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Ciclo Celular e Divisão Celular Prof: Aline Oliveira Os seres vivos multiplicam suas células com a finalidade de reproduzir-se, crescer e repor células perdidas. Por que as células se dividem? Falhas nos mecanismo de divisão celular – apoptose - desenvolvimento tumoral O que controla o ciclo celular? 1. Sinais externos • Hormônios • Fatores de crescimento 2. Sinais internos : > ciclinas > quinases (CDKs) Regulado para parar em pontos específicos onde são feitos os reparos Fase G1 antes de entrar na Fase S Fase G2 antes de entrar em Mitose Fase M no fuso mitótico Controle do ciclo celular Células somáticas duplicam seu material genético e o distribui igualmente para duas células-filhas, em um processo contínuo dividido em 2 fases principais: – Interfase – Mitose Célula em estado de repouso fora do ciclo celular Não há preparo para a divisão celular Ciclo Celular - Quiescência Crescimento e aumento da massa celular e síntese de proteínas e RNA Cerca de 6-12 horas o tempo varia com o tipo de tecido e com as condições ambientais Atividades metabólicas associadas a preparação do DNA para replicação Ciclo Celular – fase G1 Cromossomo formado por duas cromátides-irmãs unidas pelo centrômero Fase S Replicação do material genético de cada cromossomo Cerca de 6-9 horas Ciclo Celular – fase S Fase pós-replicação do DNA Cerca de 3-4 horas Fase de crescimento e preparação para a divisão mitótica Ciclo Celular – fase G2 Processo de divisão celular que ocorre em todas as células somáticas Produção de células-filhas idênticas entre si e à célula- mãe diplóide (2n) Crescimento e regeneração Dependente do aparelho mitótico: Fusos, centríolos, ásteres e cromossomos Ciclo Celular - Mitose Cerca de 1 hora Centrossomo: Esta organela é o centro primário de organização dos microtúbulos É duplicado durante a intérfase Cada centrossomo possui um par de centríolos em seu centro. Mitose – aparato mitótico Microtúbulos: estruturas esqueléticas que se irradiam do centrossomo. Organizam e coordenam o movimento dos cromossomos durante a mitose. Microtúbulos astrais: microtúbulos que se irradiam de todas as direções a partir dos centrossomos Microtúbulos polares: microtúbulos que se ligam de um pólo a outro da célula e são responsáveis pela forma simétrica bipolar do fuso Microtúbulos do cinetócoro: microtúbulos que se fixam na extremidade do cinetócoro. Fixam os cromossomos ao fuso Mitose – aparato mitótico A mitose é um processo contínuo, mas para um melhor entendimento é dividida em 5 fases. Cada fase é definida pela estrutura e comportamento dos cromossomos. A prófase e a telófase são geralmente longas, enquanto que a metáfase e a anáfase são geralmente curtas. Mitose Desintegração da membrana nuclear e do nucléolo Cromossomos replicados na intérfase (Fase S) bem distendidos. Cromátides-irmãs unidas pelo centrômero iniciando o processo de condensação progressiva. Mitose Citoplasma: centríolos (já duplicados na intérfase) migram para os pólos opostos da célula Desaparecimento do nucleolo Rompimento do envelope nuclear Cromossomos ligados aos microtúbulos do fuso por meio dos cinetócoros Máximo grau de condensação: O papel dessa grande condensação dos cromossomos é organizar e compactar as gigantes moléculas de DNA em estruturas que irão facilitar a sua segregação sem que se entrelacem e se rompam no processo Cromossomos alinhados na região equatorial do fuso mitótico ligados às fibras do fuso Placa Equatorial Microtúbulos na região central ligando-se aos centrômeros Separação sincronizada das cromátides-irmãs para os pólos opostos Degradação da coesina Encurtamento dos microtúbulos do cinetócoro através da despolimerização Conjunto de cromátides-irmãs começando a descondensar no pólo do fuso mitótico Formação dos nucléolos e de um novo envelope nuclear ao redor de cada grupo de cromossomos Fim do movimento cromossômico microtúbulos se desmontam Término da mitose e início da divisão do citoplasma (citocinese) Invaginação da membrana plasmática na região equatorial anel contrátil de actina e miosina. Formação de um sulco de clivagem cada vez mais profundo divisão total das células Formação de duas células filhas cada uma com um núcleo A separação do citoplasma não é simétrica Processo especializado de divisão celular que ocorre em células das linhagens germinativas masculina e feminina (células que possuem o potencial de gerar gametas). Processo demorado na qual uma célula diplóide se divide duas vezes formando 4 células haplóides com uma única replicação do material genético Não existe replicação do material genético entre as duas divisões!!!!!! Meiose Equacional (E) mantém o número haplóide (n). Reducional (R) reduz o número de cromossomos de um estado diplóide (2n) para um estado haplóide (n). Meiose Meiose Telófase I Anáfase I Prófase I Metáfase I Meiose I (R) Meiose Reducional (R) = Meiose I Meiose Cromossomos em processo de condensação e em tétrades Longa duração e complexidade permuta de material genético Carioteca e nucléolos desintegrados Centríolos duplicados nos pólos da célula Formação do fuso de divisão Meiose Lepto = fina Cromátides-irmãs não distinguíveis Meiose Migração dos centríolos para os pólos Início da formação do áster Núcleo e nucléolo visíveis Meiose Início da sinapse formação de tétrade ZIGO = Pareado Meiose Cromossomos continuam a encurtar e espessar mas ainda não são visíveis. Meiose Início da formação do fuso acromático Início da desintegração do nucléolo Núcleo intacto Ampliação do áster Meiose Cromossomos como estruturas replicadas totalmente pareadas, ainda condensando e encurtando. Par de homólogos como bivalente ou tétrade 4 cromátides Meiose Crossing Over Aumento da variabilidade Os resultados desse processo só podem ser visualizados no estágio seguinte (Diplóteno). Cromátides não irmãs dos cromossomos homólogos trocam segmentos de material genético. Meiose Crossing Over Complexo Sinaptonêmico medeia o processo Meiose Crossing Over Recombinação deve ocorrer entre sequências precisamente correspondentes garantia que nenhum par de base seja perdido ou adicionado Meiose QUIASMAS pontos de contato visíveis entre os cromossomos homólogos onde as cromátides trocam sequências de DNA. Estes pontos dão uma visão dos crossing over que ocorreram. Pequeno afastamento dos homólogos unidos pelos centrômeros e entrecruzados pelos quiasmas Meiose Início da densintegração do núcleo Complexo sinaptonêmico se desfaz. Meiose Nucléolo e membrana nuclear desaparecem Pares cromossômicos continuam a se espessar e se condensar, movendo-se para o centro da célula PLACA EQUATORIAL Microtúbulos ligados aos cinetócoros Fuso acromático completamente formado Centríolos nos pólos da célula Meiose Cada par de cromossomos pareados (tétrades) e altamente condensados estão alinhados no plano equatorial da célula dispostos na placa equatorial do fuso Desaparecimento da membrana nuclear Microtúbulos ligados aos cinetócoros nas regiões centroméricas dos cromossomos Quiasmas podendo ser observados Metáfase I Pares de cromossomos homólogos se separam e migram para pólos opostos da célula Distribuição independente conjunto paterno e materno originais se separam aleatoriamente AnáfaseI Divisão do citoplasma formando duas células. Formação de dois núcleos (reconstituição da membrana nuclear) com 23 cromossomos duplicados Fim da migração dos cromossomos dois conjuntos haplóides (n) agrupados nos pólos opostos da célula Telófase I Curto intervalo entre a Meiose I e a Meiose II Não há replicação cromossômica antes da meiose II. Relaxamento do cromossomo vindo da meiose I. Meiose - Intercinese Metáfase I Prófase I Telófase I Anáfase I Meiose Meiose I (R) Meiose II (E) Leptóteno Zigóteno Paquíteno Diplóteno Diacinese Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Meiose Equacional (E) = Meiose II Início com as células resultantes da Telófase I Semelhante a mitose, mas só há um membro de um par cromossômico em cada núcleo. Meiose Metáfase I Prófase I Telófase I Anáfase I Meiose Meiose I (R) Meiose II (E) Leptóteno Zigóteno Paquíteno Diplóteno Diacinese Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Cromossomos relaxados da Telófase I começam a se condensar e mover-se para a placa equatorial. Divisão dos centríolos Formação dos fusos Desaparecimento do núcleo Meiose Cinetócoros ligados às fibras do fuso Cromossomos alinhados na placa metafásica Meiose Cromátides-irmãs se separam formando cromossomos. Migração para os pólos opostos Meiose Formação da membrana nuclear ao redor de cada grupo de cromossomos Descompactação dos cromossomos Reconstituição do nucléolo Citocinese Formação de quatro células-filhas haplóides Meiose Meiose Meiose Gametogênese Prof: Aline Oliveira Meiose produz 4 células haplóides que amadurecem em gametas funcionais ovócito e espermatozóides. Gametogênese: junção de processos mitóticos e meióticos que produz células haplóides a partir de uma célula diplóide. Ovocitogênese Espermatogênese Gametogênese Estágios da Ovocitogênese: Células germinativas primordiais migram para o ovário em desenvolvimento na embriogênese tornando-se ovogônias; Ovogônias sofrem sucessivas mitoses No 3º mês pré- natal Meiose I ovócitos primários Revestimento especial danos mecânicos Grânulos corticais altera o revestimento do ovócito e somente um sptz pode fertilizar por vez Ovócito primário acumula nutrientes e outras moléculas nutrição do embrião Ovócitos primários inicia a Meiose I e pára na fase Diplóteno da Prófase I. Mudanças preparatórias para o término da meiose e fertilização; Maturidade sexual (estágio ativado por hormônios) completa a Meiose I (Reducional) citocinese assimétrica: ovócito secundário + glóbulo polar Folículo se rompe liberando o ovócito secundário no oviduto Meiose II (inicia enquanto viaja pela Trompa de Falópio) + Liberação do ovócito secundário = OVULAÇÃO Ovócito Secundário Fertilizado Não fertilizado Meiose II se completa Meiose II não se completa. Degeneração do ovócito secundário. ÓVULO Fertilização: núcleos masculino e feminino ocupam o citoplasma do ovócito e se fundem restaurando o nº cromossômico diplóide zigoto Formação dos espermatozóides Formam-se nos túbulos seminíferos dos testículos Inicia na puberdade dos homens Espermatogênese Túbulos revestidos com espermatogônias na parte mais externa. Em vários pontos um subgrupo de espermatogônias pára de se dividir, aumenta e se diferencia em espermatócitos primários Celulas Primordiais -> Mitoses -> Espermatogônias Espermatócitos primários Meiose I Espermatócitos secundários Meiose II 4 espermátides haplóides Diferenciação Morfológica espermatozóides Sptz passam para a luz dos túbulos seminíferos e para o epidídimo (tubo que recobre o testículo) Sptz em desenvolvimento permanecem ligados uns aos outros por um citoplasma em comum durante todo o processo. Espermiogênese Fase final da espermatogênese onde ocorre a diferenciação das espermátides em espermatozóides maduros. É um processo complexo que inclui a formação do acrossomo, a condensação e alongamento do núcleo, o desenvolvimento do flagelo e a perda da maior parte do citoplasma. O citoplasma em comum fornece às espermátides em desenvolvimento todos os produtos citoplasmáticos que necessitam para se diferenciar em sptz. Células femininas Células masculinas Inicia na embriogênese Inicia na puberdade 1 única célula viável 4 células viáveis 1 ovócito secundário e 3 glóbulos polares 4 espermatozóides Ovocitogênese x Espermatogênese Entre as maiores células do organismo Entre as menores células do organismo Não é móvel Altamente móvel Estoque de material necessário para sustentar o crescimento e o desenvolvimento do embrião Núcleo haplóide com cauda. Só possui mitocôndrias e vesículas acrossômicas Ovocito x Espermatozóide Reúne grande prate do citoplasma dos produtos meióticos Perdem o citoplasma durante a espermatogênese Ovocito x Espermatozóide
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