Divisões Celulares: Mitose e Meiose Divisão Celular: Mitose e Meiose Classificação dos cromossomos quanto à posição do centrômero Braço Centrômero Braço Metacêntrico Submetacêntrico Acrocêntrico Telocêntrico Ciclo Celular • No ciclo celular temos duas fases, uma em que a célula se divide, formando duas células filhas que se caracteriza pela divisão do núcleo (mitose), e a divisão do citoplasma (citocinese) e a outra é o espaço entra duas mitoses sucessivas a interfase. Mitose • Tipo de divisão celular em que uma célula mãe haplóide (n) ou diplóide (2n), sempre com cromossomos duplicados, origina duas células filhas contendo o mesmo número de cromossomos da célula mãe. • • • Pode ocorrer com células (n) ou (2n); Não altera o número de cromossomos da célula mãe; A mitose também é chamada de divisão equacional e simbolizada por E! Célula mãe Células filhas 46 46 30 46 30 30 INTÉRFASE • Intérfase: Fase que precede qualquer divisão celular. Ocorre a duplicação do DNA e a formação de cromossomos duplos. Possui três subfases: G1 : pré-síntese. A célula cresce e realiza seu metabolismo normal. Síntese de RNA e proteínas S : Síntese de DNA (duplicação de DNA e histonas) Pós-síntese (cromossomos duplicados) Síntese de proteínas não-histônicas. Início da divisão celular. Quantidade de DNA G2: G1 S G2 Fases do ciclo celular Etapas da Mitose Prófase 1. DNA desespiralizado disposto na célula de maneira desorganizada; 2. Início da condensação do DNA para formar os cromossomos; 3. Migração dos centríolos para os pólos opostos da célula e formação das fibras do fuso (fibras radiais – áster); 4. Microtúbulos se prendem aos cinetócoros; 5. Rompimento e degeneração da carioteca; 6. Desintegração dos nucléolos. Etapas da Mitose Metáfase 1. 2. 3. 4. Grau máximo de condensação dos cromossomos (visíveis ao M.O.) Cromossomos duplos (2 cromátides) alinhados na região equatorial da célula. Centríolos dispostos nos pólos opostos da célula. No final da metáfase ocorre a divisão dos centrômeros. Etapas da Mitose Anáfase 1. Encurtamento das fibras do fuso. 2. Separação e migração das cromátides para os pólos da célula. 3. Início da desespiralização dos cromossomos. Etapas da Mitose Telófase 1. Ocorre a citocinese (divisão do citoplasma) 2. Formação de duas células filhas contendo o mesmo número de cromossomos da célula mãe, porém simples. 3. Reconstituição de duas novas cariotecas e reorganização dos nucléolos. 4. Cromossomos descondensam e desaparecem das fibras do fuso. Etapas da Mitose Telófase : tipos de Citocinese Célula Vegetal Lamela média Citocinese Centrífuga Célula Animal Estrangulamento do citoplasma Citocinese Centrípeta Finalidades da Mitose • Crescimento e regeneração de tecidos • Cicatrização • Formação de gametas em vegetais • Formação de partenogênese gametas em animais por • Divisões do zigoto durante o desenvolvimento embrionário Meiose • Tipo de divisão celular em que uma célula mãe sempre (2n) com cromossomos duplos origina através de duas divisões sucessivas, quatro células filhas contendo metade do número de cromossomos da célula mãe. Diminui pela metade o número de cromossomos da célula mãe. A mitose também é chamada de divisão reducional e simbolizada por R! Célula mãe Meiose só ocorre em células diplóides (2n) 1ª divisão: Reducional (R!) 46 (Separação dos homólogos) 23 23 Células filhas 23 23 23 2ª divisão: Equacional (E!) (Divisão das cromátides) 23 Meiose INTÉRFASE – Duplicação do DNA (Antecede a Meiose) ETAPAS DA MEIOSE Divisão Reducional ou Meiose I – (R!) a) Prófase I b) Metáfase I c) Anáfase I d) Telófase I Divisão Equacional ou Meiose II (E!) a) Prófase II b) Metáfase II c) Anáfase II d) Telófase II Etapas da Meiose I 3) Meiose Divisão Reducional ou Meiose I – (R!) Prófase I o Fase mais longa da meiose É dividida em 5 subfases: a) b) c) d) e) Leptóteno Zigóteno Paquíteno Diplóteno (ocorre o crossing-over ou permutação) Diacinese Troca de fragmentos entre cromossomos homólogos Variabilidade genética Etapas da Meiose I Leptóteno Zigóteno Paquíteno Separação dos centríolos Emparelhamento dos cromossomos homólogos Diplóteno Quiasmas, ponto em que ocorreram as mutações Tétrades ou bivalentes Diacinese Terminalização dos quiasmas Etapas da Meiose I Paquíteno (tétrade/bivalente) Diplóteno (Quiasmas) Cromossomos homólogos duplicados e pareados Cromossomos modificados Resultado das permutações Etapas da Meiose I Metáfase I Cromossomos Homólogos Fibras do fuso Cromossomos homólogos pareados, um oposto ao outro, presos às fibras do fuso na placa equatorial da célula. Etapas da Meiose I Anáfase I A Segregação Independente dos homólogos Promove variabilidade genética Separação de cromossomos homólogos duplicados Encurtamento das fibras do fuso. Cromossomos homólogos se separam, indo cada um para um lado da célula. Não ocorre divisão do centrômero! Etapas da Meiose I Telófase I Citocinese Centrípeta Novos núcleos Divisão citoplasmática (citocinese) Célula mãe (2n) origina duas células filhas (n) Os cromossomos continuam duplos e não ocorre divisão do centrômero! Formação de duas novas cariotecas e de dois novos nucléolos. No final da Telófase I os cromossomos se desespiralizam Etapas da Meiose II Na segunda divisão não ocorre duplicação do DNA. Fase idêntica a Mitose. Prófase II Duplicação dos centríolos. Espiralização dos cromossomos. Desaparecimento da carioteca. Condensação dos cromossomos Etapas da Meiose II Metáfase II Cromossomos não homólogos pareados lado a lado na placa equatorial Cromossomos duplos não homólogos atingem o grau máximo de espiralização. Os cromossomos associam-se as fibras do fuso, alinhando-se no equador da célula. Etapas da Meiose II Anáfase II Separação das cromátides irmãs Ocorre o encurtamento das fibras do fuso e divisão do centrômero. Cada cromossomos duplo origina duas cromátides irmãs (cromossomos simples). Os cromossomos simples são puxados para os pólos da célula. Etapas da Meiose II Telófase II Novos núcleos (haplóides) Divisão citoplasmática (citocinese) Ocorre divisão do citoplasma (citocinese) originando quatro células filhas. As células filhas são haplóides e possuem cromossomos simples. A carioteca e o nucléolo reaparecem e os cromossomos se descondensam. Meiose I e II Finalidades da Meiose o Formação dos gametas em animais o Formação dos esporos nos vegetais Divisão Celular: Mitose e Meiose Mitose x Meiose Cromossomos Homólogos Célula (2n) Duplicação dos cromossomos Cromossomos homólogos duplos Separação dos homólogos (R!) Separação das Cromátides (E!) Separação das Cromátides (E!) FENÓTIPO É empregado para designar as características apresentadas por um indivíduo, sejam elas morfológicas, fisiológicas e comportamentais. Entre as características fenotípicas visíveis, podemos citar a cor de uma flor, a cor dos olhos de uma pessoa, a textura do cabelo, a cor do pêlo de um animal, etc. Já o tipo sanguíneo e a sequência de aminoácidos de uma proteína são características fenotípicas revelada apenas mediante testes especiais. FENÓTIPO O fenótipo de um indivíduo sofre transformações com o passar do tempo. Por exemplo, à medida que envelhecemos o nosso corpo se modifica. Fatores ambientais também podem alterar o fenótipo: se ficarmos expostos à luz do sol, nossa pele escurecerá GENÓTIPO É a constituição genética do indivíduo, ou seja, aos genes que ele possui. Refere-se ao genótipo quando dizemos, por exemplo, que uma planta de ervilha é homozigota dominante (VV) ou heterozigota (Vv) em relação à cor da semente. • Fenótipo: genótipo e ambiente em interação O fenótipo resulta da interação do genótipo com o ambiente. Consideremos, por exemplo, duas pessoas que tenham os mesmos tipos de alelos para pigmentação da pele; se uma delas toma sol com mais frequência que a outra, suas tonalidades de pele, fenótipo, são diferentes. Alterações Cromossômicas Finalidades da Meiose (R!) 46 cromossomos paternos (2n) Espermatozóide (n) (23 cromossomos) 46 cromossomos (23 de origem paterna e 23 de origem materna) 46 cromossomos maternos (2n) Óvulo (n) (23 cromossomos) Alterações Cromossômicas Euploidia: Altera todo o teor do genoma (não ocorre na espécie humana) o 2n: indivíduos diplóides o 2n – n: indivíduos haplóides – Ex: zangão o 2n + n: indivíduos triplóides – Ex: Banana (Musa paradisíaca) Aneuploidia: Altera o número de cromossomos do cariótipo (conjunto de cromossomos diplóides) o o o o 2n + 1 (47 cromossomos) – Trissomia 2n + 2 (48 cromossomos) – Tetrassomia 2n – 1 (45 cromossomos) – Monossomia 2n – 2 (44 cromossomos) – Nulissomia Alterações Cromossômicas Principais Aneuploidias Humanas a) Síndrome de Down (Trissomia do 21 ou Mongolismo) 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) 3 cromossomos no par 21 Trissomia Alterações Cromossômicas Síndrome de Down (Trissomia do 21 ou Mongolismo) Quadro clínico o Baixa estatura o Obesidade o Olhos oblíquos o Mãos e dedos curtos o Prega Simiesca na mão o Retardo mental o Homem estéril o Mulher fértil Alterações Cromossômicas Síndrome de Klinefelter (XXY) Só ocorre em homens Cariótipo: 44 A + XXY Quadro clínico o Ginecomastia o Alargamento dos quadris o Voz aguda o Retardo mental presente de leve a moderado o Esterilidade (atrofia dos testículos) o Cromatina sexual presente nas células Alterações Cromossômicas Síndrome de Turner (X0) Só ocorre em mulheres Cariótipo 44A + X0 o Baixa estatura o Obesidade o Pescoço alado o Muitos pêlos no corpo o Retardo mental moderado o Esterilidade (ovários atrofiados) o Sem cromatina sexual nas células Alterações Cromossômicas Síndrome do duplo Y (XYY) Só ocorre em homens Cariótipo 44A + XYY • Maioria dos homens são fenotipicamente normais. • Crescimento ligeiramente acelerado na Infância. • Homens com estatura muito elevada. • Hiperatividade e crises de fúria na infância e início da adolescência. • Grande número de acne facial durante a adolescência; • Taxa de testosterona aumentada, o que pode ser um fator contribuinte para a inclinação anti-social e aumento de agressividade; • Entre criminosos e doentes mentais, essa freqüência chega a 3%. Alterações Cromossômicas Síndrome do triplo X “Super-fêmea” Só ocorre em mulheres Cariótipo 44A + XXX • Mulheres com estatura geralmente acima da média. • Apresentam genitália e mamas subdesenvolvidas. • Apresentam certo grau de retardamento mental. • Puberdade precoce. • São férteis. Gisele Almeida Barbosa baseado nos slides de Marcos Corradini