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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA BIO159 – Bases Biológicas do Desenvolvimento Humano Docente: Debora de Lucca Chaves Preza Discente: Luana Rocha Vale PRÁTICA: MITOSE 1. Introdução A única maneira de formar uma nova célula é duplicando uma célula já existente. Esse fato simples, primeiramente estabelecido na metade do século XIX, traz consigo uma profunda mensagem de continuidade da vida. Todos os organismos vivos, da bactéria unicelular ao mamífero multicelular, são produtos de repetidos ciclos de crescimento e divisão celular que remontam aos primórdios da vida na Terra, há mais de três bilhões de anos. (ALBERTS et al., 2011) Ainda de acordo com Alberts et al. (2011) uma célula se reproduz ao executar uma sequência organizada de eventos em que ela duplica seu conteúdo e então se divide em duas. Esse ciclo de duplicação e divisão, conhecido como ciclo celular, é o mecanismo essencial pelo qual todos os seres vivos se reproduzem. Em espécies unicelulares, como bactérias e leveduras, cada divisão celular produz um novo organismo completo. Em espécies multicelulares, sequências longas e complexas de divisões celulares são necessárias à produção de um organismo funcional. A função básica do ciclo celular é duplicar, de forma exata, a imensa quantidade de DNA nos cromossomos, e então segregar com precisão as cópias em duas células-filhas geneticamente idênticas. (COOPER, G et al., 2007). Esses processos definem as duas principais fases do ciclo celular, que são a Intérfase e a Fase M – ambas, dividas em subfases. As subdivisões da intérfase são: G1, fase do crescimento; S (S de síntese de DNA) na qual ocorre a duplicação dos cromossomos. Ela requer de 10 a 12 horas e ocupa cerca de metade do tempo do ciclo celular de uma célula típica de mamífero; G2, conhecida como fase de preparação, pois ocorre a síntese de moléculas e organelas relacionadas ao processo de divisão celular, e, por fim, a fase M (M de mitose) que requer muito menos tempo (menos de uma hora em uma célula de mamífero) e é nela que ocorre a segregação dos cromossomos e a divisão celular. (ALBERTS et al., 2011) A fase M compreende dois eventos principais: a divisão nuclear, ou mitose, durante a qual os cromossomos copiados são distribuídos em um par de núcleos- filhos; e a divisão citoplasmática, ou citocinese, quando a própria célula se divide em duas. (ALBERTS et al., 2011). Nesse experimento, pretendeu-se estudar mais precisamente a mitose, dando ênfase no que acontece com os cromossomos em cada fase. “A mitose consiste numa divisão dos cromossomos para posterior divisão da célula, isto é, uma célula com certo número de cromossomos se divide dando origem a duas células-filhas cujo material genético é idêntico ao da célula inicial.” (COOPER, G et al., 2007). Ela integra 5 subfases: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase; que serão vistas mais detalhadamente a seguir: 1. Na prófase, as moléculas de DNA com os cromossomos replicados e intimamente associados, são gradativamente desembaraçadas e se condensam em pares de bastonetes rígidos e compactos chamados de cromátides-irmãs. Fora do núcleo, as fibras do fuso mitótico se formam entre os dois centrossomos, que se replicaram e se distanciaram. 2. A prometáfase começa com a desintegração do envelope nuclear. Os cromossomos ficam livres no citoplasma e podem agora se ligar aos microtúbulos do fuso via seus cinetocoros. 3. Na metáfase, cada cromossomo duplicado prende-se às fibras do fuso pelo centrômero. Nessa fase os cromossomos chegaram ao máximo de seu espessamento e visibilidade. Forma-se, assim, a placa equatorial, onde os cromossomos ficarão dispostos voltados para o centro do plano com os braços voltados para fora. 4. Na anáfase, as cromátides-irmãs se separam sincronicamente e formam dois cromossomos-filhos, sendo cada um deles lentamente puxado em direção ao polo do fuso ao qual está ligado. Neste momento ocorre o encurtamento das fibras do fuso acromático, havendo, então, a ascensão polar (os cromossomos vão para os pólos); ambos os processos contribuem à segregação dos cromossomos. 5. Durante a telófase, os dois conjuntos de cromossomos-filhos chegam aos polos do fuso e se condensam. Um novo envelope nuclear é remontado em volta de cada conjunto, completando a formação de dois novos núcleos e marcando o fim da mitose. A divisão do citoplasma começa com a contração do anel contrátil. (ALBERTS et al., 2011) Por fim, acontece a divisão citoplasmática, ou citocinese, que pode ser realizada de diferentes maneiras em diferentes indivíduos. As diferenças entre o processo em plantas e em animais são substanciais. As células animais usualmente se dividem por um estreitamento da membrana plasmática, como se uma linha invisível estivesse apertando o citoplasma entre os dois polos. Essa “linha invisível” é formada por microfilamentos de actina e miosina, chamada de anel contrátil, que comprime a célula em duas e dá origem a duas células-filhas, cada uma com um núcleo. (SADAVA e et al, 2009) O citoplasma de células vegetais se divide de forma diferente porque as plantas possuem uma parede celular. Em células vegetais, à medida que o fuso se degrada depois da mitose, vesículas membranosas derivadas do complexo de Golgi surgem na placa equatorial, no meio do caminho entre os dois novos núcleos. Movendo-se ao longo dos microtúbulos pela proteína motora cinesina, essas vesículas se fundem, a fim de formarem a nova membrana plasmática, e contribuem com seu conteúdo para a placa celular, que é o início da nova parede celular. Após a citocinese, as duas novas células contêm todos os componentes de uma célula completa. (SADAVA e et al, 2009) Essa revisão bibliográfica sobre o ciclo celular visou explanar as palavras chaves apresentadas na discussão da aula prática do dia 21 de junho de 2018. Assim, é possível compreender o objetivo desta prática, que consiste em identificar diferentes etapas da divisão celular com base na organização e distribuição dos cromossomos, além de observar diferentes graus de compactação do material genético, através das células de ápices de raízes jovens de uma cebola, ao microscópio óptico. 2. Materiais e Métodos Para realizar o experimento foram necessários: raízes de cebola, pinça, pregador, lamparina à álcool, lâmina de barbear, papel de filtro, microscópio, orceína acética, vidros de relógio, lâminas e lamínulas, estilete e papel de filtro. Primeiramente, cortamos cerca de 3mm a partir do ápice das raízes de uma cebola, com o auxílio de uma lâmina de barbear. Em seguida, colocamos os fragmentos em um vidro de relógio, mergulhando-os em cerca de 1ml de orceína acética recém filtrada; aquecemos o material, com o apoio de um pegador de madeira, evitando ferver em demasia. Logo após, colocamos uma gota de orceína fria sobre uma lâmina e transferimos cada um dos fragmentos que foram previamente aquecidos para a lâmina contendo orceína fria. Deixamos corar por três minutos e após isso, colocamos cada fragmento em uma lâmina de vidro, na qual cobrimos com uma lamínula. Logo depois, com o auxílio de um pequeno bastão, esmagamos o material, de maneira a dissociar as fibras, sem danificar as células. Feito isso, retiramos o excesso de corante com um papel filtro e a lâmina estava pronta para ser levada ao microscópio. Observamos a preparação ao microscópio com as objetivas de menor, médio e maior aumento, deslocando-a de maneira a visualizar toda a área coberta pela lamínula; além disso, tivemos a oportunidade de observar uma lâmina colocada previamente em óleo de imersão, que possibilitou uma maior nitidez e, assim, facilitou a compreensão das imagens para que, enfim, pudéssemos discutir e anotar sobre tudo o que foi visto. 3. Resultados e DiscussãoAo colocarmos as lâminas no microscópio, pudemos observar várias células com a presença de DNA nuclear bem condensado e em diferentes organizações. Foi possível concluir que essas diferenças seriam as fases da mitose, e por isso a escolha do tecido do ápice das raízes de cebola, já que elas estariam em fase de crescimento, e consequentemente, em processo de divisão celular. A descrição do processo mitótico é indireta, baseando-se na observação de diferentes fases nas células mortas, convenientemente preparadas. Com aumento de 100x pudemos observar as células do meristema (tecido de crescimento) da ponta da raiz com o núcleo bem corado. As paredes celulares fazem com que as células fiquem bem visíveis, porém ainda não é possível identificar as fases da mitose. (Figura1) Com um aumento de 400x, os núcleos e cromossomos puderam ser mais facilmente percebidos. As diversas fases da mitose podem ser identificadas pela morfologia e posições dos cromossomos. (Figura 2 e 3) Na figura 2 podem ser observadas as seguintes fases, em destaque: 1. Prófase: é possível observar os cromossomos gradativamente desembaraçados. 2. Prometáfase: é possível perceber que a carioteca foi desintegrada e os cromossomos encontram-se livres no citoplasma. 3. Metáfase: Nesta fase, os cromossomos chegaram-se ao seu máximo Figura 1 – Células do ápice das raízes de uma cebola com aumento de 100x. espessamento e visibilidade. Estão dispostos na placa equatorial, com os “braços” voltados para fora. Já na figura 3, podemos observar as seguintes fases destacadas: 4. Anáfase: é possível observar duas células em anáfase. As cromátides-irmãs foram separadas e os cromossomos-filhos estão sendo puxados em direção aos pólos. 5. Telófase: os cromossomos-filhos chegam aos pólos e voltam a se condensar. Um novo envelope nuclear é remontado em volta de cada conjunto, completando a formação de dois novos núcleos e marcando o fim da mitose. Os dados observados serão, agora, comparados tanto a desenhos esquemáticos didáticos, quanto a imagens de microscópio eletrônico, para uma melhor compreensão da mitose, já que a microscopia óptica possui limitações referentes a forma, coloração, nitidez das imagens e a falta de alguns elementos, como as fibras do fuso, o que dificulta a total compreensão. (Fonte das imagens: ALBERTS et al., 2011) Figura 2 – Células do ápice das raízes de uma cebola em diversas fases da mitose. Aumento de 400x, em óleo de imersão, coradas com orceína. Figura 3 – Células do ápice das raízes de uma cebola em diversas fases da mitose. Aumento de 400x, em óleo de imersão, coradas com orceína. 4. Conclusão A partir desta prática experimental foi possível identificar e analisar as diferentes fases da mitose nas células eucarióticas, além de pensar sua grande importância para a vida. É um processo fundamental para os animais e vegetais, uma vez que lhe possibilita o seu crescimento e desenvolvimento, além de garantir a continuidade da vida na Terra, repetindo-se desde o aparecimento da primeira célula eucariótica e garantindo a estabilidade quantitativa e qualitativa do código genético dos eucariontes. Foi uma preparação bem sucedida, onde pudemos observar com precisão cada uma das fases da mitose. Além disso, o experimento foi de suma importância, pois conseguimos visualizar no microscópio aquilo que estudamos nos livros sobre a divisão celular. Foi possível observar cada uma de suas fases e questionar o porquê e como acontece todo o processo. Dessa forma, a prática propicia um aprendizado mais consciente do conteúdo que, conciliado com a teoria, conseguimos compreender o que cada imagem representa e qual a sua importância. 5. Referências Bibliográficas • ALBERTS, B.; BRAY, D.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WATSON, J. D. Biologia molecular da célula. Porto Alegre: Artes Médicas, 2011. • COOPER, G. M.; HAUSMAN, R. E. A Célula: uma abordagem molecular. 3.ed. Porto Alegre: Artmed. 2007 • PURVES, W.K.; SADAVA, D.; ORIANS,G.H.; et al. Células as unidades de trabalho e vida. Vida: a ciência da biologia: célula e hereditariedade. Vol. 1, 8ª edição, Artmed, 2009.
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