encontram em dois filamentos longitudinais à 
cromátides irmãs (produto da replicação do DNA – fase S da 
interfase) 
ü  No final da prófase ocorre: 
-  desaparecimento dos nucléolos e da membrana nuclear 
-  Deslocamento dos cromossomos para o equador da célula 
-  Formação das fibras de fuso 
Divisão Celular MITOSE 
ü  Metáfase: 
ü  Cromossomos estão no equador da célula formando a placa 
metafásica 
ü  Os cromossomos atingem o máximo de condensação (fase para 
estudo de cariótipo) 
ü  Anáfase 
ü  Separação das cromátides irmãs - cada cromáide com seu 
centrômero 
ü  As cromátides livres se dirigem para polos opostos e passam a ser 
denominadas
cromossomo 
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Divisão Celular MITOSE 
ü  Telófase 
ü  Inverso da prófase: 
ü  ocorre formação da membrana nuclear, 
ü  descondensação dos cromossomos, 
ü  reaparecimento dos nucléolos, 
ü  desaparecimento das fibras de fuso 
ü  Divisão em duas células geneticamente idênticas e 
iguais a célula mãe da fase G1 (exatamente pela 
replicação ser semiconservativa) 
Prófase	
Metáfase	
Anáfase	
Telófase	
Y 
R 
r 
y 
Y 
R 
r 
y 
Mitose	
2n=4	
2C	
2n=4	
4C	
2n=4	
2C	
2n=4	
4C	
-  Cromá5des	irmãs	
-  Condensação	
progressiva	
-  Perda	nucléolo	e	
membrana	
nuclear	 -  Placa	Metafásica	
-  Máximo	de	
condensação	
-  Separação	
cromá5des	irmãs	
-  Descondensação	
cromossomos	
-  Formação	
Membrana	nuclear	
e	nucléolos	
2n=4	
4C	
MITOSE 
Perca	da	
membrana	
nuclear	
Cromossomos	
descondensados	e	formação	
membrana	nuclear	
Intérfase	
Prófase	
Metáfase	
Anáfase	
Telófase	
Duplicação	dos	
Cromossomos	e	formação	
das	cromá5des	irmãs	
Cromossomos	duplicados	
migram	para	região	
equatorial	para	formar	a	
placa	metafásica		
Separação	das	
cromá5des	
irmãs	
Núcleo	
Cromossomos	
duplicados	e	
condensação	
Formação	da	
membrana	entre	
as	células	filhas	
(citocinese)	
Divisão Celular MITOSE 
ü  CONSEQUÊNCIAS GENÉTICAS DA MITOSE: 
-  1 célula mãe produz 2 células filhas geneticamente 
idênticas 
 Isto	significa	que	todas	as	células	que	compõe	um	organismo	
adulto	 (células	 somá5cas)	 foram	 derivadas	 do	 zigoto	 via	
processo	mitó5co	e	portanto	são	idên5cas	a	ela!	
ToLpotência		
Pluriopotentes	ou	MulLpotentes	
	Diferenciação	Celular	-	liga	e	desliga	alelos	de	diferentes	genes	no	local	e	hora	certo	
COMO	É	POSSÍVEL	TER	DIFERENTES	TIPOS	CELULARES	SE	AS	CÉLULAS	SÃO	
GENETICAMENTE	IDÊNTICAS	?????		
Prof. Dr. Mateus José Sudano 
Divisão Celular - MEIOSE 
Disciplina “Genética Veterinária” 
mjsudano@gmail.com 
Divisão Celular 
ü  A meiose é essencial para a formação dos gametas para passar os 
alelos dos pais para os filhos através da reprodução sexuada; 
ü  A MEIOSE difere da MITOSE: 
-  Após a interfase, ocorre duas divisões celulares (1º - reducional 
e 2º - equacional) 
-  A meiose ocorre em regiões específicas do organismo e em 
certos estágios de desenvolvimento 
-  Ao contrário da mitose, as células filhas não sofrem novas 
meioses, e os cromossomos meióticos não se comportam 
individualmente – precisa ocorrer a fecundação dos gametas 
MEIOSE 
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Divisão Celular MEIOSE I 
ü  Intérfase: Igual a mitose à Duplicação dos Cromossomos (DNA) e 
formação das cromátides irmãs (G1 – S – G2) 
ü  PRÓFASE I 
ü  Leptóteno: 
ü  Inicia a condensação dos cromossomos, 
ü  Núcleo se apresenta como novelo de fios mais 
finos que o dá prófase mitótica 
ü  Zigóteno: 
ü  Sinapse: pareamento dos cromossomos 
homólogos – complexo sinaptonênico 
Divisão Celular MEIOSE I 
ü  PRÓFASE I - Zigóteno: 
ü  A ausência do pareamento dos cromossomos 
homólogos leva a um processo meiótico irregular = 
esterilidade 
Ocorrência	de	cromossomos	assinápLcos	–	falta	de	homologia	entre	eles	
Burro	e	a	Mula	(2n=63)	–	Híbridos	interespecíficos	
Égua		
(Equus	caballus,	2n=64)	 vs	
Jumento		
(Eqqus	asinus,	2n=62)	
Híbridos	interespecíficos	não	formam	gametas	viáveis	=	ESTERELIDADE	
ü  PRÓFASE I 
ü  Paquíteno: 
ü  Período em que os homólogos permanecem pareados 
ü  É a fase em que ocorre a permuta gênica (crossing-
over) – corresponde a troca de partes entre cromátides 
homólogas não irmãs 
ü  Diplóteno: 
ü  Tendência a separação dos homólogos, mas ainda não 
separa – permanecem ligados através dos quiasmas (locais 
onde ocorrem as permutas no paquíteno) 
Divisão Celular 
ñ	Diversidade	GenéLca	
MEIOSE I 
ü  PRÓFASE I 
ü  Diacinese: 
ü  Corresponde ao final da prófase I 
ü  Quando os cromossomos atingem a condensação máxima 
ü  Desaparecimento do quiasma, membrana nuclear, e 
nucléolo 
ü  METÁFASE I 
ü  Orientação dos cromossomos na placa metafásica, de forma que os 
homólogos ficam equidistantes e orientados para polos opostos 
Divisão Celular MEIOSE I 
ü  METÁFASE I 
ü  A orientação dos cromossomos se processa ao acaso, sendo um 
acontecimento fundamental para a distribuição independente dos 
genes situados nos cromossomos não homólogos. 
Divisão Celular 
ñ	Diversidade	GenéLca	
MEIOSE I 
É a base da 2o Lei de Mendel – Leia da 
Distribuição Independente 
ü  ANÁFASE I 
ü  Ao contrário do observado na mitose, ocorre segregação dos 
cromossomos homólogos duplicados para polos opostos 
ü  Em consequência cada núcleo a ser formado receberá um número 
de cromossomo reduzido a metade (n) 
ü  Divisão da meiose = Reducional 
Divisão Celular 
Evento	 responsável	 pela	 formação	 dos	 gametas	 com	 a	
metade	do	número	de	cromossomos	das	células	somáLcas	
MEIOSE I 
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ü  TELÓFASE I 
ü  Os cromossomos homólogos chegam aos polos da célula, difere da 
mitose pois o no de cromossomos está reduzido a metade e cada 
cromossomo possui 2 cromátides 
ü  Após a divisão I, ocorre um período de intercinese, evento parecido com 
a intérfase da mitose porém sem a replicação de DNA, apenas ocorre 
síntese de RNA 
ü  MEIOSE II 
ü  Processo semelhante a Mitose 
Divisão Celular MEIOSE 
5	
	
4	
	
3	
	
2	
	
1	
	
0	
Tempo	
Q
ua
n5
da
de
	D
N
A	
(C
)	
G1	
S	
G2	 Pr
óf
as
e	
I	
M
et
áf
as
e	
I	
Anáfase	I	
Te
ló
fa
se
	I	
M
et
áf
as
e	
II	
Pr
óf
as
e	
II	
Anáfase	II	
Te
ló
fa
se
	II
	
Gametas	
Divisão Celular 
Meiose 
Intérfase 
Y 
R 
r 
y 
G1 
S 
Síntese DNA 
G2 
2n=4	
2C	
2n=4	
4C	
Y 
R 
r 
y 
2n=4	
4C	 2n=4	
4C	
2n=4	
4C	
2n=4	
4C	
Y 
R 
r 
y 
Y R 
r 
y 
Y R 
r y 
Y R 
r y 
Leptóteno	 Zigóteno	 Paquíteno	
Diplóteno	
Y 
R r 
y 
2n=4	
4C	
Diacinese	
Prófase I 
2n=4	
4C	
2n=4	
4C	
Y R 
r y 
Y R 
r y 
Paquíteno	
Diplóteno	
z 
Diacinese	
Crossing-over (Permuta 
Gênica) 
R	
Z	 Z	
R	
z	
r	
z	
r	
R	
Z	
r	 R	
z	
r	
R r 
Z Z z 
R r 
2n=4	
4C	
n=2	
2C	2n=4	
4C	
Y R 
r 
y 
Y R 
r y 
Y R 
y r 
n=2	
2C	
2n=4	
4C	
Prófase	I-	Diacinese	 Metáfase	I	–	1º	orientação	
Anáfase	I–	1º	orientação	
Telófase	I	–	1º	
orientação	
1º	Orientação	Metafásica		=	Frequência	de	50%	
Y 
R r 
y 
2n=4	
4C	
n=2	
2C	2n=4	
4C	
y R 
r 
Y 
y R 
r Y 
y R 
Y r 
n=2	
2C	
Y 
R 
r 
y 2n=4	
4C	
Prófase	I-	Diacinese	 Metáfase	I	–	2º	orientação	
Anáfase	I–	2º	orientação	
Telófase	I	–	2º	
orientação	
2º	Orientação	Metafásica		=	Frequência	de	50%	
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Prófase	II	
1º	orientação	
Metáfase	II	
1º	orientação	
Anáfase	II	
1º	orientação	
r 
y 
Y 
R 
R 
Y 
r 
y 
n=2	
C	
n=2	
C	
n=2	
C	
n=2	
C	Y R 
y r 
Y R Y 
R 
Y R 
y r y r 
y r 
Telófase	II	
1º	orientação	
1º	Orientação	Metafásica		=	Frequência	de	50%	
Prófase	II	
2º	orientação	
Metáfase	II	
2º	orientação	
Anáfase	II	
2º	orientação	
r 
Y 
y 
R 
R 
y 
r 
Y 
n=2	
C	
n=2	
C	
n=2	
C	
n=2	
C	y R 
Y r 
y R y 
R 
y R 
Y r Y r 
Y r 
Telófase	II	
2º	orientação	
2º	Orientação	Metafásica	=	Frequência	de	50%	
y 
R r 
Y 
RrYy 
2n=4	
Gametas	possíveis:	2n	
n:	no	pares	de	cromossomos	
		
ex:	RrYy:	2n=4,	n=2	e	22	=	4	gametas	com	
diferentes	cons5tuições	gené5cas	
	
-	RY	(25%)	
-	Ry	(25%)	
-	rY	(25%)	
-	ry	(25%)	
r 
Y y
R R 
Y 
r 
y 
rY	ry	RY	 Ry	
R 
Y 
r 
y 
ry	RY	
r 
Y y 
R 
rY	Ry	
Y R 
r y 
y R 
r Y 
Orientação	Metafásica		
(2º	opção)	
Orientação	Metafásica		
(1º	opção)	 Tipos	de	
Gametas	
Gametas	possíveis:	2n	
n:	no	pares	de	cromossomos	
		
		 	 	ex:	Bovinos	2n=60,		
n=30		
Portanto,		
	
230	=	1.073.741.824	(1x109)		
gametas	com	diferentes	cons5tuições	gené5cas	
	
Probabilidade	de	que		
2	espermatozoides	seja	iguais	gene5camente:		
1	/	230	
y 
R r 
Y 
RrYy 
2n=4	
r 
Y y 
R R 
Y 
r 
y 
rY	ry	RY	 Ry	
R 
Y 
r 
y 
ry	RY	
r 
Y y 
R 
rY	Ry	
Y R 
r y 
y R 
r Y 
Orientação	Metafásica		
(2º	opção)	
Orientação	Metafásica		
(1º	opção)	
Orientações	Metafásicas	
possíveis:	2n-1	
n:	no	de	pares	de	cromossomos	
		
ex:	RrYy:	2n=4,	n=2	e	22-1	=		
2	orientações	metafásicas	
possiveis:	
-  50%	dos	casos	(céluas	em	
meiose)	1º	opção	(RY	e	ry)	
-  50%	dos	casos	(céluas	em	
meiose)	a	2º	opção	(Ry	e	rY)	
-  Garan5ndo	a	frequência	de	
25%	de	cada	5po	de	gameta	
Divisão Celular MEIOSE 
-  1 célula mãe produz 4 células filhas geneticamente distintas; 
-  É a meiose que reduz o no de cromossomo a metade permitindo que 
após a fertilização o no de cromossomos da espécie permaneça 
constante; 
-  Paquíteno-Diplóteno da Prófase I (Crossing-over) 
-  Metáfase I (Segregação independente) 
 
Ampliação da 
variabilidade 
genética	
ü  CONSEQUÊNCIAS GENÉTICAS DA MEIOSE: 
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9	
Oogênese 
Diplóteno 
Meiose I 
(reducional) 
Meiose II 
(equacional) 
Prófase I 
Leptóteno 
Zigóteno 
Paquíteno 
Diacinese 
1° Parada Meiose 
Anáfase II 
Telófase II 
2° Parada Meiose 
Anáfase I 
Telófase I 
Metáfase I 
Metáfase II 
Prófase II 
OVULAÇÃO 
Liberação do 1° 
Corpúsculo Polar 
Liberação do 2° 
Corpúsculo Polar 
FERTILIZAÇÃO 
P
ré-N
atal 
A
pós P
uberdade 
O
ócito	Prim
ário	
O
ócito		Secundário	
ZIGOTO	
Oogênese 
18-19	dias	
45dias	
60-61dias	
Oogênese Oogênese vs Espermatogênese 
Comparação	da	Mitose	vs	Meiose	
Mitose	 Meiose	Célula	Parental	
(antes	da	replicação	do	cromossomo)	
Replicação	DNA	
(cromossomo)	
2n	=	4	
Prófase	
Cromossomo	duplicado	
(2	cromá5des	irmãs)	
Metafase	
Anáfase	
Telófase	
2n=4	 2n=4	
Células	filhas	da	mitose	
Alinhamento	dos	
cromossomos	na	placa	
metafásica	
Separação	da	
cromá5des	
irmas	durante	a	
anáfase	
Prófase	I	
Metáfase	I	
Anáfase	I	
Telófase	I	
Meiose	I	
Meiose	II	
Segregação	
independente	dos	
cromossomos	não	
homólogos	(diferentes	
orientações	da	placa	
metafásica)	
Células	filhas	da	meiose	II	
n=2	 n=2	 n=2	 n=2	
As	cromá5des	
Irmãs	
permanecem	unidas	
Separação	dos	
cromossomos	
homólogos	
Separação	das	
Cromá5des	
Irmãs	
	
Durante		
Anáfase	II	
Pareamento	dos	
cromossomos	homólogos	
e	crossing-over	
Replicação	DNA	
(cromossomo)	
Curiosidade.... 
Gêmeos Univitelínicos 
(idênticos) 
Gêmeos Bivitelinos 
(fraternos) 
Oriundos por mitose de um 
único zigoto 
(geneticamente idênticos): 
 
100% dos genes em 
comum 
Oriundos da fertilização de 
dois óvulos e de dois 
espermatozóides 
geneticamente distintos 
 
Em média 50% dos genes 
em comum