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Núcleo, Ciclo celular e Divisão Celular Núcleo Celular Carioteca ou envoltório nuclear: formada por duas membranas lipoproteicas concêntricas com poros, onde há intercâmbio de substâncias entre o núcleo e o citoplasma; Nucleoplasma ou cariolinfa: é uma massa incolor constituída principalmente de água e proteínas; Nucléolo: é um corpúsculo esponjoso e desprovido de membranas, que se encontra em contato direto com o suco nuclear, rico em RNAr; Cromatina: representa o material genético, com proteínas (histonas) e moléculas de DNA. Cromatina = Cromossomo Compactação da cromatina altera a estrutura e funcionalidade do material genético , denominado de cromossomos; O material genético descondensado (cromatina) é ativo, pois pode ser transcrito mais facilmente nesse estado; Cromatina condensada Nucleossomos DNA, dupla hélice Cromossomo em metáfase Ao se tornar condensado (cromossomo) a transcrição é dificultada, mas por outro lado a divisão celular ocorre com maior precisão. Duas cromátides irmãs, uma delas oriunda do processo de duplicação da cromatina; As cromátides se encontram presas por um região delgada, chamada constrição primária ou centrômero; Alguns cromossomos pode ser visualizada ainda uma constrição secundária, outra região de condensação diferenciada no cromossomo; O segmento seccionado pela constrição secundária e anterior ao telômero (extremidade dos braços cromossômicos) é conhecido como satélite. Constituição do cromossomo metafásico Cromossomo Cromossomo Duplo Centrômero Braço Braço Cromátide Braço Braço 4 braços 1 centrômero Cromossomo Simples Centrômero Braço Braço Cromossomo Cromossomos eucarióticos Cromossomos homólogos: têm mesma posição, mesmo tamanho e mesma sequência de genes . Células diploides (2n): pares de cromossomos homólogos Células haploides (n): apenas um representante de cada par (um lote cromossômico) Genoma: conjunto de genes da espécie que pode ser encontrado no conjunto diploide. NÚCLEO E DIVISÃO CELULAR • Cromossomos Homólogos São cromossomos semelhantes na forma e no tamanho presentes aos pares em células diplóides (2n) Cromossomos homólogos Célula diplóide (2n) Cromossomos homólogos Célula diplóide (2n) Não há homólogos Célula haplóide (n) Não há homólogos Célula haplóide (n) Cromossomo Cariótipo É o conjunto de todos os cromossomos presentes no núcleo da célula de um organismo; O estudo do cariótipo (número, forma, e tamanho de cromossomos de uma pessoa) pode ajudar no diagnóstico pré-natal ou pós-natal de aberrações genéticas; Divisão Celular: Eucarioto • Mitose e meiose CICLO CELULAR Termo utilizado para descrever o crescimento e a divisão celular (vai desde o nascimento até a divisão) Objetivo: renovação celular Do mesmo modo que uma fábrica pode ser multiplicada pela construção de várias filiais, também as células se dividem e produzem cópias de si mesmas. Foto: Krishina Ratna – Campinas - SP Azul: Núcleo Verde: os filamentos de actina Vermelho: as mitocôndrias Amarelo: um proteína presente apenas em tumores metastáticos CICLO CELULAR e DIVISÃO CELULAR A duração do ciclo celular varia de acordo com o tipo, função e estágio de desenvolvimento celular; FASE M Mitose Meiose Divisão Celular: ciclo celular FASE S Duplicação do DNA Síntese proteica FASE G1 Período mais variável ( horas, dias, meses ou ano. Celuas: duodeno 24h; esofago 7 dias; nervosa e musculares adultas --> ñ dividem; pulmoões, rins, figados regenerar partes lesadas; Inibidores de mutação bloqueiam a proliferação; Células que se dividem pouco, podem entrar em G0 (c. Nervosas e c. Rins, figados etc até sofrer uma lesão) FASE G2 Preparativos para mitose. Replicação completa e possíveis danos reparados; Ponto de checagem (células permanecem até a replicação e reparação completa genoma antes da mitose); Anomalia mitose bloqueada • Pontos de checagem prossegue ou não a divisão; • Fatores internos: DNA danificado? O tamanho da célula está adequado? • Fatores externos: o corpo precisa da divisão dessa célula? • G1 Ponto critico (não há como voltar se seguir adiante); • G0 = ponto de restrição (não irá se dividir) Ex; neurônios e c. musculares estriadas; • S duplicação dos cromossomos ; • G2 Verifica se há danos ao DNA Ponto de checagem do ciclo celular Checkpoints ou pontos de checagem Mecanismo que monitora a execução dos eventos celulares e impede o inicio de eventos subsequentes até que o processo anterior seja executado com sucesso, garantindo estabilidade genética . CONTROLE DE QUALIDADE DO CICLO CELULAR CONCEITOS: FASES DO CICLO CELULAR INTÉRFASE: 1) G1: Célula está aumentando seu tamanho e duplicando seus componentes citoplasmáticos para entrar na fase S: síntese de proteínas, síntese de RNA, digestão celular... * G0: células que não receberam estímulos externos para replicação e estão envolvidas no processo de síntese e secreção de proteínas. Elas podem entrar novamente na fase G1. Intérfase: 2) S: • Duplicação do material genético da célula • Formação das cromátides irmãs, duplicação dos centríolos e centrossomos e síntese de proteínas histonas. FASES DO CICLO CELULAR G1 G2 Intérfase: 3) G2: • Intervalo entre o término da intérfase e o início da mitose; • Célula continua aumentando de tamanho e duplicando suas organelas celulares, realizando os preparativos finais para a divisão; • Pequena síntese de RNA e proteínas essências para o início da mitose; • Início da separação dos centros celulares: início da migração dos centríolos para os pólos da célula e início da formação do fuso acromático FASES DO CICLO CELULAR Relação DNA e Cromossomos no ciclo celular Mitose Intérfase: Fase que precede qualquer divisão celular. Ocorre a duplicação do DNA e a formação de cromossomos duplos. Possui três subfases: G1 : pré-síntese (cromossomos simples) S : Síntese de DNA G2: Pós-síntese (cromossomos duplos) Alguns autores abordam também a fase G0, anterior a fase G1, período em que a célula permanece em repouso, até que algum estímulo a faça entrar em divisão. Tipo de divisão celular em que uma célula mãe haploide (n) ou diploide (2n), sempre com cromossomos duplos, origina duas células filhas contendo o mesmo número de cromossomos da célula mãe, porém simples. Pode ocorrer com células (n) ou (2n) Não altera o número de cromossomosda célula mãe A mitose também é chamada de divisão equacional (E) Divisão Celular: Mitose Mitose Divisão de células somáticas: Células que estão envolvidas no crescimento do nosso corpo e regeneração de tecidos e órgãos È uma divisão celular equacional onde a uma célula mãe (n ou 2n) dá origem a duas células filhas com o mesmo número de cromossomos e material genético. Mitose Mitose 1. Inicio da condensação dos cromossomos duplicados; 2. Inicio da formação do fuso; 3. Visível: centrômero, Áster; 4. Migração dos centríolos para os pólos opostos da célula; 5. Rompimento e degeneração da carioteca (prometáfase ). Divisão Celular: Mitose a) Prófase ( pro = primeira) Evitando quebras e embaraçamento 1. Grau máximo de condensação dos cromossomos (visíveis ao M.O.); 2. Cromossomos duplos alinhados lado a lado na placa equatorial da célula; 3. Centríolos dispostos nos pólos opostos da célula; 4. No final da metáfase ocorre a divisão dos centrômeros ; 5. Se houver erro de distribuição a mitose é interrompida. Divisão Celular: Mitose b) Metáfase ( meta=meio) c) Anáfase (ana = movimento) 1. Encurtamento das fibras do fuso; 2. Cromossomos simples (cromátides irmãs) separadas, migram para os pólos da célula, devido ao encurtamento das fibras cromossômicas do fuso; 3. Início da descondensação dos cromossomos; 4. Finalizada quando as cromátides irmãs chegam ao polo. Divisão Celular: Mitose 1. Ocorre a citocinese (divisão do citoplasma); 2. Formação de duas células filhas contendo o mesmo número de cromossomos da célula mãe; 3. Formação de duas novas cariotecas e dois novos nucléolos; 4. Cromossomos se descompactam; 5. fibras do fuso desaparecem. Divisão Celular: Mitose d) Telófase ( telo = fim) Finalidades da mitose Crescimento e regeneração de tecidos; Cicatrização; Divisões do zigoto durante o desenvolvimento embrionário; Divisão Celular: Mitose Mitose Divisão Celular: Mitose MEIOSE Responsável pela formação de gametas nos humanos Uma célula mãe (ovogônia ou espermatogônia) gera quatro células filhas com a metade do número de cromossomos OBS: a grande diferença que temos entre a mitose e a meiose é que na mitose a divisão é iniciada com cromossomos duplicados (cromátide irmãs) e na meiose são cromossomos homólogos, ou seja, pares de cromossomos iguais. A meiose gera VARIABILIDADE GENÉTICA através do processo chamado crossing-over (cruzamento cromossômico) Mitose 1ª divisão: Reducional (R!) (Separação dos homólogos) 2ª divisão: Equacional (E!) (Divisão das cromátides) Divisão Celular: Meiose A meiose ela ocorre em duas etapas: MEIOSE I (chamada de reducional) e a MEIOSE II (chamada de equacional) Fases da Meiose Meiose Interfase – Duplicação do DNA (Antecede a Meiose) Etapas da meiose Divisão Reducional ou Meiose I (R) a) Prófase I b) Metáfase I c) Anáfase I d) Telófase I Divisão Equacional ou Meiose II (E) a) Prófase II b) Metáfase II c) Anáfase II d) Telófase II Divisão Celular: Meiose Meiose Divisão Reducional ou Meiose I – (R!) Prófase I o Fase mais longa da meiose É dividida em 5 subfases: a) Leptóteno b) Zigóteno c) Paquíteno d) Diplóteno (ocorre o crossing-over ou permutação) e) Diacinese Troca de fragmentos entre cromossomos homólogos Variabilidade genética Divisão Celular: Meiose Estágios: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese. Leptóteno: Os cromossomos condensam-se e tornam-se visíveis; Zigóteno: Ocorre a sinapse (pareamento dos cromossomos homólogos); Paquíteno: Ocorre o crossing-over – troca de segmentos homólogos entre cromátides não-irmãs de um par de cromossomos homólogos. Meiose I – Prófase I Divisão Celular: Meiose • Crossing-over Tétrada cromatídica (um par de cromossomas homólogos) formada durante a Profase I Forma-se um quiasma entre os cromatídeos adjacentes dos cromossomas homólogos. Ocorre quebra e troca de segmentos entre os cromatídeos. Meiose I – Prófase I Divisão Celular: Meiose Diplóteno: melhor visualização dos quiasmas ( pontos de contato entre as cromátides); Diacinese: os cromossomos migram para o equador da célula. Meiose I – Prófase I Divisão Celular: Meiose Leptóteno Cromossomos visíveis Zigóteno pareamento dos cromossomos homólogos Tétrades ou bivalentes Paquíteno Quiasmas Diplóteno Terminalização dos quiasmas e placa equatorial Diacinese Divisão Celular: Meiose Meiose I – Prófase I Os cromossomos se posicionam na zona central da célula; Há formação da placa equatorial dupla; Divisão Celular: Meiose Meiose I – Metafase I Migração dos cromossomos (cada cromossomo do par de homólogos ) Não ocorre a divisão dos centrômeros Divisão Celular: Meiose Meiose I – Anáfase I Cromossomos já separados, em cada polo da célula; Reaparecimento da carioteca e do nucléolo; Ocorre a citocinese; Divisão Celular: Meiose Meiose I – Telófase I Desaparecimento da carioteca e do nucléolo; Duplicação e migração dos centríolos Divisão Celular: Meiose Meiose II– PRÓFASE II Condensação dos cromossomos Os cromossomos se posicionam na zona central da célula; Há formação da placa equatorial simples Divisão Celular: Meiose Meiose II– METÁFASE II Divisão Celular: Meiose Meiose II– ANÁFASE II Ocorre o encurtamento das fibras do fuso e divisão do centrômero; Os cromossomos simples são puxados para os pólos da célula. Reaparecimento da carioteca e do nucléolo; Descondensação cromossômica; Ocorre a citocinese; Formação de quatro células haploides (cromossomos simples); Divisão Celular: Meiose Meiose II– telófase II - Meiose I: fase reducional: uma célula diploide da origem a duas células haploides Meiose Divisão Celular: Meiose Finalidades da meiose • Formação dos gametas; • Variabilidade genética – recombinação gênica; • Manutenção do número diploide da espécie. Divisão Celular: Meiose Alterações cromossômicas Finalidades da Meiose (R!) 46 cromossomos paternos (2n) 46 cromossomos maternos (2n) Espermatozóide (n) (23 cromossomos) Óvulo (n) (23 cromossomos) 46 cromossomos (23 de origem paterna e 23 de origem materna) Divisão Celular: Meiose Alterações cromossômicas Euploidia: Altera todo o teor do genoma (não ocorre na espécie humana) 2n: indivíduos diploides; 2n – n: indivíduos haplóides – Ex: zangão; 2n + n: indivíduos triplóides – Ex: Banana (Musa paradisíaca); Aneuploidia: Altera o número de cromossomos do cariótipo 2n + 1 (47 cromossomos) – Trissomia; 2n + 2 (48 cromossomos) – Tetrassomia; 2n – 1 (45 cromossomos) – Monossomia; 2n – 2 (44 cromossomos) – Nulissomia; Divisão Celular: Meiose Alterações cromossômicas Principais aneuploidias humanas a) Síndrome de Down (Trissomia do 21 ) 3 cromossomos no par 21 Trissomia Cariótipos possíveis Homem: 45A + XY Mulher: 45A + XX O que causa? Erro na distribuição dos cromossomos na formação dos gametas (espermatozóides e óvulos) Idade avançada Exposição a altas taxas de radiação Uso de drogas alucinógenas (LSD, Heroína, Ecstasy)Divisão Celular: Meiose Alterações cromossômicas Principais aneuploidias humanas b) Síndrome de Klinefelter (XXY); (Trissomia) Só ocorre em homens Cariótipo: 44 A + XXY Quadro clínico Ginecomastia Alargamento dos quadris Voz aguda Retardo mental presente de leve a moderado Esterilidade (atrofia dos testículos) Divisão Celular: Meiose Outras trissomias Trissomia 18 (Síndrome de Edward); Trissomia 13 (Síndrome de Patau); Trissomia 8 (Síndrome de Warkany); Fonte: google Fonte: google Fonte: google Alterações cromossômicas Principais aneuploidias humanas c) Síndrome de Turner (X0); (Monossomia) Só ocorre em mulheres Cariótipo 44A + X0 Baixa estatura Obesidade Pescoço alado Muitos pêlos no corpo Retardo mental moderado Esterilidade (ovários atrofiados) Divisão Celular: Meiose Alterações cromossômicas Principais aneuploidias humanas d) Síndrome do duplo Y (XYY) Só ocorre em homens Cariótipo 44A + XYY Maioria dos homens são fenotipicamente normais. Crescimento ligeiramente acelerado na Infância. Homens com estatura muito elevada. Hiperatividade e crises de fúria na infância e início da adolescência. Grande número de acne facial durante a adolescência; Taxa de testosterona aumentada, o que pode ser um fator contribuinte para a inclinação anti- social e aumento de agressividade. Divisão Celular: Meiose Alterações cromossômicas Principais aneuploidias humanas e) Síndrome do triplo X “Super-fêmea” Só ocorre em mulheres Cariótipo 44A + XXX Mulheres com estatura geralmente acima da média. Apresentam genitália e mamas subdesenvolvidas. Apresentam certo gral de retardamento mental. Puberdade precoce. São férteis. Divisão Celular: Meiose
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