Divisão Celular

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Divisão Celular
Processo de multiplicação e modificação celular
		Mitose
Manutenção da vida de organismos pluricelulares
 Geração da vida em organismos unicelulares
 Resulta em 2 Células-filhas iguais entre si e a célula-mãe 
 (2n  2n / 2n)
Meiose
 Geração dos gametas de organismos pluricelulares
Resulta em 4 Células-filhas, diferentes entre si e da célula mãe 
 (2n  n / n / n / n )
Mitose e Meiose
Mitose
Multiplicação / proliferação celular
Crescimento de órgãos e tecidos
Reposição de células mortas (apoptose/MCP ou necrose)
Reposição de danos de órgãos e tecidos
Equilíbrio na proporção de células produzidas/perdidas
Processo cíclico: Crescimento  Divisão / Crescimento  Divisão
Características peculiares a cada tipo celular
Intérfase
Entre duas divisões sucessivas
Crescimento e preparação para a divisão
Dividida em: G1, S e G2
Ciclo de Divisão Celular
Fase M
 Cariocinese
 Citocinese
95% do tempo
5% do tempo
Ciclo de Divisão Celular
G = gap = intervalo
S = síntese = duplicação DNA
M = mitose
Decisão e Preparação para a Divisão Celular
Decidir se a célula entra ou não em divisão (ponto de restrição)
Garantir manutenção do tamanho e características nas descendentes
Duplicação das organelas, crescimento do citoplasma (2X), duplicação do DNA (fase S), verificação de possíveis problemas.... 
Duração variável = ambiente, estímulos, tipo celular...
12 a 24h
Fases
G1, S, G2
Intérfase
 É um intervalo de tempo entre o final da mitose e o início da fase S.
Dura em média 11h (varia de acordo com o tipo celular)
 Início do aumento de volume celular
EVENTOS IMPORTANTES
 Produção de novos mRNA
 Síntese de proteínas e enzimas necessárias para síntese do DNA
 Síntese de proteínas regulatórias (proteínas kinases dependentes de ciclinas – CDKs)
 Verificação de prováveis danos no DNA
 Decisão com relação a entrada em fase S (ponto de restrição)
G1
É um intervalo de tempo entre a fase G1 e a fase G2.
Dura em média 8h
S
EVENTOS IMPORTANTES:
Nesta fase ocorre a replicação do DNA.
Duplicação dos centríolos
Núcleo induzido a entrar na fase S por sinais citoplasmáticos ou seja, o citoplasma induz a replicação do DNA (atividades de CDKs, fatores transcricionais e replicacionais)
É um intervalo de tempo entre a fase S e a divisão mitótica.
Dura em média 4h
G2
EVENTOS IMPORTANTES:
 Preparação para produção de fatores citoplasmáticos cruciais para a MITOSE (CDK da fase M)
 Verificação se o DNA foi replicado corretamente e apenas uma vez
 Decisão da entrada na fase M
Caracterizada pela divisão do núcleo (caricinese) e do citoplasma (citocinese) resultando em duas células filhas .
Dura em média 1h
Fase M / Mitose
FASES:
 Prófase
 Prometáfase
 Metáfase
 Anáfase
 Telófase
Ciclo de Divisão Celular
1h
4h
11h
12h
8h
Análise do Ciclo Celular
CORANTE 
NUCLEAR
Citômetro de Fluxo
G2 / M > S > G1
10.000 células analisadas
Fase G0
 Em G1: Decisão sobre a entrada em fase S (ponto de restrição)
CARACTERÍSTICAS:
Entram em quiescência / “stand by”
Metabolicamente ativas (Metabolismo reduzido)
Aguardando estímulos extracelulares
Ex: Neurônios, Fígado
G0 E UM GRANDE MARCO DA CIÊNCIA
Vaca a ser Clonada 
Fibroblastos
Clone
TE
Clonagem
 Clonagem por Transferência Nuclear
PRÓFASE: 
 Condensação do DNA (cromossomos) / Cromátides Irmãs 
 Separação dos centrossomos com os centríolos
 Nucleação dos microtúbulos
 Dissolução do envelope nuclear
Fase M / Mitose
PRÓMETÁFASE: 
 Ligação dos Microtúbulos ao cinetocoro 
 Início do alinhamento dos cromossomos no equador celular
Fase M / Mitose
METÁFASE: 
Condensação máxima da cromatina
 Alinhamento equatorial
 Verificação se todos os cromossomos estão ligados ao fuso
Fase M / Mitose
ANÁFASE: 
 Separação das cromátides-irmãs / Desligamento entre elas
 Migração para os pólos opostos
Encurtamento das fibras do fuso / degradação das tubulinas
Fase M / Mitose
TELÓFASE: 
 cromossomos em polos opostos
 despolimerização dos microtúbulos
 reconstituição da membrana nuclear
descondensação da cromatina
 Citocinese / anel contrátil (actina e miosina II)
Fase M / Mitose
TELÓFASE
PRÓFASE
PROMETÁFASE
METÁFASE
ANÁFASE
Controle do Ciclo Celular
Escolha de três momentos-chave do ciclo celular
Na Fase G1:
 Verificação de prováveis danos no DNA
 Decisão com relação a entrada em fase S (ponto de restrição)
Na Fase G2:
 Verificação se o DNA foi replicado corretamente e apenas uma vez
 Decisão da entrada na fase M
Na Fase M:
 Verificação se todos os cromossomos estão ligados ao fuso
PONTOS DE CHECAGEM / “CHECKPOINTS”
Controle do Ciclo Celular
Ativadas ou desativadas: fosforilação
Fosforilam substratos específicos
 Cada fase um tipo
Controle do Ciclo Celular
Controle em G2
Controle do Ciclo Celular
Descoberta do MPF (Fator Promotor de Mitose / Meiose / Maturação)
Yoshio Masui e Clement Market, 1971 (Ovócitos de Sapo)
Controle do Ciclo Celular
Controle do Ciclo Celular
Controle em G1
 Verificação danos no DNA
 Estímulo por fatores de crescimento
Verificação se o DNA foi replicado corretamente e apenas uma vez
Controle do Ciclo Celular
Controle em G2
Controle do Ciclo Celular
Controle da Fase M
 Fator promotor de fase M
 Fator promotor de Metáfase
 Fator promotor de Maturação
Controle do Ciclo Celular
Controle da Fase M
Metáfase  Nível Máximo da atividade do MPF 
Controle do Ciclo Celular
Controle da Fase M
O Ciclo Celular e outro grande Marco da Ciência
Paul Nurse – Prêmio Nobel de Medicina em 2001
Meiose
 Produção gametas – Reprodução Sexuada - Gônadas
 Uma célula-mãe origina 4 células-filhas diferentes
Principais Características:
 4 células haploides (n)
 Ocorrência de “Crossing-over” : Variabilidade Genética
 Reestabelecimento Ploidia após fusão de gametas (n + n = 2n)
Fases
Intérfase
duplicação 2C para 4C
Meiose I (Reducional)
prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I
Meiose II (Equacional)
prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II
Meiose
 Mais Longa que na Mitose
	Aproximação da cromatina e recombinação genética = “crossing over”
	Sub-fases:
		Leptóteno
			Zigóteno
				Paquíteno
					Diplóteno
						Diacinese
Meiose I
Prófase I
LEPTÓPTENO (do grego leptos, delgado e nema, filamento)
Apesar de já duplicados e conterem duas cromátides, os cromossomos parecem únicos.
Meiose I
Prófase I
LEPTÓTENO
Meiose I
Prófase I
ZIGÓTENO
ZIGÓTENO (do grego zygon, adjacente)
alinhamento e pareamento dos cromossomos homólogos
complexo sinaptonêmico (CS). 
Meiose I
Prófase I
PAQUÍTENO
PAQUÍTENO (do grego pachys, espesso)
 o pareamento se completa e os cromossomos se apresentam mais curtos e espessos.
bivalente ou tétrade composto por dois homólogos (quatro cromátides).
crossing-over
Meiose I
Prófase I
DIPLÓTENO
DIPLÓTENO
os cromossomos pareados começam a separar-se, mas ainda unidos nos ou quiasmas ( do grego chiasma, cruz).
DIACINESE
DIACINESE (do grego dia, através de; kinesis, movimento)
no final da diacinese os cromossomos homólogos são unidos 
somente pelos quiasmas.
Prófase I
 Condensação dos cromossomos atinge
 seu máximo. 
 O envoltório nuclear se desfaz
 Fibras do fuso se ligam ao cinetócoro dos cromossomos homólogos.
 As cromátides-irmãs comportam-se como 
 uma e se movem juntas para os pólos
Meiose I
Metáfase I
 As cromátides-irmãs comportam-se como uma e se movem juntas para os pólos
Anáfase I
Meiose I
Cromossomos separados
 Citocinese
 2 células com metade dos cromossomos (n) (reducional)
 Entretanto ainda 2C de DNA (cromátides-irmãs / já com recombinações)
Telófase I
Meiose I
Intercinese
 Intervalo
 Não ocorre síntese de DNA
 Células entram em nova divisão
Prófase II
Meiose II
 Praticamente não existe
 As células já começam a arrumar os cromossomos no fuso para a próxima divisão
Metáfase II
 As fibras do fuso se ligam ao cinetócoro das cromátides-irmãs
Anáfase II
 As cromátides-irmãs são separadas e se movem para os pólos
Telófase II
As cromátides-irmãs separadas
Citocinese
Reconstrução envelope nuclear
4 células n e 1C de DNA 
Meiose II
Embriões: células selecionadas como futuras células gaméticas.
Células germinativas primordiais (PCG)
migram para as gônadas em desenvolvimento
ovários
testículos
proliferação mitótica
meiose – gametas
Óvulos (Vida Intrauterina)
Espermatozóides (puberdade) 
Gametogênese
Espermatogênese
Início – puberdade / Contínua Durante a vida adulta
 Células germinativas imaturas – espermatogônias
região mais externa dos túbulos seminíferos
proliferam continuamente por mitose
 Mitose: Espermatogônia dos tipos A, Intermediária e B
Diferenciação em espermatócitos primários
Meiose I – 1 espermatócito primário = 2 espermatócitos secundários
Meiose II - 2 espermatócitos secundários = 4 espermátides - n
espermatocitogênese
Espermatocitogênese
Mitoses
Tipo Tronco / A
Tipo Tronco / A
Tipo A1
Tipo Interm.
Tipo B
Tipo B
Entrada em Divisão meiótica - Espermatócitos Primários
Espermatocitogênese
Meiose
Espermatócitos 1º (puberdade)
Meiose I
Aumento de tamanho
Duplicação DNA
Formam-se 2
Espermatócitos 2º
Meiose II
Formam-se 4
Espermátides
n
Espermátides
diferenciação morfológica
espermatozóides
Espermatozóides
luz dos túbulos seminíferos
sptz – epidídimo - estocados e amadurecidos. 
espermiação
Espermiogênese
Espermiogênese
Espermiação
Espermatogênese
Espermatogênese
Espermatogênese
CURIOSIDADES:
Quantidade de espermatozóides
Carneiro: 13-19 X 106 sptz/dia
Coelho: 14,4 X 106 sptz/dia
Touro: 9 X 106 sptz/dia
Porco: 24-31 X 106 sptz/dia
Tempo da Espermatogênese:
Homem 74 dias
Touro 53-64 dias 
Coelho 40 dias
Rato 30 dias.
Transplante de Espermatogônias
 Colonização do testículo receptor
 Produção espermática normal
 Fertilidade normal
Transplante de Espermatogônias
Transplante de Espermatogônias
Ovogênese
Ovogônias – mitoses
 diferenciação em ovócito 1º
 meiose I 
	Bloqueio da meiose em prófase I 
(diplóteno) da meiose
	Vesícula germinativa – cromatina descondensada
	Ainda na vida intrauterina e persiste por dias a anos – de acordo com a espécie
Ovogênese
Puberdade: hormônios
retomada da meiose I (início da maturação)
citocinese desigual – 1º CP
 Segundo bloqueio em metáfase II (Fim da maturação - Ovulação)
Fecundação (desbloqueio)
citocinese desigual – 2º CP
fim da meiose
 1 oogônia - 1 ovócito + 3 CP
Ovogênese
Ovogênese
Controle Celular da Ovogênese
Ovogênese
As fêmeas mamíferas nascem com toda a reserva de células germinativas!
Fecundação
Eventos necessários
Inseminação
Transporte e estocagem do ejaculado
Capacitação
Ovulação e transporte do ovócito maduro
Fertilização e ativação do ovócito
Capacitação Espermática
Local – Trato Genital Feminino
Recomposição da ploidia normal da espécie
n + n = 2n
Características:
Eliminação Fatores Decapacitantes 
Motilidade Hiperativada
Reação acrossomal
 Reação acrossomal : rompimento progressivo e fusão das membranas plasmática e acrossomal externa dos espermatozóides.
Capacitação Espermática
Espermatozóide penetrar o Cumulus oophorus, se presente
hialuronidase
Aderir à zona pelúcida
proteínas da zona (ZP1, ZP 2 e ZP 3)
Penetrar a a zona pelúcida
enzimas do acrossomo
motilidade espermática
Fusão das membranas sptz + ovócitos
Entrada do DNA paterno e sua descondensação
Capacitação Espermática
Espaço perivitelino 
1° corpo polar 
Zona pelúcida 
Fusão 
Reação da zona 
Sptz excluso 
Membrana plasmática 
Início da reação acrossomal 
Ligação 
Continuação da reação acrossomal 
Reação acrossomal
 
Penetração
 
Reação da Zona Pelúcida
Extrusão do conteúdo dos grânulos corticais
Modificação da proteína ZP3
Bloqueio da Polispermia
Espaço perivitelino 
1° corpo polar 
Zona pelúcida 
Fusão 
Reação cortical 
Reação da zona 
Sptz excluso 
Membrana plasmática 
Início da reação acrossomal 
Ligação 
Continuação da reação acrossomal 
Glânulos corticais 
Reação acrossomal
 
Penetração
 
Estágio
8 - 16 células
Blastocisto
Blastocisto em eclosão	
Estágio
4 células
Mórula
Compacta
Blastocisto
Expandido
Fecundação
Contribuição do espermatozóide:
O núcleo – metade do material genético
 Os centríolos????
 Mitocondrias????
 O que mais???