Divisão Celular: Mitose & Meiose

Introdução: “Todos nós já fomos uma única célula – o zigoto -, resultante da união entre duas células sexuais de nossos pais: o óvulo e o espermatozóide. A reprodução dessa primeira célula originou os quatrilhões de células que compõe o corpo de uma pessoa adulta. Mesmo depois que o crescimento cessa, muitos tipos d células de nosso corpo continuam a se reproduzir, de modo, a repor milhares de células que morrem a todo instante”.
Nesse trabalho colocamos os dois tipos de Divisão Celular: a mitose e a meiose. A mitose é o processo de reprodução da maioria das células. E a meiose, o processo que origina as células sexuais, cuja união representa o inicio de um novo ser.

Mitose & Meiose: Tipos de Divisão Celular: Há dois tipos básicos de divisão celular: a mitose e a meiose. Na mitose, uma célula da origem a duas células-filhas com o mesmo numero de cromossomos da célula-mãe. Na Meiose, uma célula produz quatro células-filhas cada uma com a metade do numero de cromossomos presentes na célula-mãe.
Por mitose uma célula diplóide da origem a duas células-filhas diplóides, ou uma célula haplóide da origem a duas células-filhas haplóides. A divisão meiótica, porem só ocorre em células diplóides e origina, quatro células-filhas haplóides.
Nos organismos unicelulares, a mitose constitui um tipo de reprodução assexuada. A célula única do organismo, ao sofrer mitose, gera dois novos organismos idênticos, que crescem até atingir o tamanho da célula-mãe. Já nos organismos multicelulares, a mitose, é o processo pelo qual se formam todas as células do corpo do individuo, a partir da célula inicial, o zigoto.
Para que a divisão celular se complete, dividimos o citoplasma em duas partes cada uma com seu núcleo. Esse processo é chamado de citocinese.
A maneira de dividir o citoplasma, isto é, o tipo de citocinese, varia nos diferentes organismos. Nas células animais, por exemplo, a membrana plasmática sofre um estrangulamento progressivo na região mediana da célula, até separar duas células-filhas. Como a divisão citoplasmática avança de fora para dentro, a citocinese animal é denominada centrípeta.
Nas células de plantas e da maioria das algas, a divisão do citoplasma ocorre pela formação de uma placa central constituída por substâncias gelatinosas chamadas pectinas. Essa placa cresce do centro para a periferia da célula a medida que as pectinas se depositam. Por esse motivo, a citocinese vegetal é denominada centrífuga.

Mitose: Uma célula começa os preparativos para mitose ainda na intérfase, duplicando seus cromossomos. Com base nessa duplicação os cientistas dividem a intérfase em três períodos sucessivos: G¹, S e G².
O período G¹ (do inglês gap ‘intervalo’) precede a duplicação dos cromossomos. No período S (do inglês synthesis, ‘síntese’) esta ocorrendo síntese de DNA, ou seja, os cromossomos estão se duplicando. O período G² é o intervalo de duplicação entre o final do DNA e o inicio da divisão celular.

A mitose foi dividida em quatro fases: Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase.

Prófase: (pró = anterior) “A Formação do fuso Acromático” Na prófase tem inicio na condensação dos cromossomos. Ao microscópio, pode se notar que os filamentos cromossômicos vão se tornando cada vez mais condensados, ao mesmo tempo que o nucléolo (ou nucléolos) diminui progressivamente de tamanho até desaparecer.
No citoplasma, o centro celular duplica-se e os dois novos centros celulares-filhos migram em sentidos opostos. Entre eles surgem fibras de proteína que constituirão o fuso acromático ou aparelho mitótico.

O fim da Prófase é marcado pela fragmentação e pela desintegração da carioteca, com espelhamento dos cromossomos na região central da célula.

Metáfase: (metá = além de, após) Os cromossomos já bastante condensados, passam a ocupar a região mediana (equatorial) da célula, espalhando-se entre as fibras do fuso acromático. No centrômero de cada cromossomo, há duas regiões denominadas cinetócoros, onde se formam feixes de fibras de proteína, um em cada cromátide. Essas fibras ligam-se às fibras do fuso, de modo que as cromátides-irmãs ficam voltadas para pólos opostos da célula.
O fim da metáfase é marcado pela divisão dos centrômeros e pela separação das cromátides-irmãs, a apartir de então chamadas cromossomos-irmãos.

Anáfase: (aná = para cima, para o alto ou ao contrário) Os cromossomos-irmãos migram para pólos opostos da célula. Tudo indica que a migração dos cromossomos ocorra por deslizamento das fibras centroméricas sobre as fibras do fuso acromático.
A anáfase termina quando os dois conjuntos de cromossomos-irmãos atingem os pólos do fuso.
Telófase: (télos = fim) Pode ser considerada, em linhas gerais, o inverso da prófase. Cada conjunto de cromossomos-irmãos é envolvido por uma nova carioteca; os cromossomos se descondensam, voltando a ser longos e finos filamentos; o nucléolo reaparece. Surgem assim, dois núcleos-filhos idênticos sob os pontos de vista cromossômico e gênico.

Meiose: Meiose é um tipo de divisão celular intimamente associada ao processo de reprodução sexuada. Pela meiose surgem células haplóides que se unem duas a duas originando organismos diplóides. Na espécie humana, por exemplo, a meiose ocorre no ovário, originando óvulos (haplóides) e no testículo originando espermatozóides (haplóides). A união do óvulo com o espermatozóide forma a primeira célula diplóide de uma pessoa, o zigoto.

A meiose consiste em duas divisões consecutivas, a meiose I (ou primeira divisão meiótica) e a meiose II (ou segunda divisão meiótica)
Ambas são divididas em quatro fases, que tem os mesmos nomes que tem as fases da mitose.
Divisão I (reducional) - separação dos homólogos

Prófase I: Relativamente longa e complexa, a prófase I é subdividida em cinco subfases, denominadas em seqüência: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese.
A pesar de mais complexa, a prófase I da meiose é semelhante à prófase da mitose nos aspectos fundamentais: os cromossomos começam a se condensar, surge o fuso acromático e os nucléolos diminuem gradualmente até desaparecer. Como na prófase da mitose, a carioteca desintegra-se ao final da prófase I.

Leptóteno (leptós = fino, delgado) “surge os cromômeros”: caracteriza-se pelo aparecimento de inúmeros pontos de condensação, os cromômeros ao longo dos cromossomos. O numero, o tamanho e a distribuição desses cromômeros são geralmente idênticos em cromossomos homólogos.

Zigóteno (zygós = par) “ocorre a sinapse dos cromossomos homólogos”: caracteriza-se pelo emparelhamento dos cromossomos homólogos. Nesse processo, conhecido como sinapse cromossômica os dois homólogos de cada par colocam-se rigorosamente lado a lado de modo a emparelhar perfeitamente cromômeros equivalentes.

Paquíteno (pachys = espesso, grosso) “ocorre a permutação”: caracterize-se pela formação dos bivalentes ou tétrades . A tétrade é formada por um par de cromossomos homólogos emparelhados e já razoavelmente condensados. O termo ”bivalente” (bi = dois) indica que existem dois cromossomos emparelhados. Já o termo”tétrade” (do grego tretás = quatro) indica que há quatro cromátides, uma vez que cada homólogo da tétrade está duplicado.
No paquíteno ou eventualmente antes, no final do zigóteno, ocorrem quebras em pontos equivalentes de cromátides de cromossomos homólogos. Essas quebras são logo seguidas por soldaduras de reparação. Entretanto a soldadura ocorre com freqüência de modo trocado ou seja uma cromátide solda-se ao fragmento de sua homóloga, e vice-versa. Esse fenômeno e conhecido como permutação ou crossing over.

Diplóteno (diplóos = duplo) “ surgem os quiasmas”: caracteriza-se pelo aparecimento, em determinados pontos das tétrades, figuras em forma de letra ’’X’’, os quiasmas (do grego chiasma = cruzado, em forma de “X”) essas figuras resultam do cruzamento de cromátides homólogas que trocaram pedaços na fase anterior.
0 Os pontos de cruzamento tornam-se visíveis porque os homólogos começam a se separar, devido a diminuição das forças sinápticas, que mantiam o emparelhamento. Além disso, os cromossomos estão mais condensados, o que facilita sua individualização. O numero de quiasmas observados nas tétrades indica quantas permutações ocorreram, pois todo o quiasma surge devido a uma permutação cromossômica.

Diacinese (dia = através e cineses = movimento) “ocorre a terminalização dos quiasmas”: Os cromossomos homólogos continuam se separar. Com isso, os quiasmas deslizam para as extremidades cromossômicas, fenômeno conhecido como terminalização dos quiasmas. O final da prófase I é marcado pela desintegração da carioteca e pelo espalhamento dos pares de cromossomos homólogos, ainda unidos pelos quiasmos.

Metáfase I: Na primeira divisão meiótica forma-se apenas um feixe de fibras de proteína a partir do centrômero de cada cromossomo. Na mitose, formam-se dois feixes opostos de fibras em cada cromossomo.
Cada cromossomo do par de homólogos possui um único feixe de fibras, o qual se associa as fibras do fuso. Assim, os pares de cromossomos homólogos, ainda ligados pelos quiasmos , aliam-se na região mediana da célula, de tal maneira que cada homólogo de um par fica voltado para um dos pólos da célula.

Anáfase I: Durante a anáfase I os cromossomos homólogos migram para pólos opostos do fuso. Cada cromossomo esta constituído por duas cromátides, uma vez que não ocorreu divisão do centrômero.

Telófase I: A telófase tem inicio quando os cromossomos chegam aos pólos celulares. Nessa fase, como na prófase da mitose, os cromossomos descondemsam-se, novas cariotecas são reorganizadas e os nucléolos reaparecem. O fuso acromático desorganiza-se e desaparece.

Ao final da divisão I ocorre a citocinese (divisão citoplasmática). Surgem assim, duas novas células, cada qual com metade de cromossomos existentes na célula-mãe. Cada cromossomo, entretanto, é composto de duas cromátides, uma vez, que não houve divisão dos centrômeros. Após curto intervalo, denominado intercinese cada uma das células iniciará a divisão II.

Divisão II (equacional) - ocorre a separação de cromátides.

Prófase II: Os centros celulares das células formadas na divisão I duplicam-se e começam a migrar para os pólos opostos, originando o fuso acromático. Os cromossomos começam a se condensar, e os nucléolos vão progressivamente desaparecendo. Por fim, a carioteca desintegra-se, o que marca o final da prófase II.

Metáfase II: Com o desaparecimento da carioteca, os cromossomos espalham-se na região central da célula. Formam-se dois feixes de fibras opostos no centrômero de cada cromossomo, um feixe em cada cromátide. Esse feixes de fibras cromossômicas ligam-se as fibras do fuso, com as cromátides voltadas para os pólos opostos. Por fim, os centrômeros dividem-se, o que marca o fim da metáfase II.

Anáfase II: Os cromossomos-irmãos migram para pólos opostos.

Telófase II: Ao chegar aos pólos celulares, cada grupo de cromossomos é envolvido por uma nova carioteca. Os cromossomos descondensam-se e os nucléolos reaparecem. Em seguia ocorre a citocinese, que separa o citoplasma das células-filhas. Assim, surgem quatro células haplóides a partir da célula diplóide que iniciou o processo.

Reprodução

Introdução: A Reprodução – Capacidade de deixar descendentes – é a principal característica da vida. Por meio da reprodução, assexuada ou sexuada, a vida vem se perpetuando em nosso planeta.
Nos organismos multicelulares, pela reprodução assexuada, os genes de dois indivíduos, unem-se e originam um novo ser.

Reprodução: É a capacidade que um individuo tem de gerar semelhantes a si mesmo. É ela que garante aos seres vivos a sobrevivência de sua espécie: novos indivíduos substituem os que inevitavelmente morrem.

Reprodução Assexuada e Sexuada: No mundo vivem duas formas básicas de reprodução, assexuada e sexuada. Na reprodução assexuada, um único genitor da origem a descendentes geneticamente idênticos a ele. Na reprodução sexuada, dois genitores contribuem para gerar descendentes geneticamente diferentes.

Processos Assexuados de Reprodução: Os processos assexuados de reprodução dividem-se em: divisão binária, esporulação, brotamento, fragmentação, gemulação e partenogênese.

Divisão binária: A maioria dos organismos unicelulares, reproduzem-se através desse meio. Processo que consiste na divisão da célula, originando dois novos indivíduos.

Esporulação: Alguns seres multicelulares, como algas e fungos, reproduzem-se assexuadamente por meio de esporos.
Um esporo é uma célula que se liberta do corpo do organismo e, ao encontrar um ambiente favorável, multiplica-se, originando um novo individuo geneticamente idêntico ao que o produziu.

Brotamento: Muitas algas, fungos, animais invertebrados e plantas formam brotos na superfície do corpo. Que se desprendem e passam e ter vida independente, constituindo novos indivíduos geneticamente idênticos ao genitor.

Fragmentação: Alguns animais invertebrados, como platelmintos, (vermes achatados) anelídeos (minhocas) equinodermos (estrelas-do-mar) e também algumas plantas, podem se reproduzir assexuadamente por fragmentação. Nesse caso, fragmentos destacam-se do corpo do individuo, e regeneram novos seres, geneticamente idênticos ao genitor.

Gemulação: Esponjas de água doce podem produzir estruturas denominadas gêmulas. Estas são formadas por grupos de células que se isolam e se desprende-se do corpo de um organismo; ao encontrar um ambiente favorável, desenvolvem-se, transformando-se em novos indivíduos.
As gêmulas e os esporos são resistentes as condições desfavoráveis do meio, (falta de água, altas temperaturas, etc) e só germinam quando tais condições são satisfatórias.

Partenogênese: O que caracteriza a partenogênese é o desenvolvimento do óvulo, sem fecundação. Esse tipo de reprodução assexuada ocorre em alguns vermes, insetos e mesmo em vertebrados, como certas espécies de peixes, de anfíbios e de répteis.

Processos Sexuados de Reprodução: na reprodução sexuada há mistura de gemes de dois indivíduos da mesma espécie, e o resultado dessa mistura é uma prole variada cujos indivíduos apresentam características resultantes da interação das características dos genitores. Esse tipo de reprodução ocorre em praticamente todos os grupos de seres vivos; os mesmos mais seres mais simples, como o vírus e bactérias, tem processos sexuais que misturam genes de indivíduos diferentes.

Gameta, Zigoto e Fecundação: Na reprodução sexuada dos organismos eucarióticos, duas células haplóides, os gametas, fundem-se para originar uma célula diplóide, o ovo, ou zigoto. O processo de fusão dos gametas e a fertilização, ou fecundação.

Isogamia e Heterogamia: 0em algumas espécies os dois gametas que se fundem têm forma e tamanho semelhantes. Fala-se, nesse caso, em isogamia (do grego ísos, igual, semelhante e gamos, união). Na maioria das espécies, porem, os gametas diferem marcadamente em forma, tamanho e atividade. Fala-se então, em anisogamia (do grego ánisos, desigual) ou heterogamia (héteros, diferente).
Nas espécies animais, o gameta masculino é uma célula pequena e móvel, o espermatozóide, e o gameta feminino é uma célula grande e imóvel, o óvulo.

Processo em Pessoas:

O ciclo Menstrual Esquema do ciclo menstrual e sua relação com a temperatura basal. Note que se considera o dia do inicio da menstruação como 1º dia do ciclo.
Alteração no ovário e no útero durante o ciclo menstrual

Menstruação: A menstruação é a eliminação do revestimento interno do útero num ciclo em que não houve fecundação. Ela é percebida através de um sangramento pela vagina, que se repete regularmente a cada 4 semanas, mas ou menos. A quantidade de sangramento varia de mulher para mulher e, em geral, dura de 3 a 5 dias.

Ovulação: A ovulação é o processo de liberação, por um dos ovários, de um óvulo (célula reprodutora feminina). Esse óvulo contém o material genético da mulher, acompanhado de elementos nutritivos, que permitirão o desenvolvimento inicial do ovo, caso haja fecundação. A ovulação ocorre mais ou menos no meio dos 28 dias do ciclo menstrual (perto do 14º dia do ciclo).

A ovulação pode ter duas conseqüências:
- A primeira é que o ovário passa a produzir progesterona, que é o hormônio que prepara o endométrio para receber o ovo em caso de haver fecundação.
- A segunda conseqüência é a possibilidade de fecundação. Havendo relações sexuais, o espermatozóide pode penetrar no interior do óvulo e fecundá-lo. O novo ser origina-se pela junção desse material genético (masculino e feminino).
Nesse momento, ele é chamado de ovo ou zigoto.

O desenvolvimento do ovo: O ovo começa a se desenvolver multiplicando suas células. Assim, ele vai crescendo até formar o embrião. Esse ovo, que foi fecundado nas trompas, se desloca para aderindo à sua parede interna, onde se forma a placenta.
O ovo também produz um hormônio próprio para estimular o ovário a continuar produzindo progesterona além das duas semanas programadas. Esse hormônio produzido pelo ovo se chama “gonadotrofina coriônica”.

Ejaculação A ejaculação supõe o movimento do sêmen pela uretra e a propulsão do mesmo para fora da uretra durante o processo. As vias aferentes são, na sua maioria fibras, dos receptores táteis da glande do pênis que chegam a medula espinhal por nervos próprios chamados pudendos internos. O sêmen é impulsionado para fora da uretra pela contração de um músculo esquelético, denominado bulbo cavernoso.
Fecundação A fecundação depende da coordenação de muitos processos diferentes e do funcionamento normal dos órgãos reprodutores masculinos e femininos.

Espermatozóides A vida humana começa quando o óvulo é fertilizado por um espermatozóide. O óvulo maduro sai do ovário e desce lentamente a tropa ovariana, arrastado por uma corrente liquida. Ao penetrar no colo uterino, os espermatozóides sentem a influencia do óvulo. Na ausência deste, vagam sem rumo, em tumulto. Mas se houver um óvulo a fecundar, se dirigem resolutamente em direção a ele. Espermatozóide e cada espermatíde e, então, transformada em uma célula pequena, compacta, adaptada para o transporte material genético para o óvulo. Já na Ovogênese, o citoplasma divide-se de maneira desigual entre as quatro células filhas de modo que uma, o óvulo, obtêm todo o material vitelinico.

A quantidade e a distribuição do material vitelinico varia muito nos os das diferentes espécies animais A fecundação compreende todos os eventos desde a penetração da membrana do óvulo pelo acrosoma do espermatozóide ate a união dos cromosomas do espermatozóide e do óvulo em um só núcleo, restaurando o numero diplóide de cromosomas. A adaptação mais importe que aumenta a possibilidade de fecundação e a sincronia na produção e liberação dos gametas.

As vias reprodutoras dos vertebrados variam muito, o que reflete diferentes adaptações para a fecundação e ovoposição. Nos mamíferos, o pênis masculino deposita os espermatozóides na vagina e a fecundação ocorre na extremidade superior da Trompa de Falópio. O grande numero de espermatozóides liberados aumenta a possibilidade de que alguns possam atravessar o útero e a Tropa de Falópio e, coletivamente contribuir para a dispersão enzimática das células foliculares retidas em torno do óvulo liberado.
A reprodução nos vertebrados em especial apresenta um mecanismo complexo que dispõem de um mecanismo hormonal que acontece da seguinte forma: As células intersticiais dos testículos produzem androgênios como a testosterona, por exemplo; estes estimulam o desenvolvimento e a manutenção dos caracteres sexuais masculinos secundários e as glândulas anexas masculinas, a próstata e a vesícula seminal, por exemplo. Os chifres do veado e a crista do galo, as barbelas e a plumagem dos pássaros são controlados pelos androgênios. Eles também são responsáveis pelo menos em parte, pelo aumento da libido em ambos os sexos e pelo desenvolvimento do comportamento no acasalamento. A remoção da hipófise a regressão não só das células intersticiais como dos túbulos seminíferos.

Os ovários produzem os hormônios sexuais femininos, progestores e estradiol.

Fecundação

Após a polinização, os grãos de pólen ficam aderidos ao estigma devido a secreções desta região. O grão de pólen absorve água, incha e forma o tubo polínico, o qual penetra no estilete. O grão de pólen maduro apresenta dois núcleos: o vegetativo e o reprodutivo.

O núcleo vegetativo orienta a formação do tubo polínico. Quando o tubo polínico encontra o óvulo, o núcleo reprodutivo divide-se por mitose e origina os núcleos espermáticos que são os verdadeiros gametas masculinos. O tubo polínico penetra no óvulo e atinge o saco embrionário, depositando os núcleos espermáticos e realizando a fecundação.

A fecundação consiste na união da oosfera (n) com os núcleos espermáticos (n), formando o zigoto (2n) que, por mitoses sucessivas, forma o embrião.

A fecundação (fertilização) é um processo que se inicia com o contato entre o espermatozóide e o ovócito (óvulo) e finda com a fusão do material genético contido nestes gametas. Este contato se dá especificamente entre receptores presentes na zona pelúcida (em vermelho) do ovócito e ligantes localizados na membrana citoplasmática do espermatozóide.

O contato receptor-ligante induz a reação acrossômica: liberação das enzimas contidas no acrossoma, que têm a função de perfurar uma passagem para o espermatozóide através da zona pelúcida até a membrana citoplasmática do ovócito. O contato entre as membranas citoplasmáticas do espermatozóide e ovócito, induzem neste último, a reação cortical: exocitose das enzimas contidas nos grânulos corticais localizados na periferia do ovócito.

As enzimas liberadas durante a reação cortical provocam modificações na zona pelúcida (marrom crescente), levando ao seu endurecimento e inativação dos receptores. Estas alterações, denominadas reação zonal impedem, na maioria das espécies, definitivamente, a penetração de outro espermatozóide (polispermia) no ovócito. O contato das membranas citoplasmáticas dos gametas, induzem ainda, a ativação do ovócito: retomada da divisão meiótica que havia sido suspensa na metáfase II.

Com a fusão das membranas citoplasmáticas, o material contido no espermatozóide é transferido para o ovócito. O material genético do espermatozóide (pró-núcleo masculino) e o do ovócito (pró-núcleo feminino) fundem-se e preparam-se para a primeira clivagem da, agora, denominada célula ovo ou zigoto.

A Fecundação nos animais: A fecundação, ou fertilização, é o processo de união, do espermatozóide com o óvulo. Nos animais, o encontro dos gametas masculino e feminino pode ocorrer no ambiente externo, ou no interno do corpo da fêmea. No primeiro caso, fala-se em fecundação externa e, no segundo em fecundação interna.

Fecundação interna: os animais que apresentam esse tipo de fecundação como muitos invertebrados e vertebrados, podem possuir um órgão copulador, o pênis, por meio do qual os espermatozóides são colocados no interior do corpo da fêmea. A fecundação interna no interior do corpo da fêmea e característica de muitos animais aquáticos e das espécies terrestres. Ela requer a copula e diversas modificações das vias reprodutoras de ambos os sexos, tais como um órgão copulador (geralmente um pênis), glândulas produtoras de sêmem, vesícula seminal, vagina e receptáculo seminal.

Fecundação externa: Ex; os anfíbios, como as rãs, o macho abraça a fêmea e ambos expelem gametas. Essa fecundação é realizada na água.
Muitos animais aquáticos apresentam fecundação externa, que é possível onde indivíduos de uma espécie reúnem-se durante o período de redução ou vivem próximos e os espermatozóides podem ser transportados ate os óvulos pelas correntes aquáticas.

Fecundação cruzada: nas espécies dióicas, os gametas que se fundem são provenientes obrigatoriamente, de indivíduos diferentes e até mesmo nas espécies monóicas, em que o individuo formam dois tipos de gametas geralmente ocorre esse tipo de fecundação. Auto-fecundação: são as espécies em que ocorre a fecundação entre gametas provenientes do mesmo individuo, mas são poucos esses casos.