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27/05/2018 1 Divisão Celular Cromatina é constituída por duplos filamentos helicoidais de DNA associados à proteínas (principalmente histonas). Há dois tipos: - Eucromatina: contém filamentos de DNA não condensados, portanto, com condições de transcrição gênica. - Heterocromatina: composta por filamentos de DNA muito compactados, impedindo a transcrição. Cromátides: cada um dos filamentos idênticos de DNA que se encontram unidos pelo centrômero no cromossomo duplicado. Centrômero: região em que as duas cromátides do cromossomo duplicado se unem. Corresponde à constricção primária. 27/05/2018 2 MITOSEMITOSE MEIOSEMEIOSE Por que as células se dividem? Crescimento Reposição/ Renovação celular Reprodução O processo de produção de novas células obedece a um padrão cíclico. Este padrão cíclico, CICLO CELULAR, inicia-se com o crescimento celular, determinado pelo aumento de todas as moléculas e estruturas celulares, inclusive o material genético. O Ciclo Celular Célula encaminhada à progressão no ciclo por mecanismos de regulação relacionados a - crescimento - multiplicação - diferenciação celular - condição de latência (células altamente diferenciadas e especializadas → neurônio e músculo estriado cardíaco) Falhas nos mecanismos - célula pode ser encaminhada para apoptose (morte celular programada) - desenvolvimento tumoral 27/05/2018 3 O Ciclo Celular Compreende processos que ocorrem desde a formação de uma célula até sua divisão em duas células-filhas, todas iguais entre si. Pode ser dividido em duas grandes etapas: Fases do Ciclo: G1: 12 horas S: 7 a 8 horas G2: 3 a 4 horas M: 1 a 2 horas Total: 24 horas Intérfase: processo que ocorre entre duas divisões sucessivas. A célula cresce e se prepara para a nova divisão. Independete do tipo de divisão, a célula terá a fase de interfáse. Mitose: etapa da divisão propriamente dita, onde ocorre divisão do núcleo, seguida pela divisão do citoplasma. O Ciclo Celular 27/05/2018 4 O Ciclo Celular Interfase Etapa em que ocorre a duplicação dos componentes da célula-mãe, duplicação do DNA. 3 fases distintas, denominadas períodos: –Período G1 é o intervalo de tempo que transcorre desde o fim da mitose até o início da síntese de DNA (período S). –O período G2 é o intervalo entre a síntese de DNA e a próxima mitose (divisão) http://www.anselm.edu/homepage/jpitocch/genbio/cellcycle.JPG 27/05/2018 5 27/05/2018 6 Preparação para a Mitose: Cromossomos replicados na fase S são mantidos unidos pelas seguintes proteínas: Coesinas: reúnem-se ao longo das cromátides- irmãs; Condensinas: auxiliam na condensação cromossômica. A M-Cdk ativa a reunião de complexos de condensinas pela fosforilação das subunidades. 27/05/2018 7 Cromossomos, Centrômeros e Cinetócoros Cinetócoro: É um complexo proteico do centrómero que medeia a ligação dos cromossomas aos microtúbulos, promovendo a captura e o transporte dos cromossomas. Separar precisamente os seus cromossomos replicados na fase S Estruturas distintas do citoesqueleto são reunidas em sequência para processos da mitose: O Maior Desafio da Mitose: Processo Estrutura do Citoesqueleto Divisão Nuclear Fuso Mitótico (microtúbulos e outras proteínas) Citocinese Anel Contrátil (filamentos de actina e miosina) 27/05/2018 8 MitoseMitose Fase M Fase mais curta e mais dramática; A célula reorganiza seus componentes para distribuí-los às células-filhas; As quinases dependentes de ciclinas (Cdks) são as proteínas que controlam a entrada nas fases S e M; M-Cdk ativada dá a largada p/ a fase M; Fase M termina quando Cdk é inativada. MitoseMitose 27/05/2018 9 Caracterizada pela condensação gradual das fibras de cromatina, que vão se tornando mais curtas e espessas, até formarem os cromossomos. O processo torna os cromossomos visivelmente individualizados e, compostos por seus dois elementos longitudinais idênticos, as cromátides. Prófase Centrossomos começam a mover-se p/ os pólos opostos dirigidos por proteínas associadas e às custas de ATP; Crescem e encurtam em todas as direções; Prófase 27/05/2018 10 Cromossomos atingem estado de condensação máxima, e as duas cromátides se tornam realmente visíveis ao microscópio. Nesta fase os cromossomos se alinham na região equatorial da célula, formando a placa metafásica. Metáfase Ocorre a ruptura do equilíbrio metafásico com a separação e migração das cromátides - que agora passam a serem chamadas de cromossomos filhos - para as extremidades da célula → Rompimento das ligações das coesinas. O movimento dos cromossomos após a liberação é consequência de 2 processos distintos mediados pelo fuso mitótico: – Encurtamento dos MT do cinetócoro pela despolimerização; – Distanciamento dos polos do fuso (proteínas motoras). Anáfase 27/05/2018 11 Inicia-se quando os cromossomos atingem seus polos; Despolimerização da áster e dos fusos; Reconstituição dos núcleos: reorganização da carioteca + formação dos nucléolos + descondensação dos cromossomos Divisão citoplasmática → citocinese → Formação das células-filhas. Telófase Clivagem do citoplasma → processo começa durante a anáfase Sulco de clivagem no meio da célula, que vai aprofundando-se → centrípeta Separação das duas células filhas A Citocinese 27/05/2018 12 Tamanho está adequado? Meio extracelular se encontra ideal à proliferação? O DNA não está danificado? Se as condições não estão adequadas → ciclo celular não prossegue → estado pausado ou quiescente (G0) → pode permanecer nesse estado por longo tempo sem se dividir. 1 2 3 • Crescimento da célula é adequado? • Replicação do DNA está correta? • Fuso mitótico está correto? • Os cinetócoros estão aderidos aos microtúbulos? Ciclo Celular e Pontos de Checagem 27/05/2018 13 MeioseMeiose Células germinativas → inicia com uma célula diplóide e termina em 4 células haplóides geneticamente diferentes entre si. Garante a manutenção da diploidia cromossômica nas células humanas → gametas formados com número haploide ( n + n = 2n) Tem uma única duplicação do genoma (interfase), seguida de 2 ciclos de divisão: a meiose I e a meiose II MeioseMeiose 27/05/2018 14 Intérfase - Duplicação do DNA (2C para 4C) Meiose - Divisão da célula (núcleo/DNA e citoplasma) Meiose I -prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I Meiose II - prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II MeioseMeiose 27/05/2018 15 Subfases: - Leptóteno - Zigóteno - Paquíteno - Diplóteno - Diacinese Prófase I LEvanta ZIco PAra DIDI Condensação constante da cromatina. Quiasma → Crossing-over → variabilidade gené�ca. LEPTÓTENO: Prófase I Aumento do grau de compactação da cromatina. Nucléolo vai desaparecendo. Cromossomos formados por 2 cromátides-irmãs (2 moléculas de DNA idênticas). Apesar de duplicados → cromossomos ainda pouco visíveis →filamentos simples. Em cada filamento podemos → pequenas condensações → cromômeros. 27/05/2018 16 ZIGÓTENO: Pareamento ou sinapse dos cromossomos homólogos Formação de 23 BIVALENTES (cada bivalente → 2 cromossomos homólogos (1 materno e outro paterno) → com 2 cromátides cada → tétrade → 4 cromátides) Os cromossomos X e Y não são homólogos, mas possuem regiões homólogas entre si Prófase I PAQUÍTENO: Ocorre o CROSSING-OVER OU PERMUTA, ou seja, a troca de segmentos de DNA entre cromátides irmãs do par de cromossomos. Crossing-over → formação dos QUIASMAS → locais de troca física de material genético Prófase I 27/05/2018 17 DIPLÓTENO: Cromossomos homólogos se separam, mas centrômeros permanecem unidos e conjunto de cromátides-irmãs continua ligado. Os 2 homólogos de cada bivalente mantêm-se unidos apenas nos quiasmas (que deslizam para as extremidades devido à repulsão dos cromossomos) Prófase I DIACINESE: Cromossomos atingem condensação máxima → visualização dos quiasma. Aumenta aseparação dos homólogos e a compactação da cromatina. Envelope nuclear fragmentado. Prófase I 27/05/2018 18 Membrana nuclear desaparece; Forma-se o fuso Cromossomos pareados no plano equatorial (23 bivalentes) com seus centrômeros orientados para pólos diferentes Metáfase I 27/05/2018 19 Os 2 membros de cada bivalente se separam = separação quiasmática (disjunção), os centrômeros permanecem intactos. O número de cromossomos é reduzido a metade = haploide. Os conjuntos materno e paterno originais são separados em combinações aleatórias. Anáfase I é a etapa mais propensa a erros chamados de não-disjunção (par de homólogos vai para o mesmo pólo da célula). Anáfase I 27/05/2018 20 Os 2 conjuntos haploides de cromossomos se agrupam nos polos opostos da célula. Os dois núcleos formados têm, cada um deles, metade do número de cromossomos do núcleo inicial → Reducional Reorganização do nucléolo, descondensação da cromatina e formação do envoltório nuclear. A citocinese pode ocorrer ao longo dos dois últimos estágios, determinando formação de duas células haploides. Telófase I Célula divide-se em 2 células-filhas com 23 cromossomos cada, 2 cromátides em cada cromossomo, = conteúdo 2C de DNA em cada célula-filha. Citoplasma é dividido de modo igual entre as duas células filhas nos gametas formados pelos homens. Citocinese 27/05/2018 21 Intervalo Não há síntese de DNA ≠ Intérfase Intercinese Prófase II Duplicação dos centríolos; Condensação dos cromossomos; Desintegração da carioteca; Microtúbulos se ligam aos cinetócoros movendo os cromossomos para o centro da célula. 27/05/2018 22 Metáfase II Os cromossomos se dispõem na placa equatorial, e se ligam às fibras do fuso. As cromátides passam a ser, cada uma, um cromossomo simples (cromonema) Anáfase II Separação dos centrômeros; Os cromossomos-filhos (cromátides -irmãs) migram para polos opostos. 27/05/2018 23 Telófase II Nos polos, os cromossomos se desespiralam; Reaparecimento dos nucléolos e da carioteca. Ocorre a citocinese. 27/05/2018 24 RESULTADOS DA MEIOSE Proporciona 3 fontes de variabilidade genética: 1. Segregação ao acaso dos cromossomos homólogos – 223 combinações (mais de 8 milhões), pois cada gameta recebe apenas 1 de cada par de homólogos. 2. Segregação ao acaso dos cromossomos. 3. Crossing-over – cada cromátide contém segmentos provenientes dos 2 membros do par de cromossomos parentais.
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