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DIVISÃO CELULAR O crescimento, o desenvolvimento e a reposição de células mortas, bem como a produção de novos indivíduos através do processo reprodutivo, só são possíveis graças aos mecanismos de divisão celular: a mitose e a meiose. O ponto em comum desses dois processos é a duplicação dos cromossomos, que ocorre antes de do início tanto da mitose quanto da meiose. A duplicação do material genético ocorre durante a interfase, período em que a célula não está em divisão, porém a atividade metabólica dela é intensa. É na interfase que a célula aumenta a quantidade de elementos e substâncias do seu citoplasma, para poder passar esse material para as células-filhas. A interfase pode ser subdividida em três subfases: • G1 ⇒ fase de crescimento, com síntese de proteínas e RNA; • S ⇒ Replicação ou duplicação de DNA; • G2 ⇒ Grande produção de energia e mais síntese proteica e de RNA. Preparação para a divisão celular. Ciclo Celular MITOSE É a divisão celular que produz duas células-filhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. Ela pode ocorrer em qualquer tipo de célula (n, 2n, 3n, 4n, etc.). Assim, a mitose mantém constante o número de cromossomos da célula, garantindo o desenvolvimento e o crescimento do indivíduo, além da regeneração e cicatrização dos tecidos feridos, além de ser a mais comum forma de reprodução em unicelulares. Observe o esquema abaixo: Variação da carga cromossômica Para melhor estudar o comportamento dos cromossomos durante a divisão celular, podemos dividir a mitose em quatro fases principais: Prófase (fase preparatória) Os cromossomos já duplicados na interfase, vão se distinguindo pela espiralização da cromatina. Cada cromossomo é constituído por duas cromátides-irmãs unidas pelo centrômero. Os nucléolos desaparecem. Os centríolos, já duplicados, começam a migrar em direção a polos opostos da célula iniciando-se entre eles a formação do fuso acromático. Ao redor deles forma-se um conjunto de fibras radiais denominadas áster. Ao final da prófase os nucléolos desaparecem totalmente e os centríolos ocupam os polos opostos. A transição entre essa fase e a próxima é marcada pelo rompimento da carioteca. Prófase Metáfase (fase do meio) Os cromossomos estão no máximo grau de espiralização. Eles se espalham e se ligam às fibrilas do fuso através do centrômero dispondo-se na região central da célula, região intermediária entre os dois polos instituídos pelos centríolos. Essa formação recebe o nome de placa equatorial. Metáfase 2n 2n 2n 2n Mitose Interfase Anáfase (fase de separação polar) Os centrômeros se dividem. As cromátides-irmãs, agora individualizadas, tornam-se cromossomos. Ocorre o encurtamento das fibras do fuso, fazendo com que os cromossomos-irmãos migrem cada uma para polos opostos na célula. Anáfase Telófase (fase final) Os cromossomos se desespiralizam e os nucléolos reaparecem. A carioteca se recompõe. Como podemos notar, a telófase apresenta quase os mesmos eventos da prófase, em ordem inversa. Ela termina quando ocorre a citocinese. Telófase Citocinese É a divisão equitativa do citoplasma entre as duas células-filhas. Nas células animais a citocinese ocorre através de um estrangulamento da membrana plasmática na região equatorial da célula. É então chamada citocinese centrípeta. A célula vegetal não apresenta centríolos. Consequentemente; o fuso de divisão é acêntrico e anastral, pois também não se forma o áster. Na citocinese vegetal nas duas faces da lamela média forma-se a membrana plasmática que individualiza cada uma das células-filhas. Como esta citocinese ocorre de dentro para fora, é dita centrífuga. Célula Vegetal Célula Animal O gráfico mostra a variação da quantidade de ácidos nucléicos em fases anteriores e durante a divisão celular. Variação da quantidade de DNA ao longo da mitose MEIOSE A meiose origina quatro células-filhas, cada uma com metade do número de cromossomos da célula- mãe. Neste caso, uma célula diploide forma quatro células haploides. Esse processo se destina a produzir células reprodutoras ou gametas para a reprodução sexuada das espécies. A meiose consiste em duas divisões celulares, acompanhadas por uma só duplicação cromossômica. A meiose garante a manutenção do número cromossômico da espécie, e a troca de partes entre cromossomos homólogos, através do crossing-over ou permutação, permitindo que haja novas combinações gênicas, aumentando assim a variabilidade genética. Observe o esquema que segue: Variação da carga cromossômica Quantidade de DNA Tempo Mitose Interfase x 2x S G1 G2 P r ó f a s e M e t á f a s e A n á f a s e T e l ó f a s e n n n 2n 2nn n Interfase n n Meiose I Meiose II Interfase A meiose se processa em duas etapas ou duas divisões celulares. A primeira divisão meiótica é chamada reducional porque é nessa fase que ocorre a redução do número diploide para o haploide de cromossomos. A segunda divisão é dita equacional porque mantém o número haploide. Divisão Reducional ou Meiose I Prófase I É uma fase longa e complexa, a maior de todas as divisões celulares. Para ser mais bem estudada, é dividida em cinco estágios: Leptóteno (filamento fino): embora os cromossomos estejam duplicados desde a interfase, suas cromátides ainda não são visíveis. Aparecem pouco condensados e se distribuem ao acaso no núcleo. Inicia o processo de condensação. Leptóteno Zigóteno (filamento unido): ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos. Cada par de homólogos é chamado de bivalente ou tétrade. Zigóteno Paquíteno (filamento grosso): a condensação dos cromossomos atinge um alto grau. Já é possível a visualização das cromátides. Cada par de cromossomos possui quatro cromátides e por isso recebe a denominação de tétrade. O crossing-over começa aqui e termina no diplóteno. Paquíteno Diplóteno (filamento duplo): nesta fase termina o crossing-over (permutação): as cromátides homólogas se entrelaçam, podendo sofrer quebras e trocas de segmentos. Logo após, inicia-se uma repulsão entre os homólogos. Durante a separação é possível visualizar alguns pontos de contato entre as cromátides homólogas chamadas de quiasmas (do grego = cruzamento em X), que indicam os locais onde houve permutação. Diplóteno Diacinese (movimento): com o afastamento dos homólogos, os quiasmas vão “escorregando” em direção às pontas das cromátides, isto também é conhecido como terminalização dos quiasmas. Este estágio termina com o desaparecimento do nucléolo e a desintegração da carioteca. Ao mesmo tempo, no citoplasma, os centríolos se duplicaram e iniciaram a migração para os polos da célula, com a formação do fuso acromático entre eles. Metáfase I Forma-se a placa equatorial, com os cromossomos homólogos se colocando um ao lado do outro em fibras de polos opostos. Anáfase I Os cromossomos migram para cada um dos polos separando os homólogos, cada qual ainda constituído por duas cromátides. Não há divisão dos centrômeros nesta fase. Telófase I Em torno dos cromossomos agrupados em cada polo forma-se uma carioteca e o citoplasma se divide. Embora o número de cromossomos tenhasido reduzido nas células-filhas, de 2n para n, eles permanecem duplicados. Divisão Equacional ou Meiose II Prófase II É uma fase rápida. As cariotecas se fragmentam e os novos fusos se formam, geralmente em posição perpendicular aos primeiros. Metáfase II Os cromossomos duplicados alinham-se nas placas equatoriais. Anáfase II Os centrômeros se dividem e os cromossomos migram para os polos das células. Telófase II Formam-se novas cariotecas em torno de cada conjunto de cromossomos. Os nucléolos reaparecem e os cromossomos desespiralizam. As quatro células resultantes da meiose são haploides, ou seja, n cromossomos. Como é possível observar, o resultado final é a redução da carga cromossômica ao longo da meiose, gerando então células haploides a partir de uma célula diploide. Observe o quadro a seguir: Variação na quantidade de DNA ao longo da meiose Meiose vs. Mitose EXERCÍCIOS 1. (CFTMG) Observe a fase do processo de divisão celular de uma célula, cuja ploidia é 2n = 2, conforme a figura. Conclui-se que a fase mostrada na figura refere-se à mitose, pois se fosse meiose: a) as cromátides irmãs estariam afastando-se em direção aos polos da célula. b) a visualização dos cromossomos seria impossível. c) os cromossomos mudariam de formato. d) o número cromossômico seria diferente. 2. (UEPG) No que se refere à cromatina, assinale o que for correto. 01) Aparece em todas as etapas da mitose: prófase, metáfase, anáfase e telófase. 02) Aparece apenas na anáfase, pois, apenas nesta etapa a cromatina é importante no processo da divisão celular. 04) Está presente no núcleo interfásico e aparece durante a divisão celular com uma organização estrutural diferente, transformando-se nos cromossomos. 08) É formada por nucleoproteínas. 3. (UDESC) Assinale a alternativa correta quanto à mitose na espécie humana, referente à fase da anáfase (1), da prófase (2), da telófase (3) e da metáfase (4), respectivamente: a) (1) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (2) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (3) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (4) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. b) (1) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (2) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (3) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (4) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. c) (1) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (2) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (3) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (4) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. d) (1) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (2) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (3) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (4) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. e) (1) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (2) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (3) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (4) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. 4. (UFLA) Em relação aos processos de divisão celular, mitose e meiose, analise as proposições abaixo e, a seguir, assinale a alternativa CORRETA. I – A orientação ao acaso dos cromossomos homólogos, para os polos opostos da célula, ocorre na metáfase II da meiose. II – Na anáfase da mitose, ocorre a segregação cromatídica. III – A duplicação do DNA ocorre no período S da interfase nas células que sofrerão mitose ou meiose. IV – A permuta genética (‘crossing-over”) ocorre no paquíteno da prófase I da meiose. a) Apenas as proposições I, III e IV estão corretas. b) Apenas as proposições I, II e III estão corretas. c) Apenas as proposições I, II e IV estão corretas. d) Apenas as proposições II, III e IV estão corretas. 5. (FUVEST) Considere um indivíduo heterozigoto Aa. a) O esquema 1 representa o ciclo celular. Numa célula desse indivíduo heterozigoto, indique quantas unidades de cada alelo haverá ao final das fases: - G1 (intervalo 1). - S (Síntese). - M (Mitose). _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) No esquema 2, está representado o processo de divisão de um espermatócito desse mesmo indivíduo. Preencha as células esquematizadas, nas fases I e II, indicando o tipo e o número de alelos em cada uma delas. Considere que não tenha ocorrido permutação. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 6. (UNIFESP) Analise o diagrama. Indique a alternativa que identifica corretamente os conceitos correspondentes a 1, 2, 3 e 4. a) 1 = em células diploides; 2 = na mitose; 3 = na meiose; 4 = em células haploides. b) 1 = em células haploides; 2 = na meiose; 3 = na mitose; 4 = em células diploides. c) 1 = na meiose; 2 = em células haploides; 3 = na mitose; 4 = em células diploides. d) 1 = na meiose; 2 = na mitose; 3 = em células diploides; 4 = em células haploides. e) 1 = na mitose; 2 = em células diploides; 3 = em células haploides; 4 = na meiose. 7. (Mackenzie) A figura a seguir representa _______________ , que ocorre na _______________ e tem como consequência _______________. A alternativa que preenche correta e respectivamente os espaços anteriores é: a) o crossing-over; metáfase da mitose; a variabilidade genética. b) o pareamento de cromátides-irmãs; anáfase I da meiose; a troca de genes alelos. c) o crossing-over; prófase I da meiose; a variabilidade genética. d) a segregação de cromossomos homólogos; anáfase I da meiose; a formação de células haploides. e) o pareamento de cromossomos homólogos; metáfase da mitose; a formação de gametas. 8. (UNESP) Em relação ao processo de divisão celular, podemos afirmar que: a) a mitose consiste em duas divisões celulares sucessivas. b) os óvulos e os espermatozoides são produzidos por divisões mitóticas. c) durante a meiose não ocorre a permutação ou "crossing-over". d) a meiose é um processo que dá origem a quatro células haploides. e) durante a mitose as cromátides irmãs não se separam. 9. (FATEC) O quadro a seguir apresenta algumas diferenças entre mitose e meiose. Assinale a alternativa correta. 10. (UFC) "Dois tipos de divisão nuclear, mitose e meiose, são característicos da maioria das células animais e de plantas. A mitose está regularmente associada à divisão nuclear de células vegetativas ou somáticas. A meiose ocorre em conjunto com a formação de células reprodutivas (gametas ou meiósporos) nas espécies de reprodução assexuada" (Burns, 1983).Com relação a esses dois processos de divisão celular, responda: a) Que fenômeno acontece na prófase meiótica, o qual possibilita a ocorrência de crossing-over e consequente formação de quiasmas? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ b) Que diferença existe quanto ao número de cromossomos nas células resultantes da mitose e da meiose? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 11. (UDESC) Analisando o esquema a seguir que representa o ciclo vital de um vegetal, podemos fazer todas as afirmações, EXCETO: a) as células a e b são gametas produzidos por mitose (I). b) a geração 2N produz esporo (célula d) por meiose (III). c) o esporo (célula d) germina por mitose (IV) e se diferencia originando a geração N. d) a meiose é final ou gamética (III). e) o vegetal apresenta metagênese ou alternância de gerações. 12. (UFPE) Analise as proposições apresentadas com relação ao tópico "Divisão celular". ( ) Nos organismos pluricelulares, o crescimento e a reparação dos tecidos ocorrem através de mitose. ( ) Na mitose ocorre recombinação de genes e formam-se, ao final do processo, quatro células, todas 2n (diploide) como a célula-mãe. ( ) Em organismos adultos, células em que a capacidade de divisão diminuiu, podem voltar a se dividir ativamente, como é o caso de células ósseas após a ocorrência de fraturas. ( ) No processo de meiose ocorre uma duplicação cromossômica para duas divisões celulares. ( ) Na primeira divisão meiótica ocorre a segregação das cromátides irmãs de cada cromossomo e na segunda divisão ocorre a separação dos cromossomos homólogos de cada par. 13. (FEI) No processo de mitose: a) a partir de uma célula diploide originam-se duas novas células diploides b) a partir de uma célula diploide originam-se quatro novas células diploides c) a partir de uma célula haploide originam-se duas novas células diploides d) a partir de uma célula haploide originam-se quatro novas células diploides e) a partir de uma célula diploide originam-se quatro novas células haploides 14. (UFPE) Considere as proposições a seguir e assinale a alternativa correta. I) A duplicação do DNA ocorre durante a interfase da célula. II) Quando uma célula diploide sofre meiose seu número cromossômico se reduz a 1/4. III) A duplicação dos centríolos ocorre na telófase da mitose. a) Apenas a afirmativa I está correta. b) Estão corretas I e III. c) Apenas a afirmativa III está correta. d) Todas são corretas. e) Todas estão erradas. 15. (UEL) Considere os seguintes eventos: I. recombinação genética II. segregação de cromossomos homólogos III. segregação de cromátides irmãs IV. alinhamento dos cromossomos na placa equatorial. Desses, os que ocorrem tanto na mitose quanto na meiose são APENAS: a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV 16. (UEL) Numa dada fase de um processo de divisão celular, os cromossomos homólogos migram para polos opostos da célula. Essa fase é a: a) metáfase da mitose. b) anáfase da mitose. c) metáfase da meiose I. d) anáfase da meiose I. e) anáfase da meiose II. 17. (FATEC) Mitose é um processo de divisão celular pelo qual uma célula origina duas outras com o mesmo número de cromossomos. Com relação à divisão celular, podemos afirmar que: a) na mitose a célula-mãe diploide origina células-filhas haploides. b) a interfase caracteriza-se pela pouca atividade metabólica desempenhada pela célula. c) a mitose é precedida de uma duplicação de material genético. d) durante a divisão celular a organização do núcleo mantém-se inalterada. e) no período de mitose a quantidade de DNA mantém- se constante. 18. (CESGRANRIO) Ao compararmos mitose com meiose, podemos concluir que: a) a meiose está associada à reprodução de pluricelulares, e a mitose ao seu crescimento. b) a meiose divide à metade o número de cromossomos de uma célula, e a mitose o duplica. c) a meiose está associada à reprodução de unicelulares, e a mitose ao seu crescimento. d) a mitose garante o número cromossomico da espécie, e a meiose o número cromossomico do indivíduo. e) a mitose só acontece em células reprodutoras, e a meiose só em células haploides. 19. (FATEC) Considere os seguintes eventos que ocorrem durante a mitose: I - Desespiralização dos cromossomos. II - Desaparecimento da carioteca. III - Desaparecimento do fuso acromático. IV - Separação das cromátides irmãs. V - Reaparecimento do nucléolo. Assinale a alternativa que reúne os eventos que caracterizam a telófase. a) I - III - V b) I - II - IV c) I - II - III d) II - III - IV e) III - IV - V 20. (UNESP) Com relação à divisão celular, podemos afirmar que: a) a mitose só ocorre em organismos com reprodução sexuada. b) a mitose permite variabilidade genética, principal diferença do processo em relação à meiose. c) na meiose não há associação de cromossomos homólogos com troca de partes entre eles, fato que só ocorre na mitose. d) na meiose não ocorre segregação de genes. e) o objetivo do processo mitótico é o crescimento do organismo e do processo meiótico é a formação de gametas. GABARITO 1: [D] Caso a célula 2n = 2 estivesse em metáfase meiótica I, o arranjo cromossômico seria diferente e os cromossomos homólogos estariam pareados. Se estivesse em metáfase meiótica II, o número de cromossomos seria diferente. Nesse caso, observaríamos apenas um cromossomo duplicado preso à região meridiana do fuso de microtúbulos. 2: 04 + 08 = 12. A cromatina torna-se evidente à microscopia óptica e eletrônica durante a metáfase e anáfase, devido à condensação ou espiralização das nucleoproteínas. 3: [E] A primeira fase da mitose é a prófase (2), quando se inicia a condensação dos cromossomos e ocorre a fragmentação da carioteca. A fase seguinte é a metáfase (4), quando os cromossomos condensados migram para a região equatorial da célula, formando a placa equatorial ou metafásica. Logo após a metáfase inicia-se a anáfase (1), fase em que ocorre a separação das cromátides-irmãs, puxadas para polos opostos pelo encurtamento dos microtúbulos do fuso do centrossomo. Na telófase (3), última fase da mitose, os cromossomos se descondensam, as fibras do fuso mitótico desaparecem, uma nova carioteca organiza-se ao redor de cada conjunto de cromossomos e ocorre a divisão citoplasmática (citocinese) para a formação de duas células-filhas. 4: [D] A orientação ao acaso dos cromossomos homólogos, para os polos opostos da célula, ocorre durante a anáfase I da meiose. 5: a) Durante o período G1 da interfase a célula-mãe possui dois alelos, sendo genotipicamente Aa. No período S a célula apresentará duas cópias de cada alelo (AA e aa). Ao final do processo mitótico formam-se duas células-filhas. Em cada uma ocorrerão dois alelos (Aa). b) Observe o esquema a seguir: 6: [D] 7: [C] 8: [D] 9: [C] 10: a) Pareamento (sinapse) dos cromossomos homólogos. b) Células produzidaspor mitose são 2n (diploides), enquanto as que são resultantes da meiose são n (haploides). 11: [D] 12: V F V V F 13: [A] 14: [A] 15: [E] 16: [D] 17: [C] 18: [A] 19: [A] 20: [E]
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