Ciclo celular

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Ciclo Celular
Isabela Souza
Núcleo e divisão celular
 
 Componentes do núcleo: Carioteca, nucleoplasma, nucléolo e material genético
 Divisão celular: Forma como a célula vai se reproduzir para gerar células filhas
Núcleo e divisão celular
Ciclo celular
 INTERFASE: Preparação para a divisão
 MITOSE: Uma duplicação e uma divisão
Interfase
G0
Mitose
 Divisão equacional: Células diploides originam células idênticas
 Acontecem em células somáticas
 Dividida em: Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase.
Prófase
 Centríolos já duplicados em G2 começam a migrar para os polos por meio das fibras do fuso
 Perda do nucléolo e carioteca
 Inicio da condensação do DNA
Metáfase
 Centríolos nos polos 
 Cromossomos ocupam a região mediana da célula, alinhados pelas fibras do fuso formando a placa equatorial
 Cromossomos condensados em seu grau máximo
Anáfase
 Rompimento dos centrômeros e separação das cromátides irmãs
 Migração dos cromossomos filhos para os polos
 Não disjunção cromossômica
Telófase
 Cromossomos chegam aos polos
 Desaparecimento das fibras do fuso
 Começam a descondensar
 A carioteca e nucléolo se refazem
 Citocinese 
Citocinese
 Divisão do citoplasma e a distribuição das organelas entre as células filhas
 Centrípeta: anel de actina e miosina na região equatorial da célula
Mitose animal e mitose vegetal
Início com a destruição da membrana nuclear e termina com as cromátides ligadas ao fuso pelos centrômeros.
Variação da quantidade de DNA no decorrer do ciclo - MITOSE
Significado biológico da mitose
 Crescimento 
 Renovação tecidual
 Regeneração celular
 Reprodução assexuada
Exercício
(Fazu-MG) Entre as frases a seguir, em relação à divisão celular por mitose, uma é incorreta. Aponte-a:
a)      Na metáfase, todos os cromossomos, cada um com duas cromátides, encontram-se no equador da célula em maior grau de condensação.
b)      A célula mãe dá origem a duas células filhas com metade do número de cromossomos.
c)       As células filhas são idênticas às células mãe.
d)      Ocorre nas células somáticas, tanto de animais como de vegetais.
e)      É um processo muito importante para o crescimento dos organismos.
Exercício
(UFSM-RS) Um bioquímico mediu a quantidade de DNA em células cultivadas em laboratório e verificou que a quantidade de DNA na célula duplicou:
a) entre as fases G1 e G2 do ciclo celular.
b) entre a prófase e a anáfase da mitose.
c) durante a metáfase do ciclo celular.
d) entre a prófase I e a prófase II da meiose.
e) entre a anáfase e a telófase da mitose.
Exercício
Marque a alternativa que completa as frases abaixo.
I.                    A ___________ é uma fase marcada pela condensação dos cromossomos que se tornam progressivamente mais curtos e grossos.
II.                  Na ____________ os cromossomos se descondensam e uma nova carioteca surge ao redor de cada conjunto cromossômico.
III.                A ­­­­­­­­­­­­­­_____________  inicia-se após a desagregação da carioteca, que liberta os cromossomos altamente condensados.
IV.                A ______________ é a fase em que as cromátides-irmãs se separam, puxadas para polos opostos pelo encurtamento dos microtúbulos do fuso.
a)      Telófase, anáfase, prófase e metáfase.
b)      Anáfase, metáfase, prófase e telófase.
c)       Prófase, telófase, metáfase e anáfase.
d)      Prófase, telófase, anáfase e metáfase.
e)      Metáfase, prófase, telófase e anáfase.
Exercício
"Normalmente não se encontram neurônios no cérebro em plena divisão celular. Entretanto, no mal de alzheimer, em grandes quantidades dessas células iniciam anormalmente o ciclo de divisão. Estudos mostram que até 10% dos neurônios nas regiões atingidas por tal degeneração tentaram iniciar a divisão celular. Contudo, nenhum deles conseguiu terminá-la, pois não foi observado o sinal mais característico da consumação da divisão de uma célula: cromossomos alinhados no meio dos neurônios."
Nomeie o tipo de divisão celular ao qual o texto faz referência e a fase dessa divisão correspondente ao alinhamento dos cromossomos.
A divisão celular exposta diz respeito à mitose em sua etapa de metáfase.
Meiose
 Antecedida pela INTERFASE 
 Só ocorre em células diploides, uma única duplicação para duas divisões consecutivas;
 Uma divisão reducional: separação dos cromossomos homólogos
 Uma divisão equacional: divisão das cromátides irmãs
 Dividida em: MEIOSE I - Prófase I, Metáfase I, Anáfase I e Telófase I
 MEIOSE II - Prófase II, Metáfase II, Anáfase II e Telófase II
Prófase I
 Fase mais demorada e mais importante;
 Condensação dos cromossomos, desaparecimento da carioteca e nucléolo, duplicação dos centríolos.
 Dividida em: 
Leptóteno
Zigóteno
Paquíteno
Diplóteno (ocorre o crossing-over ou permutação) 
Diacinese
Prófase I
Emparelhamento dos 
cromossomos homólogos
 Troca de fragmentos entre cromossomos homólogos -> Variabilidade genética
Terminalização dos quiasmas
Tétrades ou bivalentes
Quiasmas
OCORRE O CROSSING OVER
VISUALIZAÇÃO DO CROSSING OVER: QUIASMAS
Quebra das cromátides homólogas
Prófase I
Cromossomos homólogos duplicados e pareados
Resultado das permutações
Paquíteno
(tétrade/bivalente)
Diplóteno
(Quiasmas)
Cromossomos 
modificados
Metáfase I
1 - Cromossomos homólogos pareados na placa equatorial presos às fibras do fuso;
Anáfase I
 Encurtamento das fibras do fuso
 Separação dos cromossomos homólogos
 Não ocorre divisão dos centrômeros 
A Segregação Independente dos homólogos
Promove variabilidade genética
Telófase I
 Célula mãe (2n) origina duas células filhas (n)
 Os cromossomos continuam duplos
 Formação de duas novas cariotecas e de dois novos nucléolos
 Cromossomos descondensam e ocorre a Citocinese
Meiose I
Meiose II
Variação da quantidade de DNA no decorrer do ciclo - MEIOSE
S. Duplicação do DNA = Formação das cromátides irmãs
AI. Separação dos cromossomos homólogos
AII. Separação das cromátides irmãs
Significado biológico da meiose
 Formação de gametas e esporos
 Perpetuação da espécie
 Variabilidade genética
Aneuploidias
 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
Síndrome de Down (Trissomia do 21)
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)
Exercícios
Analise a seguinte figura de cromossomos:
a) Que fenômeno celular está sendo mostrado na figura?
b) Em que tipo de divisão celular ocorre esse fenômeno? Por quê?
c) Qual é a importância desse fenômeno para os seres vivos? 
Crossing Over
 
Meiose. É somente nesse tipo de divisão que acontece o pareamento entre cromossomos homólogos, permitindo a troca de partes entre eles.
Esse fenômeno possibilita a recombinação entre cromossomos homólogos, gerando cromossomos com novas sequências e, portanto, gametas ou esporos geneticamente diferentes. A variabilidade decorrente é um importante fator de evolução para os seres vivos.
Exercícios
Exercícios
Com base nessas figuras,
CITE o tipo de divisão celular representado.
b) INDIQUE a sequência de números que melhor representa a ordem cronológica das etapas da divisão celular.
c) CITE o número da etapa em que ocorre a segregação de
	1. Cromossomos homólogos:
	2. Cromátides:
d) CITE o nome do importante fenômeno, do ponto de vista evolutivo, que ocorre em III. Justifique a sua importância.
Meiose
III, IV, II, V, I
IV – Anáfase I
I – Anáfase II
Crossing Over
Replicação
 Nucleotídeos: bases formadoras de DNA e RNA
ReplicaçãoDNA - ácido desoxirribonucleico
 É a única molécula capaz de se replicar – Durante a fase S
 Replicação semiconservativa – conserva uma fita mãe/molde
 Replicação acontece no sentido 5’ 3’
Replicação
 Proteínas envolvidas na replicação
 DNA-helicase: separação das fitas de DNA, forquilha de replicação
 SSB: estabilização, evitar que o DNA se enrole 
 DNA-primase: iniciadora, coloca o primer
 DNA-polimerase: adiciona os nucleotídeos para síntese da nova fita de DNA
 RNAse H: retira os primers para a junção dos fragmentos de Ocasaki
 DNA-ligase: liga os fragmentos de Ocasaki
Replicação
Replicação
Replicação
Replicação
Replicação 
Ocorre no núcleo
Ocorre no citoplasma
Transcrição e Tradução
 RNA – Molécula de fita simples
 Transcrição de RNA a partir da fita de DNA 
 Adenina - Uracila
 
Transcrição e Tradução
Transcrição e Tradução
Transcrição e Tradução
 RNAm - Leva a informação
 RNAt - Leva o aminoácido
 RNAr - Componente do ribossomos que faz a síntese de proteínas
 1 códon = 1 aminoácido
Transcrição e Tradução
Introns: regiões não codificadoras
Éxon: regiões codificadoras
Transcrição e Tradução
Transcrição e Tradução
Transcrição e Tradução
Exercícios
Complete a tabela: 
Exercícios
2) A tabela a baixo representa a sequência de aminoácidos de um trecho de uma proteína e os respectivos anticódons dos RNA transportadores:
 
A alternativa que contém a sequência de códons do RNA mensageiro que participou dessa tradução é: 
a) UUA – AAC – AUG – CCA – AG A 
b) TT G – T T C – T T C – CCT – TCT 
c ) TTC – TT G – T AC – CCT – UC U 
d) UUC – UUG – UAC – CCU – CGC 
e) AAG – AAC – AUG – GGA – GCG
Exercícios
O aminoácido leucina pode ser codificado por mais de um a trinca de nucleotídeos do DNA ( AAT , GAA e outras ). Assim sendo, podemos dizer que: 
I. O código genético é degenerado, o que significa que um aminoácido pode ser codificado por mais de um a trinca. 
II . Um aminoácido pode ser codificado por apenas uma trinca de nucleotídeos de DNA. 
III. Assim como a leucina pode ser codificada por diferentes trincas , uma determinada trinca também pode codificar 
diferentes aminoácidos . 
Estão corretas afirmativas: 
a) apenas II I. 
b) apenas II . 
c) apenas I. 
d) I e II I . 
e) nenhuma delas .
Exercícios
Complete:
1:
2:
3: 
4:
5:
6:
1
2
3
4
5
6
Mutação
 Mutações → modificação súbita e hereditária no conjunto gênico de um organismo não explicável pela recombinação da variabilidade genética pré-existente.
Mutação gênica → alterações nos nucleotídeos da molécula de DNA
Mutação cromossômica → mutações que afetam o número ou a estrutura dos cromossomos 
Mutação
Numérica: Afeta o cariótipo
 Estrutural: Afeta o gene
Mutação
 
 Espontânea: dinâmicas do próprio DNA. Ex: erros casuais na replicação ou transcrição
 Induzidas: Decorrente a exposição à fatores externos. 
 Fatores físicos: radiações 
 Fatores químicos: mutagênicos (reagem com o DNA)
 Fatores biológicos: vírus
Mutação
 
 Mutações somáticas: Ocorrem sem células somáticas, não transmitidas para a prole
 Mutações germinativas: Ocorrem nas células sexuais, são transmitidas hereditariamente
Mutação Gênica
 
Mutação de Ponto (substituição de 1 base no DNA)
 Transcrição: Purina por purina (A → G)
		 Pirimidina por pirimidina (T → C)
 Transversão: A ou G → T ou C
		 Purina por pirimidina
A – T T – A 
C – G G – C
A – T T – A 
C – G G – C
Mutação Gênica
Substituição
Mutação silenciosa
Mutação de sentido errado
Mutação sem sentido
Adição
Deleção
Mutação Gênica – Anemia Falciforme
Mutação Cromossômica
Mutação Cromossômica
 Inversão: Inversão da ordem dos genes no cromossomo
 
Mutação Cromossômica
 Deleção: Perda de uma pequena parte do cromossomo, provocando falta de genes → Terminal ou Intersticial
Mutação Cromossômica
 Translocação
 Translocação simples ou não recíproca: transferência de um segmento de um cromossomo para outro 
Mutação Cromossômica
 Translocação
 Translocação recíproca ou Robertiosiana
Mutação Cromossômica
 Duplicação: Adição do segmento de um cromossomo proveniente do seu homólogo
Crossing Over desigual
Altera o par cromossômico
Duplicação + Deleção
Mutação Cromossômica
Mutação – Importância biológica
 
 Fonte de variabilidade genética e biodiversidade
 Matéria prima para a evolução
Sem mutação todos os genes existiriam em uma única forma, os alelos não existiriam, os organismos não poderiam evoluir e se adaptar as mudanças ambientais.
Exercícios 
(ENEM) Diversas doenças estão relacionadas a mutações no material genético. Porém, mutações pontuais, com a alteração
de apenas uma base nitrogenada, muitas vezes não resultam em substituição efetiva do aminoácido correspondente
ao códon mutado na proteína produzida. Isto se dá devido ao fato de:
a) o código genético ser universal.
b) o código genético ser repetitivo ou degenerado.
c) o erro ser sempre corrigido pela célula durante a tradução.
d) o código genético não poder sofrer alterações.
e) os genes mutados não serem transcritos ou traduzidos.
Exercícios
(Unicamp-SP) O metabolismo celular é controlado por uma série de reações em que estão envolvidas inúmeras proteínas. Uma mutação gênica pode determinar a alteração ou a ausência de algumas dessas proteínas, levando a mudanças no ciclo de vida da célula. 
a) Explique a relação que existe entre gene e proteína.
b) Por que podem ocorrer alterações nas proteínas, quando o gene sofre mutação? 
c) Em que situação uma mutação não altera a molécula proteica?
A - os genes contidos nos ácidos nucleicos são respondeis por realizar a síntese proteica.
B – por que a proteína será codificada com uma sequencia de aminoácidos determinada, se o gene foi comprometido por uma mutação ele irá sinalizar errado a produção de alguns aminoácidos.
C – quando a mutação não afeta os sítios de códigos dos aminoácidos a serem sintetizados pelos ribossomos.
Mutações silenciosas.
Exercícios
(Ufrj) Após tratar culturas de bactérias com doses de um agente mutagênico capaz de induzir uma única mutação pontual (que afeta apenas um nucleotídeo por célula), analisou-se a sequência de aminoácidos de uma determinada proteína em diversos mutantes gerados. Verificou-se que um desses mutantes produzia uma dada proteína que diferia da original pela ausência de 35 aminoácidos em uma das extremidades da cadeia peptídica.
Explique como essa única mutação pontual pode fazer com que a síntese da proteína seja interrompida prematuramente.
A mutação deve ter alterado um códon que codificava um aminoácido transformando-o em um códon de parada, que interrompe a leitura do RNAm pelo ribossomo.
Exercícios
 Identifique os tipos de alterações cromossômicas encontradas nos cariótipos B até F, bem como a maneira que elas podem ser herdadas:
(B) trissomia do cromossomo 3, (C) monossomia do cromossomo 6 e (F) triploidia: essas três alterações ocorrem devido a erros durante o processo de divisão meiótico, tais como atraso anafásico, não disjunção de cromossomos homólogos ou de cromátides irmãs.
(D) translocação entre os cromossomos 6 e 5: tais alterações ocorrem devido a quebras e rearranjos entre cromossomos não homólogos que ocorrem normalmente antes do processo de duplicação do DNA.
(E) deleção de parte do cromossomo 5: isso normalmente ocorre devido a pareamento e permuta desigual entre cromossomos homólogos.
Mecanismos de reparo
 Mecanismos de reparo → revertem os efeitos de processos mutagênicos artificiais ou naturais sob o DNA
Reparo de pareamento errado
Reparo dependente de luz
Reparo pela excisão de base
Reparo pela excisão de nucleotídeo
Reparo de pareamento errado
Reparo dependente de luz
1ª → reconhecimento da enzima ao dímero na ausência de luz.
2ª → após a absorção de luz, energia é fornecida para a conversão do dímeroem monômeros de pirimidina.
3ª → dissociação da enzima do DNA.
Reparo pela excisão de base
Reparo pela excisão de nucleotídeo
1. Reconhecimento da lesão
2. Incisão da fita lesada em ambos os lados da lesão
3. Excisão do seguimento contendo a lesão
4. Síntese do novo seguimento de DNA e Ligação
Mecanismos de Reparo
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