CONTEÚDO 5 - DIVISÃO CELULAR MITOSE E MEIOSE

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CONTEÚDO 5 – DIVISÃO CELULAR: MITOSE E MEIOSE
 
Durante a maior parte da vida da célula, o envelope nuclear é uma estrutura
estável. No entanto quando a célula se divide, este envelope é fragmentado e os
“pedaços” de membrana ficam associados aos poros. Ao término da divisão,
quando os cromossomos já foram distribuídos para as células filhas, esta
estrutura é novamente formada.
Este período que antecede a divisão celular recebe o nome de interfase. Durante
este período a célula apresenta intensa atividade celular, onde serão produzidos
os elementos essenciais não apenas para manter as funções biológicas da célula,
mas também para garantir a divisão celular. A interfase é dividida em três fases:
 
Fase G1
É a fase onde a célula apresenta maior atividade metabólica. Neste período é
observado altas taxas de transcrição e síntese proteica.
O processo de transcrição é um evento nuclear responsável pela conversão do
DNA em RNA, processo essencial para a expressão gênica. Como resultado deste
processo são gerados três tipos de RNA que iram participar do processo de síntese
proteica: a) o mRNA (RNA mensageiro) que contém a sequência de nucleotídeos
que servirá de base para a síntese proteica; b) rRNA (RNA ribossômico) que fará
parte da composição do ribossomo e, finalmente, c) tRNA (RNA transportador)
que irá conduzir o aminoácido relativo ao códon existente no mRNA de acordo
com a leitura do ribossomo.
Todos os produtos da transcrição irão participar da síntese proteica, ou tradução.
Neste último passo da expressão gênica temos a produção das proteínas, que são
as macromoléculas com função biológica dentro da célula. Cada proteína tem sua
sequência de aminoácidos geneticamente determinada. Ou seja, cada gene
carrega consigo a “receita” de como e quando uma determinada proteína deve ser
sintetizada e utilizada
Muitas destas proteínas sintetizadas durante a fase G1 serão utilizadas na fase S
Fase S
É a fase de síntese, onde o DNA é duplicado para que a divisão celular (mitose)
ocorra.
Nesta fase os cromossomos serão duplicados e passarão a ter duas cromátides, as
chamadas cromátides irmãs. As cromátides irmãs são cromátides idênticas, ou
seja, possuem o mesmo conteúdo gênico. Estas cromátides precisam ser idênticas
pois ao serem separadas durante a divisão celular devem garantir que cada célula
filha receba o mesmo conteúdo gênico da célula mãe. Durante a fase S exista a
duplicação da quantidade de DNA total da célula.
 
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Fase G2
Durante esta fase, a célula se prepara para a mitose, sintetizando componentes
para a formação de centríolos e organização de microtúbulos que irão formar o
fuso.
 
FUNÇÃO REPRODUTIVA DA MITOSE EM HUMANOS
A mitose é um processo que ocorre exclusivamente em células somáticas e gera
um grande número de células, sendo portento um processo importante durante o
desenvolvimento de um organismo pluricelular como o organismo humano. Cada
célula gerada é um clone da mãe, pois possuem exatamente o mesmo material
genético tanto em termos qualitativos como quantitativos.
A mitose se inicia após o final da fase G2 e se caracteriza por quatro fases
principais: profáse, metáfase anáfase e telófase.
Prófase
Marca o início da mitose. Caracteriza-se pelo rompimento do envoltório nuclear,
liberando a cromatina, iniciando a sua condensação. Os centríolos começam a se
movimentar e as fibras do fuso começam a se organizar em direção aos
centrômeros dos cromossomos.
Metáfase
A cromatina já atingiu a condensação máxima, e por isto é chamada,
normalmente de cromossomo. Os cromossomos estão alinhados no polo
equatorial da célula e as fibras do fuso estão ligadas aos centrômeros dos
cromossomos.
Anáfase
Nesta fase ocorre a separação das cromátides irmãs. As fibras do fuso se prendem
ao centrômero. As fibras do fuso são formadas por microtúbulos que começam a
se movimentar para as extremidades da célula separando as cromátides irmãs e
garantindo que cada célula receba as mesmas informações genéticas da célula
mãe.
Telófase
É a fase final da mitose. As cromátides irmãs já foram separadas e começam a
retornar à forma de cromatina. O envoltório nuclear começa a se regenerar. O
principal evento da telófase é a citocinese, ou seja, a divisão do citoplasma entre
as duas células filhas geradas. As organelas voltam a ser produzidas e as
atividades metabólicas da célula são retomadas. As células filhas geradas são
geneticamente idênticas a célula mãe. Estas células entram novamente em
interfase e retomam o ciclo celular para que um novo evento mitótico possa
ocorrer.
 
MEIOSE
 
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Consiste em duas divisões nucleares que reduzem o número de cromossomos pela
metade em cada célula gerada.
Ocorre primordialmente em organismos que fazem reprodução sexuada.
A meiose resulta em apenas quatro descendentes que, normalmente, não sofrem
outras replicações. A meiose é composta por duas fases: MEIOSE I e MEIOSE II
 
As células geradas são HAPLÓIDES, ou seja, contém apenas um homólogo de
cada par de cromossomos. Estas células haplóides são os gametas e a união de
dois gametas gera o zigoto; uma célula DIPLÓIDE.
Podemos atribuir à meiose as seguintes funções: a)
reduzir o número de cromossomos diplóides para haploides; b) garantir que cada
um dos produtos haplóides possua o conjunto completo de cromossomos e c)
promover a diversidade genética.
 
 
MEIOSE I
A primeira divisão meiótica reduz o número de cromossomos
 
Características:
Cromossomos homólogos pareia em toda sua extensão do comprimento
Este processo se inicia durante a Prófase I e se prolonga até o final da
Metáfase I
É durante esta fase que ocorre a variabilidade genética – crossing over
- pois pode ocorre a troca de regiões entre os cromossomos
homólogos.
 
 
Os cromossomos homólogos se separam após a Metáfase I.
É um processo demorado, podendo duras desde horas ate semanas ou anos.
Células de testículos passam cerca de uma semana em prófase I e levam um mês
para completar o ciclo meiótico. Nos óvulos, a prófase I começa antes do
nascimento e termina durante o ciclo ovariano mensal.
 
Os cromossomos homólogos se separam na anáfase I. Cada cromossomo
individualizado consiste em duas cromátides.
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Cada núcleo – filho desta divisão é HAPLÓIDE, ou seja, contém apenas um
conjunto de cromossomos e não os dois conjuntos presentes no núcleo diplóide
original.
 
MEIOSE II
A meiose II separa as cromátides irmãs.
É um processo semelhante à mitose, porém, na meiose II a replicação do material
genético ocorreu antes da Prófase I.
Características
As cromátides não são idênticas.
O número de cromossomos na placa equatorial é menor na meiose II do que
na mitose.
 
 
O resultado da meiose II é quatro núcleos haplóides, uma conseqüência do
crossing over e da separação dos cromossomos homólogos na meiose. Os
produtos são geneticamente diferentes, pois durante a sinapse os cromossomos
maternos interagem com os paternos. O crossing – over permite a recombinação
do material genético
A separação dos cromossomos homólogos é ao acaso, gerando variabilidade
genética. Enquanto a mitose é um evento quantitativo, a meiose é um evento
qualitativo.
 
BIBLIOGRAFIA
DE ROBERT´S, EM, HIBS, J. De Robertis Bases da biologia celular e
molecular. Ed. Guanabara Koogan. 16 ed. 2014.
ALBERTS, B. & BRAY, D. & LEWIS, J. & RAFF, M. & ROBERTIS, K. & WATSON, J.D.
Biologia molecular da célula. Ed. Guanabara Koogan. 4 ed. 2004.
JUNQUEIRALC, CARNEIRO J. Biologia celular e molecular. Editora Guanabara
Koogan 9 ed. 2012.
CARVALHO, HF, RECCO-PIMENTEL, SM. A célula. Editora Manole. 2ed. 2007
TORTORA, GERARD J. Corpo humano, fundamentos de anatomia e fisiologia,
Editora Artmed. 12ed. 2013.
Exercício 1:
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Tanto a mitose como a meiose são processos de divisão celular que ocorrem no
organismo humano. Nos dois processos as fases recebem o mesmo nome:
Prófase, Metáfase, Anáfase Telófase. Abaixo estão descritas algumas afirmações a
respeito destes dois processos. Assinale a alternativa que corresponde a uma
comparação correta entre mitose e meiose:
 
A)
A grande diferença entre a prófase da mitose e a prófase I da meiose é a
presença do crossing – over, evento de permuta entre cromossomos que ocorre
apenas na mitose
B)
 A grande diferença entre a prófase da mitose e a prófase II da meiose é a
presença do crossing – over, evento de permuta entre cromossomos que ocorre
apenas na meiose
C)
 A grande diferença entre a metáfase da mitose e a metáfase I da meiose é a
presença do crossing – over, evento de permuta entre cromossomos que ocorre
apenas na meiose 
D)
A grande diferença entre a prófase da mitose e a prófase I da meiose é a
presença do crossing – over, evento de permuta entre cromossomos que ocorre
apenas na meiose
 
E)
 A grande diferença entre a anáfase da mitose e a anáfase da meiose é a
presença do crossing – over, evento de permuta entre cromossomos que ocorre
apenas na meiose
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 2:
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A separação dos cromossomos e/ou das cromátide é o evento mais importante da
divisão celular, uma vez que esta movimentação irá determinar qual o número de
cromossomos ou cromátides que cada célula filha irá receber. A este processo
damos o nome de anáfase. Qual a diferença entre a anáfase I e a anáfase II da
meiose?
 
A)
Na anáfase I ocorre a separação das cromátides irmãs e na anáfase II ocorre a
separação dos cromossomos homólogos. 
B)
Na anáfase I ocorre a separação das cromátides irmãs e na anáfase II ocorre o
processo de crossing-over.
C)
Na anáfase I ocorre a separação das cromátides irmãs e na anáfase II ocorre a
separação das cromátides homólogas.
D)
Na anáfase I ocorre a separação dos cromossomos homólogos e na anáfase II
ocorre a separação das cromátides irmãs.
 
E)
Na anáfase I ocorre a separação dos cromossomos homólogos e na anáfase II
ocorre a não disjunção dos cromossomos homólogos.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 3:
Durante esta fase, os cromossomos homólogos e duplicados ficam alinhados no
polo equatorial das células. Aos seus centrômeros estão ligadas as fibras do fuso,
estruturas formadas pelos microtúbulos. Na fase seguinte, as fibras do fuso
começam a se movimentar e os cromossomos homólogos deslocam-se para
extremidades opostas da célula." As duas fases acima descritas corresponde,
RESPECTIVAMENTE, à: 
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A)
Profáse e metafase
B)
Metáfase e anáfase 
C)
Anáfase e telorfas
D)
Anáfase e metáfase
 
E)
Prófase e anáfase
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(B)
Comentários:
B) 
Exercício 4:
A mitose é um evento equacional e que acontece nas células somáticas. Sua
principal característica é a manutenção do número de cromossomos e a ausência
de variabilidade genética. Por outro lado, a meiose é um evento que acontece
apenas nas células germinativas e suas principais características são:
 
A)
 Manutenção do número de cromossomos e variabilidade genética 
B)
Redução do número de cromossomos e ausência de variabilidade genética
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C)
 Separação dos cromossomos duplicados e ausencia de variabilidade genética
D)
 Redução do número de cromossomos e variabilidade genética
 
E)
Citocinese desigual e ausência de fibras do fuso
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 5:
A)
I - germinativa; II - ausente; III - 2n=46; IV - n=23
B)
 I - somática; II - presente; III - 2n=46; IV - n=23
C)
 I - germinativa; II - presente; III - 2n=46; IV - n=23
D)
 I - germinativa; II - ausente; III - n=23; IV - 2n=46
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E)
 I - indiferenciada; II - ausente; III - 2n=46; IV - n=23
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(A)
Comentários:
A) 
Exercício 6:
A meiose é o processo responsável pela formação dos gametas. Durante este
processo o pareamento dos cromossomos homólogs é importante porque:
A)
Permite a realização do crossing -over, garantindo a variabilidade genética sem
que haja a redução do número de cromossomos
B)
Permite a separação das cromátide irmãs, garantindo assim que cada célula filha
receba o mesmo conteúdo genético da célula mãe, ou seja, mantendo o conteúdo
gênico
C)
Permite a duplicação do material genético,indispensável para este processo
D)
Permite o crossing - over e a separação dos cromossomos homólogos, reduzindo
o número de cromossomos para as células filha
 
E)
Reduz o risco de variabilidade genética
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
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D) 
Exercício 7:
A mitose segue a fase S do ciclo celular e é descrita em quatro etapas. Numere a
coluna 2 identificando as características de cada etapa de acordo com a coluna 1.
 
Coluna 1
1. Prófase
2. Metáfase
3. Anáfase
4. Telófase
 
Coluna 2
( ) os microtúbulos do cinetócoro e suas proteínas motoras associadas
direcionam o movimento dos cromossomos até um plano no meio da célula
( ) reorganização do envoltório nuclear, os cromossomos tornam-se
descondensados e ocorre a citocinese
( ) ocorre o rompimento das coesinas que mantinham juntas as cromátides e
estas últimas são separadas
( ) o cromossomo mitótico consiste em duas cromátides que estão conectadas
por uma região denominada de centrômero
 
Assinale a alternativa que indica a sequencia correta, de cima para baixo
A)
1 - 2 - 3 - 4
B)
2 - 4 - 3 - 1
C)
3 - 2 - 1 - 4
D)
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3 - 4 - 2 - 1
 
E)
4 - 2 - 1- 3
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(B)
Comentários:
B) 
Exercício 8:
Qual a diferença entre a anáfase I e a anáfase II da meiose?
 
A)
Na anáfase I ocorre a separação das cromátides irmãs e na anáfase II ocorre a
separação dos cromossomos homólogos.
B)
Na anáfase I ocorre a separação das cromátides irmãs e na anáfase II ocorre o
processo de crossing-over.
C)
Na anáfase I ocorre a separação das cromátides irmãs e na anáfase II ocorre a
separação das cromátides homólogas.
D)
Na anáfase I ocorre a separação dos cromossomos homólogos e na anáfase II
ocorre a separação das cromátides irmãs.
 
E)
Na anáfase I ocorre a separação dos cromossomos homólogos e na anáfase II
ocorre a não disjunção dos cromossomos homólogos.
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O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 9:
Tantoa mitose como a meiose são processos de divisão celular que ocorrem no
organismo humano. Nos dois processos as fases recebem o mesmo nome:
Prófase, Metáfase, Anáfase Telófase. Abaixo estão descritas algumas afirmações a
respeito destes dois processos. Assinale a alternativa que corresponde a uma
comparação correta entre mitose e meiose:
 
A)
A grande diferença entre a prófase da mitose e a prófase I da meiose é a
presença do crossing – over, evento de permuta entre cromossomos que ocorre
apenas na mitose
B)
A grande diferença entre a prófase da mitose e a prófase II da meiose é a
presença do crossing – over, evento de permuta entre cromossomos que ocorre
apenas na meiose
C)
A grande diferença entre a metáfase da mitose e a metáfase I da meiose é a
presença do crossing – over, evento de permuta entre cromossomos que ocorre
apenas na meiose
D)
*A grande diferença entre a prófase da mitose e a prófase I da meiose é a
presença do crossing – over, evento de permuta entre cromossomos que ocorre
apenas na meiose
 
E)
A grande diferença entre a anáfase da mitose e a anáfase da meiose é a presença
do crossing – over, evento de permuta entre cromossomos que ocorre apenas na
meiose
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O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 10:
Certos fármacos, como a colchicina, ligam-se às moléculas de tubulina e impedem
que elas se associem para formar microtúbulos. Quando células em divisão são
tratadas com essas substâncias, a mitose é interrompida na:
 
A)
Profáse
B)
Metáfase
C)
Anáfase
D)
Telófase
 
E)
Citocinese
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(B)
Comentários:
B) 
Exercício 11:
Durante um experimento hipotético, em um laboratório, também hipotético, um
estudante observou uma célula se dividindo. Durante todo o processo, o aluno fez
algumas observações:
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I. A célula iniciava o processo com 4 cromossomos e cada célula filha gerada
tinha 2 cromossomos
II. Cada célula mãe que iniciava o processo gerava quatro células filhas
III. O processo poderia ser dividido em duas parte: na primeira ocorre a redução
do número de cromossomos e na segunda a separação das cromátides.
 
O processo descrito pelo estudante corresponde à:
A)
Mitose
B)
Crossing over
C)
Respiração celular
D)
Meiose
 
E)
Fissão binária transversal
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D)