Mitose
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O documento descreve as etapas da mitose e meiose. A mitose é a divisão celular em células somáticas, enquanto a meiose ocorre na formação de gametas e reduz o número de cromossomos pela metade. A mitose consiste em cinco fases (prófase, metáfase, anáfase, telófase e interfase), enquanto a meiose envolve duas divisões celulares (Meiose I e II) com uma duplicação de DNA.
Mitose
- 1. Mitose A mitose é um processo de divisão celular, característico de todas as células somáticas vegetais e animais. É um processo contínuo que é dividido didaticamente em 5 fases: Profáse, metáfase, anáfase, telófase, nas quais ocorrem grande modificações no núcleo e no citoplasma. O desenvolvimento das sucessivas fases da mitose são dependentes dos componentes do aparelho mitótico Aparelho Mitótico O aparelho mitótico é constituído pelos fusos, centríolos, ásteres e cromossomos. O áster é um grupo de microtúbulos irradiados que convergem em direção do centríolo. As fibras do fuso são constituídas por: 1. microtúbulos polares que se originam no polo. 2. Microtúbulos cinetecóricos, que se originam nos cinetecóro 3. Microtúbulos livres. Cada cromossoma é composto por duas estruturas simétricas: as cromátides, cada uma delas contém uma única molécula de DNA. As cromátides estão ligadas entre si através do centrômero, que é uma região do cromossoma que se liga ao fuso mitótico, e se localiza num segmento mais fino denominado de constricção primária. Fases da Mitose Prófase A prófase começa com o aumento do volume nuclear e com a condensação da cromatina, formando os cromossomos. Verifica-se que cada cromossomo é constituído de duas cromátides unidas pelo centrômero, o que significa que a duplicação dos cromossomos ocorreu antes da prófase, ou seja, na intérfase. Figura 1A - Início da prófase No citoplasma, o início da prófase é marcado pela duplicação dos centríolos, que se envolvem radialmente pelas fibras do áster. Cada um dos centríolos resultantes vai migrando para os pólos opostos da célula.
- 2. Durante a migração dos centríolos, o hialoplasma vai formando entre eles um conjunto de fibras, constituindo o fuso mitótico. A carioteca se fragmenta e o fuso passa a ocupar a zona axial da célula (Fig. 1A, 1B e 1C). Figura 1B - Prófase intermediária Figura 1C - Fim da prófase Metáfase Os cromossomos atingem seu grau máximo de condensação e se colocam no equador do fuso. Pelo centrômero os cromossomos estão ligados às fibras do fuso. Há dois tipos de fibras no fuso: as contínuas, que vão de centríolo a centríolo, e as cromossômicas, que vão de centríolo a centrômero (Fig. 2). Figura 2 - A metáfase Anáfase A anáfase começa pela duplicação dos centrômeros, libertando as cromátides, que agora passam a ser denominadas cromossomos-filhos. Em seguida, as fibras cromossômicas encurtam, puxando os cromossomos para os pólos do fuso (Fig. 3).
- 3. Figura 3 - A anáfase Telófase Agora, os cromossomos chegam aos pólos e sofrem o processo de descondensação. A membrana nuclear reconstitui-se a partir do retículo endoplasmático. Os nucléolos tomam a se formar na altura da constrição secundária de certos cromossomos, os chamados cromossomos organizadores nucleolares. Assim termina a divisão nuclear ou cariocinese, produzindo dois novos núcleos com o mesmo número cromossômico da célula-mãe. A seguir, acontece a divisão do citoplasma ou citocinese. Na região equatorial, a membrana plasmática se invagina, formando um sulco anular cada vez mais profundo, terminando por dividir totalmente a célula (Figs. 4A e 4B). Figura 4A - Início da telófase Figura 4B - Fim da telófase Intérfase Intérfase é o período que separa duas mitoses. Tal período caracteriza-se por intensa atividade metabólica, resultante da descondensação cromossômica. A intérfase é dividida em três períodos (G1, S e G2). O período durante o qual ocorre a duplicação do DNA é chamado de S; G1 (do inglês gap intervalo) é o período que antecede a síntese de DNA, enquanto G2 é o período que sucede a síntese de DNA e antecede a mitose.
- 4. O ciclo mitótico Em G1 ocorre intensa síntese de RNA e proteínas, provocando o crescimento da célula. No período S acontece a síntese de DNA, determinando a duplicação dos cromossomos. No período G2 há pouca síntese de RNA e de proteínas. O gráfico abaixo mostra a variação da quantidade de DNA no ciclo celular. Grau de variação da quantidade de DNA no ciclo mitótico Meiose O que é meiose? A meiose é um processo de divisão celular em que uma célula diplóide (2n) forma quatro células haplóides (n). A meiose consiste em duas divisões celulares, acompanhadas por uma só duplicação cromossômica.
- 5. Organismos simples podem reproduzir-se através de divisões simples. Este tipo de reprodução assexuada é simples e direta e produz organismos geneticamente iguais. A reprodução sexual por sua vez, envolve uma mistura de genomas de 2 indivíduos, para produzir um indivíduo que diferem geneticamente de seus parentais. O ciclo reprodutivo sexual envolve a alternância de gerações de células haplóides, com gerações de células diplóides. A mistura de genomas é realizada pela fusão de células haplóides que formam células diplóides. Posteriormente novas células diplóides são geradas quando os descendentes de células diplóides se dividem pelo processo de meiose. Com exceção dos cromossomos que determinam o sexo, um núcleo de célula diplóide contém 2 versões similares de cada cromossomo autossomo, um cromossomo paterno e 1 cromossoma materno. Essas duas versões são chamadas de homologas, e na maioria das células possuem existência como cromossomos independentes. Essas duas versões são denominadas de homólogos. Quando o DNA é duplicado pelo processo de replicação, cada um desses cromossomos é replicado dando origem as cromátides que são então separadas durante a anáfase e migram para os polos celulares. Desta maneira cada célula filha recebe uma cópia do cromossomo paterno e uma cópia do cromossoma materno. Vimos que a mitose resulta em células com o mesmo número de cromossomas, se ocorre - se a fusão dessas células, teríamos como resultado células com o dobro de cromossomas e isso ocorreria em progressão. Exemplificando: O homem possui 46 cromossomas, a fusão resultaria em uma célula com 92 cromossomas. A meiose desenvolveu-se para evitar essa progressão. A meiose ( meioum = diminuir ) ocorre nas células produtoras de gametas. Os gametas masculinos e femininos ( espermatozóides e óvulos ) que são produzidos nos testículos e ovários respectivamente as gônadas femininas e masculinas. Os gametas se originam de células denominadas espermatogonias e ovogonias. A meiose é precedida por um período de intérfase ( G1, S, G2 ) com eventos semelhantes aos observados na mitose. As espermatogônias e ovogônias, que são células diplóides, sofrem sucessivas divisões mitóticas. As células filhas dessas células desenvolvem ciclo celular, e num determinado momento da fase G2 do ciclo celular ocorrem alterações que levam as células a entrar em meiose e darem origem a células háploides ou seja células que possuem a metade do número ( n) de cromossomas da espécie. A regulação do processo meiótico inicia-se durante a fase mitótica, onde observam-se: 1) Período S longo; 2) aumento do volume nuclear. Experimentalmente demonstra-se que eventos decisivos ocorrem em G2, devido a ativação de sítios únicos para a meiose. Podemos definir meiose como sendo o processo pelo qual número de cromossomos é reduzido a metade. Na meiose o cromossomo produzido possui apenas a metade do número de cromossomos, ou seja somente um cromossomo no lugar de um par de homólogos. O gameta é dotado de uma cópia do cromossoma materno ou paterno.
- 6. A meiose é um processo que envolve 2 divisões celulares com somente uma duplicação de cromossomas. Fases da Meiose A meiose ocorre apenas nas células das linhagens germinativas masculina e feminina e é constituída por duas divisões celulares: Meiose I e Meiose II. O esquema geral da meiose A meiose envolve duas divisões celulares. A primeira divisão meiótica é chamada reducional, pois reduz o número de cromossomos de um estado diplóide (2n) para o haplóide (n). A segunda divisão é chamada equacional e mantém o número haplóide. O processo geral obedece ao seguinte esquema: Meiose divisão I - Divisão reducional A meiose I é subdividida em quatro fases, denominadas: Prófase I, Metáfase I, Anáfase I, Telófase I PRÓFASE I A prófase I é de longa duração e muito complexa. Os cromossomos homólogos se associam formando pares, ocorrendo permuta (crossing-over) de material genético entre eles. Vários estágios são definidos durante esta fase: Leptóteno, Zigóteno, Paquíteno, Diplóteno e Diacinese. O crossing-over Leptóteno
- 7. Os cromossomos tornam-se visíveis como delgados fios que começam a se condensar, mas ainda formam um denso emaranhado. Nesta fase inicial , as duas cromátides- irmãs de cada cromossomo estão alinhadas tão intimamente que não são ditinguíveis. Zigóteno Os cromossomos homólogos começam a combinar-se estreitamente ao longo de toda a sua extensão. O processo de pareamento ou sinapse é muito preciso. Paquíteno Os cromossomos tornam-se bem mais espiralados. O pareamento é completo e cada par de homólogos aparece como um bivalente ( às vezes denominados tétrade porque contém quatro cromátides) Neste estágio ocorre o crossing-over, ou seja, a troca de segmentos homólogos entre cromátides não irmãs de um par de cromossomos homólogos. Diplóteno Ocorre o afastamento dos cromossomos homólogos que constituem os bivalentes. Embora os cromossomos homólogos se separem, seus centrômeros permanecem
- 8. intactos, de modo que cada conjunto de cromátides-irmãs continua ligado inicialmente. Depois, os dois homólogos de cada bivalente mantêm-se unidos apenas nos pontos denominados quiasmas (cruzes). Diacinese Neste estágio os cromossomos atingem a condensação máxima. METÁFASE I Há o desaparecimento da membrana nuclear. Forma-se um fuso e os cromosomos pareados se alinham no plano equatorial da célula com seus centrômeros orientados para pólos diferentes. ANÁFASE I Os dois membros de cada bivalente se separam e seus respectivos centrômeros com as cromátides-irmãs fixadas são puxados para pólos opostos da célula. Os bivalentes distribuem-se independentemente uns dos outros e, em consequência, os conjuntos paterno e materno originais são separados em combinações aleatórias.
- 9. TELÓFASE I Nesta fase os dois conjuntos haplóides de cromossomos se agrupam nos pólos opostos da célula. Meiose divisão II - Divisão equacional A meiose II tem início nas células resultantes da telófase I, sem que ocorra a Intérfase. A meiose II também é constituída por quatro fases: PRÓFASE II É bem simplificada, visto que os cromossomos não perdem a sua condensação durante a telófase I. Assim, depois da formação do fuso e do desaparecimento da membrana nuclear, as células resultantes entram logo na metáfase II. METÁFASE II Os 23 cromossomos subdivididos em duas cromátides unidas por um centrômero prendem-se ao fuso.
- 10. ANÁFASE II Após a divisão dos centrômeros as cromátides de cada cromossomo migram para pólos opostos. TELÓFASE II Forma-se uma membrana nuclear ao redor de cada conjunto de cromátides. Autoria: Thais Duarte