Biologia Geral_Aula 6_ Ciclo Celular, Mitose e Meiose

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Aula 9 – Ciclo Celular, Mitose e Meiose 
Prof.ª Me. Renata Muliterno Adamy 
• As células são geradas a partir de células; 
 
• A única maneira de obter mais células é pela divisão daquelas que já 
existem; 
 
• Todos os organismos vivos são produtos de ciclos repetidos de crescimento 
e divisão celular desde o início da vida há mais de 3 bilhões de anos; 
 
• O ciclo celular é o principal mecanismo pelo qual todos os seres vivos se 
reproduzem. 
 
• Os detalhes do ciclo celular variam de organismo para organismo e 
ocorrem em diferentes momentos da vida de um determinado organismo; 
 
• Nos organismos unicelulares, cada divisão produz um organismo novo 
completo; 
 
• Vários ciclos de divisão celular são necessários para produzir um novo 
organismo multicelular a partir de um óvulo fertilizado; 
 
• Certas características do ciclo celular são universais. 
 
• Tarefa mais importante da célula 
é copiar e passar adiante a sua 
informação genética para a 
próxima geração de células; 
 
• Para produzir duas células-filhas 
geneticamente idênticas, o DNA 
deve ser replicado e os 
cromossomos dentro das 
células-filhas devem ser 
distribuídos fielmente, de modo 
que cada célula-filha receba 
uma cópia completa de todo o 
genoma. 
 
 
 
• Dois eventos mais dramáticos – 
mitose e citocinese; 
• Toda fase M dura em média 1 hora 
em mamíferos 
 
• Período entre uma fase M e outra; 
• Sob microscópio: período em que 
a célula aumenta de tamanho; 
• S – síntese do DNA 
• G1 – intervalo entre M e S 
• G2 – Intervalo entre S e M 
• Durante G1 e G2 a célula monitora 
o meio interno e o meio externo 
para assegurar que as condições 
são adequadas. 
• intérfase a célula continua a 
transcrever genes, sintetizar 
proteínas e aumentar sua massa 
 
• Período entre o final de uma 
divisão celular e o início da outra. 
• Geralmente a célula encontra-se 
nesta fase durante a maior parte 
da sua vida. É um período de 
intensa atividade na célula, 
quando ocorre a duplicação do 
material genético. 
• Nesta fase sintetizam-se muitas proteínas, enzimas e RNA. 
Ocorre estruturação das organelas e, consequentemente, a 
célula cresce. 
• Reinício da síntese de RNA e proteínas que estava 
interrompida durante a mitose; 
• 80% do RNA sintetizado em G1 é rRNA; 
• Célula se preparando para entrar em S; 
• Importância de G1: papel controlador da decisão celular de 
proliferar-se ou retirar-se do ciclo – G0; 
• Decisão determinada por sinais extracelulares que 
desencadeiam respostas intracelulares; 
• Agem induzindo ou impedindo a progressão do ciclo; 
• Ponto de restrição G1; 
• Após passagem por checkpoint G1 a célula deve ir até o final 
da divisão; 
• Interrupção temporária do ciclo, induzida pela presença de 
danos ao DNA – p53. 
 
• É nesta fase que ocorre a auto replicação (duplicação) 
das moléculas de DNA; 
• As células replicam o DNA pelo menos duas horas antes 
da mitose; 
• Duplicação do DNA está em um período intermediário 
da intérfase e não ocupa toda essa fase; 
• Síntese de DNA; 
• Duplicação da quantidade de DNA; 
• Forquilha de replicação; 
• DNA polimerase; 
• Início de S= 2C 
• Final de S=4C 
 
Q
u
an
ti
d
ad
e 
d
e
 D
N
A
 
Tempo 
Intérfase Mitose Intérfase 
S G1 G2 M G1 
2C 
4C Prófase - Anáfase 
 Telófase 
 
Q
u
a
n
ti
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a
d
e
 d
e
 D
N
A
 
Fases do ciclo celular 
G1 S G2 
• Neste período dá-se a síntese de 
moléculas necessárias à divisão celular. 
• Fase anterior à mitose; 
• Ponto de restrição G2 Checkpoint; 
• Síntese de proteínas não-histônicas; 
• Síntese de RNA; 
• Síntese geral de proteínas iniciada em G1; 
• MPF – maturation promoting factor – 
considerado o regulador geral da 
transcrição de G2 para M, induz a entrada 
na mitose e é responsável pela: 
• Condensação cromossômica; 
• Ruptura do envoltório nuclear; 
• Montagem do fuso; 
 
• Ocorre a divisão nuclear (nas células 
eucarióticas). É um processo contínuo, 
no entanto distinguem-se quatro 
fases. 
• Para produção de células filhas 
geneticamente idênticas, o DNA de 
cada cromossomo deve ser fielmente 
replicado, e os cromossomos 
replicados devem ser segregados com 
exatidão em duas células-filha, de 
maneira que cada célula receba uma 
cópia completa do seu genoma. 
• Célula reparte igualmente seu 
conteúdo em duas células; 
• Repartição exata do material nuclear e 
divisão citoplasmática (citocinese); 
• Prófase, Metáfase, Anáfase, Telófase. 
 
• G1: 12 horas 
• S: 7 a 8 horas 
• G2: 3 a 4 horas 
• M: 1 a 2 horas 
• Total: 24 horas 
 
• Forma células geneticamente iguais (clones diploides, 2n=46); 
• Uma célula-mãe gera duas células-filhas; 
• Cromátides irmãs vão para polos opostos; 
• Desenvolvimento somático; 
• Regeneração dos tecidos; 
• É a etapa mais longa. Os filamentos de 
cromatina enrolam-se, tornando-se cada 
vez mais curtos e densos. Os dois pares 
de centríolos afastam-se em sentidos 
opostos, entre eles forma-se o fuso 
acromático (microtúbulos proteicos que 
se agrupam e formam fibrilas). Quando 
os centríolos alcançam os polos da 
célula o invólucro nuclear quebra e os 
nucléolos desaparecem. 
1. DNA desespiralizado disposto na célula de maneira desorganizada. 
2. Início da espiralização do DNA para formar os cromossomos. 
3. Duplicação dos centríolos (formação do 2º par). 
4. Migração dos centríolos para os pólos opostos da célula. 
5. Rompimento e degeneração da carioteca. 
 
• Os cromossomos atingem a máxima 
condensação. O fuso acromático completa seu 
desenvolvimento e as fibrilas ligam-se aos 
centrômeros e aos centríolos. Os 
cromossomos encontram-se alinhados no 
plano equatorial. 
1. Grau máximo de espiralização dos cromossomos (visíveis ao M.O.) 
2. Cromossomos duplos alinhados lado a lado no equador da célula. 
3. Centríolos dispostos nos pólos opostos da célula. 
4. No final da metáfase ocorre a divisão dos centrômeros. 
 
 
• Microtúbulos 
• Actina 
• Miosina 
1. Encurtamento das fibras do fuso. 
2. Cromossomos simples (cromátides irmãs) puxadas para os pólos da célula. 
3. Início da desespiralização dos cromossomos. 
Inicia pela duplicação dos centrômeros, libertando as cromátides-irmãs que 
passam a ser chamadas de cromossomos-filhos. As fibras do fuso, ligadas aos 
centrômeros, encurtam, puxando os cromossomos para os polos da célula. É uma 
fase rápida, caracterizada pela migração dos cromossomos para os polos. As 
fibrilas encurtam-se e começam a afastar-se. Dá-se a clivagem dos centrómeros. 
As cromátides que antes estavam unidas, agora separadas, constituem dois 
cromossomos independentes. 
 
 
1. Ocorre a citocinese (divisão do citoplasma) 
2. Formação de duas células filhas contendo o mesmo número de 
cromossomos da célula mãe, porém simples. 
3. Formação de duas novas cariotecas e dois novos nucléolos. 
4. Cromossomos se desespiralizam e as fibras do fuso desaparecem. 
 
Telófase 
A membrana nuclear forma-se à volta dos cromossomos de cada polo da célula, passando a existir assim dois 
núcleos com informação genética igual. Os nucléolos reaparecem. O fuso mitótico dissolve-se. Os 
cromossomos descondensam e tornam-se menos visíveis. 
Citocinese 
Corresponde à divisão citoplasmática e, consequentemente, à individualização das duas células filhas. Na 
célula animal a citocinese consiste no estrangulamento do citoplasma. No fim da mitose formam-se, na zona 
do plano equatorial, um anel contrátil de filamentos proteicos que contraem-se e puxam a membrana 
plasmática para dentro até que as duas células-filhas se separam. Assim podemos dizer que a citocinese 
animalé centrípeta porque ocorre de fora para dentro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2n 
n 
n 
n 
n 
n 
n 
2 divisões celulares sucessivas: 
Meiose I 
Meiose II 
 
É um dos principais fatores de variabilidade genética, 
uma vez que combina a informação genética 
dos cromossomos homólogos existentes nas células que 
sofrem esse processo, permitindo assim a produção de 
células geneticamente diferentes entre si e com metade 
do número de cromossomas da célula inicial 
 
 Importância da Meiose: 
• Mantém o número de cromossomos constante de 
geração para geração ao reduzir de diploide para 
haploide 
• Possibilita a dispersão ao acaso dos cromossomos 
maternos e paternos entre os gametas 
• Realoca segmentos de cromossomos maternos e 
paternos através de crossing-over que “embaralha” os 
genes e leva a uma recombinação do material 
genético; 
 
• Processo que ocorre durante a divisão dos gametas; 
• Divisão reducional; 
• Meiose I: Cada célula-filha recebe um par de cromossomos homólogos; 
• Meiose II: Cada cromossomo homólogo é separado em cromátides; 
• Gametogênese: testículos e ovários (espermatogênese e ovogênese); 
• Uma célula-mãe gera quatro células-filhas 
• Duas divisões celulares consecutivas,(Meiose I e Meiose II) mas apenas uma duplicação de DNA 
• Células-filhas possuem metade do número de cromossomos do que a célula-mãe 
• Forma células geneticamente diferentes, pois há recombinação homóloga; 
 
 
• Divisão reducional; 
• Número de cromossomos é reduzido de diploide para 
haploide através do pareamento dos cromossomos 
homólogos na prófase e sua segregação na anáfase; 
• Os cromossomos homólogos, um de cada progenitor, 
formam pares durante a prófase e depois se separam, 
durante a anáfase, com um representante indo para cada 
polo; 
 
 Cromossomos de dupla cromátide 
 
 
 
• Notável pelo seu estágio de recombinação genética = crossing over; 
• Segmentos homólogos de DNA são trocados entre as cromátides não-irmãs de 
um par de cromossomos homólogos; 
• Assegura que nenhum dos gametas produzidos seja idêntico ao outro; 
• A falha em recombinar-se corretamente leva a segregação errada durante a 
meiose I e é uma causa frequente de anormalidades cromossômicas, como a 
Síndrome de Down; 
 
• Cromossomos que possuem a mesma forma, o mesmo tamanho, e a mesma sequência de 
informação genética; 
• Os cromossomos X e Y não são homólogos, mas têm segmentos homólogos na ponta dos braços 
curtos e longos; 
• Eles pareiam somente nestas regiões; 
 
 
• Prófase I – Dividida nas seguintes fases onde os cromossomos se condensam continuamente e 
se tornam mais curtos e espessos: 
• Leptóteno: os cromossomos, que já se replicaram na fase S antecedente, tornam-se visíveis como filamentos 
delgados que estão começando a se condensar. As duas cromátides irmãs de cada cromossomo estão estreitamente 
alinhadas de forma que elas não podem ser distinguidas; 
 
• Zigóteno: os cromossomos homólogos começam a se alinhar ao longo de toda a sua extensão. O processo de 
pareamento ou sinapse é normalmente preciso, colocando as sequências de DNA correspondentes em alinhamento 
ao longo do cromossomo inteiro; 
 
Leptóteno 
Separação dos centríolos 
Zigóteno 
Emparelhamento dos 
cromossomos homólogos 
 
• Prófase I – Dividida nas seguintes fases onde os 
cromossomos se condensam continuamente e se 
tornam mais curtos e espessos: 
• Paquíteno: os cromossomos tornam-se muito mais 
estreitamente espiralados; a sinapse está completa e cada 
par de homólogos aparece como um bivalente – Crossing 
over; 
Tétrades ou bivalentes 
 
• Prófase I – Dividida nas seguintes fases onde os cromossomos se condensam 
continuamente e se tornam mais curtos e espessos: 
• Diplóteno: após a recombinação, o complexo sinaptonêmico é desmontado, e os dois componentes 
de cada bivalente agora se separam um do outro. Consequentemente, os dois homólogos de cada 
bivalente mantêm-se unidos somente por dois pontos chamados quiasmas – locais de crossing over; 
• Diacinese: Condensação máxima dos cromossomos; 
 
Quiasmas 
Diplóteno 
Terminalização dos quiasmas 
Diacinese 
Cromossomos homólogos duplicados e pareados Resultado das permutações 
Paquíteno 
(tétrade/bivalente) 
Diplóteno 
(Quiasmas) 
Cromossomos 
modificados 
• PRÓFASE I: Período mais 
demorado em comparação à 
prófase da mitose; 
 
• Mulheres: meiose inicia nas células da 
linhagem germinativa dos ovários ainda 
durante a fase embrionária do 
desenvolvimento; 
• 5º mês de vida – ovócitos em prófase I até os 
12 anos – 20 a 30 anos para chegar até 
metáfase II; 
 
• Homens: meiose inicia aos 12 anos e tem 
duração de 24 dias. Desses 13 a 14 são a 
duração da prófase-I. 
 
Prófase-I: 
P. Por que demora tanto? 
R. Pareamento dos cromossomos 
homólogos; 
 
Pareamento dos cromossomos homólogos é 
importante porque: 
• Garante a posterior disjunção dos 
cromossomos homólogos, de forma que os 
núcleos-filhos dessa divisão recebem um 
membro de cada par de cromossomos; 
• Permite que ocorram quebras e trocas de 
segmentos entre os cromossomos homólogos 
– crossing over – diversidade genética para o 
processo evolutivo 
 
Cromossomos 
Homólogos 
Fibras do 
fuso 
 Cromossomos homólogos pareados, um oposto ao outro, presos às fibras. 
do fuso na placa equatorial da célula. 
 
Metáfase I – Inicia-se quando a membrana nuclear desaparece. Um fuso se forma e os cromossomos pareados de 
alinham no plano equatorial com seus centrômeros orientados em direção aos polos diferentes; 
 Encurtamento das fibras do fuso. 
 Cromossomos homólogos se separam, indo cada um para um lado da célula. 
 Não ocorre divisão do centrômero! 
Separação de cromossomos homólogos 
duplicados 
A Segregação 
Independente dos 
homólogos 
 
Promove variabilidade 
genética 
 
Anáfase I – Os dois 
membros de cada bivalente se 
separam e seus respectivos 
centrômeros com as cromátides 
irmãs fixadas são puxadas para os 
polos opostos da célula – processo 
chamado de disjunção. Os 
bivalentes diferentes agrupam-se 
independentemente um do outro, 
e, dessa forma, os conjuntos 
originais de cromossomos paterno 
e materno são separados em 
combinações aleatórias; 
Não-disjunção: ambos os 
homólogos de um par de 
cromossomos movimentam-se 
para o mesmo polo; 
 
 Célula mãe (2n) origina duas células filhas (n) 
 Os cromossomos continuam duplos e não ocorre divisão do centrômero! 
 Formação de duas novas cariotecas e de dois novos nucléolos. 
 No final da Telófase I os cromossomos se desespiralizam 
Divisão citoplasmática (citocinese) 
Novos núcleos 
Citocinese 
Centrípeta 
 
Telófase I – Os dois 
conjuntos de cromossomos 
haploides estão 
normalmente agrupados nos 
polos opostos das células 
Citocinese: Divisão 
em duas células filhas 
haploides e as células entram 
em interfase meiótica – sem 
existir a fase S 
 
• Segue a primeira sem uma interfase; 
 
• Cada cromossomo se divide e cada metade (cromátide), é tracionada para um polo diferente; 
desta maneira o número haploide de cromossomos é mantido e cada célula-filha tem o número 
haploide, reduzido, de cromossomos; 
 
• A segunda divisão meiótica é semelhante à mitose, à exceção de que o número de cromossomos 
da célula que entra na segunda divisão meiótica é haploide; 
 
 Duplicação dos centríolos. 
 Espiralização dos cromossomos – compactação da cromatina 
 Desaparecimento da carioteca. 
 Microtúbulos se ligam aos cinetócoros e começam a mover os cromossomos 
para o centro da célula 
Condensação dos 
cromossomos Cromossomos duplos não homólogos atingem o grau máximo de espiralização. 
 Os cromossomos associam-se as fibras do fuso, alinhando-se no equador da célula – 
placa metafásica. 
Cromossomos não homólogos pareados 
lado a lado na placa equatorial 
 
 Ocorre o encurtamento das fibras do fuso e divisão do centrômero. 
 Cada cromossomos duplo origina duas cromátides irmãs (cromossomos simples). 
 Separação dos centrômeros 
 Os cromossomos simples (Cromátides irmãs) são puxados para os pólos da célula. 
 
Separação das cromátides irmãs 
 
 Ocorre divisão do citoplasma (citocinese) originando quatro células filhas. 
 As células filhas são haplóides e possuem cromossomos simples. 
 A carioteca e o nucléolo reaparecem e os cromossomos se descondensam. 
Novos núcleos 
(haplóides) 
Divisão citoplasmática 
(citocinese) 
 
 
 
• Tanto a espermatogênese como a ovocitogênese exigem a meiose, mas possuem 
diferenças importantes nos detalhes e no tempo despendido, o que pode ter 
consequências clínicas e genéticas para a progênie; 
 
• A meiose feminina inicia durante o período fetal, em um número limitado de 
células; 
 
• A meiose masculina é iniciada continuamente em muitas células a partir da 
população celular em divisão por toda a vida adulta do homem; 
Espermatogênese 
Espermatogônia 46, XY 
Espermatócito primário 46, XY 
1ª 
Divisão 
Meiótica 
2ª 
Divisão 
Meiótica 
Espermatócito secundário 23 
Espermátides 23 
Espermiogênese 
 
• Espermiogênese: Processo no qual as 
espermátides transformam-se em 
espermatozoides; 
 
• Os espermatozoides quando estão prontos 
caem na luz dos túbulos seminíferos; 
 
• Processo de maturação e diferenciação; 
 
• As espermátides perdem quase todo seu 
citoplasma. As vesículas do complexo de 
Golgi fundem-se, formando o acrossomo, 
localizado na extremidade anterior dos 
espermatozoides. Haverá a formação do 
flagelo. O acrossomo contém enzimas que 
perfuram as membranas do óvulo, na 
fecundação 
 
• O espermatozoide maduro é uma célula móvel que 
nada livremente e que consiste em cabeça e cauda; 
 
• O colo do espermatozoide é a junção entre a cabeça e 
a cauda; 
 
• Na cabeça há o núcleo haploide e forma a maior parte 
do volume do espermatozoide; 
 
• Acrossoma – organela semelhante a um capuz que 
contém várias enzimas – acrosina; 
 
• Quando liberadas, estas enzimas facilitam a penetração 
do espermatozoide na coroa radiada e na zona 
pelúcida do óvulo durante a fertilização; 
 
• A cauda do espermatozoide, consiste em três 
segmentos: peça intermediária, peça principal e peça 
terminal; 
 
• Sequência de eventos através das quais as ovogônias se transformam em ovócitos maduros; 
 
• Inicia antes do nascimento e termina depois do fim da maturação sexual (puberdade); 
 
• Maturação Pré-natal dos Ovócitos: 
• No início da vida fetal as ovogônias proliferam por divisão mitótica – as ovogônias crescem antes do nascimento, 
formando os ovócitos primários; 
 
• Quando um ovócito primário se forma, células do tecido conjuntivo (estroma ovariano) o envolvem e formam uma 
camada de simples de células epiteliais achatadas – folículo primordial; 
 
• Durante a puberdade o ovócito primário cresce, as células epiteliais tornam-se cuboides e, depois, colunares, 
formando o folículo primário; 
 
• Folículo secundário – quando as células adquirem mais uma camada de células foliculares cuboides; 
 
• Os ovócitos primários começam a primeira divisão meiótica antes do nascimento, mas o término da prófase só 
ocorre na adolescência; 
 
 
• Há cerca de 2 milhões de ovócitos primários nos 
ovários de uma menina recém-nascida, mas 
muito regridem durante a infância de modo que, 
na adolescência, só permanecem não mais de 4 
mil; 
 
• Destes, somente cerca de 400 tornam-se ovócitos 
secundários e são expelidos durante o período 
reprodutivo; 
 
• Poucos destes ovócitos (ou talvez nenhum) 
tornam-se maduros; 
 
2 milhões 
de ovócitos 
primários 
4 mil 
400 
Poucos 
(?) 
Regressão 
durante a 
infância 
Ovogênese 
Ovócito primário 46, 
XX em folículo primário 
Ovócito primário 46, 
XX em folículo em 
crescimento 
Ovócito primário 46, 
XX em folículo maior 
Ovócito secundário 23, 
X em folículo maduro 
Ovócito fertilizado 
1ª Divisão Meiótica 
Completada 
2ª Divisão Meiótica 
Completada 
Células foliculares 
Zonas Pelúcidas 
Coroa Radiada 
Espermatozoide 
Ovócito fertilizado 
 
• Ovócito é uma célula muito grande em comparação ao espermatozoide e é imóvel; 
• Ovócito é envolvido por zona pelúcida e por uma camada de células foliculares – coroa radiada; 
• Ovócito – citoplasma abundante contendo grânulos de vitelo que nutrem o zigoto em divisão 
durante a primeira semana do desenvolvimento; 
• O espermatozoide tem pouca semelhança com qualquer outra célula, por causa do seu 
citoplasma escasso e sua especialização para a mobilidade; 
23, X 23, X 
23, Y 
 
• 18 a 35 anos – idade ideal da mãe para a reprodução; 
 
• A probabilidade da ocorrência de anormalidades cromossômicas do embrião aumenta de modo significativo 
quando a mãe tem mais de 35 anos; 
 
• Trissomias; 
• Quanto mais velhos forem os progenitores no momento da concepção, mais provável que tenham 
acumulado mutações passíveis de serem herdadas pelo embrião; 
 
• Não-disjunção: cromossomos homólogos não separados que não vão para os polos opostos da célula 
germinativa – em consequência, alguns gametas tem 24 cromossomos e outros somente 22; 
 
• Até 10% dos espermatozoides de um ejaculato podem ser grosseiramente anormais, mas acredita-se que 
espermatozoides não fertilizam ovócitos, por não terem mobilidade normal; 
 
• A maioria dos espermatozoides morfologicamente anormais é incapaz de atravessar o muco do canal 
cervical; 
 
• Só afetam a fertilidade com níveis superiores a 20% de anormalidade; 
 
 Finalidades da 
Meiose (R!) 
 
 Formação dos 
gametas em animais 
 Formação dos 
esporos nos vegetais 
 
Cromossomos Homólogos 
Célula (2n) 
 
Duplicação 
dos 
cromossomos 
Cromossomos 
homólogos duplos 
Separação dos homólogos 
(R!) 
Separação 
das 
Cromátides 
(E!) 
Alterações cromossômicas 
 
 Finalidades da Meiose (R!) 
 
46 cromossomos 
paternos (2n) 
46 cromossomos 
maternos (2n) 
Espermatozoide (n) 
(23 cromossomos) 
Óvulo (n) 
(23 cromossomos) 
46 cromossomos 
(23 de origem paterna e 
23 de origem materna)