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Módulo: Concepção e formação do ser humano § 1º Período Profº: Rafael Mazioli Barcelos Mitose e Meiose Introdução ao Ciclo Celular Objetivos: · Divisão de uma célula mãe para célula filha; · Duplicação de todo conteúdo (e organelas) – ciclo celular; · Transmissão da informação genética; A divisão celular, responsável pela formação do conjunto de células que compõem os indivíduos. É importante durante o desenvolvimento do organismo e para repor as células que morrem (processo natural). O crescimento celular resulta da ação coordenada de agentes estimuladores e inibidores da divisão celular. A principal função do ciclo é duplicar, de forma exata, a imensa quantidade de DNA nos cromossomos, e então segregar com precisão cópias em duas células-filhas geneticamente idênticas. Ciclo celular · Tempo do ciclo: 20 horas; · Divide-se em quatro fases: - Interfase: G1, S e G2; - Fase M Interfase: G0 Fase complementar a G1, quando a célula não tem estímulos para a divisão e se concentra em exercer sua função vital. A célula só sai dessa fase quando ocorre um estímulo adequado para que ela prepare-se para dividir-se. Em inglês Gap significa "intervalo". G1 - GAP (Síntese proteica) É o primeiro período, começando ao final da divisão celular anterior e se estendendo até o início da duplicação do DNA. Nesse período ocorre o crescimento da célula. Esse período caracteriza-se por uma intensa síntese de RNA e de proteínas, com grande aumento do citoplasma das células-filhas recém-formadas. G2 – GAP A célula retoma a produção de RNA e síntese protéica. Continua aumentando de tamanho e duplicando suas organelas, como o volume da célula sofreu grande amento, faz-se necessário a divisão. · p53: Importante no controle do ciclo celular e na apoptose. Em células normais, o nível de proteína p53 é baixo. Danos no DNA e outros sinais de estresse podem desencadear o aumento das proteínas p53, que têm três funções principais: parada do crescimento, reparo do DNA e apoptose (morte celular). Ela vai atuar no fim das fases G1 e G2. A parada de crescimento interrompe a progressão do ciclo celular, impedindo a replicação do DNA danificado. Durante a parada do crescimento, a p53 pode ativar a transcrição de proteínas envolvidas no reparo do DNA. A apoptose é o "último recurso" para evitar a proliferação de células contendo DNA anormal. É classificada como proteína supressora de tumores S (Duplicação do DNA) Responsável por desencadear a divisão celular, além de garantir que as células-filhas recebam as informações genéticas que determinam suas características. Ocorre a duplicação das cromátides dos cromossomos, ficando cada cromossomo com duas cromátides-irmãs unidas pelo centrômero. Ocorre também a duplicação dos centríolos da célula, organelas responsáveis por parte importante da duplicação celular. Em resumo · Fase G1: antecede a duplicação do DNA cromossômico; · Fase S: síntese de DNA(duplicação) ; · Fase G2: Sucede a duplicação do DNA; · Fase M: mitose; Observação: Célula pode pausar a transição metáfase-anáfase Fase Go (G zero); Ponto de Restrição (ou Início); Mitose É um tipo de divisão celular em que uma célula diploide origina a duas novas células geneticamente idênticas. - Fases: Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase Prófase: · Cromatina começa a se condensar formando os cromossomos; · Centríolos migram para os polos rodeados pelo áster que iniciam a formação do fuso; · A carioteca começa a se fragmentar; · O nucléolo desaparece. Metáfase: · Os centríolos ocupam os polos opostos da célula; · Os cromossomos ocupam região mediana da célula; · As cromátides-irmãs ainda estão unidas pelos centrômeros. · Máxima condensação; Anáfase: · As cromátides-irmãs separam-se e são levadas para os polos opostos da célula Telófase: · Cromossomos chegam aos polos opostos da célula; · Descompactação dos cromossomos; Reaparecimento do nucléolo e carioteca. Citocinese (divisão citoplasmática): · O anel contrátil das células animais é composto de actina e miosina; · Nas células animais a citocinese é centrípeta = ocorre da periferia para o centro da célula. Meiose · Produz células precursoras diploides. · Células das linhagens germinativas masculina e feminina; · Duas divisões celulares: Meiose I e Meiose II; · Durante esse período cada cromossomo se duplica apenas uma vez (Meiose I); · Uma célula dá origem a quatro novas células com a metade do número de cromossomos da célula inicial. · Variabilidade gênica (formação dos gametas na reprodução sexuada Meiose I - Reducional Prófase I Os cromossomos já com duas cromátides, tornam-se mais condensados. Desaparece o nucléolo e a membrana nuclear. Os centríolos migram para os polos da célula e forma-se o fuso acromático. Divide-se em 5 fases: - Leptóteno · Começo da condensação cromossômica · Surgimento dos cromômeros - Zigóteno · Pareamento dos cromossomos homólogos SINAPSE - Paquíteno · Troca de segmentos equivalentes entre cromossomos homólogos: crossing-over - Diplóteno · Separação dos homólogos · Surgimento dos quiasmas - Diacinese · Continua a separação dos homólogos Metáfase I - Cromossomos homólogos alinhados com ligamento das fibras de fuso Anáfase I - Separação dos cromossomos homólogos; - Puxados para os polos da célula; Telófase I - Os dois conjuntos de cromossomos se agrupam nos polos opostos da célula. - Carioteca e nucléolos se formam; - Ocorre citocinese separando as duas primeiras células-filhas; Meiose II - Equacional Prófase II - Início nas células resultantes da telófase I com todos os processos característicos da prófase; - Não ocorre segundo crossing-over. Metáfase II - As cromátides com pedaços trocados são ligadas pelos fusos mitóticos; - Encontram-se na linha equatorial; - Separação das cromátides irmãs; Anáfase II e Telófase II - Após a divisão dos centrômeros, as cromátides de cada cromossomo migram para polos opostos; - Forma-se uma membrana nuclear ao redor de cada conjunto de cromátides após citocinese; Controle Ciclo Celular Existem 3 pontos de controle do ciclo celular. 1º - Ponto R (Restrição ou Início): G1 → S. O ambiente é favorável? · Ciclinas G1/S + Cdk. A p53 age principalmente aqui. 2º - Ponto de Verificação G2/M: G2 → M. Todo o DNA está replicado? O ambiente é favorável? · Ciclinas M + Cdk 3º - Acionar a Anafase e Prosseguir à Citocinese: A → C. Todos os cromossomos estão ligados ao fuso? · APC: Complexo promotor de Anafase (Causa a destruição das ciclinas M, forçando a célula a sair da mitose, permitindo as novas células filhas entrar em G1). · Complexo Ciclina-Cdk (Cdk: Cinase dependente de ciclina): Cada fase é um complexo regulatório diferente. Para fazer com que o ciclo celular avance, uma ciclina deve ativar ou desativar muitas proteínas alvo dentro da célula. As ciclinas desencadeiam os eventos do ciclo celular associando-se a uma família de enzimas chamada quinases dependentes de ciclinas (Cdks). Uma Cdk sozinha fica inativa, mas a ligação com uma ciclina a ativa, tornando-a uma enzima funcional e permitindo que ela modifique proteínas alvo dentro da célula. Cdks são quinases, enzimas que fosforilam (ligam grupos fosfato a) proteínas alvo específicas. O grupo fosfato ligado age como um interruptor, tornando a proteína alvo mais ou menos ativa. Quando uma ciclina se liga a uma Cdk, isto tem dois efeitos importantes: ativa a Cdk como uma quinase, mas também direciona a Cdk para um conjunto específico de proteínas alvo, adequadas para o período do ciclo celular controlado pela ciclina. A p53 trabalha em vários níveis para garantir que as células não transmitam seu DNA danificado através da divisão celular. Primeiro, ela para o ciclo celular no ponto de checagem G1 desencadeando a produção de proteínas inibidoras de Cdk (CKI). As proteínas CKI se ligam aos complexos Cdk-ciclinas e bloqueiam sua atividade, ganhando tempo para o reparo do DNA. A segunda função da p53 é ativar as enzimas de reparo do DNA. Se o dano ao DNA não é reparável, a p53 vai desempenhar sua terceirae última função: ativar a morte celular programada para que o DNA danificado não seja transmitido.
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