Divisão Celular: Mitose e Meiose

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1 Divisão Celular: Mitose e Meiose Divisão Celular as células originam-se de outras células preexistentes Virchow, 1858, médico alemão. 1

2 Divisão Celular - Base da continuidade e perpetuação das células e organismos ao longo do tempo. - Ocorre em todos os organismos vivos, dos unicelulares aos multicelulares. Divisão Celular Eduard Strasburger, 1880: Primeiras figuras de células em divisão (célula ciliada de flor de Tradescantia) 2

3 Ciclo Celular Seqüência ordenada de eventos: crescimento celular, duplicação DNA e organelas e divisão da célula. Divisão Celular Crescimento e desenvolvimento dos organismos: MITOSE -Muitas rodadas de divisão celular produz um novo organismo a partir de uma célula ovo (zigoto). -Crescimento do organismo. 3

4 Divisão Celular Reprodução dos organismos multicelulares: MEIOSE Divisão Celular Reprodução dos organismos multicelulares: MEIOSE produção de células germinativas espermatozóides ovócito 4

5 Divisão Celular Reprodução dos organismos unicelulares Cada divisão celular produz um novo organismo. Bactérias Divisão Celular Intérfase: G1, S e G2 Monitoramento e crescimento celular Divisão Duplicação do DNA Monitoramento e crescimento celular 5

6 Divisão Celular - Divisão celular durante toda a vida: reposição de células mortas. - Diferentes taxas de divisão celular entre as células. Divisão Celular M M M S S S Células embrionárias (blastômeros) menores a cada divisão celular: Fases G1 e G2 drasticamente diminuídas. 6

7 Divisão Celular: Mitose Prófase: transição entre G2 e mitose Compactação dos cromossomos 7

8 Prófase Compactação dos cromossomos Arcabouço Prófase Compactação dos cromossomos Condensina: principal componente estrutural do cromossomo mitótico. Responsável pela condensação do cromossomo. Condensina Condensinas 8

9 Prófase Compactação dos cromossomos Fosforilação da condensina Ciclina B-Cdk1 Proteínas reguladoras Condensinas pertencem às Proteinas SMC (Structural Maintenance of Chromosomes) Prófase Compactação dos cromossomos Fosforilação da condensina Ciclina B-Cdk1 Proteínas reguladoras 9

10 Proteína do arcabouço do cromossomo Condensina Proteína do arcabouço do cromossomo DNA Condensina DNA Condensina 10

11 Prófase Compactação dos cromossomos Condensina DNA Distribuição da subunidade SMC2 da condensina em cromossomos metafásicos de galinha Prófase Compactação dos cromossomos Topoisomerase II DNA Topoisomerase II Sua atividade enzimática permite desemaranhar e separar moléculas de DNA Topoisomerase II: a fitted mechanism for the chromatin landscape Joaquim Roca, Nucleic Acids Research, 2009, Vol. 37, No. 3 Cromossomos plumosos 11

12 Prófase Fragmentação do Golgi e RE Prófase Formação do fuso de divisão 12

13 Início da formação do fuso de divisão Microtúbulos 1 Microtúbulos: classe de filamentos grossos do citoesqueleto 13

14 Início da formação do fuso de divisão Microtúbulos centrossomo Início da formação do fuso de divisão Polimerização dos microtúbulos 14

15 Prometáfase Rompimento do envoltório nuclear Fibras do fuso ligam-se aos cromossomos Rompimento do envoltório nuclear Complexos Ciclina B- Cdk1 e seu papel na prometáfase Ciclina B-Cdk1 Fosforilação das laminas nucleares 15

16 Rompimento do envoltório nuclear Ciclina B-Cdk1 Fosforilação das laminas nucleares Fragmentação do envelope nuclear Degradação das ciclina B-Cdk1 Inativação de Cdk1 Defosforilação das lâminas e remontagem do envelope Prometáfase Complexos Ciclina B-Cdk1 e seu papel na prometáfase -Fosforilação da condensina supertorsão dos filamentos de cromatina; -Fosforilação de proteínas associadas ao RE e Golgi, interrompendo o tráfego vesicular. -Fosforilação das laminas; -Fosforilação das nucleoporinas; -Fosforilação de proteína integrais da membrana nuclear interna que funcionam como âncoras das fibras de cromatina; -Fosforilação de proteínas associadas aos microtúbulos; 16

17 Formação do fuso de divisão Prometáfase - Três classes de microtúbulos: 1- polares centrossomo cromátide cinetocoro Cinesinas 2- cinetócoro 3- astrais ou livres Microtúbulos astrais ou livres Microtúbulos do cinetocoro Microtúbulos polares Estrutura do cromossomo telômero Braço p petit centrômero Braço q subseqüente a p Coesinas cromátide 17

18 Prometáfase Fibras do fuso ligam-se ao cinetocoro do cromossomo Ultra-estrutura do centrômero Cinetocoro Fibras do fuso Heterocromatina Centrômero 18

19 Fibras do fuso ligam-se ao cinetocoro do cromossomo DNA Proteínas do cinetocoro Ultra-estrutura do centrômero humano heterocromatina centromérica microtúbulos Cinetocoro Cinetocoro Placa interna DNA alfóide + CENP-A CENP-C heterocromatina centromérica DNA alfóide + CENP-B Placa externa CENP-E CENP Proteínas centroméricas 19

20 Fibras do fuso ligam-se aos cromossomos Estrutura do cinetocoro Cinetocoro Placa externa Dineína Microtúbulo Coroa fibrosa Microtúbulo Placa interna Placa externa CENP-E (cinesina) Coroa fibrosa Metáfase -Cromossomos alinhados no equador da célula -orientação bipolar dos cromossomos 20

21 Metáfase -Dinâmica dos microtúbulos -Oscilações cromossômicas Cromossomo mantido no equador celular devido à dinâmica dos microtúbulos Cinetocoro Fibras do fuso Cinetocoro Cromatina 21

22 Anáfase - Separação das cromátides-irmãs Separação das cromátides irmãs Separase Coesinas Coesinas: mantém cromátides irmãs conectadas 22

23 Separação das cromátides irmãs Coesinas Separase Controle da separação das cromátides irmãs fosforilação Cdc20 APC inativo Ciclina-Cdk M Coesinas APC ativo Proteína inibidora Separase inativa Separase ativa Securina 23

24 Separação das cromátides-irmãs Cinesinas Anáfase A Cromátides irmãs movem-se para os polos opostos Anáfase B Distanciamento dos polos Telófase Cromossomos-filhos chegam aos pólos das células Reconstituição do envoltório nuclear Início da formação do anel contrátil 24

25 Reconstituição do envoltório nuclear Ubiquitinação das ciclinas B Inativação de Cdk1 que fosforilava as laminas 1 2 Citocinese Divisão do citoplasma: Formação de anel contrátil em células animais Estrangulamento do citoplasma 25

26 Anel Contrátil (células animais): actina e miosina Anel Contrátil (células animais): actina e miosina 26

27 Citocinese em células vegetais Formação do Fragmoplasto Mitose 1 célula 2n Uma divisão nuclear e citoplasmática 2 células 2n idênticas 27

28 Animações: Ballet mitótico