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RESUMO DE BIOLOGIA 3º TP Al. 1167 Venski Conteúdo da Prova: -Núcleo e Cromossomos -Mitose e Meiose Núcleo e Cromossomos O núcleo é a região mais importante das células e nos seres eucariontes está protegido por uma membrana: a carioteca. O núcleo das células que não estão em processo de divisão apresenta um limite bem definido, devido à presença da carioteca ou membrana nuclear. A maior parte do volume nuclear é ocupada por uma massa filamentosa denominada cromatina. Existem ainda um ou mais corpos densos (nucléolos) e um líquido viscoso (cariolinfa ou nucleoplasma). Carioteca- A carioteca é um envoltório formado por duas membranas lipoprotéicas de organização molecular semelhante às demais membranas celulares. Entre essas duas membranas existe um estreito espaço chamado cavidade perinuclear. A parte externa da carioteca, em algumas partes, se comunica com o retículo endoplasmático e, muitas vezes, apresenta ribossomos aderidos à sua superfície, neste caso, o espaço entre as duas membranas nucleares é uma continuação do espaço interno do retículo endoplasmático. A carioteca é perfurada por milhares de poros, através dos quais determinadas substâncias entram e saem do núcleo. Em cada poro existe uma complexa estrutura protéica que funciona como uma válvula, como se fossem as proteínas lá da difusão facilitada, abrindo-se para dar passagem a determinadas moléculas e fechando-se em seguida. Dessa forma, a carioteca pode controlar a entrada e a saída de substâncias. Na face interna da carioteca encontra-se a lâmina nuclear, uma rede de proteínas que lhe dá sustentação. A lâmina nuclear participa da fragmentação e da reconstituição da carioteca, fenômenos que ocorrem durante a divisão celular. Cromatina- A cromatina é um conjunto de fios, cada um deles formado por uma longa molécula de DNA associada a moléculas de histonas (um tipo de proteína), Esses fios formam os cromossomos. Quando se observam núcleos com corantes ao microscópio óptico, nota-se que certas regiões da cromatina coram-se mais intensamente do que outras. Estas correspondem às porções dos cromossomos, mais enroladas, ou mais condensadas, do que outras. Para distinguir os tipos de cromatina, foi criado o termo heterocromatina, que se refere à cromatina mais densamente enrolada. O restante do material cromossômico, de consistência mais frouxa, foi denominado eucromatina. A eucromatina é o DNA funcional, aquele que é lido pela célula. Já a heterocromatina é mais condensada por ser um DNA estrutural, não lido, que servirá para o processo de divisão celular. Nucléolo- Nucléolos são massas densas e arredondadas presentes no interior do núcleo e não são membranosas. São aglomerados de ribossomos que ainda não estão totalmente desenvolvidos, estão em processo de amadurecimento e depois migrarão para o citoplasma e sintetizarão proteínas. Cada nucléolo é rico em RNA que é produzido por certos cromossomos. É importante perceber que ao ocorrer a espiralização cromossômica os nucléolos vão desaparecendo lentamente. Isso acontece durante os eventos que caracterizam a divisão celular. O reaparecimento dos nucléolos ocorre com a desespiralização dos cromossomos, no final da divisão do núcleo. Geralmente existe um ou dois nucléolos por núcleo. Os Cromossomos- Os cromossomos das células eucarióticas têm sempre a mesma estrutura básica: uma longa molécula de DNA enrolada em moléculas de proteínas, denominadas histonas. Ao conjunto histona + DNA enrolado dá-se o nome de nucleossomo. Nucleossomos vizinhos associam-se e se enrolam formando a fibra cromossômica ou solenoide. Ao longo de sua estrutura, o cromossomo tem certas estruturas que servem como sustentação e dão forma a este. O conjunto solenoide mais esse esqueleto, dá-se o nome de cromomena, que formam os cromossomos. Quando a célula vai se dividir, o núcleo e os cromossomos começam a se enrolar sobre si mesmos, tornando-se progressivamente mais curtos e grossos, até assumirem o aspecto de bastões compactos. Nesse processo, há a duplicação de cada um dos cromossomos, que formam cromátides-irmãs que além de serem idênticas, permanecem unidas por uma constrição chamada centrômero. Além do centrômero, o cromossomo pode apresentar outras regiões mais condensadas, que são chamadas de contrições secundarias. As partes de um cromossomo separadas pelo centrômero são chamadas braços cromossômicos. O cromossomo pode ser classificado segundo a posição de seu centrômero. A relação de tamanho entre os braços cromossômicos, determinada pela posição do centrômero, permite classifica-los em: a-metacêntricos: possuem o centrômero no meio, formando dois braços de mesmo tamanho; b-submetacêntricos: possuem o centrômero um pouco deslocado da região mediana, formando dois braços de tamanhos desiguais; c-acrocêntricos: possuem o centrômero bem próximo a uma das extremidades, formando um braço grande e outro muito pequeno; d-telocêntricos: possuem o centrômero em um das extremidades, tendo apenas um braço. Genes e Genoma- As moléculas de DNA dos cromossomos contêm “receitas” para a fabricação de todas as proteínas da célula, cada “receita” é um gene. Portanto, o gene é uma sequência de nucleotídeos do DNA que pode ser transcrita em uma versão de RNA e consequentemente traduzida em uma proteína. Um cromossomo é comparável a um livro de receita de proteínas, e o núcleo de uma célula humana é comparável a uma biblioteca constituída por 46 volumes, que contêm o receituário completo de todas as proteínas do indivíduo. O conjunto completo de genes de uma espécie, com as informações para a fabricação de milhares de proteínas é denominado genoma. No ser humano, o genoma é constituído de 24 tipos de cromossomos, sendo 22 desses denominados autossomos e 2 deles sendo os cromossomos sexuais, X e Y. Cada pessoa tem 46 cromossomos. Os homens têm 22 pares de autossomos, ou sexual X e outro Y, os espermatozoides então possuirão 23 cromossomos, sendo um deles X ou Y. As mulheres têm 22 pares de autossomos, e dois X, sendo assim, os óvulos possuirão 23 cromossomos, um deles X. Sendo assim, quando o óvulo é fecundado, o zigoto terá 23 pares cromossômicos, sendo o sexo do bebê determinado pelo espermatozoide que o fecundará. A cada um desses pares de cromossomos, damos o nome de cromossomos homólogos. Às células que possuírem um par de cada um desses cromossomos, damos o nome de diploides (o caso do ser humano) (2n) e às que possuem somente um cromossomo homólogo, damos o nome de haploide (n). Cariótipo e síndromes cromossômicas- O conjunto de características morfológicas dos cromossomos de uma célula constitui seu cariótipo, ou seja, um cariótipo normal de um ser humano, por exemplo, é dado por 22 pares de cromossomos autossomos e um par de sexuais (XX ou XY). Porém, pode haver defeitos no cariótipo de uma espécie. São as síndromes cromossômicas. Síndrome de Down: É a trissomia do cromossomo 21, pois ao invés de um par desses cromossomos autossomos, temos um trio. Indivíduos com essa síndrome geralmente sobrevivem, porém possuem retardo mental e algumas características singulares como rosto achatado, entre outras. Síndrome de Turner: Um defeito no número de cromossomos sexuais sendo sempre mulheres que apresentam somente um cromossomo X. Pessoas com essa anomalia apresentam problemas no desenvolvimento e na maturação de genitálias, infertilidade e em alguns casos, retardo mental leve e pregas de pele no pescoço. Síndrome de Klinefelter: São homens que apresentam número correto de cromossomos autossomos, porém há uma trissomia de cromossomos sexuais (XXY). Apresentamproblemas no desenvolvimento de genitais, infertilidade, algumas características femininas leves como um pequeno desenvolvimento de mamas e às vezes retardo mental leve. Síndrome de Edwards: É uma trissomia do 18º. Indivíduos apresentarão face deformada, extremidades deformadas, Malformações cardíacas, renais, genitais e respiratórias, maxilar retraído ou ausente e em 90% dos casos o ser morre antes do 1º ano de vida. Síndrome de Patau: Há uma trissomia do 13º. Indivíduos apresentarão microcefalia e face deformada, olhos pequenos, ausentes ou são ciclopes, malformações cardíacas, renais, digestivas. O ser terá uma Morte rápida, abortos espontâneos ou sobrevida até o segundo ano. Mitose e Meiose Mitose A mitose é um dos dois processos de divisão celular, em que a divisão de uma célula mãe vai gerar duas células-filha idênticas, sendo uma divisão equacional, pois conserva o número de cromossomos, ou seja, uma célula n se divide em duas n, uma 2n em duas 2n, etc. A mitose pode ser dividida em 1+4 etapas: Interfase, que e a fase que a precede, prófase, metáfase anáfase e telófase. Interfase A célula para se dividir, precisa passar por um processo de duplicação de seu material genético, chamado de Interfase. Antigamente acreditava-se que este era o período em que a célula “repousava”, porém, foi descoberto que é um período de intensa atividade metabólica em que a célula duplica sua cromatina, tendo material suficiente para realizar a divisão celular. As cromátides já duplicadas permanecem unidas pelo centrômero, formando as cromátides irmãs. Na interfase, os centríolos também se duplicam. A interfase é dividida em 3 etapas: G1 (gap 1); S (synthesis) e G2 (gap 2). O período em que há a duplicação do material genético é o chamado S, sendo G1 e G2, respectivamente os períodos que o antecedem e o sucedem como se fosse um intervalo. Prófase Na prófase, o núcleo absorve água, aumenta de volume e a carioteca se desorganiza. No final dela, curtas fibras de fuso, vindas dos centrossomos, se unem aos centrômeros e cada uma das cromátides-irmãs fica ligada a uma fibra de fuso de um dos polos da célula. Os centrômeros ainda estão alinhados na região equatorial, o que faz alguns chamarem essa fase de prometáfase. Os dois pares de centríolos, nos centrossomos, começam a ira para os polos da célula. Do centrossomo, além das fibras de fuso, partem também as fibras que formam o áster, que não irão se ligar aos cromossomos e ficarão em volta dos centrossomos. Metáfase Na metáfase, os cromossomos atingem o grau máximo de condensação e espiralização e se localizam na região equatorial da célula (no meio). No final da metáfase e início da anáfase ocorre a duplicação dos centrômeros. Anáfase Na anáfase é que ocorre a separação das cromátides-irmãs pelo encurtamento das fibras de fuso e cada lote de cromossomos é puxado para um dos polos da célula. Cada uma das cromátides já passa a ser considerada um cromossomo, portanto a célula fica temporariamente com o dobro do número normal de cromossomos; tetraploide, no caso da diploide. Telófase Na telófase, os cromossomos iniciam sua desespiralização, os nucléolos voltam a aparecer nos novos núcleos e a carioteca de cada uma das células filha começa a se reorganizar. Cada dupla de centríolos já se encontra no local definitivo nas células. Citocinese Depois da telófase, começa um processo chamado de citocinese, que é a partição das células filhas, sendo que na célula animal, esta é centrípeta, pois ocorre um estrangulamento do citoplasma; de fora para dentro, e na célula vegetal ela é centrífuga, pois ocorre de dentro para fora, pela formação de uma “parede”. Mitose na célula vegetal A mitose na célula vegetal acontece sem os centríolos e sem o áster, sendo assim, ela é anastral. As fibras de fuso partem de locais correspondentes aos centrossomos da célula animal. A citocinese ocorre quando, no início da telófase, forma-se o fragmoplasto, que é um conjunto de microtúbulos (parecidos com as fibras de fuso) que se originam do complexo de golgi e vão se acumulando no meio da célula e crescendo em direção à parede celular. Com o tempo, ocorre a deposição de algumas substâncias (como polissacarídeos) que vão também, se conectar com a membrana plasmática em ambos os lados da célula, chamando-se de lamela média e com a deposição de celulose nesta, forma-se uma nova parede celular. Meiose A meiose é uma divisão celular em que uma célula com x número de cromossomos forma 4 células diferentes com x/2 cromossomos, por isso é uma divisão equacional. E meiose é muito importante nos seres vivos, pois é por esse tipo de divisão que pode fazer com que haja variabilidade genética em uma espécie, pois, há um fenômeno chamado crossing-over e é por esta divisão que são formados os gametas. A meiose é separada em 2 etapas: meiose I e meiose II, sendo cada uma delas dividida em prófase, metáfase, anáfase e telófase. Além disso, há a interfase, que é idêntica a feita na mitose. Meiose I Prófase I Após a interfase, em que há a duplicação da cromatina, ocorre a prófase I, que é a fase mais marcante da meiose. É nela que ocorre o crossing-over, ou permuta. A prófase I é dividida nas seguintes etapas: Leptóteno: Inicia-se a espiralização cromossômica, em que os filamentos são finos, pouco visíveis e já constituídos por duas cromátides. Zigóteno: É a fase em que ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos; um pareamento conhecido como sinapse. Paquíteno: Nessa fase, são bem visíveis as duas cromátides homologas já pareadas, como o conjunto tem 4 cromátides, chama-se de par bivalente ou tétrade. Diplóteno: Fase mais importante, na qual ocorre o crossing-over. As cromátides trocam parte de suas “pernas”, em regiões conhecidas como quiasmas, na qual, cada cromossomo conterá um pedaço de seu cromossomo homólogo. Diacinese Os cromossomos homólogos afastam-se mais, e os quiasmas escorregam para as extremidades, além disso, a espiralização da cromatina aumenta. Metáfase I Os cromossomos são dispostos na região equatorial da célula e cada um dos cromossomos homólogos é preso por fibras de fuso de um dos polos da célula. Anáfase I Ocorre o encurtamento das fibras de fuso e os cromossomos vão para os polos das células; não há separação das cromátides irmãs. Quando os cromossomos chegam aos polos começam a se desespiralizar. Telófase I No final dessa fase, ocorre a citocinese, separando as duas células-filhas haploides. Após a Meiose I, ocorre um pequeno intervalo, chamado intercinese e sucede- se a meiose II. Meiose II Prófase II Cada uma das duas células-filhas tem apenas um lote de cromossomos duplicados. Nesta fase os centríolos duplicam novamente e as células em que houve formação da carioteca, esta começa a se desintegrar. Metáfase II Como na mitose, os cromossomos prendem-se pelo centrômero às fibras do fuso, que partem de ambos os polos. Anáfase II Ocorre duplicação dos centrômeros, só agora as cromátides-irmãs separam-se (lembrando a mitose). Telófase II e citocinese Com o término da telófase II reorganizam-se os núcleos. A citocinese separa as quatro células-filhas haploides (no caso da célula mãe ser diploide), isto é, sem cromossomos homólogos e com a metade do número de cromossomos em relação à célula que iniciou a meiose.
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