Ciclo Celular e Divisão Celular (Mitose e Meiose)

Ciclo Celular e Divisão
Celular
(Mitose e Meiose)
CICLO CELULAR
• Eventos que preparam e realizam a divisão
celular
• Mecanismos responsáveis pelo crescimento
e desenvolvimento
• Células somáticas  célula duplica seu
material genético e o distribui igualmente
para duas células-filhas
• Processo contínuo dividido em 2 fases
principais:
– INTÉRFASE
– MITOSE
CICLO CELULAR
 Mecanismos de regulação relacionados
• crescimento
• multiplicação
• diferenciação celular
• condição de latência.
 No caso de falhas:
• apoptose (morte celular programada)
• Formação de tumores (câncer)
CICLO CELULAR
Fases do Ciclo:
• G1: 12 horas
• S: 7 a 8 horas
• G2: 3 a 4 horas
• M: 1 a 2 horas
• Total: 24 horas
CICLO CELULAR
Controle do ciclo:
• Sinais externos:
> Hormônios
> fatores de crescimento
• Sinais internos são proteínas de 2 tipos:
> ciclinas
> quinases (CDKs)
CICLO CELULAR
Intérfase
• Fase mais demorada (90% a 95% do tempo
total)
• Atividade biossintética intensa
• Subdividida em: G1, S e G2
• A duração do ciclo pode variar de horas a
meses dependendo do tipo de célula.
G1
CICLO CELULAR
Intérfase
• Intensa síntese de RNA e proteínas
• Reestruturação do citoplasma
• Cromatina não compactada e não
distinguível como cromossomos
individualizados ao MO
• Pode durar horas ou até meses
• Inicia com estímulo de crescimento e
posterior síntese de ciclinas que vão se
ligar as CDKs (quinases)
CICLO CELULAR
Intérfase
Fase S
• Duplicação do DNA
• Aumento da quantidade de DNA polimerase
e RNA;
CICLO CELULAR
Intérfase
G2
• Crescimento celular
• Completa replicação do DNA antes da mitose
• Pequena síntese de RNA e proteínas
essenciais para o início da mitose
• Inicia-se a condensação da cromatina para
que a célula possa progredir para a mitose
MITOSE
MITOSE
• Conceito: divisão de células somáticas, pela
qual o corpo cresce, diferencia-se e efetua a
regeneração dos tecidos
• As células-filhas recebem conjunto de
informações genéticas (idêntico ao da célula
parental)
• O número diplóide de cromossomos é
mantido nas células filhas
MITOSE
Fases
•
•
•
•
•
Prófase
Prometáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase
MITOSE
Prófase
• Condensação da cromatina em cromossomos
• Formação do cinetócoro em cada cromátide.
• Fuso mitótico em formação a partir dos
centríolos que migram para os polos da
célula
OBS.:Cada cromossomo possui duas
cromátides-irmãs conectadas por um centrômero.
MITOSE
Prófase
 Início da Prófase
 Final da Prófase
MITOSE
Prometáfase
• A carioteca se fragmenta
• Fixação dos microtúbulos do fuso nos
cinetócoros das cromátides
• Os microtúbulos tencionam os
cromossomos, que começam a migrar
em direção a região equatorial da célula
MITOSE
Prometáfase
MITOSE
Metáfase
• Cromossomos em compactação máxima
• Alinhamento do cromossomos no plano
equatorial da célula (placa equatorial)
• Ligação total das fibras do fuso nos
cinetócoros
OBS.: Como os cromossomos estão
condensados, são mais visíveis no
microscópio ótico
MITOSE
Metáfase
MITOSE
Anáfase
• Início da separação das cromátides irmãs
(divisão longitudinal dos centrômeros)
• Cada cromátide (cromossomo filho) é
lentamente movida em direção ao pólo do
fuso a sua frente
• Início da clivagem do citoplasma (não muito
visível)
MITOSE
Anáfase
 Início da Anáfase
 Fim da Anáfase
MITOSE
Telófase
• Cromossomos filhos estão presentes nos dois
pólos da célula
• Inicia-se a descompactação cromossômica
• O fuso se desfaz
• A carioteca se refaz em ambas as células
produzidas
• Os nucléolos voltam a ser visíveis
MITOSE
Citocinese
• Aprofundamento do sulco de clivagem
• Fim da clivagem do citoplasma (processo
começa durante a anáfase)
• Separação das duas células filhas
MITOSE
Citocinese
MITOSE
Citocinese
• Tipos:
– Centrífuga: de dentro para fora a partir do
fragmoplasto que origina a lamela média
(célula vegetal)
– Centrípeta: de fora para dentro por
estrangulamento do citoplasma (célula
animal)
MEIOSE
MEIOSE
Visão Geral
• Células germinativas originam 4 células
haplóides geneticamente diferentes entre si
– Ocorre redução do número diploide de
cromossomos
– Formam células com número haploide de
cromossomos
– Ocorre uma única duplicação do genoma,
seguida de 2 ciclos de divisão:
• Meiose I
• Meiose II
MEIOSE I
Visão Geral
• Divisão reducional = são formadas duas
células haploides a partir de uma diploide
• As células haploides apresentam DNA ainda
duplicado
MEIOSE I
Prófase I
Os cromossomos condensam-se continuamente
Subfases:
• Leptóteno
• Zigóteno
• Paquíteno
• Diplóteno
• Diacinese
MEIOSE I
Prófase I
Leptóteno
• Alto grau de compactação da cromatina
• Nucléolo vai desaparecendo
• Cromossomos formados por 2 cromátidesirmãs (2 moléculas de DNA idênticas)
Zigóteno
MEIOSE I
Prófase I
Nesta fase - há a formação de
uma estrutura fundamental, o
Complexo sinaptonêmico
Paquíteno
MEIOSE I
Prófase I
• Sinapse completa e as cromátides estão
em posição para permitir o crossing-over
(troca de segmentos homólogos entre
cromátides não-irmãs do par de
cromossomos homólogos)
• Crossing-over  formação dos
QUIASMAS = locais de troca física de
material genético
MEIOSE I
Prófase I
Diplóteno
• Desaparece o complexo sinaptonêmico
• Cromossomos homólogos se separam, mas
centrômeros permanecem unidos e conjunto
de cromátides-irmãs continua ligado
• Os 2 homólogos mantêm-se unidos
apenas nos quiasmas (que deslizam para
as extremidades devido à repulsão dos
cromossomos)
MEIOSE I
Prófase I
Diacinese
• Cromossomos atingem condensação
máxima
• Aumenta a separação dos homólogos
• Ocorre terminalização dos quiasmas.
MEIOSE I
Metáfase I
• Membrana nuclear
desaparece; forma-se o fuso
• Cromossomos pareados no
plano equatorial (23
bivalentes) com seus
centrômeros orientados para
pólos diferentes
MEIOSE I
Anáfase I
• Os 2 membros de cada bivalente se separam
= separação quiasmática (disjunção), os
centrômeros permanecem intactos
• O número de cromossomos é reduzido a
metade = haplóide
• Os conjuntos materno e paterno originais são
separados em combinações aleatórias
• Anáfase I é a etapa mais propensa a erros
chamados de não-disjunção (par de
homólogos vai para o mesmo pólo da célula)
MEIOSE I
Anáfase I
MEIOSE I
Telófase I
• Os 2 conjuntos
haplóides de
cromossomos se
agrupam nos pólos
opostos da célula
• Reorganização do
nucléolo,
descondensação da
cromatina e formação do
envoltório nuclear
MEIOSE I
Citocinese
• Célula divide-se em 2 células-filhas com 23
cromossomos cada, 2 cromátides em cada
cromossomo, = conteúdo 2C de DNA em
cada célula-filha
• Citoplasma é dividido de modo igual entre as
duas células filhas nos gametas formados
pelos homens
MEIOSE I
Intérfase
• Fase breve
• Sem fase S ( = não há duplicação do DNA)
MEIOSE II
• Semelhante à mitose comum, diferença =
número de cromossomos da célula que entra
em meiose II é haplóide
• O resultado final são 4 células haplóides,
cada uma contendo 23 cromossomos com 1
cromátide cada (divisão equacional)
MEIOSE II
Prófase II
• Compactação da cromatina
• Desaparecimento da
membrana nuclear
• Microtúbulos se ligam aos
cinetócoros e começam a
mover os cromossomos
para o centro da célula
MEIOSE II
Metáfase II
• Os 23 cromossomos
com 2 cromátides
cada se alinham na
placa metafásica
MEIOSE II
Anáfase II
• Separação centromérica
• Cromátides-irmãs se
movem para os pólos
opostos
MEIOSE II
Telófase II
• Migração das
cromátides-irmãs
para os pólos
opostos
• Reorganização do
núcleo
MEIOSE II
Citocinese
• 4 células com
número de
cromossomos e
conteúdo de DNA
haplóide (23
cromossomos e
1C de DNA)
RESULTADOS DA MEIOSE
• Proporciona 3 fontes de variabilidade
genética:
1) Segregação ao acaso dos cromossomos
homólogos – 223 combinações (mais de 8
milhões), pois cada gameta recebe apenas 1
de cada par de homólogos
2) Segregação ao acaso dos cromossomos
3) Crossing-over – cada cromátide contém
segmentos provenientes dos 2 membros do
par de cromossomos parentais