Tópico_3_-_Ciclo_Celular_-_Interfase_Mitose_e_Meiose

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Ciclo Celular 
(Interfase, Mitose e Meiose) 
CICLO CELULAR 
• As células passam por diversas etapas 
durante seu desenvolvimento, tais como, 
crescimento e divisão. Estas etapas são 
cíclicas. Assim, o ciclo celular representa o 
ciclo vital da célula e é dividido em duas 
fases: Interfase e Divisão celular (mitose e 
meiose). 
CICLO CELULAR 
• Eventos que preparam e realizam a divisão celular; 
• Mecanismos responsáveis pelo crescimento e 
desenvolvimento; 
• Células germinativas: Se multiplicam por MITOSE, e se 
dividem por MEIOSE, originando os gametas haplóides 
(espermatozóides e ovócitos) 
• Células somáticas: célula duplica seu material genético 
e o distribui igualmente para duas células-filhas por 
mitose. 
– Processo contínuo dividido em 2 fases principais: 
• INTÉRFASE 
• MITOSE 
 
CICLO CELULAR 
• Célula encaminhada à progressão no ciclo por 
mecanismos de regulação relacionados a: 
• Crescimento; 
• Multiplicação; 
• Diferenciação celular; 
• Condição de latência. 
 
• Falhas nos mecanismos  célula pode ser: 
• Encaminhada para apoptose (morte celular 
programada); 
• Desenvolvimento tumoral. 
CICLO CELULAR 
• Sinais químicos que controlam o ciclo provêm de 
fora e de dentro da célula; 
• Sinais externos: 
> Hormônios; 
> Fatores de crescimento; 
• Sinais internos são proteínas de 2 tipos: 
> Ciclinas; 
> Quinases (CDKs). 
 
Sinais Externos: 
• Fatores de crescimento liberados ligam-se a 
receptores de membrana das células alvo; 
• Ao se ligarem ativam a produção de 
sinalizadores intracelulares; 
• Estes sinalizadores ativam a cascata de 
fosforilação intracelular, induzindo a expressão 
de genes; 
• O produto da expressão destes genes são 
componentes essenciais do Sistema de 
Controle do Ciclo celular (composto por 
Ciclinas e CDKs). 
 
CICLO CELULAR 
Fases do Ciclo: 
 G1: 12 horas 
 S: 7 a 8 horas 
 G2: 3 a 4 horas 
 M: 1 a 2 horas 
 Total: ~24 horas 
INTÉRFASE 
• A intérfase, tal como o próprio nome diz "inter" 
(entre) e "fase" (período), consiste em um 
período entre as divisões celulares. 
• Embora seja um momento em que a célula não 
está em divisão, muitos eventos importantes 
estão acontecendo em seu interior. 
INTÉRFASE 
• Fase mais demorada (90% a 95% do tempo 
total gasto durante o ciclo) 
• Atividade biossintetica intensa 
• Subdividida em: G1, S e G2 
• O Ciclo pode durar algumas horas (células 
com divisão rápida, ex: derme e mucosa 
intestinal) até meses em outros tipos de 
células. 
INTÉRFASE 
• Alguns tipos de células (neurônios e hemácias) 
não se dividem e permanecem paradas durante 
G1 em uma fase conhecida como G0; 
• Outras entram em G0 e após um dano ao órgão 
voltam a G1 e continuam o 
ciclo celular 
(ex: células hepáticas). 
 
Checkpoint (Pontos de controle) 
• São 3 pontos: Na fase G1 antes de entrar na fase S; na fase 
G2; e na mitose (entre a Metáfase e a Anáfase). 
INTÉRFASE 
• Conhecida como fase de crescimento, onde 
ocorre a síntese intensa de várias moléculas 
importantes para a sobrevivência da célula, 
como proteínas estruturais, enzimas e RNA. 
• Aumento do citoplasma da célula-filha recém 
formada. 
• Se refaz o citoplasma, dividido durante a 
mitose. 
G1 
INTÉRFASE 
• Cromatina não compactada e não distinguível 
como cromossomos individualizados ao MO. 
• Pode durar horas ou até meses 
• É iniciada com estímulo de crescimento (sinais 
externos) e desencadeia a síntese de ciclinas 
que vão se ligar as CDKs (quinase) (sinais 
internos). 
G1 
 
INTÉRFASE 
• Ciclinas ligadas às quinases vão agir no 
complexo pRb/E2F, fosforilando a proteína 
pRb; 
• Depois de fosforilada, libera o E2F, ativa a 
transcrição de genes que geram produtos para 
que a célula progrida para a fase S; 
• Se pRb não for fosforilada, permanece ligada 
ao E2F  não progressão do ciclo celular. 
• Primeiro ponto de controle (checkpoint). 
 
 
G1 
Intérfase 
INTÉRFASE 
• Muitos casos de neoplasias malignas associados 
a mutações no gene codificador da pRb; 
• A proteína pode ficar permanentemente ativa, 
estimulando a célula a continuar a se dividir. 
 
G1 
 
INTÉRFASE 
• Nesta fase o principal evento é a duplicação do 
material genético (duplicação do DNA); 
• Aumento da quantidade da DNA polimerase e de 
RNA. 
• Complexo ciclinaA/Cdk2 possui importante função 
antes da síntese de DNA, pois ele fosforila as 
proteínas envolvidas na origem de replicação do 
DNA; 
• Fator Promotor da Mitose (MPF ou ciclinaB/cdc2), 
protege a célula para que não haja divisão no 
DNA até que ela entre na fase da mitose. 
Fase S 
Intérfase 
INTÉRFASE 
• É a fase de preparação, pois nela ocorre a síntese 
de moléculas e organelas relacionadas ao 
processo de divisão celular; 
• Existe síntese de RNA e proteínas essenciais para 
o início da mitose; 
• Inicia-se a condensação da cromatina para que a 
célula possa progredir para a mitose; 
• Há checkpoint exercido pelo MPF, que está inativo 
durante quase toda a fase G2, mas quando 
ativado encaminha a célula à mitose. 
 G2 
Controle do Ciclo Celular 
(checkpoint) 
• É regulado para parar em pontos específicos 
onde são feitos os reparos; 
• São proteínas endógenas que funcionam como 
pontos de controle  garantindo a ocorrência 
adequada dos eventos relacionados ao ciclo; 
• São reconhecidos os seguidos checkpoints: 
– Em G1 antes da célula entrar na fase S 
– Em G2 antes da célula entrar em mitose 
– E o checkpoint do fuso mitótico (entre a metáfase e 
anáfase). 
 Controle do Ciclo Celular 
– CKIs (Inibidores de Cdk): proteínas que 
interagem com as quinases bloqueando sua 
atividade; 
– Complexo ubiquitina de degradação de 
proteína: degrada ciclinas e outras proteínas 
para promover a progressão do ciclo celular. 
 
Controladores negativos 
Controle do Ciclo Celular 
• Principal controlador: p53 (em células de Mamíferos); 
• Frequentemente alvo para mutações em um grande 
número de patologias; 
• Perda de expressão  aumento da proliferação celular 
• Transcrição do gene da quinase p21 = bloqueio do 
complexo que fosforila pRb = para a progressão do 
ciclo = reparo do DNA ou morte celular programada. 
 
Checkpoint da fase G1 
Controle do Ciclo Celular 
• As ciclinas mitóticas ligam-se a proteínas CdK 
formando MPF que é ativado por enzimas e 
desencadeiam eventos que levam a célula a 
entrar em mitose. 
• O complexo é desfeito pela degradação da 
ciclina quando a célula esta entre a metáfase e 
anáfase induzindo a célula a sair da mitose. 
 
 
Checkpoint da fase G2 
 
Controle do Ciclo Celular 
• Entre a metáfase e a anáfase; 
• Monitora a ligação dos cromossomos aos 
microtúbulos do fuso mitótico; 
• Garantindo a segregação idêntica do material 
genético entre as células-filhas; 
• A fim de preservar a integridade do genoma em 
nível cromossômico. 
 
Checkpoint do fuso mitótico 
CONTEÚDO DE DNA 
• A célula diplóide inicia a mitose com 46 
cromossomos e conteúdo de DNA de 4C (cada 
cromossomo é formado por duas moléculas de 
DNA unidas pelo centrômero), 
• Ao final da mitose as células-filhas apresentam 
também 46 cromossomos, porém um conteúdo 
de DNA de 2C. 
MITOSE 
MITOSE 
• Conceito: divisão de células somáticas, pela qual 
o corpo cresce, diferencia-se e efetua a 
regeneração dos tecidos; 
 
• As células-filhas recebem conjunto de 
informações genéticas (idêntico ao da célula 
parental); 
 
• O númerodiplóide de cromossomos é mantido 
nas células filhas. 
 
MITOSE 
Fases 
 1. Prófase 
 2. Metáfase 
 3. Anáfase 
 4. Telófase 
 
Prófase 
• Cromatina começa a se condensar em 
cromossomos definidos porém ainda não visíveis 
ao microscópio óptico; 
 
• Cada cromossomo  duas cromátides-irmãs 
conectadas por um centrômero, em cada 
cromátide será formado um cinetócoro (complexo 
protéico especializado); 
 
• Os microtúbulos citoplasmáticos são desfeitos e 
reorganizados no fuso mitótico, irradiando-se a 
partir dos centrossomos à medida que estes 
migram para os pólos da célula. 
 
Prófase 
 Início da Prófase 
 Final da Prófase 
Prófase 
- Espiralização da cromatina – individualização 
dos cromossomos; 
 
- Afastamento dos centríolos para os pólos – 
formação do fuso acromático; 
 
- Desaparecimento dos nucléolos e início da 
ruptura da membrana nuclear. 
- Desaparecimento do nucléolo; 
- Fragmentação da membrana nuclear. 
- Cromossomos começam a se condensar; 
- Centríolo é duplicado. 
- Formação do fuso acromático. 
Prófase 
• Microtúbulos do fuso entram em contato com os 
cinetócoros, que se fixam a alguns microtúbulos. 
 
• Os microtúbulos que se ligam aos cinetócoros 
tencionam os cromossomos, que começam a 
migrar em direção ao plano equatorial da célula 
(fim da prófase e indicação do inicio da 
Metáfase). 
Metáfase 
• Cromossomos atingem a compactação máxima e 
são visíveis ao microscópio. 
 
• Alinhamento no plano equatorial da célula pela 
ligação dos cinetócoros aos microtúbulos dos 
pólos opostos do fuso. 
Metáfase 
- Compactação máxima dos cromossomos; 
- Alinhamento no plano equatorial. 
Anáfase 
• Inicia-se com a separação das cromátides irmãs 
(divisão longitudinal dos centrômeros); 
 
• Cada cromátide é movida em direção ao pólo do 
fuso a sua frente. 
 
Anáfase 
 Início da Anáfase 
 Fim da Anáfase 
ANÁFASE 
- Separação das cromátides irmãs (cromossomos filhos) 
para os polos opostos; 
- Aumento da 
distância entre os 
pólos da célula. 
ANÁFASE 
Telófase 
- Cromossomos filhos estão 
presentes nos dois pólos da 
célula; 
- Inicia-se a descompactação 
cromossômica, desmontagem 
do fuso e reorganização dos 
envoltórios nucleares ao 
redor dos cromossomos 
filhos. 
TELÓFASE 
- Cromossomos nos pólos opostos; 
- Descompactação cromossômica; 
- Reorganização do envoltório nuclear. 
CITOCINESE 
 
OU 
 
SEPARAÇÃO DAS CÉLULAS-
FILHAS 
 
Citocinese 
- Clivagem do citoplasma; 
- Sulco de clivagem no meio da 
célula vai se aprofundando (anel 
contrátil); 
- Separação das duas células 
filhas. 
 
CITOCINESE 
Citocinese 
- Clivagem do citoplasma; 
- Separação das células filhas. 
- Citocinese é a divisão do citoplasma ao final da mitose. 
Conteúdo de DNA na Mitose 
Ciclo Celular - Resumo 
• Biologicamente falando, o ciclo celular é o conjunto de 
processos que se passam numa célula viva, entre duas divisões 
celulares. O ciclo celular consiste na Intérfase (que corresponde 
ao período entre o final de uma divisão celular e o início da 
segunda) e na Fase mitótica, que inclui a mitose e a divisão 
celular (citocinese). 
• - Fase G1: fase diretamente relacionada ao crescimento celular, 
onde são sintetizadas os componentes celulares (proteínas, 
histonas, RNA e DNA) necessários para a síntese de DNA. A 
célula monitora seu próprio crescimento e tamanho, 
comprometendo-se ou não com o ciclo celular. O cromossoma 
está com aparência fina. É a fase preparatória para a fase S, com 
duração média de 6 a 10 horas. 
Ciclo Celular - Resumo 
• - Fase S: nesta fase, ocorre a auto-replicação das moléculas de 
DNA, com cópias precisas de DNA e cromossomas. O 
cromossoma inicia processo de condensação, ocorre a síntese 
de histonas, RNA e enzimas. É a fase funcional, com duração 
média de 6 a 8 horas. 
• - Fase G2: fase preparatória para a fase M, ocorre a formação 
de fuso mitótico e condensação dos cromossomas. É 
considerada um intervalo de segurança para a síntese do 
restante do DNA e sínteses de proteínas necessárias à mitose 
completa. O cromossoma mostra-se muito condensado. Esta 
fase tem duração média de 10 a 12 horas. 
 
Regulação do Ciclo Celular - Resumo 
• O ciclo celular pode parar em determinados pontos e só 
avança se a presença de uma quantidade adequada de 
nutrientes for identificada ou quando a célula atinge 
determinadas dimensões. A regulação do ciclo celular é 
realizada por clclinas e por quinases ciclino-dependentes. 
• Existem três momentos em que os mecanismos de regulação 
atuam: 
– Fase G1 
– Fase G2 
– Fuso Mitótico 
 
Regulação do Ciclo Celular - Resumo 
• - Na fase G1: No fim desta fase existem células que não iniciam novo 
ciclo ou que não estão em condições de fazê-lo, permanecendo num 
estádio denominado G0. Existem algumas razões para a célula 
permanecer no estádio G0: 
• # São células que não se dividem mais, por isso permanecem neste 
estádio até à sua morte (ex.: neurônios e células das fibras 
musculares); 
• # Não há nutrientes suficientes para "startar" o início em um novo 
ciclo celular; 
# A célula não atingiu o tamanho necessário para se multiplicar. 
 
• - Na fase G2: Antes de se iniciar a mitose existe outro momento de 
controle, se a replicação do DNA não ocorreu corretamente o ciclo 
pode ser interrompido e a célula volta a iniciar a fase S. 
• - No fuso Mitótico: Entre a metáfase e anáfase, impedindo que os 
cromossomos migrem para os pólos erroneamente. 
Resumo 
• Ciclinas: quem são? 
• As ciclinas são classificadas de acordo com as fases do ciclo 
celular em que atuam. Portanto, podemos dividí-las em: 
• # G1/S ciclinas - ligam-se às Cdks no final de G1 e 
comprometem a célula com o ciclo celular (ciclinas D e E) 
• # S-ciclinas - ligam-se às Cdks no final da fase S e são 
necessárias para induzir a duplicação do DNA (ciclinas A) 
• # M-ciclinas - ligam-se às Cdks em G2 e M, sendo 
responsáveis pela promoção da mitose (ciclinas B). 
Resumo 
• Os tipos de cilinas que regulam o ciclo celular são: 
- Ciclinas A, B, D, E 
São sintetizadas em fases específicas do ciclo celular, ativam 
as quinases ciclino-dependentes (Cdks) 
- Quinases ciclino-dependentes (Cdks) 4, 6, 2, 1 
São sintetizadas sob a forma inativa e direcionam o ciclo 
celular à próxima fase através da fosforilação de proteínas-
alvo. 
- Inibidores das Quinases ciclino-dependentes (CdkIs) p16, 
p15, p18, p19, p21, p27, p57 
Modulam o crescimento celular uma vez que inibem a 
progressão do ciclo celular. 
MEIOSE 
MEIOSE 
 • Ocorre em células germinativas iniciando com 
uma célula diplóide e terminando com 4 células 
haplóides geneticamente diferentes entre si; 
 
• Ocorre uma única duplicação do material 
genético seguido de 2 ciclos de divisão: a 
meiose I e a meiose II. 
Quantidade de DNA na Meiose 
MEIOSE I 
• Divisão reducional = são 
formadas duas células 
haplóides contendo os 
cromossomos homólogos 
a partir de uma célula 
diplóide (separação dos 
homólogos). 
• A célula é haplóide 
porém com conteúdo de 
DNA ainda duplicado 
(2C). 
 
Prófase I 
- Os cromossomos condensam-se continuamente. 
 
Subfases: 
• Leptóteno 
• Zigóteno 
• Paquíteno 
• Diplóteno 
• Diacinese 
 
 
Prófase I - Leptóteno 
•  grau de compactação da cromatina; 
• Nucléolo vai desaparecendo; 
• Cromossomos formados por 2 
cromátides-irmãs (2 moléculas de DNA 
idênticas).Prófase I - Zigóteno 
 - Pareamento preciso dos homólogos 
(cromossomos materno e paterno do par) = 
SINAPSE; 
- Formação de 23 bivalentes; 
- Os cromossomos X e Y não são homólogos, mas 
possuem regiões homólogas entre si. 
 
Prófase I - Zigóteno 
• Formação de estruturas fundamentais 
para a continuidade da meiose - 
COMPLEXO SINAPTONÊMICO e 
NÓDULOS DE RECOMBINAÇÃO, 
importantes para a próxima fase da 
Prófase I. 
 
Prófase I - Paquíteno 
• Sinapse está completa e as cromátides estão em 
posição para permitir o crossing-over (troca de 
segmentos homólogos entre cromátides não-irmãs 
do par de cromossomos homólogos); 
• Oc cromossomos homólogos devem se manter 
unidos pelo complexo sinaptonêmico para ocorrer 
crossing-over. 
Cada bivalente é composto 
por 2 cromossomos 
homólogos que possuem 2 
cromátides cada formando 
uma tétrade = 4 cromátides; 
Prófase I - Paquíteno 
Crossing-over  formação dos QUIASMAS 
= locais de troca física de material genético. 
Prófase I - Diplóteno 
• Desaparece o Complexo Sinaptonêmico; 
 
• Os dois componentes de cada bivalente 
começam a se repelir (afastamento dos 
cromossomos homólogos); 
 
• Apesar da separação dos cromossomos 
homólogos os centrômeros permanecem intactos 
e unidos e o conjunto de cromátides-irmãs 
continua ligado. 
Prófase I - Diplóteno 
• Os 2 homólogos de cada bivalente 
mantêm-se unidos apenas nos 
quiasmas (que deslizam para as 
extremidades devido à repulsão dos 
cromossomos). 
 
Prófase I - Diacinese 
• Aumenta a separação dos homólogos 
e a compactação da cromatina; 
 
• Cromossomos atingem condensação 
máxima. 
Metáfase I 
• Membrana nuclear desaparece; 
• Forma-se um fuso; 
• Cromossomos pareados no plano equatorial (23 
bivalentes) com seus centrômeros orientados para 
pólos diferentes. 
Anáfase I 
• Os 2 membros de cada bivalente se separam = 
separação quiasmática (disjunção), os 
centrômeros permanecem intactos e são 
puxados para os polos opostos; 
 
• O número de cromossomos é reduzido a metade 
= haplóide. 
Anáfase I 
• Os conjuntos materno e paterno originais são 
separados em combinações aleatórias. 
 
• Anáfase I é a etapa mais propensa a erros 
chamados de não-disjunção (par de homólogos vai 
para o mesmo pólo da célula). 
 
Telófase I 
• Os 2 conjuntos haplóides de cromossomos se 
agrupam nos pólos opostos da célula; 
• Reorganização do nucléolo e início da formação do 
envoltório nuclear. 
• Pode ou não ocorrer a citocinese. 
 
Citocinese 
• Célula divide-se em 2 células-filhas com 23 
cromossomos cada, 2 cromátides em cada 
cromossomo, = conteúdo 2C de DNA em cada 
célula-filha; 
• Citoplasma é dividido de modo igual entre as 
duas células filhas nos gametas formados pelos 
homens. 
 
Intérfase (Intercinese) 
• Entre a meiose I e a meiose II ocorre um 
pequeno intervalo (fase rápida) chamado de 
intérfase ou intercinese. 
 
• Nesse intervalo não ocorre duplicação de DNA 
(sem fase S). 
 
 
MEIOSE II 
• Processo no qual é obtido ao final da divisão, 4 
células haplóides contendo 23 cromossomos 
com 1 cromátide cada (divisão equacional). 
Prófase II 
• Cromossomos tornam-se mais condensados; 
• Membrana nuclear desaparece; 
• Formação do fuso com os 
microtúbulos se ligando aos 
cinetócoros, começando a 
mover os cromossomos para 
o centro da célula. 
Metáfase II 
• Os 23 cromossomos com 2 cromátides cada se 
alinham na placa metafásica (equatorial) e estão 
ligadas pelas fibras do fuso. 
Anáfase II 
• Divisão do centrômero; 
• Migração das cromátides-irmãs para os pólos 
opostos; 
Telófase II 
• Reorganização da membrana nuclear e do núcleolo; 
• Descondensação dos cromossomos. 
 
 
Citocinese 
• 4 células haplóides (n) com 23 cromossomos e 
conteúdo de DNA (1C). 
 
 
RESULTADOS DA MEIOSE 
• Proporciona fontes de variabilidade genética: 
 
 1) Segregação ao acaso dos cromossomos 
homólogos – 223 combinações (mais de 8 
milhões), pois cada gameta recebe apenas 1 de 
cada par de homólogos. 
 2) Crossing-over – cada cromátide contém 
segmentos provenientes dos 2 membros do par 
de cromossomos parentais. 
RESULTADOS DA MEIOSE 
• Um crossing-over em 1 bivalente forma 4 
cromossomos diferentes; 
• Acredita-se que o crossing-over tenha evoluído 
como um mecanismo para aumentar a 
variabilidade genética. 
RESULTADOS DA MEIOSE 
• Início da Meiose: 1 cromossomo = 2 moléculas 
de DNA dupla hélice idênticas (2 cromátides-
irmãs), unidas pelo centrômero:  46 
cromossomos  4C de DNA – 2n (diplóide); 
• Final da Meiose I: 1 cromossomo = 2 
cromátides-irmãs:  23 cromossomos  2C de 
DNA – n (haplóide); 
• Final Meiose II: 1 cromossomo = 1 cromátide (1 
molécula de DNA):  23 cromossomos  1C de 
DNA – n (haplóide). 
Gametogênese 
• Os ovócitos primários entram em meiose I e 
ficam parados na prófase I da meiose I até a 
puberdade; 
• Entra em meiose II, para na metáfase II, e é 
finalmente completada na época da fertilização; 
• Gestações em idade avançada estão mais 
sujeitas a malformações, pois, este ovócito ficou 
um período maior de tempo exposto a risco de 
mutações do que um ovócito de uma mulher 
mais jovem. 
 
 
Gametogênese 
• Nos gametas formados pelas mulheres, quase todo 
o citoplasma vai para uma célula filha, que depois 
irá formar o ovócito. As outras células filhas 
tornam-se glóbulos polares, uma pequena célula 
que se degenera. 
Comparação Mitose X Meiose 
Comparação Mitose X Meiose 
Comparação Mitose X Meiose