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SDE0010 – GENÉTICA Aula 4: GAMETOGÊNESE Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Conteúdo desta aula MEIOSE 1 GAMETOGÊNESE 2 ESPERMATOGÊNESE 3 OVOGÊNESES 4 IMPORTÂNCIA MÉDICA DA MITOSE E DA MEIOSE 5 PRÓXIMOS PASSOS Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Meiose Com a constatação de que os gametas são haploides, imaginou-se que deveriam ser produzidos por um tipo especial de divisão celular, que mais tarde ficou conhecida como meiose. A meiose ocorre apenas em células germinativas. Nelas, há síntese de DNA, seguida por dois momentos de segregação dos cromossomos e divisão celular. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Meiose • A meiose é um processo de divisão celular pelo qual uma célula diploide (2N) origina quatro células haploides (N), reduzindo à metade o número de cromossomos. • A meiose é dividida em duas etapas: a primeira divisão meiótica (meiose I) e a segunda divisão meiótica (meiose II). Cada etapa é subdividida em prófase, metáfase, anáfase e telófase, I ou II. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Meiose Na Prófase I os cromossomos homólogos duplicados condensam, pareiam e ocorre crossing-over, que é a quebra física e religamento de segmentos dos cromossomos. Este evento é de importância para o mapeamento de genes responsáveis por desordens de origem genética. Sua falha causa anormalidades cromossômicas, como a síndrome de Down. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Meiose • Na metáfase I, a membrana nuclear se desfaz, os fusos se formam e os pares de cromossomos homólogos se alinham no plano equatorial da célula. • Na anáfase I, os dois cromossomos bivalentes se separam e seus respectivos centrômeros ligados às cromátides irmãs são direcionados aos polos opostos. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Meiose • Quando as cromátides irmãs atingem os polos opostos da célula, temos a fase telófase I. • Em seguida, a célula divide em duas células haploides e entra em uma interfase curta para iniciar a meiose II, que é semelhante à mitose, mas agora sem duplicação do DNA. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Gametogênese O termo gametogênese refere-se ao conjunto de eventos que levam à formação dos gametas masculinos e dos gametas femininos. Os gametas masculinos são produzidos nos testículos e, os femininos, no ovário. A gametogênese ocorre a partir de células germinativas. Estas células possuem 46 cromossomos e, ao passarem por meiose, produzem os gametas com 23 cromossomos. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Espermatogênese • A formação dos gametas masculinos recebe o nome de espermatogênese. Inicia na puberdade e ocorre de modo contínuo, durante o resto da vida do indivíduo. • Este processo compreende quatro fases sucessivas: multiplicação, crescimento, maturação e diferenciação. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Espermatogênese • Na fase de multiplicação as espermatogônias (2n=46) presentes na parede dos túbulos seminíferos, sofrem mitoses sucessivas. • Na fase de crescimento as espermatogônias aumentam seu volume, devido à síntese e acumulação de reservas necessárias para a meiose. As células resultantes designam-se espermatócitos I (2n=46). Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Espermatogênese Na maturação, cada espermatócito I passa pela meiose I, dita “reducional”, pois reduz à metade o número de cromossomos. A primeira divisão leva à formação de dois espermatócitos II (n=23), sendo que cada cromossomo tem duas cromátides. Da segunda divisão, dita “equacional”, resultam quatro espermátides (n=23), com uma só cromátide por cromossomo. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Espermatogênese Na fase de diferenciação ou espermiogênese, as espermátides são transformadas em espermatozoides. Aqui as espermátides perdem parte do citoplasma por fagocitose de células de Sertoli; o complexo de Golgi forma o acrossoma; o centríolo origina os microtúbulos do flagelo; as mitocôndrias dispõem-se na base do flagelo para fornecer ATP. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Genética Ovogênese • A formação dos gametas femininos é conhecida como ovogênese. Há diferenças entre espermatogênese e ovogênese. A espermatogênese começa no adulto e se estende até o final da vida, enquanto a ovogênese começa no período embrionário. • As ovogônias (2n=46) darão origem aos gametas femininos e descendem de células germinativas primordiais após passarem por cerca de 20 mitoses. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Ovogênese Cada ovogônia é uma célula central do folículo em desenvolvimento. Ao redor do terceiro mês de desenvolvimento, a ovogônia do embrião começa a se desenvolver em ovócitos primários, permanecendo a maioria na fase de prófase da meiose I. Os ovócitos primários (2n=46) permanecem neste estágio por anos, até fazerem parte da ovulação no ciclo menstrual. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Ovogênese • Após a mulher ter alcançado a maturidade sexual, os folículos, a partir de estímulos hormonais, começam a amadurecer e uma média de um por mês sofre ovulação. • Um pouco antes da ovulação, o ovócito rapidamente completa a meiose I, dividindo-se de modo que uma célula torna-se o ovócito secundário (n=23), e a outra torna-se o primeiro corpúsculo polar. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Ovogênese Durante a ovogênese, uma célula haploide, o ovócito secundário, e três corpúsculos polares são produzidos pela meiose a partir da ovogônia. O ovócito secundário, então, emerge do folículo e desce pela tuba uterina, com o corpúsculo polar ligado a ela. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Ovogênese • A meiose II inicia somente se o ovócito secundário é fecundado por um espermatozoide. • Se isto ocorre, um óvulo maduro haploide contendo citoplasma é formado, assim como outro corpúsculo polar. Estes corpúsculos normalmente se desintegram. • A fertilização normalmente ocorre na tuba uterina um dia após a ovulação. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Importância Médica da Mitose e da Meiose • Tanto a mitose quanto a meiose conservam o mesmo número de cromossomos em células da espécie humana. • Quando ocorrem erros durante a divisão, podem surgir indivíduos com número anormal de cromossomos e, consequentemente, isso poderá provocar inúmeras síndromes, como a de Down, Klinefelter, Turner, Patau entre outras. Genética AULA 4: GAMETOGÊNESE Gametogênese Importância Médica da Mitose e da Meiose • As anormalidades cromossômicas são a causa principal de morte em recém-nascidos e atraso no desenvolvimento intelectual. • Erros durante a separação dos cromossomos em células de divisões rápidas, podem levar a tumores. • A avaliação dos cromossomos é uma ferramenta no diagnóstico e prognóstico de muitos tumores. Assuntos da próxima aula: 1. Histórico e definição de gene; 2. Definição de gene e Projeto Genoma Humano; 3. A Replicação (ou duplicação ) do DNA; 4. Modelos de replicação do DNA; 5. Diferenças entre DNA e RNA; 6. A Transcrição e processamento do RNA.
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