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Mitose e Meiose Mitose Divisão nuclear associada a divisão das células somáticas, células do corpo dos eucariotos, que não são destinadas a se tornar células sexuais. Células-filhas receberão um conjunto completo de informações genéticas (idêntico ao da célula parental) Divisão conservativa: o número diplóide de cromossomos é mantido nas células filhas. Células somáticas São quaisquer células dos organismos multicelulares que não estejam diretamente envolvidas na reprodução, tal como as células da pele (epiteliais). Mitose Fase mitótica: Ocorre a mitose, com a cariocinese (carion-cinese - grego = núcleo - divisão) e a citocinese (divisão do citoplasma). A mitose divide-se em: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Estágio inicial da Mitose, condensação da cromatina, os cromossomas se contraem, em uma série de helicoidações. Início formação do fuso mitótico. Formação dos cinetócoros (final da prófase) Microtúbulos irradiam-se a partir dos centríolos à medida que estes migram para os pólos da célula. Início da migração dos cromossomos em direção ao plano equatorial da célula. Prófase Microtúbulos irradiam-se a partir dos centríolos à medida que estes migram para os pólos da célula. Início da migração dos cromossomos em direção ao plano equatorial da célula. Com o desaparecimento da membrana nuclear , a prófase acaba e a metáfase inicia. Metáfase Compactação máxima dos cromossomos Os pares de cromátides irmãs ficam no plano equatorial da célula. Anáfase • Divisão longitudinal dos centrômeros • Liberação das cromátides-irmãs • Migração dos cromossomos-filhos para pólos opostos da célula Telófase • Cromossomos filhos presentes nos pólos da célula • Início da descompactação cromossômica • Desintegração do fuso mitótico • A tubulina fica armazenada na célula • Reestruturação dos envoltórios nucleares ao redor dos cromossomos filhos Estágios Principais - Mitose Fonte: GRIFFITHS, 2009. Mitose • A mitose ocorre em células somáticas. • É realizada com uma divisão citoplasmática e uma nuclear, em cada ciclo. • A célula-mãe sintetiza duas células-filhas. • O número de cromossomos é igual entre as células-mãe e as células-filha. • Todo o material genético das células-filhas é igual entre si, e iguais das células-mãe. • Não há o crossing-over entre os cromossomos homólogos. • Todos os produtos mitóticos podem passar por divisões mitóticas contíguas. • Finalidade crescimento, regeneração celular. Conseqüências genéticas da mitose A partir de uma única célula, o ciclo celular produz duas células que contém as mesmas instruções genéticas. A mitose garante que uma cromátide de cada cromossomo replicado na fase S passe para cada nova célula. Porém a divisão das organelas e conteúdo citoplasmático pode não ser idênticos. Processo de Fertilização união dos gametas masculino e feminino. - Dois núcleos se fundem mas o número de cromossomos, entretanto, permanece constante. - O que impedia a duplicação do número de cromossomos a cada geração? - Descoberta de um tipo especial de divisão nuclear que reduzia a metade o número de cromossomas. Divisão especial descoberta em tecidos germinativos de plantas e animais, denominada de Meiose. células germinativas São células que podem dar origem aos gametas, no caso dos animais, o espermatozoide e o óvulo. Meiose Meiose Meiose é o nome dado a duas divisões nucleares sucessivas chamadas de Meiose I e Meiose II em células especiais chamadas de Meiócitos. Importância Redução do número de cromossomos a metade, e recombinação do conteúdo genético do organismo para gerar diversidade genética entre a prole. Finalidades Produção de gametas em animais Produção de esporos nas plantas Divisão I Importância Separação dos cromossomos homólogos Dividido em: Prófase I Metáfase I Anáfase I Telófase I Prófase I - período mais longo subdividido em: • Leptóteno, • Zigóteno, • Paquíteno, • Diplóteno e • Diacinese Etapas da prófase I: LEPTÓTENO: Cromatina começa a se condensar Filamentos ainda muito finos, são visíveis pontos de maior condensação – cromômeros. ZIGÓTENO: Complexo sinaptonêmico. Final do zigóteno os cromossomos homólogos estão pareados em toda sua extensão. Cromossomos continuam sua condensação. Inicia o processo de aproximação e pareamento entre homólogos – sinapse. PAQUÍTENO: Os cromossomos permanecem pareados. O conjunto constituído pelos homólogos é chamado bivalente. Cromossomos visivelmente mais espessos ao microscópio, totalmente pareados. Ocorre o crossing-over – troca de genes entre cromossomos. Crossing over Importância: Aumento da variabilidade genética. Troca de seqüências de DNA entre cromossomos homólogos. Também chamado de recombinação ou permutação gênica. PERMUTA (Crossing-Over) Troca de partes de DNA entre cromátides não irmãs, entre cromossomos homólogos durante a meiose É um dos principais fatores para a variabilidade genética. DIPLÓTENO: O pareamento torna-se menos intenso (repulsão) Cada cromossoma é visto com um par de cromátides (duplicado) Quiasmas são formados – pontos onde ainda se visualiza a ligação dos cromossomos – podem ser possíveis pontos de troca de DNA. -Cromossomas homólogos parecem se repelir , eles se separam ligeiramente surgindo estruturas em X (quiasmas) entre as cromátides irmãs. Cada par de cromossomas em geral tem um ou mais quiasmas. DIACINESE: • Terminalização dos quiasmas – • Condensação máxima dos cromossomas Prófase I Fase mais “demorada”. Muito importante – crossing over Condensação dos cromossomos No final da Prófase I, carioteca e nucléolos desaparecem. Metáfase I Cromossomas homólogos posicionados na plano equatorial da célula. Anáfase I Migração dos cromossomos para os pólos da célula. Telófase I Membrana nuclear reconstituída Desaparecimento das fibras do fuso Divisão II Importância: Separação das cromátides irmãs. Dividido em: Prófase II Metáfase II Anáfase II TelófaseII Duplicação e migração dos centríolos para os pólos opostos da célula. Formação do fuso Desaparecimento da membrana nuclear Máxima condensação dos cromossomos. Prófase II Metáfase II Cromossomos localizados na placa equatorial da célula. Fibras do fuso ligadas aos centrômeros Separação das cromátides irmãs Anáfase II Migração das cromátides irmãs para os pólos opostos da célula. Telófase II Reaparecimento da membrana nuclear Descondensação dos cromossomos Citocinese – divisãocitoplasmática Estágios Principais - Meiose Fonte: GRIFFITHS, 2009. Meiose • A meiose ocorre nas células germinativas, no zigoto das algas e fungos, e nas células-mãe de esporos. • É realizada com duas divisões citoplasmáticas e duas nucleares, em cada ciclo. • A célula-mãe sintetiza quatro células-filhas. • As células-mãe têm o dobro de cromossomos do que as células-filha. • O material genético das células-filha é diferente entre si, e diferente das células-mãe. • Há crossing-over entre os cromossomos homólogos. • Os produtos meióticos não podem passar por outra divisão meiótica. Replicação do DNA Gametas Haplóides = n Diplóide = 2n Organismo Diplóide = organismo com dois conjuntos de cromossomas homólogos em cada célula. A condição diplóide é designada (2n), onde n representa o número de cromossomas em um conjunto de cromossômico. Exemplo: A célula de ervilha contém dois conjuntos de sete cromossomos, logo 2n = 14. Animais e plantas com flores (angiospermas) são diplóides na maioria dos seus tecidos. Organismo Haplóide = organismo com apenas um conjunto cromossômico em cada célula. A condição haplóide é designada (n). Exemplos: a maioria dos fungos e algas. Alternância de gerações: (Alternância dos estágios 2n e n). Exemplo: Todos os tipos de plantas apresentam alternância de gerações. Ciclo diplóide (maioria dos animais) = O corpo adulto é formado de células diplóides, e a meiose ocorre em células diplóides especializadas, os meiócitos, que são encontrados nas gônadas (testículos e ovários). “Os produtos da meiose são os gametas (ovócitos e espermatozóides). A fusão dos gametas haplóides forma um zigoto diplóide, que por mitose, produz um organismo multicelular.” Meiose Em animais e plantas, os produtos da meiose tornam-se os gametas haplóides. Nos animais = os produtos da meiose são os gametas (espermatozóides e ovócitos). Nas plantas com flores (Angiospermas) , a meiose ocorre nas anteras e ovários, e os produtos da meiose são os meiósporos. RESUMO Nos organismos de reprodução sexuada a formação de seus gametas ocorre por meio de Meiose. 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. Exercícios: (Para entregar na próxima aula) 1. Mus musculus, Rattus rattus norvegicus e Macaca mulatta produzem gametas com 20, 21 e 24 cromossomos, respectivamente. Uma célula somática destes animais conterá, respectivamente, quantos cromossomos? (A) 100, 105 e 120 (B) 80, 84 e 96 (C) 60, 63 e 72 (D) 40, 42 e 48 (E) 20, 21 e 24 2. Diferencie um organismo diplóide (2n) de um organismo haplóide (n). 3. O que é cariótipo? 4. O que são cromossomas? 5. O que é centrômero? 6. Qual o papel das proteínas histonas? 7. O que você entende por crossing-over? 8. Defina ciclo celular. Quais períodos compõe esse ciclo? 9. Diferencie mitose de meiose. 10. Como os cromossomas podem ser classificados quanto a posição do centrômero?
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