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CICLO CELULAR: INTERFASE, MITOSE E MEIOSE Profª Drª. Glêzia Lacerda GENÉTICA HUMANA Roteiro da Aula Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Ciclo Celular Intérfase Mitose G1 S G2 Prófase Metáfase Anáfase Telófase Meiose Meiose I Meiose II Ciclo Celular • Processo contínuo: • Multiplicação ou proliferação celular; • Reposição das Células mortas (regulação por apoptose); • Regeneração de partes danificadas de tecidos ou órgãos. • Processo não cíclico: • Meiose: origem de células gaméticas a partir de células somáticas específicas presentes nos órgãos do sistema reprodutores (células germinativas). Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda O que é? Para que serve? É o conjunto de processos básicos para a gênese de novas células. Manutenção da vida; Gerar a vida. ORIGEM CROMOSSOMOS • É uma longa sequência de DNA, que contém vários genes, e outras sequências de nucleotídeos com funções específicas nas células dos seres vivos. • Localização: núcleo da célula. CROMÁTIDES E CENTRÔMEROS • Na célula que está em processo de divisão, cada cromossomo condensado aparece como um par de bastões unidos em um determinado ponto, o centrômero. Essas duas “metades” cromossômicas, denominadas cromátides- irmãs são idênticas e surgem da duplicação do filamento cromossômico original, que ocorre na interfase, pouco antes de a divisão celular se iniciar. GENE • GENES: são definidos como as unidades fundamentais da informação biológica. ALELOS • São os genes que se unem para formar uma determinada característica e se encontram no mesmo lócus nos cromossomos homólogos. Ciclo Celular - Etapas • Interfase: • Etapa onde a célula cresce e se prepara para uma nova divisão. Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Intérfase – Período G1 • Reinício da síntese de RNA( rRNA); • Síntese de Proteínas. Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Duração Variável (9 horas) Síntese de algumas enzimas fundamentais para que ocorra a fase S: Enzimas catalisadoras da síntese de desoxirribonucleosídeos; Enzimas da Síntese das DNA-polimerase; Enzimas ativadoras dos genes que codificam as proteínas histonas. Intérfase – Período G1 Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda G1 G1Quiescente (G0) Prossegue o ciclo celular Sinais extracelulares Fatores de Crescimento Nutrientes Hormônios Intérfase – Período S • Síntese de DNA; • Fase de não retorno do ciclo. Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Duração: 10 horas. Replicação do DNA celular Síntese de proteínas histonas; Formação dos pró-centríolos. Intérfase – Período G2 Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Fase preparatória para a mitose/meiose; Duração: 2 a 4 horas. Início da mitose ou meiose Bloquear a ativação das moléculas que desencadeiam a entrada em mitose. Mecanismos de reparo Síntese de RNA e algumas proteínas. Produção MITOSE MITOSE MITOSE Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Divisão celular Dois processos: • A partilha exata do material nuclear, chamada no sentido estrito, de mitose (do grego mitos, fio, filamento) ou cariocinese (kario, núcleo, e Kinesis, movimento); • Divisão citoplasmática ou citocinese (Kitos, célula). Mitose Prófase Metáfase Anáfase Telófase MITOSE - Prófase • Prófase (Pro, primeira) condensação radial das fibras de cromatina Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Cromossomos Cromátides (material genético duplicado) MITOSE - Prófase Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Centrossomo É a região que fica próximo ao complexo de golgi e ao núcleo, e que dependendo do tipo celular, pode acomodar dois centríolos. É constituído por um material amorfo que dá origem aos microtúbulos radiais. Na prófase, há dois centrossomos que foram duplicados na intérfase. Prófase Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda MITOSE - Prófase Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda O que acontece com o fim da condensação? A cromatina vai se tornado inativa; Não ocorre a transcrição de RNAs; Núcleo Centrossomos agem na formação do fuso mitótico Citoplasma Interrupção da síntese de mRNA, rRNA e redução da síntese de tRNA; A camada que envolve o núcleo se dissocia. MITOSE - Metáfase • Metáfase (Meta, metade) cromossomos com estágio de condensação máxima (visível no microscópio óptico) • Placa metafásica é uma placa formada pelos cromossomos na região equatorial da célula; • Formação de dois hemisférios constituído por três tipos de fibras: • Polares: que partem dos centrossomos localizados nos dois polos opostos e que se interdigitam na região central da célula, sem alcançar o pólo oposto; • Cinetocóricas: que ligam cada cromossomo aos dois pólos opostos; • Fibras livres: mais curtas e não ligadas aos pólos ou aos cinetócoros (promove estabilidade ao fuso mitótico) Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda MITOSE - Anáfase • Anáfase (Ana, movimento) ocorre ruptura do equilíbrio metafásico; • Separação e migração das cromátides. Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda 1- Microtúbulos das fibras cinetocóricas encurtam 2- Aproximação dos cromossomos do fuso. MITOSE - Telófase • Telófase (Telos, fim) quando os cromossomos-filhos alcançam seus respectivos pólos. Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda 1- Desaparecimentos dos microtúbulos 2- Reconstituição do envoltório nuclear 3- Descondensação da cromatina 4- Cada dupla de centríolos já se encontra no local definitivo nas futuras células-filhas Citocinese • Citocinese ou divisão citoplasmática é a parte da telófase, embora muitas vezes tenha início na anáfase e termine ao final da telófase com a formação de duas células-filhas. • Ocorre de fora para dentro, isto é, como se a célula fosse estrangulada e partida em duas (citocinese centrípeta). • Há uma distribuição de organelas pelas duas células-irmãs. Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Anel contrátil: Actina e miosina MEIOSE MEIOSE • Meiose (do grego meion, redução) é um tipo de divisão celular em que uma célula diplóide produz quatro células haplóides, sendo por este motivo uma divisão reducional. Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Meiose I Prófase I Metáfase I Anáfase I Telófase I Meiose Meiose II Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Meiose I – Prófase I Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Prófase I Zigóteno Paquíteno Diplóteno Diacinese Leptóteno Prófase I período muitolento: O pareamento dos cromossomos homólogos: Garante a posterior disjunção dos cromossomos homólogos de forma que cada núcleo-filhos dessa divisão recebam um membro de cada par de cromossomos; Permite que ocorra quebras e trocas de segmentos entre os cromossomos homólogos de origem materna e paterna (crossing-over). Meiose I – Prófase I - Leptóteno Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Inicia-se a espiralação cromossômica. É a fase de leptóteno (leptós = fino), em que os filamentos cromossômicos são finos, pouco visíveis e já constituídos cada um por duas cromátides. Ocorre maior condensação ao longo dos filamentos cromatínicos (cromômeros); Verifica-se a presença de cromossomos individualmente associados a estruturas filamentosas localizadas entre as duas cromátides-irmãs de cada cromossomo. Meiose I – Prófase I - Zigóteno Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Segunda fase da prófase I- Começa a atração e o pareamento dos cromossomos homólogos; é um pareamento ponto por ponto conhecido como sinapse (o prefixo sin provém do grego e significa união). Essa é a fase de zigóteno(zygós = par). Os cromossomos homólogos se alinham e estão bem próximos, mas não se fundem (complexo sinaptonêmico). Meiose I – Prófase I - Paquíteno Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda A espiralação progrediu: agora, são bem visíveis as duas cromátides de cada homólogo pareado; como existem, então, quatro cromátides, o conjunto forma uma tétrade ou par bivalente. Essa é a fase de paquíteno (pakhús = espesso). Troca de segmentos de DNA (crossing over): 1) quebra de DNA no mesmo nível, nas duas cromátides homólogas; 2) formação de uma molécula de DNA híbrida, através da reunião trocada dos filamentos simples provenientes de cada uma das cromátides homólogas envolvidas na permuta; 3) substituição de bases impropriamente pareadas nas duas moléculas de DNA híbridas (reparo). Meiose I – Prófase I - Diplóteno Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Nesta fase, a maior parte do complexo é removida e os homólogos se afastam. No entanto, a separação não é completa, pois persistem vestígios ou fragmentos do complexo em certos locais, conhecidos como quiasmas (qui corresponde à letra “x” em grego). Os quiasmas representam as regiões em que houve as trocas de pedaços. Essa fase da prófase I é o diplóteno (diplós = duplo). Meiose I – Prófase I - Diacinese Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Os pares de cromátides afastam-se um pouco mais e os quiasmas parecem “escorregar” para as extremidades. É a última fase da prófase I, conhecida por diacinese (dia = através; kinesis = movimento). É uma etapa de preparação para fase seguinte da divisão meiótica (metáfase I); Características da etapa: Aumento da condensação cromossômica; Ruptura do envoltório nuclear em pequenas vesículas; Ligação de cada par de homólogos à fibra do fuso; O movimento dos cromossomos para a placa equatorial da metáfase I. Meiose – Metáfase I – Anáfase I – Telófase I • Metáfase I dois cromossomos homólogos se dispõem na placa equatorial lado a lado com seus dois cinetócoros voltados para o mesmo pólo da célula. • Anáfase I os cromossomos em movimento para os pólos celulares são constituídos por duas cromátides, unidas por seus centrômeros(migram juntas para o mesmo pólo da célula); • Telófase I ocorre completa descondensação cromossômica e reorganização dos dois núcleos-filhos. Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda MEIOSE I E MEIOSE II Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda Meiose II • Se assemelha a uma mitose normal; • Divisão equacional(distribuição equitativa do conteúdo de DNA entre os núcleos-filhos; • Prófase II nova montagem do fuso; • Metáfase II cromossomos dispostos na região equatorial; Diferente da metáfase I, são os cinetócoros das cromátides-irmãs que se orientam para polos opostos da célula, prendendo-se às fibras do fuso de lados contrários. • Anáfase II ocorre a disjunção das cromátides-irmãs, que migram para os polos opostos da célula. • Telófase II ocorre a citocinese que dá origem à quatro células, cada uma com um número haplóide de cromossomos (n) e com quantidade x de DNA. Faculdade Maurício de Nassau - Genética Humana - Profª. Glêzia Renata da Silva Lacerda
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