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Todas as nossas células originaram-se de uma única célula, a célula-ovo ou zigoto, através de divisões celulares consecutivas. Esse tipo de divisão celular, conhecido como mitose, produz células-filhas geneticamente iguais à célula que lhes deu origem. Além de formar o corpo de um indivíduo, a mitose é utilizada também em seu crescimento, na substituição de células velhas e, ainda, na regeneração de partes do corpo que foram danificadas. Finalmente, a mitose é responsável pela reprodução assexuada dos seres unicelulares. Nos procariontes, como as bactérias, esse processo é relativamente simples. O DNA bacteriano se duplica, enquanto o citoplasma se estrangula em duas partes, ficando cada uma delas com uma das cópias. Nos eucariontes, o material genético passa da forma de filamentos de cromatina espalhados no nucleoplasma para a forma compacta de cromossomos e o esse ciclo celular pode ser dividido nas seguintes etapas: intérfase, prófase, metáfase, anáfase e telófase. Intérfase — Neste período a célula não mostra, ao microscópio, as alterações características da divisão. O material genético está na forma de filamentos de cromatina, comandando a atividade da célula através da síntese de RNA. Mas os preparativos da divisão já estão ocorrendo: o DNA e os centríolos se duplicam. A intérfase pode ser subdividida em três períodos: G1, S, G2. O período G1 (G do inglês gap = intervalo) compreende a fase anterior à duplicação do DNA. O período S (S de síntese) é aquele em que se dá a duplicação do DNA e, consequentemente, dos filamentos de cromatina. O período G 2 é o intervalo entre a duplicação do DNA e o início da divisão celular propriamente dita. Prófase — Ao longo da prófase, os filamentos de cromatina sofrem um progressivo enrolamento, tornando-se suficientemente condensados para serem visualizados ao microscópio óptico sob a forma de cromossomos. Cada cromossomo duplicado apresenta-se formado por duas cromátides-irmãs, unidas por uma região do cromossomo denominada centrômero. Ou seja, as duas cromátides presas pelo centrômero são cópias exatamente iguais do filamento inicial de cromatina. Os centríolos, duplicados, migram para os polos rodeados por um conjunto de filamentos (áster), que crescem gradativamente e iniciam a formação do fuso acromático, nome que se dá a esse conjunto de filamentos. A membrana nuclear começa a se fragmentar (incorpora-se ao retículo) e os nucléolos desaparecem (seus grãos se espalham no citoplasma e dão origem aos ribossomos). Metáfase — Os centríolos já estão ocupando polos opostos na célula. Os cromossomos duplicados estão presos pelos centrômeros às fibras do fuso acromático, ocupando a região mediana da célula. Os cromossomos alinhados formam a chamada placa equatorial, com as cromátides-irmãs (as que se prendem no mesmo centrômero) voltadas uma para cada polo da célula. Anáfase — Os centrômeros finalmente se dividem, permitindo a separação das cromátides, que são arrastadas para polos opostos da célula, pelo encurtamento dos filamentos do fuso. A igualdade das cromátides-irmãs e a posição que ocupavam na metáfase garantem uma distribuição idêntica de material genético para os dois polos e, consequentemente, para as duas células que irão se formar. Final da Prófase Início da Prófase Metáfase Anáfase Telófase — Os cromossomos chegam aos polos e começam a se descondensar, adquirindo novamente o aspecto de filamentos de cromatina. A membrana nuclear volta a aparecer, a partir de vesículas do retículo; o nucléolo também ressurge. Nas células animais, a membrana plasmática sofre uma invaginação, dividindo a célula na região mediana. Esse corte do citoplasma recebe o nome de citocinese e depende da contração de um anel de microfilamentos na zona equatorial, abaixo da membrana citoplasmática. Já nas células vegetais, a parede celulósica não permite o estrangulamento do citoplasma, e por isso ocorre uma telófase um pouco diferente. Após o afastamento dos dois grupos de cromossomos, aparece na região mediana da célula uma membra- na chamada lamela média, onde as vesículas do aparelho de Golgi vão depositar polissacarídeos (celulose), até formar de cada lado uma nova parede, separando as duas células-filhas. A produção de gametas caracteriza um tipo de reprodução conhecido como reprodução sexuada. A união dos gametas, chamada fecundação, permite que os cromossomos do pai e da mãe se juntem na célula-ovo, formando o patrimônio genético do filho. Poderíamos pensar que, em consequência dessa fusão de gametas, o número de cromossomos de uma espécie duplicasse de geração para geração. Porém, isso não acontece, porque os gametas surgem a partir de outro tipo de divisão celular, chamada meiose, que produz células com a metade do número de cromossomos, compensando assim a fecundação (união do óvulo com o espermatozoide). A meiose é um tipo de divisão celular que forma células-filhas com a metade do número de cromossomos das células originais. Nesse processo, uma célula diploide sofre duas divisões e origina quatro células haploides. Telófase Metáfase I Anáfase I Prófase I Telófase I Ao reduzir a carga cromossomial à metade (de 2n para n), a meiose compensa a fecundação, que une as duas metades, formando novamente 2n. Nos animais, a meiose ocorre durante a produção de gametas. Já nos vegetais, que possuem um ciclo reprodutivo diferente, ela vai ocorrer na formação de células especiais, os esporos. Prófase I — Fase de grande duração, devido aos fenômenos que nela ocorrem e que não são observados na mitose. Esta fase está subdividida em cinco sub-fases que estudaremos em outra ocasião. Na Prófase I cada cromossomo, duplicado, vai encostar-se em seu homólogo para a permutação ou crossing-over (troca de material genético entre eles). A permutação ou crossing-over aumenta consideravelmente a variedade de gametas e, consequentemente, a de indivíduos formados por reprodução sexuada. Metáfase I — Devido ao emparelhamento, os cromossomos homólogos ficam um de cada lado da região mediana do fuso acromático. Estão alinhados no mesmo plano, como acontece na mitose. Anáfase I — Nesta fase, ao contrário do que ocorre na mitose, os centrômeros não se dividem. Os cromossomos homólogos se separam, indo para polos opostos, devido à contração dos fios do fuso. Telófase I — Os cromossomos chegam aos polos ainda duplicados, formados por duas cromátides, presas pelo centrômero Em alguns casos, o citoplasma se divide nesta etapa; em outros, nem chega a ocorrer essa divisão. Observe que, ao terminar a primeira divisão, cada célula possui apenas um cromossomo de cada tipo, podendo por isso ser considerada haploide. Porém, como esses cromossomos estão duplicados, não há uma situação haploide típica. Contribuíram muito para essa situação a disposição emparelhada dos cromossomos homólogos na metáfase e a não-divisão dos centrômeros. Prófase II Metáfase II Anáfase II A segunda divisão da meiose pode começar mesmo sem ocorrer o corte do citoplasma na telófase, aparecendo, após um curto intervalo, a figura característica de uma segunda prófase. Outras vezes, o intervalo é um pouco maior e o núcleo toma um aspecto difuso, como na intérfase. O importante é que, em ambos os casos, não vai ocorrer uma nova duplicação do DNA, como acontece na intérfase da mitose. A existência dessa segunda divisão parece ser consequência da situação instável dos cromossomos, que se encontram ainda duplicados. Como não há, na mesma célula, cromossomos homólogos, não haverá também emparelhamento, e os movimentos cromossomiais serão idênticosaos de uma mitose. Nessa segunda divisão da meiose, finalmente, ocorre a divisão dos centrômeros e formam-se células autenticamente haplóides. Prófase II — É mais rápida que a prófase I. Os cromossomos tornam-se mais condensados, desaparece a membrana nuclear e forma-se o fuso acromático. Metáfase II — Os cromossomos ficam dispostos com os centrômeros no plano "equatorial" e com as cromátides voltadas cada uma para seu polo, ligadas às fibras do fuso. Anáfase II — Quebram-se os centrômeros, separando-se as duas cromátides, que passam a formar dois cromossomos independentes e ascendem para os polos opostos. Telófase II — Ao atingir os polos, os cromossomos descondensam-se e forma-se de novo um núcleo em torno de cada conjunto, formando quatro células haplóides. Telófase II
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