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* * Tema: Divisão celular: Mitose e Meiose Profa. Leticia Ruiz Sueiro Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Por que dividir/replicar as células? A mitose é um tipo de divisão celular que ocorre desde o surgimento da primeira célula do bebê (célula-ovo ou zigoto) até a nossa morte. Quando ainda estamos sendo gerados, no útero materno, é necessário que ocorra a duplicação das células a fim de formar o novo ser. A partir daí nunca mais paramos de realizar mitoses. Esse processo é de suma importância para continuarmos a nos desenvolver, a crescer, a repor as células perdidas, como, por exemplo, ao sofrermos uma lesão na pele, ou perdermos células sanguíneas (hemácias) a cada 120 dias, etc.... * * Conceitos Prévios Cromossomo: Estrutura que contém uma longa molécula de DNA associada a proteínas histonas, visível ao microscópio óptico em células metafásicas. Proteína histona Condensação Cromossomo DNA Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Conceitos Prévios Cromossomo Simples Centrômero Braço Braço 2 braços 1 centrômero Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Conceitos Prévios Cromossomo Duplo Centrômero Braço Braço Cromátide Braço Braço 4 braços 1 centrômero Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Conceitos Prévios Classificação dos cromossomos quanto à posição do centrômero Braço Braço Centrômero Metacêntrico Submetacêntrico Acrocêntrico Telocêntrico Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Conceitos Prévios Cromossomos Homólogos São cromossomos semelhantes na forma e no tamanho presentes aos pares em células diplóides (2n) Cromossomos homólogos Célula diplóide (2n)s Cromossomos homólogos Célula diplóide (2n)d Não há homólogos Célula haplóide (n)d Não há homólogos Célula haplóide (n)s Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Conceitos Prévios Células Haplóides (C e D) não possuem cromossomos homólogos Células Diplóides (A e B) possuem cromossomos homólogos Cromossomos homólogos Célula diplóide (2n)s Cromossomos homólogos Célula diplóide (2n)d Não há homólogos Célula haplóide (n)d Não há homólogos Célula haplóide (n)s A B C D Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 2) Mitose Tipo de divisão celular em que uma célula mãe haplóide (n) ou diplóide (2n), sempre com cromossomos duplos, origina duas células filhas contendo o mesmo número de cromossomos da célula mãe, porém simples. Pode ocorrer com células (n) ou (2n) Não altera o número de cromossomos da célula mãe A mitose também é chamada de divisão equacional e simbolizada por E! Nd Ns Ns 2Nd 2Ns 2Ns Célula mãe Células filhas Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 2) Mitose Intérfase: Fase que precede qualquer divisão celular. Ocorre a duplicação do DNA e a formação de cromossomos duplos. Possui três subfases: G1 : pré-síntese (cromossomos simples) S : Síntese de DNA G2: Pós-síntese (cromossomos duplos) Quantidade de DNA Fases do ciclo celular G1 S G2 Alguns autores abordam também a fase G0, anterior a fase G1, período em que a célula permanece em repouso, até que algum estímulo a faça entrar em divisão. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 2) Mitose a) Prófase DNA desespiralizado disposto na célula de maneira desorganizada. Início da espiralização do DNA para formar os cromossomos. Duplicação dos centríolos (formação do 2º par). Migração dos centríolos para os pólos opostos da célula. Rompimento e degeneração da carioteca. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 2) Mitose b) Metáfase Grau máximo de espiralização dos cromossomos (visíveis ao M.O.) Cromossomos duplos alinhados lado a lado no equador da célula. Centríolos dispostos nos pólos opostos da célula. No final da metáfase ocorre a divisão dos centrômeros. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 2) Mitose c) Anáfase Encurtamento das fibras do fuso. Cromossomos simples (cromátides irmãs) puxadas para os pólos da célula. Início da desespiralização dos cromossomos. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 2) Mitose d) Telófase Ocorre a citocinese (divisão do citoplasma) Formação de duas células filhas contendo o mesmo número de cromossomos da célula mãe, porém simples. Formação de duas novas cariotecas e dois novos nucléolos. Cromossomos se desespiralizam e as fibras do fuso desaparecem. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 2) Mitose d) Telófase Célula Animal Célula Vegetal Citocinese Centrífuga Citocinese Centrípeta Lamela média Estrangulamento do citoplasma Divisão Celular: Mitose e Meiose * * CITOCINESE * * - Citocinese é a divisão do citoplasma no final da mitose; é centrípeta. * * * * 2) Mitose Finalidades da mitose Crescimento e regeneração de tecidos Cicatrização Formação de gametas em vegetais Formação de gametas em animais por partenogênese Divisões do zigoto durante o desenvolvimento embrionário Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Meiose Tipo de divisão celular em que uma célula mãe sempre (2n) com cromossomos duplos origina através de duas divisões sucessivas, quatro células filhas contendo metade do número de cromossomos da célula mãe. Diminui pela metade o número de cromossomos da célula mãe. A mitose também é chamada de divisão reducional e simbolizada por R! Célula mãe Células filhas Meiose só ocorre em células diplóides (2n) 1ª divisão: Reducional (R!) (Separação dos homólogos) 2ª divisão: Equacional (E!) (Divisão das cromátides) Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Divisão Celular: Mitose e Meiose Meiose é o nome dado ao processo de divisão celular através do qual uma célula tem o seu número de cromossomos reduzido pela metade. Nos organismos de reprodução sexuada a formação de seus gametas ocorre por meio desse tipo de divisão celular. Quando ocorre fecundação, pela fusão de dois desses gametas, ressurge uma célula diplóide, que passará por numerosas mitoses comuns até formar um novo indivíduo, cujas células serão, também, diplóides. * * A meiose permite a recombinação gênica, de tal forma que cada célula diplóide é capaz de formar quatro células haplóides geneticamente diferentes entre si. Isso explica a variabilidade das espécies de reprodução sexuada. A meiose conduz à redução do número dos cromossomos à metade. A primeira divisão é a mais complexa, sendo designada divisão de redução. É durante esta divisão que ocorre a redução à metade do número de cromossomos. Na primeira fase, os cromossomos emparelham-se e trocam material genético (entrecruzamento ou crossing-over), antes de separar-se em duas células filhas. Cada um dos núcleos destas células filhas tem só metade do número original de cromossomos. Os dois núcleos resultantes dividem-se na Meiose II (ou Divisão II da Meiose), formando quatro células. Qualquer das divisões ocorre em quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * * * 3) Meiose Intérfase – Duplicação do DNA (Antecede a Meiose) Etapas da meiose Divisão Reducional ou Meiose I – (R!) Prófase I Metáfase I Anáfase I Telófase I Divisão Equacional ou Meiose II (E!) Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Troca de fragmentos entre cromossomos homólogos Variabilidade genética Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Diplóteno Diacinese Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Paquíteno (tétrade/bivalente) Diplóteno (Quiasmas) Cromossomos modificados Divisão Celular: Mitose e Meiose * * * * 3) Meiose Divisão Reducional ou Meiose I – (R!) Metáfase I Cromossomos homólogos pareados, um oposto ao outro, presos às fribras. do fuso na placa equatorial da célula. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Meiose Divisão Reducional ou Meiose I – (R!) Anáfase I Encurtamento das fibras do fuso. Cromossomos homólogos se separam, indo cada um para um lado da célula. Não ocorre divisão do centrômero! A Segregação Independente dos homólogos Promove variabilidade genética Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Meiose Divisão Reducional ou Meiose I – (R!) Telófase I Célula mãe (2n) origina duas células filhas (n) Os cromossomos continuam duplos e não ocorre divisão do centrômero! Formação de duas novas cariotecas e de dois novos nucléolos. No final da Telófase I os cromossomos se desespiralizam Citocinese Centrípeta Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Meiose Divisão Equacional ou Meiose II – (E!) Prófase II Duplicação dos centríolos. Espiralização dos cromossomos. Desaparecimento da carioteca. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Meiose Divisão Equacional ou Meiose II – (E!) Metáfase II Cromossomos duplos não homólogos atingem o grau máximo de espiralização. Os cromossomos associam-se as fibras do fuso, alinhando-se no equador da célula. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Meiose Divisão Equacional ou Meiose II – (E!) Anáfase II Ocorre o encurtamento das fibras do fuso e divisão do centrômero. Cada cromossomos duplo origina duas cromátides irmãs (cromossomos simples). Os cromossomos simples são puxados para os pólos da célula. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Meiose Divisão Equacional ou Meiose II – (E!) Telófase II Ocorre divisão do citoplasma (citocinese) originando quatro células filhas. As células filhas são haplóides e possuem cromossomos simples. A carioteca e o nucléolo reaparecem e os cromossomos se descondensam. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Meiose Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Meiose Finalidades da Meiose (R!) Formação dos gametas em animais Formação dos esporos nos vegetais Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Meiose x Mitose Separação das Cromátides (E!) Divisão Celular: Mitose e Meiose * * MEIOSE: CÉLULAS GAMÉTICAS MITOSE: CÉLULAS SOMÁTICAS MEIOSE: DUAS DIVISÕES CELULARES MITOSE: UMA DIVISÃO CELULAR MEIOSE: DIVISÃO REDUCIONAL MITOSE: DIVISÃO EQUACIONAL MEIOSE: RESULTADO QUATRO CÉLULAS HAPLÓIDES DIFERENTES (permutação e segregação independente = Variabilidade genética) MITOSE: RESULTADO DUAS CÉLULAS DIPLÓIDES IGUAIS ( EXCETO POR MUTAÇÕES) MEIOSE: DURAÇÃO MAIS LONGA QUE A MITOSE VARIÁVEL, NO HOMEM 24 DIAS NA MULHER ATÉ ANOS * * 4) Alterações cromossômicas Finalidades da Meiose (R!) Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Alterações cromossômicas Euploidia: Altera todo o teor do genoma (não ocorre na espécie humana) 2n: indivíduos diplóides 2n – n: indivíduos haplóides – Ex: zangão 2n + n: indivíduos triplóides – Ex: Banana (Musa paradisíaca) Aneuploidia: Altera o número de cromossomos do cariótipo 2n + 1 (47 cromossomos) – Trissomia 2n + 2 (48 cromossomos) – Tetrassomia 2n – 1 (45 cromossomos) – Monossomia 2n – 2 (44 cromossomos) – Nulissomia Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Alterações cromossômicas Principais aneuploidias humanas Síndrome de Down (Trissomia do 21 ou Mongolismo) 3 cromossomos no par 21 Trissomia Cariótipos possíveis Homem: 45A + XY Mulher: 45A + XX O que causa? Erro na distribuição dos cromossomos na formação dos gametas (espermatozóides e óvulos) Idade avançada Exposição a altas taxas de radiação Uso de drogas alucinógenas (LSD, Heroína, Ecstasy) Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Alterações cromossômicas Principais aneuploidias humanas Síndrome de Down (Trissomia do 21 ou Mongolismo) Quadro clínico Baixa estatura Obesidade Olhos oblíquos Mãos e dedos curtos Prega Simiesca na mão Retardo mental Homem estéril Mulher fértil Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Alterações cromossômicas Principais aneuploidias humanas b) Síndrome de Klinefelter (XXY) Só ocorre em homens Cariótipo: 44 A + XXY Quadro clínico Ginecomastia Alargamento dos quadris Voz aguda Retardo mental presente de leve a moderado Esterilidade (atrofia dos testículos) Cromatina sexual presente nas células Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Alterações cromossômicas Principais aneuploidias humanas c) Síndrome de Turner (X0) Só ocorre em mulheres Cariótipo 44A + X0 Baixa estatura Obesidade Pescoço alado Muitos pêlos no corpo Retardo mental moderado Esterilidade (ovários atrofiados) Sem cromatina sexual nas células Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Alterações cromossômicas Principais aneuploidias humanas d) Síndrome do duplo Y (XYY) Só ocorre em homens Cariótipo 44A + XYY Maioria dos homens são fenotipicamente normais. Crescimento ligeiramente acelerado na Infância. Homens com estatura muito elevada. Hiperatividade e crises de fúria na infância e início da adolescência. Grande número de acne facial durante a adolescência; Taxa de testosterona aumentada, o que pode ser um fator contribuinte para a inclinação anti-social e aumento de agressividade; Entre criminosos e doentes mentais, essa freqüência chega a 3%. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * 3) Alterações cromossômicas Principais aneuploidias humanas Síndrome do triplo X “Super-fêmea” Só ocorre em mulheres Cariótipo 44A + XXX Mulheres com estatura geralmente acima da média. Apresentam genitália e mamas subdesenvolvidas. Apresentam certo gral de retardamento mental. Puberdade precoce. São férteis. Divisão Celular: Mitose e Meiose * * Exercícios Divisão Celular: Mitose e Meiose * * INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO Resposta: letra D UFMG 2004 * * INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO Resposta: letra A UFMG 2003 * * INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO Resposta: letra D UFMG 2006 * * INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO Analise a seguinte figura de cromossomos: a) Que fenômeno celular está sendo mostrado na figura? b) Em que tipo de divisão celular ocorre esse fenômeno? Por quê? c) Qual é a importância desse fenômeno para os seres vivos? Crossing Over Meiose. É somente nesse tipo de divisão que acontece o pareamento entre cromossomos homólogos, permitindo a troca de partes entre eles. Esse fenômeno possibilita a recombinação entre cromossomos homólogos, gerando cromossomos com novas seqüências e, portanto, gametas ou esporos geneticamente diferentes. A variabilidade decorrente é um importante fator de evolução para os seres vivos. * * INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO A colchicina é uma substância de origem vegetal, muito utilizada em preparações citogenéticas para interromper as divisões celulares. Sua atuação consiste em impedir a organização dos microtúbulos. Em que fase a divisão celular é interrompida com a colchicina? Explique. b) Se, em lugar de colchicina, fosse aplicado um inibidor de síntese de DNA, em que fase ocorreria a interrupção? Anáfase da mitose ou Anáfase I e II da Meiose Estas fases necessitam dos microtúbulos para separar os cromossomos homólogos (anáfase I) ou cromátides-irmãs (mitose e anáfase II da meiose) Intérfase (fase de duplicação do DNA) * * INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO Resposta: letra b * * INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO Fase A (intérfase) * * INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO Fase C * * INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO A figura mostra a segregação de dois pares de cromossomos homólogos na anáfase da primeira divisão meiótica de uma célula testicular de um animal heterozigótico quanto a dois genes. As localizações dos alelos desses genes, identificados pelas letras Aa e Bb, estão indicadas nos cromossomos representados no desenho. a) Ao final da segunda divisão meiótica dessa célula, quais serão os genótipos das quatro células haplóides geradas? aB e Ab b) Considerando o conjunto total de espermatozóides produzidos, quais serão seus genótipos e em que proporção espera-se que eles sejam produzidos? AB, Ab, aB e ab (proporção 1:1:1:1) * * INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO Os esquemas A, B e C abaixo representam fases do ciclo de uma célula que possui 2n = 4 cromossomos. a) A que fases correspondem as figuras A, B e C? Justifique. Metáfase da Mitose Metáfase II da Meiose Metáfase I da Meiose b) Qual é a função da estrutura cromossômica indicada pela seta na figura D? Centrômero (aderir o cromossomo à fibra do fuso) * * INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO Com base nessas figuras, CITE o tipo de divisão celular representado. ______________________________________. b) INDIQUE a sequência de números que melhor representa a ordem cronológica das etapas da divisão celular. ____________________________________. c) CITE o número da etapa em que ocorre a segregação de 1. Cromossomos homólogos: ________. 2. Cromátides: ________. d) CITE o nome do importante fenômeno, do ponto de vista evolutivo, que ocorre em III. Justifique a sua importância. _______________________________________________________________________________________. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
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