Unidade 6 Reprodução nos seres vivos
Reprodução sexuada Os descendentes apresentam carateres comuns entre si e em relação aos progenitores de típicos da espécie a que pertencem, mas diferem significativamente devido à diversidade genética decorrente da reprodução sexuada. 2
3
Fecundação A reprodução sexuada implica que ocorra a fusão de dois gâmetas, formando o ovo ou zigoto. 4
Constância do número de cromossomas A fecundação tem como consequência uma duplicação cromossómica. No entanto, verifica-se que a quantidade de material genético em cada espécie se mantém constante de geração em geração. Tem de ocorrer um processo de divisão nuclear, em que o número de cromossomas seja reduzido para metade. 5
Adultos diploides (2n= 46) MEIOSE Espermatozoide (n= 23) Óvulo (n= 23) FECUNDAÇÃO Ovo (2n= 46) Bebé (2n= 46)
Cromossomas homólogos células diploides Os cromossomas homólogos têm forma e estrutura semelhantes e são portadores de genes para os mesmos carateres. Todas as células que, como o ovo, possuem no núcleo cromossomas homólogos designam-se por células diploides e a sua constituição cromossómica representa-se, simbolicamente, por 2n. 7
Meiose passagem da diploidia à haploidia As células resultantes de divisão por meiose contêm apenas um cromossoma de cada par de cromossomas homólogos, sendo designadas por células haploides, e a sua constituição cromossómica pode representar-se por n. 8
FECUNDAÇÃO DIPLOIDIA Célula haplóide n cromossomas Célula diploide 2n cromossomas HAPLOIDIA MEIOSE Fecundação e meiose - mecanismos complementares
Meiose DIVISÃO II DIVISÃO I 10
Meiose É o processo de divisão nuclear através do qual, a partir de uma célula com núcleo diploide, se podem formar células com núcleo haploide redução cromossómica. Este mecanismo é constituído por duas divisões: a divisão l, ou reducional, e a divisão II, ou equacional. Interfase Cada um tem um cromatídeo. 11
Fases da Meiose 12
Divisão I Deve o seu nome de reducional ao facto de durante as suas quatro etapas ocorrer a redução do número de cromossomas para metade, bem como da quantidade de DNA. No final da divisão l formam-se duas células com n cromossomas e metade do DNA da célula-mãe. 13
Profase I Os cromossomas, constituídos por dois cromatídeos, vão ficando mais condensados. Os dois cromossomas homólogos de cada par emparelham, constituindo esse conjunto um bivalente, díada cromossómica ou tétrada cromatídica, uma vez que cada cromossoma é constituído por dois cromatídeos. O invólucro nuclear e os nucléolos desagregam-se e vai-se constituindo o fuso acromático. Os fenómenos que ocorrem na profase l tornam-na longa: ocupa cerca de 90% do tempo global da meiose. 14
Bivalente ou tétrada cromatídica Pontos de quiasma Cromossomas homólogos Núcleo Célula em profase I 15
Emparelhamento de homólogos O processo de emparelhamento designa-se por sinapse e consiste numa justaposição gene a gene entre os dois cromossomas homólogos. Durante a sinapse surgem pontos de cruzamento entre dois cromatídios de cromossomas homólogos, os pontos de quiasma. Ao nível dos quiasmas pode haver quebra dos cromatideos, podendo ocorrer trocas recíprocas de segmentos de cromatideos pertencentes aos dois cromossomas homólogos de cada bivalente, designando-se esse fenómeno por crossing-over. 16
Metafase I Os bivalentes ligam-se aos microtúbulos do fuso acromático por zonas específicas dos centrómeros. Os pontos de quiasma localizam-se no plano equatorial do fuso acromático e os centrómeros voltados para pólos opostos. A orientação de cada par de homólogos, em relação aos pólos da célula, realiza-se ao acaso, independentemente da sua origem materna ou paterna. 17
Anafase I Os dois cromossomas homólogos de cada bivalente separam-se - segregação dos homólogos e ocorre a migração de cada um dos cromossomas, constituídos por dois cromatideos, para pólos opostos. O modo como se verifica a migração é puramente aleatório, podendo ocorrer vários tipos de recombinações de cromossomas maternos e paternos. 18
Nº de combinações na segregação de cromossomas 19
Telofase I Os cromossomas de cada conjunto, após atingirem as zonas polares do fuso acromático, tornam-se mais finos e mais longos. Aparece o invólucro nuclear e os nucléolos. Cada núcleo formado tem metade do número de cromossomas do núcleo diploide inicial. 20
Citocinese Em alguns casos, na parte final da divisão l da meiose, ocorre uma citocinese formando-se duas células haploides. 21
Interfase A interfase entre a divisão l e a divisão II pode não existir, ou se ocorre nunca se verifica período de síntese. A essa interfase seguem-se, em cada núcleo, um conjunto de fenómenos em tudo idênticos aos que ocorrem em mitose. 22
Divisão II A divisão II é uma divisão equacional, pois o número de cromossomas mantém-se, embora o teor de DNA se reduza a metade. 23
Profase II Os cromossomas, constituídos por dois cromatídeos, tornam-se sucessivamente mais curtos e grossos. O invólucro nuclear fragmenta-se e organiza-se o fuso acromático. 24
Metafase II Os cromossomas no seu máximo de encurtamento dispõem-se na zona equatorial do fuso acromático, com os centrómeros no plano equatorial. 25
Anafase II Os centrómeros dividem-se, separando-se portanto os dois cromatídeos de cada cromossoma que passam a constituir cromossomas independentes, migrando para pólos opostos. 26
Telofase II Ao nível de cada zona polar, os cromossomas descondensam-se, tornando-se mais finos e longos. Um invólucro nuclear organiza-se em volta de cada conjunto de cromossomas e surgem os nucléolos. 27
Citocinese No final da divisão II formam-se quatro células haplóides independentes. 28
No final da divisão II, cada uma das duas células anteriormente formadas origina duas células, ou seja, formaram-se quatro células cada uma com n cromossomas e 1/4 do DNA da célula-mãe (após replicação do DNA). 29
Variação da quantidade de DNA durante a meiose: 4Q 2Q Q 2n Interfase a célula diploide replica o DNA que passa de 2Q para 4 Q. Anafase I redução de 4 Q para 2 Q aquando da separação de cromossomas homólogos. Tempo Anafase II redução de 2Q para Q aquando da separação dos cromatídeos Q- quantidade de DNA (nº de moléculas = nº de cromatídeos) n- nº de cromossomas 31
Mitose e meiose - comparação 32
Mitose e meiose - comparação 33
MITOSE Ocorre em células somáticas Ocorre apenas 1 divisão MEIOSE Ocorre em células germinativas Ocorrem 2 divisões Origina 2 células-filhas Origina 4 células -filhas O nº de cromossomas das células-filhas é igual ao da célula-mãe O nº de cromossomas das células-filhas é metade da célula-progenitora A quantidade de DNA das células-filhas é metade da da célula-mãe A quantidade de DNA das células-filhas é a quarta parte da da célula-mãe
Mutações 35
36
Mutações cromossómicas estruturais As mutações cromossómicas estruturais devem-se a erros durante o crossing-over. 37
Mutações cromossómicas numéricas As mutações cromossómicas numéricas devem-se à não disjunção de cromossomas homólogos durante a anafase I ou à não disjunção de cromatídeos durante a anafase II. 38
39