Divisão Celular: Mitose e Meiose

Divisão Celular: Mitose e Meiose
Aula
Programada
Biologia
Tema:
Divisão celular:
Mitose e Meiose
Paulo
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Divisão Celular: Mitose e Meiose
1) Conceitos Prévios
•
Cromossomo: Estrutura que contém uma longa molécula de DNA associada a
proteínas histonas, visível ao microscópio óptico em células metafásicas.
Cromossomo
Condensação
Proteína
histona
DNA
Divisão Celular: Mitose e Meiose
1) Conceitos Prévios
•
Cromossomo Simples
2 braços
1 centrômero
Braço
Centrômero
Braço
Divisão Celular: Mitose e Meiose
1) Conceitos Prévios
•
Cromossomo Duplo
4 braços
1 centrômero
Braço
Cromátide
Braço
Braço
Centrômero
Braço
Divisão Celular: Mitose e Meiose
1) Conceitos Prévios
•
Classificação dos cromossomos quanto à posição do centrômero
Braço
Centrômero
Braço
Metacêntrico
Submetacêntrico
Acrocêntrico
Telocêntrico
Divisão Celular: Mitose e Meiose
1) Conceitos Prévios
•
Cromossomos Homólogos
São cromossomos semelhantes na forma e no tamanho presentes aos pares em
células diplóides (2n)
Cromossomos
homólogos
Célula diplóide
(2n)s
Cromossomos
homólogos
Célula diplóide
(2n)d
Não há
homólogos
Célula haplóide
(n)s
Não há
homólogos
Célula haplóide
(n)d
Divisão Celular: Mitose e Meiose
1) Conceitos Prévios
•
Células Haplóides (C e D) não possuem cromossomos homólogos
•
Células Diplóides (A e B) possuem cromossomos homólogos
A
B
Cromossomos
homólogos
Célula diplóide
(2n)s
Cromossomos
homólogos
Célula diplóide
(2n)d
C
Não há
homólogos
Célula haplóide
(n)s
D
Não há
homólogos
Célula haplóide
(n)d
Divisão Celular: Mitose e Meiose
2) Mitose

Tipo de divisão celular em que uma célula mãe haplóide (n) ou diplóide (2n), sempre
com cromossomos duplos, origina duas células filhas contendo o mesmo número de
cromossomos da célula mãe, porém simples.
Pode ocorrer com células (n) ou (2n)
Não altera o número de cromossomos da célula mãe
A mitose também é chamada de divisão equacional e simbolizada por E!
Célula mãe
Células filhas
Nd
Ns
2Nd
Ns
2Ns
2Ns
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2) Mitose


Intérfase: Fase que precede qualquer divisão celular.
Ocorre a duplicação do DNA e a formação de cromossomos duplos.
Possui três subfases:
G1 : pré-síntese (cromossomos simples)
S : Síntese de DNA
Alguns autores abordam também a
fase G0, anterior a fase G1, período
em que a célula permanece em
repouso, até que algum estímulo a
faça entrar em divisão.
Quantidade de DNA
G2: Pós-síntese (cromossomos duplos)
G1
S
G2
Fases do ciclo celular
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2) Mitose
a) Prófase
1.
2.
3.
4.
5.
DNA desespiralizado disposto na célula de maneira desorganizada.
Início da espiralização do DNA para formar os cromossomos.
Duplicação dos centríolos (formação do 2º par).
Migração dos centríolos para os pólos opostos da célula.
Rompimento e degeneração da carioteca.
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2) Mitose
b) Metáfase
1.
2.
3.
4.
Grau máximo de espiralização dos cromossomos (visíveis ao M.O.)
Cromossomos duplos alinhados lado a lado no equador da célula.
Centríolos dispostos nos pólos opostos da célula.
No final da metáfase ocorre a divisão dos centrômeros.
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2) Mitose
c) Anáfase
1. Encurtamento das fibras do fuso.
2. Cromossomos simples (cromátides irmãs) puxadas para os pólos da célula.
3. Início da desespiralização dos cromossomos.
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2) Mitose
d) Telófase
1. Ocorre a citocinese (divisão do citoplasma)
2. Formação de duas células filhas contendo o mesmo número de cromossomos
da célula mãe, porém simples.
3. Formação de duas novas cariotecas e dois novos nucléolos.
4. Cromossomos se desespiralizam e as fibras do fuso desaparecem.
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2) Mitose
d) Telófase
Célula Vegetal
Lamela média
Citocinese Centrífuga
Célula Animal
Estrangulamento do
citoplasma
Citocinese Centrípeta
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2) Mitose
Finalidades da mitose





Crescimento e regeneração de tecidos
Cicatrização
Formação de gametas em vegetais
Formação de gametas em animais por partenogênese
Divisões do zigoto durante o desenvolvimento embrionário
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2) Mitose
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3) Meiose

Tipo de divisão celular em que uma célula mãe sempre (2n) com cromossomos
duplos origina através de duas divisões sucessivas, quatro células filhas contendo
metade do número de cromossomos da célula mãe.
Diminui pela metade o número de cromossomos da célula mãe.
A mitose também é chamada de divisão reducional e simbolizada por R!
Célula mãe
Meiose só ocorre em
células diplóides (2n)
1ª divisão: Reducional (R!)
2Nd
(Separação dos homólogos)
Nd
Nd
2ª divisão: Equacional (E!)
(Divisão das cromátides)
Células filhas
Ns
Ns
Ns
Ns
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3) Meiose
Intérfase – Duplicação do DNA (Antecede a Meiose)
 Etapas da meiose
 Divisão Reducional ou Meiose I – (R!)
a) Prófase I
b) Metáfase I
c) Anáfase I
d) Telófase I
 Divisão Equacional ou Meiose II (E!)
a) Prófase II
b) Metáfase II
c) Anáfase II
d) Telófase II
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3) Meiose
 Divisão Reducional ou Meiose I – (R!)
Prófase I
o Fase mais longa da meiose
 É dividida em 5 subfases:
a)
b)
c)
d)
e)
Leptóteno
Zigóteno
Paquíteno
Diplóteno (ocorre o crossing-over ou permutação)
Diacinese
Troca de fragmentos entre
cromossomos homólogos
Variabilidade genética
Divisão Celular: Mitose e Meiose
Leptóteno
Zigóteno
Paquíteno
Separação dos centríolos
Emparelhamento dos
cromossomos homólogos
Tétrades ou bivalentes
Diplóteno
Diacinese
Quiasmas
Terminalização dos quiasmas
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Paquíteno
(tétrade/bivalente)
Diplóteno
(Quiasmas)
Cromossomos homólogos duplicados e pareados
Cromossomos
modificados
Resultado das permutações
Divisão Celular: Mitose e Meiose
3) Meiose
 Divisão Reducional ou Meiose I – (R!)
Metáfase I
Cromossomos
Homólogos
Fibras do fuso
 Cromossomos homólogos pareados, um oposto ao outro, presos às fribras.
do fuso na placa equatorial da célula.
Divisão Celular: Mitose e Meiose
3) Meiose
 Divisão Reducional ou Meiose I – (R!)
Anáfase I
A Segregação
Independente dos
homólogos
Promove variabilidade
genética
Separação de cromossomos homólogos
duplicados
 Encurtamento das fibras do fuso.
 Cromossomos homólogos se separam, indo cada um para um lado da célula.
 Não ocorre divisão do centrômero!
Divisão Celular: Mitose e Meiose
3) Meiose
 Divisão Reducional ou Meiose I – (R!)
Telófase I
Citocinese Centrípeta
Novos núcleos
Divisão citoplasmática (citocinese)




Célula mãe (2n) origina duas células filhas (n)
Os cromossomos continuam duplos e não ocorre divisão do centrômero!
Formação de duas novas cariotecas e de dois novos nucléolos.
No final da Telófase I os cromossomos se desespiralizam
Divisão Celular: Mitose e Meiose
3) Meiose
 Divisão Equacional ou Meiose II – (E!)
Prófase II
Condensação dos
cromossomos
 Duplicação dos centríolos.
 Espiralização dos cromossomos.
 Desaparecimento da carioteca.
Divisão Celular: Mitose e Meiose
3) Meiose
 Divisão Equacional ou Meiose II – (E!)
Metáfase II
Cromossomos não homólogos pareados
lado a lado na placa equatorial
 Cromossomos duplos não homólogos atingem o grau máximo de espiralização.
 Os cromossomos associam-se as fibras do fuso, alinhando-se no equador da célula.
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3) Meiose
 Divisão Equacional ou Meiose II – (E!)
Anáfase II
Separação das cromátides irmãs
 Ocorre o encurtamento das fibras do fuso e divisão do centrômero.
 Cada cromossomos duplo origina duas cromátides irmãs (cromossomos simples).
 Os cromossomos simples são puxados para os pólos da célula.
Divisão Celular: Mitose e Meiose
3) Meiose
 Divisão Equacional ou Meiose II – (E!)
Telófase II
Novos núcleos
(haplóides)
Divisão citoplasmática
(citocinese)
 Ocorre divisão do citoplasma (citocinese) originando quatro células filhas.
 As células filhas são haplóides e possuem cromossomos simples.
 A carioteca e o nucléolo reaparecem e os cromossomos se descondensam.
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3) Meiose
Divisão Celular: Mitose e Meiose
3) Meiose
 Finalidades da Meiose (R!)
o Formação dos gametas em animais
o Formação dos esporos nos vegetais
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3) Meiose x Mitose
Cromossomos Homólogos
Célula (2n)
Duplicação
dos
cromossomos
Cromossomos
homólogos duplos
Separação dos homólogos
(R!)
Separação
das
Cromátides
(E!)
Separação
das
Cromátides
(E!)
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4) Alterações cromossômicas
 Finalidades da Meiose (R!)
46 cromossomos
paternos (2n)
Espermatozóide (n)
(23 cromossomos)
46 cromossomos
(23 de origem paterna e
23 de origem materna)
46 cromossomos
maternos (2n)
Óvulo (n)
(23 cromossomos)
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3) Alterações cromossômicas
 Euploidia: Altera todo o teor do genoma (não ocorre na espécie humana)
o 2n: indivíduos diplóides
o 2n – n: indivíduos haplóides – Ex: zangão
o 2n + n: indivíduos triplóides – Ex: Banana (Musa paradisíaca)
 Aneuploidia: Altera o número de cromossomos do cariótipo
o
o
o
o
2n + 1 (47 cromossomos) – Trissomia
2n + 2 (48 cromossomos) – Tetrassomia
2n – 1 (45 cromossomos) – Monossomia
2n – 2 (44 cromossomos) – Nulissomia
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3) Alterações cromossômicas
Principais aneuploidias humanas
a) Síndrome de Down (Trissomia do 21 ou Mongolismo)
Cariótipos possíveis
 Homem: 45A + XY
 Mulher: 45A + XX
O que causa?
3 cromossomos no par 21
Trissomia
Erro na distribuição dos cromossomos na
formação dos gametas (espermatozóides e
óvulos)
 Idade avançada
 Exposição a altas taxas de radiação
 Uso de drogas alucinógenas (LSD,
Heroína, Ecstasy)
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3) Alterações cromossômicas
Principais aneuploidias humanas
a) Síndrome de Down (Trissomia do 21 ou Mongolismo)
Quadro clínico
o Baixa estatura
o Obesidade
o Olhos oblíquos
o Mãos e dedos curtos
o Prega Simiesca na mão
o Retardo mental
o Homem estéril
o Mulher fértil
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3) Alterações cromossômicas
Principais aneuploidias humanas
b) Síndrome de Klinefelter (XXY)
Só ocorre em homens
Cariótipo: 44 A + XXY
Quadro clínico
o Ginecomastia
o Alargamento dos quadris
o Voz aguda
o Retardo mental presente de leve a
moderado
o Esterilidade (atrofia dos testículos)
o Cromatina sexual presente nas células
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3) Alterações cromossômicas
Principais aneuploidias humanas
c) Síndrome de Turner (X0)
Só ocorre em mulheres
Cariótipo
44A + X0
o Baixa estatura
o Obesidade
o Pescoço alado
o Muitos pêlos no corpo
o Retardo mental moderado
o Esterilidade (ovários atrofiados)
o Sem cromatina sexual nas células
Divisão Celular: Mitose e Meiose
3) Alterações cromossômicas
Principais aneuploidias humanas
Só ocorre em homens
Cariótipo
d) Síndrome do duplo Y (XYY)
44A + XYY
o Maioria dos homens são fenotipicamente
normais.
o Crescimento ligeiramente acelerado na
Infância.
o Homens com estatura muito elevada.
o Hiperatividade e crises de fúria na infância e
início da adolescência.
o Grande número de acne facial durante a
adolescência;
o Taxa de testosterona aumentada, o que pode ser
um fator contribuinte para a inclinação anti-social e
aumento de agressividade;
o Entre criminosos e doentes mentais, essa
freqüência chega a 3%.
Divisão Celular: Mitose e Meiose
3) Alterações cromossômicas
Só ocorre em mulheres
Principais aneuploidias humanas
Cariótipo
e) Síndrome do triplo X
“Super-fêmea”
44A + XXX
o Mulheres com estatura geralmente acima da
média.
o Apresentam genitália e mamas subdesenvolvidas.
o Apresentam certo gral de retardamento mental.
o Puberdade precoce.
o São férteis.
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Exercícios
UFMG 2004
INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO
Resposta: letra D
UFMG 2003
INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO
Resposta: letra A
UFMG 2006
INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO
Resposta: letra D
Analise a seguinte figura de cromossomos:
INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO
a) Que fenômeno celular está sendo mostrado na figura?
Crossing Over
b) Em que tipo de divisão celular ocorre esse fenômeno? Por quê?
Meiose. É somente nesse tipo de divisão que acontece o pareamento entre
cromossomos homólogos, permitindo a troca de partes entre eles.
c) Qual é a importância desse fenômeno para os seres vivos?
Esse fenômeno possibilita a recombinação entre cromossomos homólogos, gerando cromossomos
com novas seqüências e, portanto, gametas ou esporos geneticamente diferentes. A variabilidade
decorrente é um importante fator de evolução para os seres vivos.
A colchicina é uma substância de origem vegetal, muito utilizada em preparações
citogenéticas para interromper as divisões celulares. Sua atuação consiste em impedir a
organização dos microtúbulos.
INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO
a) Em que fase a divisão celular é interrompida com a colchicina? Explique.
Anáfase da mitose ou Anáfase I e II da Meiose
Estas fases necessitam dos microtúbulos para separar os cromossomos homólogos (anáfase I) ou
cromátides-irmãs (mitose e anáfase II da meiose)
b) b) Se, em lugar de colchicina, fosse aplicado um inibidor de síntese de DNA, em que
fase ocorreria a interrupção?
Intérfase (fase de duplicação do DNA)
A figura mostra etapas da segregação de um par de cromossomos homólogos em uma
meiose em que não ocorreu permuta. No início da intérfase, antes da duplicação
cromossômica que precede a meiose, um dos representantes de um par de alelos mutou
INTERFASE
PRECEDE A DIVISÃO
por perda de uma seqüência de pares
deQUE
nucleotídeos.
Considerando as células que se
formam no final da primeira divisão (B) e no final da segunda divisão (C), encontraremos o
alelo mutante em:
Resposta: letra b
a) uma célula em B e nas quatro em C.
b) uma célula em B e em duas em C.
c) uma célula em B e em uma em C.
d) duas células em B e em duas em C.
e) duas células em B e nas quatro em C.
INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO
Fase A (intérfase)
a)
b)
c)
d)
e)
2 cópias
2 cópias
2 cópias
1 cópia
1 cópia
INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO
Fase C
A figura mostra a segregação de dois pares de cromossomos homólogos na anáfase da
primeira divisão meiótica de uma célula testicular de um animal heterozigótico quanto a
dois genes. As localizações dos alelos
desses genes, identificados pelas letras Aa e Bb,
INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO
estão indicadas nos cromossomos representados no desenho.
a) Ao final da segunda divisão meiótica dessa célula, quais serão os genótipos das quatro
células haplóides geradas?
aB e Ab
b) Considerando o conjunto total de espermatozóides produzidos, quais serão seus
genótipos e em que proporção espera-se que eles sejam produzidos?
AB, Ab, aB e ab (proporção 1:1:1:1)
Os esquemas A, B e C abaixo representam fases do ciclo de uma célula que possui 2n =
4 cromossomos.
INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO
a) A que fases correspondem as figuras A, B e C? Justifique.
A) Metáfase da Mitose
B) Metáfase II da Meiose
C) Metáfase I da Meiose
b) Qual é a função da estrutura cromossômica indicada pela seta na figura D?
Centrômero (aderir o cromossomo à fibra do fuso)
Com base nessas figuras,
a) CITE o tipo de divisão celular representado.
______________________________________.
INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO
b) INDIQUE a sequência de números que melhor
representa a ordem cronológica das etapas da divisão
celular.
____________________________________.
c) CITE o número da etapa em que ocorre a segregação de
1. Cromossomos homólogos: ________.
2. Cromátides: ________.
d) CITE o nome do importante fenômeno, do ponto de vista
evolutivo, que ocorre em III. Justifique a sua
importância.
_____________________________________________
__________________________________________.