Alunas: Leuda e Geane Turma 1º N
Sumário
Ciclo Celular - meiose e mitose
Ciclo celular
Controle do ciclo celular
Fatores do crescimento e do ciclo celular
Mitose
Fases da Mitose
Atividade da síntese no ciclo celular
Meiose
CICLO CELULAR - MEIOSE E MITOSE.
Sabemos que a reprodução é uma propriedade fundamental
das células. As células se reproduzem através da duplicação
de seus conteúdos e posterior divisão em duas células filhas,
este processo é a garantia de uma sucessão contínua de
células identicamente dotadas.
Em organismos unicelulares, existe uma pressão seletiva para que cada
célula cresça e se divida o mais rápido possível,
porque a reprodução celular é responsável pelo aumento
do número de indivíduos. Nos organismos multicelulares, a produção
de novas células através da duplicação permite a
divisão do trabalho, no qual grupos de células tornam-se especializados
em determinada função.
Essa multiplicação celular porém, tem que ser regulada
porque a formação de novas células tem que compensar a
perda de células pelos tecidos adultos. Um indivíduo adulto possui
10 x1013 , todas derivadas de uma única célula, o óvulo
fecundado. Mesmo em um organismo adulto, a multiplicação celular
é um processo contínuo. O homem possui 2,5x1013 eritrócitos,
cujo tempo de vida médio e de 107 segundos ( 120 dias ) para manter esses
níveis constantes são necessárias 2, 5 milhões de
novas células pôr segundo. Apesar de inúmeras variações
existentes, os diferentes tipos celulares apresentam um nível de divisão
tal que é ótimo para o organismo como um todo, porque o que interessa
é a sobrevivência do organismo como um todo e não de uma
célula individual. Como resultado as células de um organismo dividem-se
em níveis diferentes. Algumas, como os neurônios nunca se dividem.
Outras, como as epiteliais, dividem-se rápida e continuamente.
CICLO CELULAR OU CICLO DE DIVISÃO CELULAR
O ciclo celular compreende os processos que ocorrem desde a formação
de uma célula até sua própria divisão em duas células
filhas. A principal característica é sua natureza cíclica.
O estudo clássico da divisão celular estabelece duas etapas no
ciclo celular; de um lado aquela em que a célula se divide originando
duas células descendentes e que é caracterizada pela divisão
do núcleo (mitose ) e a divisão do citoplasma (citocinese). A
etapa seguinte, em que a célula não apresenta mudanças
morfológicas, é compreendida no espaço entre duas divisões
celulares sucessivas e foi denominada de interfase.
Pôr muito tempo os citologistas preocuparam-se com o período de
divisão, e a interfase era considerada como uma fase de repouso. Mais
tarde observou-se, no entanto, que a interfase era uma fase de atividade biossintetica
intensa, durante a qual a célula duplica seu DNA e dobra de tamanho.
O estudo do ciclo celular sofreu uma revolução nos últimos
anos. No passado o ciclo era monitorado através de M.O e o foco de atenção
era a segregação dos cromossomos que é a parte microscopicamente
visível.
Técnicas especiais de estudo como a raudiautografia permitiram demostrar
que a duplicação do DNA ocorre em determinado período da
interfase o que permitiu a divisão da interfase em 3 estágios
sucessivos, G1, S e G2, o que compreende em geral cerca de 90% do tempo do ciclo
celular.
Onde G1 compreende o tempo decorrido entre o final da mitose e inicio da síntese.
O período S corresponde ao período de duplicação
do DNA e o período G2, o período entre o final da síntese
e o inicio da mitose.
Período G1: Este período se caracteriza por uma intensa síntese
de RNA e proteínas, ocorrendo um marcante aumento do citoplasma da célula
- filha recém formada. É nesta fase que se refaz o citoplasma,
dividido durante a mitose.
No período G1 a cromatina esta esticada e não distinguível
como cromossomos individualizados ao MO. Este é o estágio mais
variável em termos de tempo. Pode durar horas, meses ou anos. Nos tecidos
de rápida renovação, cujas células estão
constantemente em divisão, o período G1 é curto; como exemplo
temos o epitélio que reveste o intestino delgado, que se renova a cada
3 dias. Outro tecido com proliferação intensa é a medula
óssea, onde se formam hemácias e certos glóbulos brancos
do sangue. Todos estes tecidos são extremamente sensíveis aos
tratamentos que afetam a replicação do DNA (drogas e radiações
), razão pela qual são os primeiros a lesados nos tratamentos
pela quimioterapia do câncer ou na radioterapia em geral. Outros tecidos
não manifestam tão rapidamente lesões por apresentarem
proliferação mais lenta, tal como ocorre na epiderme ( 20 dias
) e no testículo (64 dias ).
Tecidos cujas células se reproduzem muito raramente, como a fibra muscular,
ou que nunca se dividem, como os neurônios do tecido nervoso, o ciclo
celular esta interrompido em G1 em um ponto específico denominado G0.
PERÍODOS: Este é o período de síntese. Inicialmente
a célula aumenta a quantidade de DNA polimerase e RNA e duplica seu DNA.
As duas cadeias que constituem a dupla hélice separam-se e cada nucleotídeo
serve de molde para a síntese de uma nova molécula de DNA devido
a polimerização de desoxinucleotídeos sobre o molde da
cadeia inicial, graças a atividade da DNA polimerase. Esta duplicação
obedece o pareamento de bases onde A pareia com T e C com G e como resultado
teremos uma molécula filha que é a replica da molécula
original. A célula agora possui o dobro de quantidade de DNA.
O estudo das alterações provocadas no DNA por radiações
ultravioletas ou raio X, demonstrou que nem sempre o efeito dessas radiações
era letal. A analise deste fenômeno levou ao conhecimento de vários
tipos de mecanismos de reparação do DNA das células.
Nas células normais as alterações produzidas por radiações
são reparadas antes de terem tempo de se transmitirem as células
- filhas. Este sistema possui grande importância na seleção
evolutiva das espécies, pois teriam uma condição essencial
para o desenvolvimento de organismos com quantidades cada vez maiores de DNA
e com maior número de células.
PERÍODO G2: O período G2 representa um tempo adicional para o
crescimento celular, de maneira que a célula possa assegurar uma completa
replicação do DNA antes da mitose. Neste período ocorre
uma discreta síntese de RNA e proteínas essenciais para o inicio
da mitose. É considerado o segundo período de crescimento. Apesar
desta divisão nos períodos de crescimento, atualmente sabe-se
que ele é um processo continuo, sendo interrompido apenas brevemente
no período de mitose. A célula agora esta preparada para a mitose,
que é a fase final e microscopicamente visível do ciclo celular.
CONTROLE DO CICLO CELULAR
O ciclo celular é regulado pela interação de proteínas.
Essas proteínas compõem o Sistema de Controle que conduz e coordena
o desenvolvimento do ciclo celular. Essas proteínas surgiram a bilhões
de anos e tem sido conservadas e transferidas de célula para célula
ao longo da evolução
O ciclo celular em organismos multicelulares, é controlado por proteínas
altamente específicas, denominadas de fatores de crescimento. Os fatores
de crescimento regulam a proliferação celular através de
uma rede complexa de cascatas bioquímicas que por sua vez regulam a transcrição
gênica e a montagem e desmontagem de um sistema de controle. São
conhecidas cerca de 50 proteínas que atuam como fatores de crescimento,
liberados por várias tipos celulares. Para cada tipo de fator de crescimento,
há um receptor específico, os quais algumas células expressam
na sua superfície e outras não.
Os fatores de crescimento podem ser divididos em duas grandes classes: 1) Os
fatores de crescimento de ampla especificidade, que afetam muitas classes de
células, como por exemplo o PDGF ( fator de crescimento derivado das
plaquetas) e o EGF ( fator de crescimento epidérmico ). A segunda classe
de fatores de crescimento são os Estreita especificidade, que afetam
células específicas.
A proliferação celular depende, de uma combinação
específica de fatores de crescimento. Alguns FC estão presentes
na circulação, porém a maioria dos FC é originada
das células da vizinhança da célula afetada e agem como
mediadores locais. Os FC além de serem responsáveis pela regulação
do crescimento e da divisão celular estão também envolvidos
em outras funções como: sobrevivência, diferenciação
e migração celular.
FATORES DE CRESCIMENTO E CONTROLE DO CICLO CELULAR
Os fatores de crescimento liberados ligam-se a receptores de membrana das células
alvo. A formação do complexo receptor - ligante, dispara a produção
de moléculas de sinalização intracelular. Essas moléculas
são responsáveis pela ativação de uma cascata de
fosforilação intracelular, que induz a expressão de genes.
O produto da expressão destes genes são os componentes essenciais
do Sistema de Controle do Ciclo celular, que é composto principalmente
por duas famílias de proteínas:
1. CdK ( cyclin - dependent protein Kinase ) que induz a continuidade do
processo através da fosforilação de proteínas selecionadas
2. Cyclins que são proteínas especializadas na ativação
de proteínas. Essas proteínas se ligam a CdK e controlam a fosforilação
de proteínas alvo. São reconhecidas duas famílias de Cyclins:
Cyclins G1 e Cyclins G2
O ciclo de montagem, ativação e desmontagem do complexo Cyclin-CdK
são os eventos bases que dirigem o ciclo celular.
O ciclo é regulado para parar em pontos específicos. Esses pontos
permitem que o sistema de controle sofra influência do meio.
Nesses pontos de parada são realizados check up. São reconhecidos
dois pontos de Check point:
- Em G1 - antes da célula entrar na fase S do ciclo
- Em G2 antes da célula entrar em mitose. Nestes pontos são checados
as condições do meio extracelular e da própria célula.
O controle do ciclo nesses pontos é realizado por duas famílias
de proteínas: No período G1 ocorre a montagem do complexo Cyclin-CdK
que fosforiliza proteínas especificas induzindo a célula a entrar
no período S. O complexo se desfaz com a desintegração
da cyclin.
No período G2 as cyclins mitóticas ligam-se a proteínas
CdK formando um complexo denominado de MPF (M.phase Promiting Factor ) que é
ativado por enzimas e desencadeiam eventos que levam a célula a entrar
em mitose. O complexo é desfeito pela degradação da cyclin
mitótica quando a célula esta entre a metáfase e anáfase
induzindo a célula a sair da mitose. Assim cada passo da ativação
ou desativação marca uma transição no ciclo celular.
Essa transição por sua vez iniciam reações que servem
de gatilhos para a continuidade do processo.
Existem duas preposições para explicar a atuação
do sistema de controle:
Cada bloco indica um processo essencial no ciclo ( Replicação
do DNA, síntese de proteínas, formação do fuso..)
Na hipótese A. cada processo ativa o processo seguinte, num efeito dominó.
A hipótese B ajusta-se melhor ao ciclo celular onde os sistemas de controle
do ciclo ativam a continuidade do processo.
MITOSE
A mitose ( do grego: mitos = filamento ) é um processo de divisão
celular, característico de todas as células somática vegetais
e animais. É um processo continuo 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.
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
PROFÁSE: Nesta fase cada cromossoma é composto pôr 2 cromátides
resultantes da duplicação do DNA no período S. Estas cromátides
estão unidas pelos filamentos do centrômero. A Profáse caracteriza-se
pela contração dos cromossomas, que tornam-se mais curtos e grossos
devido ao processo de enrolamento ou helicoidização.
Os nucléolos se desorganizam e os centríolos, que foram duplicados
durante a interfase, migram um par para cada polo celular.
O citoesqueleto se desorganiza e seus elementos vão constituir -se no
principal componente do fuso mitótico que inicia sua formação
do lado de fora do núcleo. O fuso mitótico é uma estrutura
bipolar composta por microtúbulos e proteínas associadas. O final
da Profáse, também é denominada de pré-metáfase,
sendo a principal característica desta fase, o desmembramento do envoltório
nuclear em pequenas vesículas que se espalham pelo citoplasma.
O fuso é formado por microtúbulos ancorados nos centrossomas e
que crescem em todas as direções. Quando os MT dos centrossomos
opostos interagem na Zona de sobreposição, proteínas especializadas
estabilizam o crescimento dos MT. Os cinetecoros ligam-se na extremidade de
crescimento dos MT.
O fuso agora entra na região do nuclear e inicia-se o alinhamento dos
cromossomos para o plano equatorial.
METÁFASE: Nesta fase os cromossomas duplos ocupam o plano equatorial
do aparelho mitótico.
Os cromossomas adotam uma orientação radial, formando a placa
equatorial. Os cinetecoros das duas cromátides estão voltados
para os pólos opostos.
Ocorre um equilíbrio de forças.
ANÁFASE: Inicia-se quando os centrômeros tornam-se funcionalmente
duplos. Com a separação dos centrômeros, as cromátides
separam-se e iniciam sua migração em direção aos
pólos. O centrômero precede o resto da cromátide. Os cromossomas
são puxados pelas fibras do fuso e assumem um formato característico
em V ou L dependendo do tipo de cromossoma. A anáfase caracteriza-se
pela migração polar dos cromossomas. Os cromossomos movem-se na
mesma velocidade cerca de 1 micrômetro por minuto.
TELÔFASE: A telófase inicia-se quando os cromosomas-filhos alcançam
os pólos. Os MT cinetocóricos desaparecem e os MT polares alongam-se.
Os cromossomas começam a se desenrolar, num processo inverso a Profáse.
Estes cromossomas agrupam-se em massas de cromatina que são circundadas
pôr cisternas de RE, os quais se fundem para formar um novo envoltório
nuclear.
CITOCINESE: Ë o processo de clivagem e separação do citoplasma.
A citocinese tem inicio na anáfase e termina após a tolófase
com a formação das células filhas.
Em células animais forma-se uma constricção, ao nível
da zona equatorial da célula mãe, que progride e estrangula o
citoplasma. Esta constrição é devida a interação
molecular de atina e miosina e microtúbulos. Como resultado de uma divisão
mitótica teremos 2 células filhas com numero de cromossomas iguais
a da célula mãe.
ATIVIDADE DE SÍNTESE NO CICLO CELULAR
O conteúdo de proteínas total de uma célula típica
aumenta mais ou menos continuamente durante o ciclo. Da mesma maneira a síntese
de RNA continua constante, com exceção da Fase M, a maioria das
proteínas são sintetizadas durante as diferentes fases do ciclo,
portanto o crescimento é um processo contínuo e constante, interrompido
brevemente na fase M, quando o núcleo e a célula se dividem.
O período mitótico caracteriza-se pela baixa atividade bioquímica;
durante este período a maior parte da atividades metabólicas,
e em especial a síntese de macromoléculas, esta deprimida. Neste
sentido não se observou nenhuma síntese de DNA durante o período
mitótico, enquanto que a intensidade da síntese de RNA e proteínas
se reduz de maneira marcante na prófase, mantendo-se em níveis
mínimos durante a metáfase e anáfase; com a telófase
reinicia-se a síntese de RNA e no final desta etapa, com o começo
de G1, se restaura a intensidade de síntese de proteínas. É
fácil compreender a queda de síntese de RNA que caracteriza a
mitose, pois a condensação da cromatina para formar cromossomas
deve bloquear a possibilidade de transcrição.
MEIOSE
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 pólos 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 interfase ( 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.
A meiose é um processo que envolve 2 divisões celulares com somente
uma duplicação de cromossomas.
Fonte:
http://orbita.starmedia.com/~achouhp/biologia/divisao_celular.htm
Existem basicamente dois tipos de divisão celular: a mitose e a meiose.
Uma célula, dividindo-se por mitose, dá origem a duas novas células
com o mesmo número de cromossomos da célula inicial. A mitose
é importante no crescimento dos organismos multicelulares e nos processos
de regeneração de tecidos do corpo.
Na meiose, uma célula dá origem a quatro novas células
com a metade do numero de cromossomos da célula inicial. A meiose é
importante para a variabilidade gênica, sendo um tipo de divisão
que ocorre no processo de formação do gametas nos indivíduos
que apresentam reprodução sexual.
Sabemos que a reprodução é uma propriedade fundamental
das células. As células se reproduzem através da duplicação
de seus conteúdos e posterior divisão em duas células filhas,
este processo é a garantia de uma sucessão contínua de
células identicamente dotadas. Em organismos unicelulares, existe uma
pressão seletiva para que cada célula cresça e se divida
o mais rápido possível, porque a reprodução celular
é responsável pelo aumento do número de indivíduos.
Nos organismos multicelulares, a produção de novas células
através da duplicação permite a divisão do trabalho,
no qual grupos de células tornam-se especializados em determinada função.
Essa multiplicação celular porém, tem que ser regulada
porque a formação de novas células tem que compensar a
perda de células pelos tecidos adultos. Um indivíduo adulto possui
10 x10 13 , todas derivadas de uma única célula, o óvulo
fecundado. Mesmo em um organismo adulto, a multiplicação celular
é um processo contínuo. O homem possui 2,5x10 13 eritrócitos,
cujo tempo de vida médio e de 10 7 segundos ( 120 dias ) para manter
esses níveis constantes são necessárias 2, 5 milhões
de novas células pôr segundo. Apesar de inúmeras variações
existentes, os diferentes tipos celulares apresentam um nível de divisão
tal que é ótimo para o organismo como um todo, porque o que interessa
é a sobrevivência do organismo como um todo e não de uma
célula individual. Como resultado as células de um organismo dividem
-se em níveis diferentes. Algumas, como os neurônios nunca se dividem.
Outras, como as epiteliais, dividem-se rápida e continuamente.
Ciclo Celular
O ciclo é dividido em duas etapas básicas: a intérfase
e a mitose. Tanto a intérfase como a mitose apresentam-se subdivididas
em períodos ou fases. Os períodos da interfase são: G1,
S e G2. As Fases da mitose são: prófase, metáfase, anáfase
e telófase. A intérfase é sempre a fase mais demorada do
que a mitose, correspondendo a 90% a 95% do tempo total gasto por uma célula
durante o seu ciclo.
O ciclo celular compreende os processos que ocorrem desde a formação
de uma célula até sua própria divisão em duas células
filhas. A principal característica é sua natureza cíclica.
O estudo clássico da divisão celular estabelece duas etapas no
ciclo celular; de um lado aquela em que a célula se divide originando
duas células descendentes e que é caracterizada pela divisão
do núcleo ( mitose ) e a divisão do citoplasma ( citocinese ).
A etapa seguinte, em que a célula não apresenta mudanças
morfológicas, é compreendida no espaço entre duas divisões
celulares sucessivas e foi denominada de intérfase. Pôr muito tempo
os citologistas preocuparam-se com o período de divisão, e a interfase
era considerada como uma fase de repouso. Mais tarde observou-se, no entanto,
que a interfase era uma fase de atividade biossintética intensa, durante
a qual a célula duplica seu DNA e dobra de tamanho. O estudo do ciclo
celular sofreu uma revolução nos últimos anos. No passado
o ciclo era monitorado através de M.O e o foco de atenção
era a segregação dos cromossomos que é a parte microscopicamente
visível. Técnicas especiais de estudo como a radiautografia permitiram
demonstrar que a duplicação do DNA ocorre em determinado período
da interfase o que permitiu a divisão da interfase em 3 estágios
sucessivos, G1, S e G2, o que compreende em geral cerca de 90% do tempo do ciclo
celular. Onde G1 compreende o tempo decorrido entre o final da mitose e inicio
da síntese. O período S corresponde ao período de duplicação
do DNA e o período G2, o período entre o final da síntese
e o inicio da mitose.
Período G1: Este período se caracteriza por uma intensa síntese
de RNA e proteínas, ocorrendo um marcante aumento do citoplasma da célula
- filha recém formada. É nesta fase que se refaz o citoplasma,
dividido durante a mitose. No período G1 a cromatina esta esticada e
não distinguível como cromossomos individualizados ao MO. Este
é o estágio mais variável em termos de tempo. Pode durar
horas, meses ou anos. Nos tecidos de rápida renovação,
cujas células estão constantemente em divisão, o período
G1 é curto; como exemplo temos o epitélio que reveste o intestino
delgado, que se renova a cada 3 dias. Outro tecido com proliferação
intensa é a medula óssea, onde se formam hemácias e certos
glóbulos brancos do sangue. Todos estes tecidos são extremamente
sensíveis aos tratamentos que afetam a replicação do DNA
(drogas e radiações ), razão pela qual são os primeiros
a lesados nos tratamentos pela quimioterapia do câncer ou na radioterapia
em geral. Outros tecidos não manifestam tão rapidamente lesões
por apresentarem proliferação mais lenta, tal como ocorre na epiderme
( 20 dias ) e no testículo (64 dias ). Tecidos cujas células se
reproduzem muito raramente, como a fibra muscular, ou que nunca se dividem,
como os neurônios do tecido nervoso, o ciclo celular esta interrompido
em G1 em um ponto específico denominado G0.
Período S: Este é o período de síntese. Inicialmente
a célula aumenta a quantidade de DNA polimerase e RNA e duplica seu DNA.
As duas cadeias que constituem a dupla hélice separam-se e cada nucleotídeo
serve de molde para a síntese de uma nova molécula de DNA devido
a polimerização de desoxinucleotídeos sobre o molde da
cadeia inicial, graças a atividade da DNA polimerase. Esta duplicação
obedece o pareamento de bases onde A pareia com T e C com G e como resultado
teremos uma molécula filha que é a replica da molécula
original. A célula agora possui o dobro de quantidade de DNA. O estudo
das alterações provocadas no DNA por radiações ultravioletas
ou raio X, demonstrou que nem sempre o efeito dessas radiações
era letal. A analise deste fenômeno levou ao conhecimento de vários
tipos de mecanismos de reparação do DNA das células. Nas
células normais as alterações produzidas por radiações
são reparadas antes de terem tempo de se transmitirem as células
- filhas. Este sistema possui grande importância na seleção
evolutiva das espécies, pois teriam uma condição essencial
para o desenvolvimento de organismos com quantidades cada vez maiores de DNA
e com maior número de células.
Período G2: O período G2 representa um tempo adicional para o
crescimento celular, de maneira que a célula possa assegurar uma completa
replicação do DNA antes da mitose. Neste período ocorre
uma discreta síntese de RNA e proteínas essenciais para o inicio
da mitose. É considerado o segundo período de crescimento. Apesar
desta divisão nos períodos de crescimento, atualmente sabe-se
que ele é um processo continuo, sendo interrompido apenas brevemente
no período de mitose. A célula agora esta preparada para a mitose,
que é a fase final e microscopicamente visível do ciclo celular.
CONTROLE DO CICLO CELULAR
O ciclo celular é regulado pela interação de proteínas.
Essas proteínas compõem o Sistema de Controle que conduz e coordena
o desenvolvimento do ciclo celular. Essas proteínas surgiram a bilhões
de anos e tem sido conservadas e transferidas de célula para célula
ao longo da evolução O ciclo celular em organismos multicelulares,
é controlado por proteínas altamente específicas, denominadas
de fatores de crescimento. Os fatores de crescimento regulam a proliferação
celular através de uma rede complexa de cascatas bioquímicas que
por sua vez regulam a transcrição gênica e a montagem e
desmontagem de um sistema de controle. São conhecidas cerca de 50 proteínas
que atuam como fatores de crescimento, liberados por várias tipos celulares.
Para cada tipo de fator de crescimento, há um receptor específico,
os quais algumas células expressam na sua superfície e outras
não. Os fatores de crescimento podem ser divididos em duas grandes classes:
1) Os fatores de crescimento de ampla especificidade, que afetam muitas classes
de células, como por exemplo o PDGF ( fator de crescimento derivado das
plaquetas) e o EGF ( fator de crescimento epidérmico ). A segunda classe
de fatores de crescimento são os Estreita especificidade, que afetam
células específicas. A proliferação celular depende,
de uma combinação específica de fatores de crescimento.
Alguns FC estão presentes na circulação, porém a
maioria dos FC é originada das células da vizinhança da
célula afetada e agem como mediadores locais. Os FC além de serem
responsáveis pela regulação do crescimento e da divisão
celular estão também envolvidos em outras funções
como: sobrevivência, diferenciação e migração
celular.
FATORES DE CRESCIMENTO E CONTROLE DO CICLO CELULAR
Os fatores de crescimento liberados ligam-se a receptores de membrana das células
alvo. A formação do complexo receptor - ligante, dispara a produção
de moléculas de sinalização intracelular. Essas moléculas
são responsáveis pela ativação de uma cascata de
fosforilação intracelular, que induz a expressão de genes.
O produto da expressão destes genes são os componentes essenciais
do Sistema de Controle do Ciclo celular, que é composto pricipalmente
por duas famílias de proteínas: 1. CdK ( cyclin - dependent protein
Kinase ) que induz a continuidade do processo através da fosforilação
de proteinas selecionadas 2. Cyclins que são proteínas especializadas
na ativação de proteínas. Essas proteínas se ligam
a CdK e controlam a fosforilação de proteínas alvo. São
reconhecidas duas familias de Cyclins: Cyclins G1 e Cyclins G2 O ciclo de montagem,
ativação e desmontagem do complexo cyclin-CdK são os eventos
bases que dirigem o ciclo celular. O ciclo é regulado para parar em pontos
específicos. Esses pontos permitem que o sistema de controle sofra influência
do meio. Nesses pontos de parada são realizados check up. São
reconhecidos dois pontos de Check point:
- Em G1 - antes da célula entrar na fase S do ciclo
- Em G2 antes da célula entrar em mitose. Nestes pontos são checados
as condições do meio extracelular e da própria célula.
O controle do ciclo nesses pontos é realizado por duas famílias
de proteínas: No período G1 ocorre a montagem do complexo Cyclin-CdK
que fosforiliza proteínas especificas induzindo a célula a entrar
no período S. O complexo se desfaz com a desintegração
da cyclin. No período G2 as cyclins mitóticas ligam-se a proteínas
CdK formando um complexo denominado de MPF (M.phase Promiting Factor ) que é
ativado por enzimas e desencadeiam eventos que levam a célula a entrar
em mitose. O complexo é desfeito pela degradação da cyclin
mitótica quando a célula esta entre a metáfase e anáfase
induzindo a célula a sair da mitose. Assim cada passo da ativação
ou desativação marca uma transição no ciclo celular.
Essa transição por sua vez iniciam reações que servem
de gatilhos para a continuidade do processo. Existem duas preposições
para explicar a atuação do sistema de controle: Cada bloco indica
um processo essencial no ciclo ( Replicação do DNA, síntese
de proteínas, formação do fuso..) Na hipótese A.
cada processo ativa o processo seguinte, num efeito dominó. A hipótese
B ajusta-se melhor ao ciclo celular onde os sistemas de controle do ciclo ativam
a continuidade do processo.
MITOSE
A mitose ( do grego: mitos = filamento ) é um processo de divisão
celular, característico de todas as células somática vegetais
e animais. É um processo continuo 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 cromossomo 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 cromossomo que se liga ao
fuso mitótico, e se localiza num segmento mais fino denominado de constrição
primária.
Intérfase:
Na intérfase o núcleo das células apresenta: Carioteca,
nucleoplasma, nucléolo e cromatina, característicos. Nesse período
há intensa atividade celular e síntese de RNA. Quando a célula
inicia divisão, observa-se alterações no núcleo
que vão caracterizar as fases da mitose.
É na intérfase que ocorre a duplicação dos cromossomos,
antes de iniciar a divisão. A intérfase é caracterizada
pelos períodos: G1 (quantidade de DNA constante), S (duplicação
do DNA) e G2 (inicia-se a mitose, quantidade de DNA retorna à quantidade
inicial).
Mitose
Processo pelo qual as células de animais se dividem, produzindo, cada
uma, duas células idênticas à original. A reprodução
de células-filhas iguais à original tem como finalidade repor
as células mortas no organismo, ou possibilitar o aumento do número
delas nos processos de crescimento. Outro processo de divisão celular
é a meiose, que produz quatro células com metade dos cromossomos
da célula-mãe. No período que antecede a mitose, ocorre
a duplicação dos cromossomos, numa fase denominada de interfase.
Então, os filamentos simples de cromossomos passam a ser duplos, recebendo
o nome de cromátides. Nas células humanas, os 23 cromossomos passam
a ser 23 pares, unidos por um ponto denominado centrômero. A divisão
da célula realiza-se em quatro diferentes fases: prófase, metáfase,
anáfase e telófase.
- Prófase: Fase inicial da mitose, nota-se alterações no
núcleo e no citoplasma, os cromossomos já duplicados começam
a se condensar, tornando-se visíveis. Enquanto os cromossomos estão
se condensando, o nucléolo começa a se tornar menos evidente,
desaparecendo ao final da prófase. No citoplasma ocorre modificações
no centro celular e nos microtúbulos do citoesqueleto. No início
da prófase, os microtúbulos do citoesqueleto se desorganizam e
as moléculas de tubulina que os compõem ficam livres no citosol,
que irão compor o fuso mitótico. As fibras do áster dispõem-se
radialmente apartir de cada centro celular. Essas fibras mais longas, agora
formadas, partem de cada áster em direção à região
equatorial da célula e recebe o nome de fibras polares. Ao final da prófase,
surgem no centrômero de cada cromossomo duplicado duas estruturas especializadas,
denominadas cinetócoros.
- Metáfase: Os cromossomos encontram-se alinhados em um mesmo plano
na região equatorial da célula, denominado placa metafásica
ou equatorial. Enquanto os cromossomos permanecem estacionários, verifica-se
no citoplasma intensa movimentação de partículas e organelas,
que se dirigem eqüitativamente para pólos opostos da célula.
- Anáfase: Inicia-se no momento em que o centrômero de cada cromossomo
duplicado divide-se longitudinalmente, separando as cromátides-filhas.
Assim que se separam, passam a ser chamados cromossomos-filhos e são
puxados para os pólos opostos da célula, orientados pela fibra
do fuso. Quando os cromossomos-filhos atingem os pólos das células,
termina a anáfase. Assim, cada pólo recebe o mesmo material cromossômico,
uma vez que cada cromossomo-filho possui a mesma informação genética.
- Telófase: Ocorre praticamente o inverso do que ocorreu na prófase:
a carioteca se reorganiza, os cromossomos se descondensam, o cinetócoro
e as fibras cinetocóricas desaparecem e o nucléolo se reorganiza.
Os dois núcleos-filhos adquirem ao final da telófase o mesmo aspecto
de um núcleo interfásico. As fibras polares não desaparecem
nessa etapa, ficando restritas ao citoplasma.
MEIOSE
Processo de divisão celular no qual células diplóides,
ou seja, com dois lotes de cromossomos, dão origem a quatro células
haplóides, com apenas um lote de cromossomos. Essa forma de divisão
possibilita a formação dos gametas (células sexuais). Nas
células humanas diplóides existem 46 cromossomos. Através
da meiose, elas passam a ter 23 cromossomos. No processo de fecundação
humana, ocorre a união de dois gametas dos pais, resultando em um ovo
com 46 cromossomos. A meiose é responsável pela diversificação
do material genético nas espécies. A reprodução
sexuada permite a mistura de genes de dois indivíduos diferentes da mesma
espécie para produzir descendentes que diferem entre si e de seus pais
em uma série de características. A meiose ocorre em duas etapas
que, por sua vez, se subdividem em prófase, prómetafase, metáfase,
anáfase e telófase. A fase que antecede a meiose é conhecida
como interfase, quando os cromossomos da célula se duplicam e se apresentam
como filamentos duplos, as cromátides. Dividimos em duas etapas: Meiose
I e Meiose II.
Resumidamente, a meiose é um mecanismo destinado à distribuição
das unidades hereditárias ou genes, permitindo sua recombinação
independente e ao acaso. Com a distribuição aleatória dos
homólogos maternos e paternos entre as células-filhas na divisão
meiótica I, cada gameta recebe uma mistura diferente de cromossomos maternos
e paternos.
Deste processo, um indivíduo poderia, a princípio, produzir 2n
gametas diferentes, onde n é o número de haplóide de cromossomos.
Em seres humanos, por exemplo, cada indivíduo pode produzir, no mínimo,
223 = 8,4 x 106 gametas geneticamente diferentes.
Porém, o número de variantes é muito maior, devido ao crossing-over,
fenômeno que ocorre durante a longa prófase da divisão meiótica
I. Este processo proporciona uma mistura da constituição genética
de cada um dos cromossomos nos gametas.
A recombinação genética que decorre do crossing-over pode,
eventualmente, traduzir-se numa vantagem evolutiva a uma espécie, ao
longo dos anos.
A prófase I da meiose I foi dividida em 5 subfases consecutivas: Leptóteno,
Zigóteno, Paquíteno, Diplóteno e Diacinese.
As fases da Meiose I
Prófase I:
- Leptóteno: Cada cromossomo é formado por duas cromátides.
No leptóteno, os cromossomos duplicados iniciam a sua condensação,
podendo-se notar a presença de regiões mais condensadas, chamadas
cromômeros.
- Zigóteno: A condensação dos cromossomos progride e os
homólogos pareiam-se num processo denominado Sinapse. O início
do pareamento ocorre no zigóteno e se completa no paquíteno. Na
mitose não há pareamento de homólogos.
- Paquíteno: Os cromossomos homólogos já estão perfeitamente
emparelhados, sendo possível visualizá-los melhor. Cada par de
cromossomos homólogos possui 4 cromátides, constituindo uma tétrade
ou bivalente, formada por :
• - Cromátides- irmãs: Originam de um mesmo cromossomo;
• - Cromátides- homólogas: Originam de cromossomos homólogos.
Duas cromátides homólogas podem sofrer uma ruptura na mesma altura
e os dois pedaços podem trocar de lugar, realizando assim, uma Permutação
ou Crossing-Over. Em virtude do crossing-over, ocorre recombinação
gênica, processo importante no aumento da variabilidade gênica da
espécie.
- Diplóteno: Cromossomos homólogos começam a se afastar,
mas permanecem ligados por regiões onde ocorreu crossing-over. Tais regiões
constituem os quiasmas. O número de quiasmas fornece, então, o
número de permutações ocorridas.
- Diacinese: Continua a ocorrer condensação dos cromossomos e
a separação dos homólogos. Com isso, os quiasmas vão
escorregando para as pontas das cromátides, processo denominado Terminalização
dos Quiasmas.
Metáfase I:
Os cromossomos duplicados e pareados permanecem dispostos no equador da célula.
Os cromossomos atingem o máximo de condensação e os quiasmas
mantêm os cromossomos homólogos unidos.
Anáfase I:
Caracteriza-se pelo deslocamento dos cromossomos para os pólos. O par
de cromossomos homólogos separa-se, indo um cromossomo duplicado de cada
par para um pólo da célula.
Não ocorre divisão do centrômero. Essa é uma importante
diferença entre a anáfase da mitose e da meiose. Encontram-se
2n cromossomos não duplicados em cada pólo da célula e
na meiose I encontram-se n cromossomos duplicados a esses cromossomos duplos
da meiose I, isto é, às duas cromátides ligadas pelo centrômero
dá-se o nome de Díades.
Telófase I:
Com a chegada das díades aos pólos, termina a anáfase I
e tem início a telófase I. O que ocorre na telófase I da
meiose é bastante semelhante ao que acontece na telófase da mitose:
os cromossomos desespiralizam-se, a carioteca e o nucléolo reorganizam-se
e ocorre a citocinese.
As Fases da Meiose II:
É extremamente semelhante à mitose. A formação de
células haplóides a partir de outras haplóides só
é possível porque ocorre, durante a meiose II, a separação
das cromátides que formam as díades. Cada cromátide de
uma díade dirige-se para um pólo diferente e já pode ser
chamada cromossomo-irmão
Fonte: http://www.biomania.com.br/citologia/divisaocelular.php
Tem imagem (Tente depois)
DIVISÃO CELULAR
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Utilize-o para chegar onde você quiser, se quiser e quando quiser.
Se você não utilizá-lo não há problema pois
a página possui uma seqüência lógica.
INTRO :
Vamos fazer uma agradável viagem pelos meandros da divisão celular.
Se você não sabe sobre o que estamos falando tudo bem. Vamos descobrir
juntos e perceber que aprender biologia não precisa (e nem deve) ser
tedioso.
O objetivo desta página é mostrar a divisão celular de
uma maneira acessível e lógica para
alunos de graduação que precisarão entender alguns conceitos
e mecanismos para seus cursos
universitários.
Vamos ver que o nosso dia-a-dia está intimamente relacionado à
divisão celular, e àquelas
novidades científicas que aparecem todos os dias na televisão
também.
Não é preciso decorar nada porque tudo faz sentido aqui.
PRA COMEÇO DE CONVERSA...
O que é e como é uma célula ?
Qual sua forma? Qual seu conteúdo ? Como são suas organelas ?
As células são iguais em todos os tecidos ?
A CÉLULA
O que somos nós?
Somos seres vivos e todo ser vivo é constituído por células.
Mas o que é uma célula? Uma célula é a menor unidade
viva de um ser vivo. Nós só conseguimos viver por que nossas células
formam um conjunto que trabalha como tal.
Todas as suas células em conjunto formam o que você vê quando
se olha no espelho.
Existem células que constituem a sua pele, outras que formam o seu cabelo,
outras que captam o oxigênio que você retira do ar, outras que captam
a luz que você enxerga e outras ainda que transformam essa luz num sinal
químico e passam esse sinal para outras células. Esse sinal é
o que indica o que outras células precisam fazer. Nós só
entendemos o que se passa ao nosso redor por que tudo que chega até nós
através dos 5 sentidos é transformado em sinais químicos
por células que se comunicam pela linguagem química.
Para você entender melhor...
Veja aqui uma célula em perspectiva:
( Se quiser mais detalhes de suas estruturas clique na imagem)
celula.htmcelula.htm
As células sozinhas não têm inteligência. Quem tem
inteligência é o organismo como um todo, ou seja, você. O
seu pensamento na verdade é um monte de reações químicas
acontecendo no seu cérebro, fazendo com que suas células se comuniquem,
formando um conjunto de sinais que faz sentido para você lidar com o ambiente
ao seu redor.
Quando um bebê nasce, ele não sabe onde começa e termina
o próprio corpo. Conforme ele vai crescendo, suas células vão
se comunicando através da linguagem química de modo que ele possa
lidar com o ambiente e interpretá-lo através dessa mesma linguagem.
As células funcionam com respostas estereotipadas a estímulos
químicos. Por exemplo: Para você mexer o dedinho do pé,
um monte de células recebem estímulos químicos. Cada uma
responde a este estímulo da mesma maneira sempre, então, seu dedo
se mexe. Existem muitos estímulos chegando a toda hora a cada célula.
O conjunto dos estímulos é que vai ocasionar uma dada ação.
O conjunto de estímulos para mexer o dedinho para a direita ou para a
esquerda são diferentes, então, o resultado é diferente.
GAMETAS E FERTILIZAÇÃO
Um dia, todos nós fomos bebês e crescemos desde então. Esse
crescimento como você deve imaginar é devido ao aumento do número
de células no corpo e isso se deve ao mecanismo de divisão celular,
mais especificamente à Mitose.
Na Mitose uma célula se divide e dá origem a outra célula
igual a ela.
Um dia, antes de sermos bebês foi nescessário que um espermatozóide
de nosso pai fecundasse um óvulo de nossa mãe para que um zigoto
fosse formado.
Tudo começou com...
espermatozóides tentando fecundar um óvulo.
detalhe da figura ao lado.
E resultou em...
Na espécie humana há um padrão de 23 pares de cromossomos
(46 cromossomos), os quais metade (23 cromossomos) são de herança
paterna trazidos pelo espermatozóide e a outra metade é de origem
materna que já estavam no óvulo.
Nós costumamos falar em pares de cromossomos porque os cromossomos que
vêm do nosso pai e da nossa mãe possuem a mesma função
na célula. Se um cromossomo número 1 do pai tem um gene que vai
ser responsável pela cor do olho, o da mãe também vai ter,
só que a cor do olho vai ser dada pela ação dos 2 genes,
um de cada um dos pais, funcionando juntos.
O cromossomo 1 de seu pai é diferente do cromossomo 2 dele mesmo, por
que eles possuem genes diferentes e funções diferentes também.
O mesmo se dá com sua mãe, com você e seu irmão e
com todo mundo no planeta.
Você que tem 23 pares de cromossomos vai contribuir para seu filho com 23 cromossomos apenas e a outra metade virá de seu conjuge. Para que isso ocorra é necessário que ocorra o mecanismo de divisão celular chamado Meiose, onde a célula germinativa (célula que forma os gametas) irá formar 4 células com apenas 23 cromossomos cada uma.
CONTINUANDO EM NOSSA BUSCA PELO CONHECIMENTO...
Lembra-se que falamos sobre o crescimento do bebê? Então, vamos
ver como se dá a divisão das células do corpo do bebê.
MITOSE:
Esta é um esquema geral de uma mitose:
Esta é a mitose observada pela técnica de imunofluorescência. em azul temos os cromossomos e em verde as fibras do fuso.
Esta é a mitose vista através de
uma técnica histológica de contraste.
Porque a Mitose ocorre desta forma ?
O que acontece em cada uma destas fases ?
Vamos acompanhar pausadamente cada etapa.
INTÉRFASE (Pré-Divisão Celular)
-estágio em que a maioria das células está. Todas as células
que não estão se dividindo, estão
em Intérfase.
-É subdividida em 3 subestágios: G1 (crescimento inicial) S (duplicação
de cromossomos) G2
(crescimento final).
-há duplicação de DNA menos na região do centrômero.
-fase de maior metabolismo celular.
PRÓFASE (Início da Divisão Celular)
-mobilização para a ação.
-condensação de cromatina.
Nucléolo e carioteca começam a desaparecer.
-centríolos migram para os pólos da célula (célula
vegetal não tem centríolo).
-aparecem as fibras do fuso (célula vegetal também tem).
METÁFASE
-cromossomos presos às fibras do fuso provenientes dos 2 centríolos.
-cromossomos no equador da célula.
-máxima condensação dos cromossomos.
-no final há duplicação dos centrômeros.
ANÁFASE
-cromátides irmãs afastam-se, uma para cada polo da célula.
-fibras do fuso encurtam, puchando os cromossomos (quando estavam juntos eram
cromátides
irmãs).
TELÓFASE
-cromossomos chegam aos pólos e se agregam
-ocorre o inverso da prófase: cromossomos se descondensam, 2 novas cariotecas
são
reconstruídas (uma por pólo), desaparecem fibras do fuso, distribuição
das organelas e
divisão do citoplasma. (NA FIGURA A CÉLULA ESTÁ NO INÍCIO
DA TELÓFASE). A
divisão do citoplasma é chamada de citocinese.
INTÉRFASE (Pré-Divisão Celular)
-estágio em que a maioria das células está. Todas as células
que não estão se dividindo, estão em Intérfase.
-É subdividida em 3 subestágios: G1 (crescimento inicial) S (duplicação
de cromossomos) G2 (crescimento final).
-há duplicação de DNA menos na região do centrômero.
-fase de maior metabolismo celular.
MEIOSE:
PRÓFASE I (Início da Divisão Celular)
-os mesmos fenômenos da mitose também ocorrem aqui, mas, há
aspectos diferenciado em relação aos cromossomos:
-os cromossomos homólogos se pareiam (isso chama-se sinapse), cada par
de homólogos corresponde à uma tétrade ou bivalente.
-ocorre o fenômeno de. crossing-over(permutação).
aqui está um esquema de crosing-over
entre dois cromossomos homólogos
. METÁFASE I
-os cromossomos homólgos movem-se juntos para a região do equador.
-cada cromossomo homólogo liga-se a uma fibra do fuso pelo centrômero,
enquanto que na mitose o centrômero ligava-se as fibras de ambos os pólos.
ANÁFASE I
-os cromossomos homólogos vão cada um para um pólo da célula
pelo encurtamento das fibra do fuso. TELÓFASE I
-cromossomos chegam aos pólos e se agregam.
-ocorre o inverso da prófase: cromossomos se descondensam, 2 novas cariotecas
são reconstruídas (uma por pólo), desaparecem fibras do
fuso, distribuição das organelas e divisão do citoplasma.
SEGUNDA DIVISÃO MEIÓTICA:
-tudo se passa simultaneamente nas duas células filhas, cada uma vai
gerar mais uma célula filha que ao final totalizarão 4 células.
Os esquemas de divisão são iguais o da MITOSE. Portanto, é
só na segunda divisão da MEIOSE que ocorre a duplicação
e separação dos centrômeros.
DIFERENÇAS FUNDAMENTAIS ENTRE MITOSE E MEIOSE:
- A MITOSE é chamada de divisão equacional, por que mantém
o número de cromossomos da célula e a célula filha é
igual a célula mãe. Uma célula 2n dá origem à
duas células 2n. Ela ocorre em todas as células somáticas
do corpo (células somáticas são as que não formam
gametas). Não há permutação (crossing-over).
A MEIOSE é chamada de divisão reducional, por que há diminuição
no número de cromossomos das células filhas ao final do processo,
a célula filha é diferente da célula mãe, tanto
por que de uma célula 2n formam-se 4 células n como por que ocorrem
fenômenos de permutação e separação de homólogos.
Ocorre apenas nas células germinativas (que dão origem aos gametas
como testículos e ovário).
SUPERCURIOSO
A seguir você encontrará alguns assuntos relacionados com divisão
celular que têm muito a ver com nosso dia-a-dia e que são aborados
nos jornais e revistas.
CÂNCER ou NEOPLASIA
Neoplasia significa literalmente "novo crescimento". Uma definição
atual diz que Neoplasia é uma massa anormal de tecido cuja divisão
celular é excessiva e descoordenada com o dos tecidos normais. Esse crescimento
persiste mesmo depois da cessação do estímulo que levou
a essa mudança.
O termo "tumor" foi originalmente aplicado ao inchaço causado
pela inflamação. Neoplasias também induzem inchaço
e o antigo sentido que era atribuído ao tumor (= inchaço) perdeu-se,
havendo hoje a equivalência entre esse e neoplasia. Oncologia (do grego
"oncos" = tumor) é o estudo de tumores e neoplasias. Câncer
é o termo comum para todos os tumores malignos. Embora a origem antiga
do termo seja um tanto incerta, este provavelmente deriva do latim para caranguejo,
"câncer" - talvez porque um câncer 'adere obstinadamente
a qualquer parte da qual ele possa aproveitar-se, tal como um caranguejo.
Classicamente costuma-se dividir a neoplasia em dois tipos: a benigna e a maligna.
Neoplasia benigna é aquela que não sofre metástase. Este
tipo só produz efeitos deletérios ao paciente caso bloqueie alguma
passagem natural ou o suprimento de sangue a algum órgão vital,
podendo tornar-se fatal quando se desenvolve na cavidade craniana ou intravertebral
(por efeitos mecânicos), ou mesmo quando ocorre ulceração
através da pele ou mucosa intestinal, levando à hemorragia e infecções
secundárias. Em geral, os tumores benignos podem ser removidos cirurgicamente
levando à cura do paciente. A neoplasia maligna caracteriza-se por: 1)
crescimento rápido e descontrolado da massa tumoral que pode vir a obstruir
passagens naturais ou o suprimento sangüíneo a outros tecidos; 2)
propriedade de se difundir e invadir outros tecidos (metástase). Essa
difusão das células tumorais pode dar-se via sistema linfático,
sangüíneo ou por implante. Portanto, a metástase transporta
os efeitos destrutivos da neoplasia maligna aos tecidos normais mesmo que distantes
porque o implante metastático tem a mesma propriedade invasiva, a mesma
habilidade para seqüestrar o suprimento sangüíneo e o mesmo
crescimento descontrolado do tumor primário.
VARIABILIDADE
Vocês já perceberam como os irmãos podem ser bem diferentes
uns dos outros? Até os irmãos gêmeos dizigóticos
também podem.
A propósito, os irmãos gêmeos dizigóticos são
derivados da fecundação de 2 óvulos diferentes por 2 espermatozóides
diferentes, ou seja, com patrimônios genéticos diferentes.
Os gêmeos unizigóticos já são derivados a partir
de um mesmo óvulo fecundado apenas por 1 espermatozóide, então
o que ocorre é que logo nos primeiros momentos da embriogênese,
o embrião se divide em 2 e cada uma dessas 2 partes dará origem
a um indivíduo. Os 2 indivíduos formados são idênticos
genéticamente, ao contrário dos gêmeos dizigóticos
que são apenas irmãos diferentes que conviveram juntos na gestação.
A variabilidade entre irmãos tem origem logo na Meiose de seus pais.
Já na Prófase I quando os cromossomos homólogos pareiam-se,
ocorre o fenômeno do crossing-over (permutação) onde o material
genético existente nos cromossomos homólogos partenos e maternos
misturam-se.
Esta mistura promove a variabilidade genética, pois, os cromossomos que
serão passados aos filhos possuem combinações diferentes
das provenientes dos pais, o que significa que novas combinações
de produtos gênicos e interações gênicas serão
testados pela interação com o ambiente e por conseguinte pela
seleção natural.
Na Anáfase I, estes cromossomos homólogos recombinados migrarão
cada um para um pólo da célula que ao final da Meiose I formarão
2 células com 23 cromossomos duplicados diferentes da célula mãe.
Na Metáfase II cada cromátide irmã, que já não
são idênticas entre si, devido a recombinação na
Prófase I, irá para um polo da célula formando mais 2 células
filhas, totalizando 4 células filhas derivadas de 1 célula mãe.
Esta fase aumenta ainda mais a variabilidade genética, pois, os gametas
aqui formados são praticamente todos diferentes entre si e unir-se-ão
a outro gameta derivado de um indivíduo de outro sexo que passou pelo
mesmo processo gerador de combinações aleatórias.
É bom lembrar que o crossing-over é um mecanismo essencial na
Meiose, pois além de promover a recombinação entre cromátides
irmãs, o crossing-over mantêm os cromossomos homólogos unidos
fisicamente, pareados e organizados para que as fibras do fuso puxem cada cromátide
irmã para um polo da célula.
Mas, o que mantêm os cromossomos homólogos pareados corretamente?
A grande afinidade química existente entre os cromossomos homólogos,
pois a sequência de DNA destes é muito semelhante.
CLONAGEM
Clonar é formar indivíduos idênticos geneticamente.
Antes de existir a ovelha Dolly, ou mesmo antes dos botânicos clonarem
plantas (o que veio muito antes da Dolly), a natureza já fazia clones
naturalmente. Se você tem um irmão gêmeo unizigótico,
sua mãe já havia feito clones muito antes dos cientistas fazerem
a Dolly.
Para um clone ser realmente um clone ele tem que ter também as mitocôndrias
idênticas ao seu originador. Não vamos esquecer que as mitocôndrias
também têm DNA, não é? E se for uma planta os cloroplastos
tem que ser os mesmos também.
No caso, a ovelha Dolly não pode ser chamada de clone quanto ao censo
estrito da palavra, pois no processo de sua clonagem as mitocôndrias de
sua mãe doadora do núcleo celular não foram utilizadas.
Na verdade, todas as mitocôndrias e o citoplasma original do organismo
da Dolly não são de origem da mãe que doou o núcleo
a ela, são da mãe que a gestou.
Qual é o pocesso de divisão celular que gera um clone?
Isso mesmo, é a MITOSE !
Lembrando que a mitose origina 2 células filhas idênticas à
célula mãe.
Os gêmeos idênticos (ou gêmeos unizigóticos) são
formados quando as células que sofrem mitose em um zigoto se separam
e cada uma origina um indivíduo, assim o conteúdo genético
e citoplasmático de ambos é igual.
E como são formados os gêmeos não idênticos (ou gêmeos
dizigóticos)?
São formados através da fecundação de óvulos
diferentes por espermatozóides diferentes. Os gêmeos dizigóticos
são então iguais a dois irmãos, que possuem constituição
genética distintas, mas que foram originados em uma mesma gestação.
Test-Drive
BIBLIOGRAFIA
COTRAN, R.S.; KUMAR, V.W.; ROBBINS, S. inflammation and repair. In: pathologic
basis of disease. 5a. edição . W.B.Saunders Company, p. 53-64,
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cancer cachexia and a hypotesis. Asean J. Clin.Sci. 2: 158-187, 1981.
Alberts B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K, Watson JD. Molecular Biology
of the Cell. 1994. 3oEdition. Garland ed.
Otto PG, Otto PA, Frota-Pessoa O. Genética Humana e Médica.1998.
Ed. Roca LTDA.
Suzuki DT, Griffiths AJF, Miller JH, Lewontin RC. Introdução à
Genética. 1992. 4o Ed. Guanabara Koogan.
Lehninger AL,Nelson DL,Cox MM. Princípios de Bioquímica.1995.
2 o ed. Sarvier ed.
Fonte: http://www.ib.usp.br/~crebs/divisao_celular/
Introdução:
Em estudos de genética a preocupação básica é o entendimento de como as características são repassadas entre as gerações. De uma forma geral, podemos imaginar vários indivíduos de uma população que se intercruzam formando novos descendentes, que manifestarão fenótipos resultantes da ação e interação dos genes recebidos.
O processo de origem de novos indivíduos se inicia pela formação de gametas dos genitores e subsequente união entre os mesmos. Da fecundação forma-se a célula ovo, ou zigoto, que reconstitui o número de cromossomo da espécie. Esta célula inicial se desenvolve gerando o indivíduo adulto, formados por mais de um trilhão de células, a partir da célula original, como no caso da espécie humana. Verifica-se, portanto, que os processos reducionais e conservativos são fundamentais na transmissão das características hereditárias.
Mitose
Conceito
É o processo pelo qual é construído uma cópia exata
de cada cromossomo, a informação genética é replicada
e distribuída eqüitativamente aos 2 produtos finais. As características
básicas da mitose são:
a) Distribuição eqüitativa e conservativa do número
de cromossomos.
b) Distribuição eqüitativa e conservativa da informação
genética.
Descrição das Fases
A - Intérfase
Na intérfase o núcleo apresenta um contorno nítido pela
presença da membrana nuclear. Os cromossomos estão invisíveis
devido ao índice de refração ser igual a da cariolinfa
(suco nuclear) e a problemas tinturiais. Os cromossomos começam a se
diferenciar engrossando-se e tornando-se mais visível. O engrossamento
se dá em parte pela espiralização e em parte pelo acúmulo
de uma substância protéica denominada matriz (O cromossomo aumenta
o diâmetro e diminui o tamanho). Ocorre a divisão longitudinal
do cromossomo e replicação semi-conservativa da informação
genética (DNA).
B - Prófase
Na prófase os cromossomos tornam-se mais espiralados, encurtando-se,
aumentando o diâmetro e individualizando-se. Em preparações
fixadas e coradas o cromossomo parece ser sólido e oval ou assemelha-se
a um bastão. As cromátides já podem ser observadas no final
da prófase. Elas mantêm-se unidas pelo centrômero, o qual
se liga às fibras do fuso cromático. A membrana nuclear desaparece
e os centríolos migram para os pólos.
C - Metáfase
Há formação da placa equatorial, ou seja os cromossomos
se dispõe na posição mediana da célula, possibilitanto
a distribuição equitativa da informação genética.
Os cromossomos estão bem individualizados e fortemente condensados. Essa
fase é adequada para se fazer contagem de cromossomos e verificação
dealterações estruturais grosseiras. As linhas do fuso surgem
em forma de linhas centrais (ou contínuas) ou de linhas cromossomais.
D- Anáfase
Ocorre a separação das cromátides que se dá inicialmente
pelo centrômero e posteriormente ao longo de todo cromossomo. Cada unidade
tem seu próprio centrômero. Esta é a fase mais adequada
para visualizar a posição do centrômero .
E - Telófase
A membrana nuclear é reconstituída em torno de cada núcleo-filho
e os nucléolos reaparecem. A citocinese ocorre.
Meiose
Conceito
A meiose é o processo que se verifica tanto nos órgãos
sexuais masculinos quanto femininos. Através da meiose os gametas ficam
com o número de cromossomos reduzidos à metade, ao estado denominado
haplóide. Quando o gameta de origem materna se une ao gameta de origem
paterna o número de cromossomos característico da espécie
é restabelecido.
A meiose é um processo divisional, que, a partir de uma célula
inicial com 2n cromossomos, leva à formação de células
filhas com metade desse número. Também é definida como
o processo que envolve duas divisões sucessivas do núcleo, acompanhada
de uma só redução no número de cromossomos.
A divisão meiótica compreende 2 fases: a reducional (meiose I)
e a equacional (meiose II).
Descrição das Fases
A - Intérfase
Na intérfase o núcleo apresenta-se bem individualizado pela presença
da membrana nuclear. Os cromossomos começam a se diferenciar, engrossando-se
e tornando-se mais visível. Ocorre a divisão longitudinal do cromossomo
e replicação da informação genética, no modelo
semi-consevativo.
B - Prófase I
A prófase I é estudada através de seus vários estágios
dados a seguir.
B.1 - Leptóteno (filamentos finos)
É a fase inicial da prófase da primeira divisão meiótica.
Os cromossomos aparecem unifilamentares (apesar da replicação
já ter ocorrido) e as cromátides são invisíveis.
A invisibilidade das cromátides permanece até a sub-fase de paquíteno.
B.2. Zigóteno
Durante o estágio de zigóteno cada cromossomo parece atrair o
outro para um contato íntimo, à semelhança de um ziper.
Este pareamento, denominado sinapse, é altamente específico e
ocorre entre todas as seções homólogas dos cromossomos,
mesmo se essas seções estão presentes em outros cromossomos
não homólogos.
Sabemos que para cada cromossomo contribuído por um pai, existe um que
lhe e homólogo, contribuído pelo outro progenitor. São
esses os cromossomos que se pareiam.
B.3. Paquíteno
O paquíteno é um estágio de progressivo encurtamento e
enrolamento dos cromossomos que ocorre após o pareamento no zigóteno
ter sido completado. No paquíteno as duas cromátides irmãs
de um cromossomo homólogo estão associados às duas cromátides
irmãs de seus homólogos. Esse grupo de 4 cromátides é
conhecido como bivalente ou tétrades e uma série de troca de material
genético ocorre entre cromátides não irmãs de homólogos
(Crossing-over)
O paquíteno é também o estágio em que uma estrutura
chamada de complexo sinaptonêmico pode ser observada entre os cromossomos
através de microscópios eletrônicos. Ele aparece como faixas
de 3 componentes longitudinais organizados em 2 camadas laterais de elementos
densos e a central constituída basicamente de proteínas. O complexo
permite que os cromossomos estejam em um contato mais íntimo e mais preciso.
B.4. Diplóteno
No estágio de diplóteno cada cromossomo age como se repelisse
o pareamento íntimo estabelecido entre os homólogos, especialmente
próximo ao centrômero. Talvez isso ocorra devido ao desaparecimento
da força de atração existente no paquíteno ou devido
a uma nova força de repulsão que se manifesta.
A separação é impedida em algumas regiões, em lugares
onde os filamentos se cruzam. Essas regiões ou pontos de intercâmbios
genéticos, são conhecidas por quiasmas. Uma tétrade pode
apresentar vários quiasmas dando figuras em configuração
de V, X, O ou de correntes. Em muitos organismos suas posições
e número parecem ser constantes para um particular cromossomo.
B.5. Diacinese
Na diacinese a espiralização e contração dos cromossomos
continua até eles se apresentarem como corpúsculos grossos e compactos.
Durante a fase final desse estágio ou início da metáfase
I, a membrana nuclear dissolve e os bivalentes acoplam-se, através de
seus centrômeros, às fibras do fuso cromático. O nucleolo
desaparece. O número de quiasma é reduzido devido a terminalização.
A terminalização é um processo pelo qual, dado o encurtamento
dos filamentos e a força de repulsão existente entre homólogos,
os quiasmas vão sendo empurrados para alguns se escaparem por completo.
C - Metáfase I
Nessa fase os bivalentes orientam-se aleatoriamente sobre a placa equatorial.
Em geral os cromosssomos estão mais compactos que aqueles da fase correspondente
da mitose e permitem uma contagem das unidades que estão presentes na
parte mediana da célula.
D - Anáfase I
Nessa fase inicia a movimentação das díades para pólos
opostos, mas não há rompimento dos centrômeros. Nesse caso
há movimento de cromossomos inteiros para pólos opostos e, consequentemente,
essa fase reduz o número de cromossomos a metade.
Essa fase é adequada ao estudo da posição dos centrômeros,
pois as cromátides se abrem permanecendo unidas apenas pelos centrômeros
e assim apresentando especiais. Nessa fase ainda ocorre algumas quebras de quiasmas
que ainda restaram.
E - Telófase I
Como na mitose os dois grupos formados ou aglomerados nos pólos passam
por uma série de transformações: A identidade das díades
começa a desaparecer, os filamentos tornam-se a desespiralizar (perda
de visibilidade). Os núcleos não chegam ao repouso total, pois
logo após começa a se preparar para a segunda divisão meiótica.
Variando de acordo com o organismo, uma divisão do citoplasma pode ou
não se verificar imediatamente após a separação
dos dois núcleos.
F - Intercinese
Fase que vai desde o final da primeira divisão até o início
da segunda divisão. Essa fase difere da intérfase por não
ocorrer a replicação da informação genética,
tal como ocorre na intérfase.
G - Prófase II
Essa fase é muito mais simples que a prófase I, pois os cromossomos
não passam por profundas modificações na intercinese. Ocorre
os seguintes fenômenos: desaparecimento da membrana nuclear; formação
do fuso cromático e movimentação das díades para
a placa equatorial.
H - Metáfase II
Os cromossomos, agora em número reduzido à metade, alinham-se
na placa equatorial da célula.
I- Anáfase II
Os centrômeros se dividem permitindo a separação das cromátides
irmãs migrarem para pólos opostos. Essas cromátides poderão
carregar informação genética diferente caso tenha ocorrido
permuta durante a prófase I (paquíteno).
J - Telófase II
- Os cromossomos atingindo os pólos se aglomeram e as novas células
são reconstituídas. Após a citocinese forma-se um grupo
de 4 células haplóides denominadas de tétrades. Cada célula
dessa meiose irá conter um grupo de cromossomos não homólogos.
Fonte: http://www.ufv.br/dbg/labgen/divcel.html
SITE NAO COPIADO: http://www.escolavesper.com.br/divisao_celular.htm