O CICLO CELULAR: INTÉRFASE & DIVISÕES CELULARES PROF. C. FREDERICO

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1 O CICLO CELULAR: INTÉRFASE & DIVISÕES CELULARES PROF. C. FREDERICO

2 INTRODUÇÃO O período de vida de uma célula c é denominado ciclo celular,, compreendido entre duas divisões celulares consecutivas: uma que origina a própria pria célula c [Teoria Celular de Rudolf Virchow (1859)]: omni celula ex celula ( toda célula c se origina de outra célula c pré-existente existente ), e outra que dád origem às s suas descendentes. Rudolf Virchow ( )

3 O espaço o de tempo compreendido entre as divisões é denominado intérfase rfase,, erroneamente considerado como repouso celular,, haja vista ser o período em que a célula c possui maior atividade metabólica.

4 INTÉRFASE Didaticamente, é dividida em três períodos. Na maior parte dos tipos celulares, subsequentes: 1) G 1 ( Gap-One ):: Na maior parte dos tipos celulares, é a fase de maior duração. Caracteriza-se por intensas sínteses de RNA (transcrição), proteínas (tradução) e formação de organelas. Tais eventos promovem aumento das dimensões celulares e redução da relação superfície cie-volume (S/V).

5 2) S ( ( Synthesis ):: Ocorre a duplicação (replicação) do DNA, evento preparatório rio para uma vindoura divisão celular. Embora a quantidade de DNA ao final do período esteja dobrada, o número n de cromossomos permanece constante (cada cromossomo possuirá duas cromátides, unidas pelo centrômero). 3) G 2 ( Gap-Two ):: Normalmente de curta duração, é caracterizada pelos mesmos eventos da G 1 (em menor intensidade) e pela biossíntese de moléculas necessárias à divisão celular (com consequente crescimento celular e redução da S/V). Em procariotos, acredita-se que o término t da G 2 funcione como um gatilho,, que dispara a divisão. Em eucariotos, o processo de indução à divisão é mais complexo (geneticamente controlado), em que G 2 atua como um evento auxiliar.

6 Fonte: celular/

7 TIPOS DE CÉLULASC 1. LÁBEIS: : Células C de curta duração. De modo geral, não se reproduzem e resultam de diferenciação rápida r de células indiferenciadas de origem embrionária. ria. Exemplos: gametas (duram dois ou três dias) e hemácias (no máximo m 120 dias). 2. ESTÁVEIS VEIS: Células que se diferenciam durante o desenvolvimento embrionário e mantêm ritmo constante de multiplicação. Exemplos: fibras musculares lisas, epiteliais, conjuntivas e vegetais. Podem durar meses ou anos. 3. PERMANENTES (PERENES): Resultam de uma diferenciação celular muito precoce no embrião. Duram toda a vida. Atingem alto grau de especialização. Por isso, depois de concluída a formação embrionária, ria, perdem a capacidade de reprodução. Exemplos: fibras musculares estriadas e neurônios.

8 CONTROLE DO CICLO CELULAR A passagem de uma fase para outra é controlada por fatores de regulação de modo geral proteicos que atuam nos chamados pontos de checagem do ciclo celular. Dentre essas proteínas, destacam-se se as ciclinas,, que controlam a passagem da fase G 1 para a fase S e da G 2 para a mitose. Se em alguma dessas fases houver alguma anomalia (exemplo: dano no DNA), o ciclo é interrompido até que o defeito seja reparado. Caso contrário, rio, a célula c é conduzida à apoptose (morte celular programada). Erros em G 1 e G 2 são detectados pela enzima p53,, que bloqueia o ciclo. Uma p53 alterada é encontrada na maioria dos tumores estudados, razão pela qual esta enzima é denominada guardiã guardiã do genoma.

9 Fontes:

10 E NAS CÉLULAS C QUE NÃO SE DIVIDEM? Em células c como neurônios e musculares esqueléticas (perenes), ósseas e hepáticas (quiescentes), a divisão não acontece. Assim, tais células c vivem estacionadas em um período especial denominado G 0 ( Gap-Zero ),, que pode se estender por toda a vida do organismo, ou ser interrompido em casos especiais [lesões no tecido (por exemplo, fraturas)]. Seu metabolismo intenso, característico de uma G 1 infinita é compensado por uma elevada atividade celular. Assim, tudo quanto é produzido por tais células c é consumido em seu próprio prio metabolismo.

11 (UFRJ / RJ): O gráfico a seguir mostra as alterações no conteúdo de ADN durante o ciclo de vida da maioria das células: Considerando que no tecido nervoso dos adultos não háh reprodução celular, construa o gráfico que representa a quantidade de ADN no ciclo celular dessas células. c Justifique sua resposta.

12 DIVISÕES CELULARES

13 MITOSE E SUAS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS: 1) Divisão conservativa (equacional): 2n 2n ou n n. 2) Possui um único ciclo de divisão: produz duas células filhas. 3) Não háh nenhum mecanismo de recombinação: as células c filhas são geneticamente idênticas entre si e em relação à célula-mãe. 4) Serve para a formação de células somáticas (nos animais). Em vegetais, serve para a formação dos gametas.

14 MEIOSE E SUAS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS: 1) Divisão reducional: : 2n n. 2) Possui dois ciclos de divisão: forma quatro células c filhas. 3) A ocorrência de um mecanismo denominado crossing- over (permuta gênica) ) pode dar origem a células c filhas geneticamente distintas AUMENTO DA VARIABILIDADE GENÉTICA VANTAGEM ECOLÓGICO GICO-EVOLUTIVA. 4) Serve, nos animais, para a formação dos gametas.. Em vegetais, serve para a produção de esporos.

15 Em A e B: MITOSE. Em C: MEIOSE. Fontes: se.htm

16 MITOSE E SUAS FASES

17 PRÓFASE ( (PRO = A FAVOR) 1) O início da prófase é cromossômica. marcado pela condensação 2) Inicia-se a formação do FUSO MITÓTICO TICO (ACROMÁTICO): um conjunto de microtúbulos orientados de um polo a outra da célula c pela separação dos centríolos duplicados na fase S da interfase. 3) Em sua migração, os centríolos orientam os microtúbulos a se polimerizarem, formando fibras. Nas células c animais, os microtúbulos se organizam também m ao redor de cada centríolo, formando uma estrutura denominada ÁSTER. 4) No final da prófase a carioteca se fragmenta em pequenas vesículas, e os cromossomos se espalham pelo citoplasma.

18 METÁFASE ( (META = MEIO) 1) Os centríolos atingem os polos opostos da célula. c 2) Através s de um movimento denominado METACINESE, os cromossomos (condensados ao máximo) m dirigem-se para a região mediana da célula. c 3) Microtúbulos capturam os cromossomos e os organizam na linha equatorial da célula, c formando a PLACA EQUATORIAL (METAFÁSICA). OBSERVAÇÃO ÃO: : Alguns autores consideram a existência de uma etapa intermediária ria entre prófase e metáfase, a PROMETÁFASE FASE.. Suas características são o desmanche total da carioteca e a metacinese cromossômica para o equador celular.

19 ANÁFASE ( (ANA = PARA CIMA) 1) Nesta fase duplicam-se os centrômeros, promovendo a separação das cromátides tides-irmãs. irmãs. 2) Na sequência, as cromátides tides-irmãs irmãs se afastam, puxadas para os polos opostos, devido ao encurtamento das fibras do fuso. Este movimento recebe o nome de ASCENSÃO POLAR.

20 TELÓFASE ( (TELO = FIM) 1) É caracterizada pela descondensação dos cromossomos, a formação de dois novos núcleos n e a divisão da célula c em duas célulasc lulas-filhas (citocinese). 2) As vesículas membranosas resultantes da fragmentação da antiga carioteca se fundem umas às s outras, reconstituindo o envelope nuclear. 3) Os nucléolos reaparecem. 4) Inicia-se a CITOCINESE.

21 Prófase Metáfase Anáfase Telófase Fonte: r.html

22 Fonte:

23 MITOSE ANIMAL x VEGETAL 1) A animal é CÊNTRICA e ANFIASTRAL. 2) Como nos vegetais superiores não háh centríolos, a mitose vegetal é ACÊNTRICA e ANASTRAL. 3) A citocinese nos animais é CENTRÍPETA [pela ação a de um anel de proteínas contráteis teis (microfilamentos de actina) na região mediana da célula]. c 4) Nos vegetais a citocinese é CENTRÍFUGA FUGA: : lamelas oriundas do complexo golgiense se depositam no meio da célula para as extremidades. Sobre elas depositam-se se camadas de PECTINA e CELULOSE,, constituindo a LAMELA MÉDIAM (futura PAREDE CELULAR).

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25 BLOQUEIO DA MITOSE A aplicação de drogas como os alcaloides COLCHICINA e COLCEMIDA inibe a polimerização dos microtúbulos (ligam-se à tubulina), bloqueando a mitose. A mitose é interrompida em METÁFASE, com os cromossomos espalhados pelo citoplasma e condensados em grau máximo. Metáfase bloqueada em célula c de ponta de raiz de cebola (Allium( cepa). Fonte:

26 Isto favorece sua observação ao microscópio, a montagem de cariótipos e a avaliação de anomalias, como aneuploidias (erros numéricos como, por exemplo, na síndrome de Down: trissomia do cromossomo 21).

27 Cromossomo metafásico. Fonte: Cariótipo típico t e menina com síndrome s de Down. Notar a trissomia do cromossomo 21. Fontes: as_gênicas

28 MEIOSE E SUAS FASES

29 CARACTERÍSTICAS DA MEIOSE São formadas quatro células c filhas, cada uma com metade do número n de cromossomos originalmente presentes na célula-mãe (divisão REDUCIONAL). É dividida em dois períodos, meiose I e meiose II, com quatro fases cada, com eventos semelhantes aos da mitose. Meiose I: prófase I, I metáfase I, I anáfase I e telófase I. I Meiose II: prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II.

30 As prófases são marcadas pela condensação dos cromossomos. Nas metáfases eles se ligam aos microtúbulos do fuso e se dispõem na região equatorial da célula. c Nas anáfases os cromossomos migram para polos opostos da célula. c Nas telófases eles se descondensam e formam núcleosn cleos- filhos nos polos da célula c em divisão. Entre as duas meioses pode haver um intervalo de repouso (não obrigatório) rio) denominado INTERCINESE.

31 TIPOS DE MEIOSE / CICLOS VITAIS Existem três tipos principais de meiose: zigótica (inicial), gamética (final) e espórica (intermediária). ria). Na natureza existem três ciclos vitais ou reprodutivos: haplobionte, diplobionte e haplodiplobionte. Nils Eberhard Svedelius ( ), em 1931, foi o primeiro a empregar o termo haplobionte para certas algas e posteriormente usado para outros organismos. Nils E. Svedelius, foto de Fonte:

32 I. Ciclo Haplobionte: : meiose zigótica (ocorre no zigoto) ) e inicial (ocorre no início do ciclo). Algas e fungos.

33 II. Ciclo Diplobionte: : meiose gamética (ocorre para a formação de gametas) ) e final (quando os indivíduos duos do ciclo jáj estão constituídos e maduros). Algas, fungos e maioria dos animais.

34 III. Ciclo Haplodiplobionte: : meiose espórica (forma esporos), entre duas formas adultas (gamet( gametófito n e esporófito 2n), sendo denominada intermediária ria. Ocorre alternância de gerações (metagênese). Algas, fungos e todos os vegetais.

35 MEIOSE I: PRÓFASE I A prófase na meiose I é longa e complexa, sendo dividida em cinco subfases: 1) LEPTÓTENO TENO: : Marcado pela condensação de certos pontos ao longo dos cromossomos, denominados cromômeros. 2) ZIGÓTENO TENO: : Os cromossomos homólogos emparelham- se, formando as díades. 3) PAQUÍTENO TENO: : O maior grau de condensação dos homólogos evidencia as tétradestrades ou bivalentes.

36 4) DIPLÓTENO TENO: : Pode ocorrer um fenômeno denominado crossing-over over,, pelo qual os pares de homólogos trocam pedaços entre si, constituindo uma figura denominada quiasma.. Este processo promove o aumento da variabilidade genética (individual e específica).

37 celular/

38 5) DIACINESE: : Os homólogos permanecem unidos apenas pelos quiasmas, que deslizam progressivamente para as extremidades cromossômicas, fenômeno conhecido como terminalização dos quiasmas.

39 Cromômeros Díades Tétrades Permuta Terminalização dos quiasmas Quiasma

40 MEIOSE I: METÁFASE I, ANÁFASE I, TELÓFASE I METÁFASE I: Cromossomos homólogos se organizam aos pares na região equatorial da célula c (COROA( EQUATORIAL). ANÁFASE I: I: Os centrômeros não se duplicam. A ascensão polar faz com que cada cromossomo dos pares homólogos, constituído por duas cromátides unidas pelo centrômero, seja puxado para cada um dos polos. A separação dos pares homólogos justifica o caráter reducional da meiose I. Os quiasmas desaparecem. TELÓFASE I: I: O fuso acromático se desfaz, os cromossomos se descondensam, as cariotecas se reorganizam e os nucléolos reaparecem. Surgem assim, dois novos núcleos, n cada um com metade do número n de cromossomos presentes no núcleo n original. Cada cromossomo, entretanto, ainda está constituído por duas cromátides unidas pelo centrômero. Ocorre então a citocinese I, e a célulac lula-mãe se separa em duas célulasc lulas-filhas. Inicia-se a meiose II.

41 Fonte: Purves, W. K., Sadava, D., Orians, G. H. & Heller, C. Vida A Ciência da Biologia.. 6ª 6 ed. Porto Alegre: Artmed, 2005 (vol. 1, pp ).

42 MEIOSE II As duas célulasc lulas-filhas entram simultaneamente em prófase II. Os cromossomos, constituídos por duas cromátides se condensam, os nucléolos desaparecem e a carioteca se fragmenta. Na metáfase II, os cromossomos associam-se se ao fuso acromático, alinhando-se no plano equatorial da célula. c Os centrômeros se dividem, e os microtúbulos do fuso puxam as cromátides tides-irmãs irmãs para polos opostos, marcando o início da anáfase II. Quando os cromossomos-irmãos chegam nos polos das células, lulas, inicia-se a telófase II. Nessa fase, os cromossomos se descondensam, os nucléolos reaparecem e as cariotecas se reorganizam. Em seguida, o citoplasma se divide (citocinese II) e surgem duas célulasc lulas-filhas a partir de cada célula que iniciou a segunda divisão meiótica.

43 Fonte: Purves, W. K., Sadava, D., Orians, G. H. & Heller, C. Vida A Ciência da Biologia.. 6ª 6 ed. Porto Alegre: Artmed, 2005 (vol. 1, pp ).

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45 PARA QUE SERVE A MEIOSE? Ela preserva o número n de cromossomos da espécie. Sem meiose, a constante cromossômica dos seres vivos dobraria a cada geração, o que é incompatível com a vida. (com adaptações)

46 MITOSE x MEIOSE porteflio.blogspot.com.br/2008_11_01_archive.html