© Editora Positivo Ltda., 2010

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1 © Editora Positivo Ltda., 2010
Ciclo celular: períodos da célula 10 Os objetivos que deverão ser atingidos com o estudo da unidade: - Explicar o período de intérfase, caracterizando as fases G1, S e G2. - Conceituar mitose e meiose, diferenciando-as. - Descrever as fases do ciclo cromossômico. - Enumerar e caracterizar as fases da mitose. - Descrever as fases do processo meiótico, enfatizando a existência do fenômeno de crossing-over. - Distinguir os processos de divisão celular (mitose e meiose), quanto à variação genética nas células-filhas. AUTORIA: Augusto Adolfo Borba EDIÇÃO DE CONTEÚDO: Elvira Sampaio EDIÇÃO: Miriam Raquel Moro Conforto CRÉDITOS DAS IMAGENS DE ABERTURA: ©Shutterstock/Sebastian Kaulitzki; ©iStockphoto.com/Henrik Jonsson; ©Wikimedia Commons/Elliotte Fry © Editora Positivo Ltda., 2010

2 Por que a pele “descasca” após uma queimadura solar?
O avermelhado da pele é uma reação inflamatória, que provoca um aumento do fluxo sanguíneo no local. Isso causa ardência e calor. Quando a pele descama, libera milhões de células epidérmicas mortas pela radiação solar. A nova epiderme se forma por meio do processo mitótico que ocorre nas camadas do estrato germinativo desse tecido.

3 O que caracteriza o câncer?
As células que compõem os tumores malignos perdem o controle sobre suas divisões e se tornam indiferenciadas. Ao se dividirem rapidamente por mitose, multiplicam-se e invadem órgãos próximos, espalhando-se para outras regiões do corpo através do sangue. Esse processo é conhecido como metástase.

4 Ciclo celular O ciclo celular é o conjunto de processos que ocorre no interior de uma célula, desde sua formação até sua divisão em duas novas células-filhas.

5 Ciclo celular Esse ciclo tem duas etapas: intérfase e divisão celular.
O ciclo celular pode ser breve para as células que se dividem frequentemente (epiderme, células que fazem o crescimento dos vegetais, etc.); médio para as que se dividem quando estimuladas (células ósseas e dos músculos lisos); e longo, para aquelas que não se dividem (neurônios e as células dos músculos estriados). Jack Art

6 Intérfase A intérfase é o período entre duas divisões celulares. Nessa fase do ciclo celular, que é a de maior duração, a célula se organiza para a próxima divisão celular. A intérfase é um período de intensa atividade metabólica, com a célula mudando de tamanho e produzindo todas as substâncias necessárias para o processo de divisão.

7 Células que param de se dividir
Intérfase DIVISÃO CELULAR PERÍODO G2 (antecede a divisão) PERÍODO G1 (crescimento) CICLO CELULAR A intérfase é dividida em três subfases: G1 – ocorre intensa síntese de proteínas necessárias para o crescimento da célula. S – nesse período ocorre a replicação do DNA e dos centríolos. G2 – termina a síntese de proteínas e a célula termina a preparação para a nova divisão. Células que não se dividem permanecem em período G1 indefinidamente (neurônios e células dos músculos estriados). Células que param de se dividir PERÍODO S (replicação do DNA)

8 Características das fases G1, S e G2 da intérfase, comparando o tempo de cada uma delas com a ...
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9 Descrição do ciclo celular, incluindo a intérfase e as quatro etapas da divisão mitótica
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10 Mitose: manutenção do número cromossômico
Muitas células do corpo precisam ser renovadas quando sofrem danos ou envelhecem. A divisão celular por mitose repõe essas células frequentemente. Para que ocorra a mitose, a célula já deve ter replicado seu DNA durante a intérfase.

11 Mitose: manutenção do número cromossômico
A mitose é um tipo de divisão celular que ocorre em células somáticas haploides e diploides. Ao fim da mitose, são obtidas duas novas células-filhas com a mesma quantidade de DNA presente na célula-mãe. Nos eucariontes unicelulares, a mitose é um processo de reprodução assexuada; nos pluricelulares, a mitose permite o crescimento do organismo. Ao fim da mitose, são produzidas duas células-filhas com a mesma quantidade de DNA da célula que iniciou o processo.

12 Fases da mitose Jack Art
A mitose é um processo contínuo que envolve modificações no núcleo da célula. Para facilitar sua descrição e estudo, ela é separada em quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase.

13 Prófase Envoltório nuclear e nucléolo se desintegram
Os fios de cromatina se condensam formando os cromossomos Prófase À medida que a cromatina começa a se condensar, os cromossomos começam a ficar visíveis ao microscópio óptico (MO). Cada cromossomo está duplicado (tem duas cromátides-irmãs). Os centríolos (duplicados na intérfase) migram para os polos da célula, formando o fuso acromático ou aparelho mitótico (microtúbulos). O envoltório nuclear se fragmenta e desaparece. O nucléolo se desintegra e desaparece. Jack Art Formação do aparelho mitótico

14 Cromossomos bem visíveis ao MO
Metáfase Placa equatorial 2 cromátides centrômero Aparelho mitótico Metáfase 1. O envoltório nuclear já desapareceu. 2. O aparelho mitótico está formado, apresentando os centríolos nos polos opostos da célula. 3. Os cromossomos, mais condensados, alinham-se na região central da célula formando a placa equatorial. Nesse momento, os cromossomos estão com mais visibilidade ao MO. Cada um deles (duplicado) é visto com duas cromátides presas por um centrômero. 4. Alguns filamentos do fuso acromático se ligam aos centrômeros, formando as fibrilas cromossomáticas. As fibrilas contínuas permanecem de polo a polo. Cromossomos bem visíveis ao MO Jack Art

15 Anáfase Movimento anafásico As fibras encurtam e puxam as cromátides
As fibras do fuso puxam cada cromátide cromossômica para um lado da célula, à medida que encurtam por causa da despolimerização das tubulinas. Os centrômeros se separam e, com isso, as cromátides-irmãs migram para polos opostos da célula. É o movimento anafásico. Graças à posição central dos cromossomos na metáfase, há distribuição idêntica do material genético para os dois polos. Os cromossomos passam a ser formados por um filamento simples chamado cromátide. Jack Art

16 Telófase Citocinese Desespiralização dos cromossomos
Reconstituição do envoltório nuclear e do nucléolo Telófase Inicia com a desespiralização dos cromossomos que chegaram aos polos celulares. O envoltório nuclear se reorganiza e o nucléolo reaparece (a partir da região organizadora dos nucléolos dos cromossomos). Ocorre a citocinese (divisão do citoplasma). Formam-se duas novas células-filhas com o mesmo número de cromossomos da célula original. O retículo endoplasmático e o complexo golgiense, que se fragmentaram em pedaços menores durante a mitose, distribuem-se entre as duas células filhas. Jack Art

17 Citocinese centrípeta Citocinese centrífuga
Diferenças entre mitose animal e vegetal Células Animais Vegetais Nas células animais, a mitose é astral – o aparelho mitótico tem áster; cêntrica – os centríolos participam da estrutura do aparelho mitótico. A divisão do citoplasma é feita por um anel contrátil de actina e miosina, que se contrai e puxa a membrana, provocando um estrangulamento – citocinese centrípeta. Nas células vegetais, a mitose é anastral – o aparelho mitótico não tem áster; acêntrica – o aparelho mitótico não tem centríolos e, sim, um centro organizador de microtúbulos, para organizar as fibras do fuso acromático. A divisão do citoplasma é feita por vesículas do complexo golgiense, que se depositam na região central, entre os dois núcleos formados. As vesículas se fundem, produzindo o fragmoplasto, que se alonga e divide o citoplasma, do centro para fora, formando a lamela média – citocinese centrífuga. Jack Art Jack Art Astral Cêntrica Citocinese centrípeta Anastral Acêntrica Citocinese centrífuga

18 Detalhes da diferença entre mitose da células animais e
vegetais @BIO872 Para visualizar este conteúdo digital, é preciso ter instalado o plugin Slides de Aula, disponível no Livro Digital Atenção: não altere o conteúdo deste slide

19 Variação da quantidade de DNA durante o ciclo celular
O gráfico mostra a variação que ocorre na quantidade de DNA durante o ciclo celular, partindo de uma quantidade X. Os desenhos do cromossomo acompanham as principais ocorrências. Em G1, a quantidade é X; o cromossomo é formado por um filamento. Na fase S, o DNA replica e a quantidade passa a ser 2X. Por isso, cada cromossomo aparece duplicado e formado por duas cromátides-irmãs. Observar a queda na quantidade de DNA durante a anáfase, período em que as cromátides-irmãs se separam. No início da telófase, os núcleos formados têm, cada um, X de DNA. Após a mitose, a quantidade de DNA é a mesma nas duas células formadas (X e X) e igual à da célula que iniciou o processo (X).

20 Comparações entre os processos de divisão celular
por mitose e meiose @BIO899 Para visualizar este conteúdo digital, é preciso ter instalado o plugin Slides de Aula, disponível no Livro Digital Atenção: não altere o conteúdo deste slide

21 Meiose: divisão reducional
A meiose é a divisão celular que produz células sexuais. Por meio desse processo, o número diploide de cromossomos é mantido a cada geração. Para que isso aconteça, a meiose reduz o número cromossômico das células somáticas (2n) à metade, formando células haploides. Ao final da meiose são formadas quatro células haploides.

22 Meiose: divisão reducional
Célula diploide (2n) 4 Células haploides (n) Meiose Ocorre em células diploides (2n). Tem duas divisões celulares seguidas: meiose I e meiose II. O número de cromossomos é reduzido à metade, formando células haploides (n). É considerada uma divisão reducional. Forma quatro células haploides diferentes da célula diploide original. Permite o aumento da variabilidade genética dos organismos.

23 Descrição completa do processo meiótico
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24 Prófase I – leptóteno Cromossomos duplicados
(2 cromátides-irmãs em cada centrômero) Nucléolo e envelope nuclear começam a desaparecer Meiose I - Prófase I Nessa fase, forma-se o fuso acromático. O nucléolo e o envelope nuclear começam a desaparecer. É a fase mais longa da meiose, sendo dividida em cinco subfases: a) Leptóteno: os fios de cromatina duplicados começam a espiralizar e a formar os cromossomos com duas cromátides-irmãs. Formação do fuso acromático Jack Art

25 Prófase I – zigóteno Os cromossomos homólogos emparelham Tétrade
Meiose I - Prófase I b) Zigóteno: os cromossomos homólogos emparelham – sinapse cromossômica. Cada par é denominado tétrade porque as quatro cromátides são bem visíveis. Tétrade Tétrade Jack Art

26 Prófase I – paquíteno Quebra das cromátides homólogas Meiose I
c) Paquíteno: o emparelhamento dos homólogos possibilita a quebra e a troca de segmentos ou crossing-over entre as cromátides homólogas. Essa permuta tem grande importância genética porque as informações maternas e paternas são trocadas, aumentando a variabilidade da espécie. Quebra das cromátides homólogas

27 Detalhe da recombinação gênica por meio da ocorrência do crossing-over
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28 Prófase I – Diplóteno e diacinese
Quiasma Meiose I - Prófase I d) Diplóteno: os locais onde ocorreram as trocas podem ser vistos como pontos de cruzamento entre as cromátides, os quiasmas. e) Diacinese: terminam as quiasmas; aumenta a condensação cromossômica; os centríolos atingem os polos da célula e o fuso acromático fica pronto. O nucléolo e o envelope nuclear desaparecem.

29 Metáfase I Pares de cromossomos homólogos no centro da célula Meiose I
- Metáfase I: os pares de cromossomos homólogos se alinham no centro da célula e se mantêm ligados às fibras do fuso. Pares de cromossomos homólogos no centro da célula Jack Art

30 Anáfase I Os pares se separam Disjunção meiótica Meiose I
- Anáfase I: as fibras do fuso encurtam e os pares de cromossomos homólogos se separam, movidos para os polos opostos da célula – disjunção meiótica. Disjunção meiótica Jack Art

31 Telófase I Meiose I - Telófase I
O nucléolo e o envelope nuclear se reorganizam. O citoplasma se divide, originando duas novas células haploides. Essas duas células iniciam um período chamado intercinese antes de começarem a meiose II. Jack Art

32 Resumo da meiose II Meiose II
É semelhante a uma mitose, ocorrendo simultaneamente nas duas células que terminaram a meiose I. - Prófase II: é muito rápida porque os cromossomos já estão condensados; desaparecem o nucléolo e o envelope nuclear; forma-se um novo fuso acromático nas duas células. - Metáfase II: nas duas células os cromossomos estão na região central. - Anáfase II: separam-se as cromátides-irmãs, que se encaminham para os polos da célula. Observe que é diferente da anáfase I, em que os pares de homólogos se separavam. - Telófase II: quando chegam aos polos, os cromossomos desespiralizam e reconstitui-se o envelope nuclear. Cada célula divide-se em duas formando as quatro células haploides. Jack Art

33 Fechamento @BIO883 Para visualizar este conteúdo digital, é preciso ter instalado o plugin Slides de Aula, disponível no Livro Digital Atenção: não altere o conteúdo deste slide