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 Célula encaminhada à progressão no ciclo por mecanismos de regulação relacionados a crescimento multiplicação diferenciação celular condição de latência. Falhas nos mecanismos  célula pode ser encaminhada para apoptose (morte celular programada) desenvolvimento tumoral

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 Sinais químicos que controlam o ciclo provêm de fora e de dentro da célula Sinais externos: > Hormônios > fatores de crescimento Sinais internos são proteínas de 2 tipos: > ciclinas > quinases (CDKs)

CICLO CELULAR Fatores de Crescimento Fatores de crescimento liberados ligam-se a receptores de membrana das células alvo Complexo receptor-ligante ativa produção de sinalizadores intracelulares Sinalizadores ativam cascata de fosforilação intracelular, induzindo a expressão de genes Produto da expressão destes genes  componentes essenciais do Sistema de Controle do Ciclo celular (composto por CDKs e Ciclinas)

CICLO CELULAR Intérfase Fase mais demorada (90% a 95% do tempo total gasto durante o ciclo) Atividade biossintetica intensa Subdividida em: G1, S e G2 O Ciclo pode durar algumas horas (células com divisão rápida, ex: derme e mucosa intestinal) até meses em outros tipos de células

CICLO CELULAR Intérfase G1 Intensa síntese de RNA e proteínas aumento do citoplasma da recém formada Se refaz o citoplasma, dividido durante a mitose 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 aumenta a quantidade de DNA polimerase e RNA; Mecanismos responsáveis pela progressão da célula ao longo da fase S e para G2  não estão muito claros

CICLO CELULAR Intérfase G2 Tempo para o crescimento celular e para assegurar 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

CONTEÚDO DE DNA Célula diplóide inicia a mitose  46 cromossomos e conteúdo de DNA de 4C (cada cromossomo é formado por duas moléculas de DNA unidas pelo centrômero) Final da mitose  células-filhas apresentam também 46 cromossomos, porém um conteúdo de DNA de 2C

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 Cromatina condensa-se em cromossomos definidos, ainda não visíveis ao microscópio óptico Cada cromossomo  duas cromátides-irmãs conectadas por um centrômero, em cada cromátide será formado um cinetócoro (complexos protéicos especializados) Os microtúbulos citoplasmáticos são desfeitos e reorganizados no fuso mitótico, irradiando-se a partir dos centrossomos à medida que estes migram para os pólos da célula

MITOSE Prófase  Início da Prófase  Final da Prófase

MITOSE Prometáfase Fragmentação do envoltório nuclear e movimentação do fuso mitótico Microtúbulos do fuso entram em contato com os cinetócoros, que se fixam a alguns microtúbulos Os microtúbulos que se ligam aos cinetócoros  microtúbulos do cinetócoro, tencionam os cromossomos, que começam a migrar em direção ao plano equatorial da célula

MITOSE Prometáfase

MITOSE Metáfase Cromossomos  compactação máxima, alinhados no plano equatorial da célula pela ligação dos cinetócoros a microtúbulos de pólos opostos do fuso Como os cromossomos estão condensados, são mais visíveis microscopicamente nessa fase

MITOSE Metáfase

MITOSE Anáfase Inicia com a separação das cromátides irmãs (divisão longitudinal dos centrômeros) Cada cromátide (cromossomo filho) é lentamente movida em direção ao pólo do fuso a sua frente

MITOSE Anáfase  Início da Anáfase  Fim da Anáfase

MITOSE Telófase Cromossomos filhos estão presentes nos dois pólos da célula Inicia-se a descompactação cromossômica, desmontagem do fuso e reorganização dos envoltórios nucleares ao redor dos cromossomos filhos

MITOSE Citocinese Clivagem do citoplasma (processo começa durante a anáfase) Sulco de clivagem no meio da célula, que vai aprofundando-se Separação das duas células filhas

MITOSE Citocinese

MEIOSE

MEIOSE Células germinativas  inicia com uma célula diplóide e termina em 4 células haplóides geneticamente diferentes entre si Na meiose há a preservação do número cromossômico diplóide nas células humanas (gametas formados número haplóide) Tem uma única duplicação do genoma, seguida de 2 ciclos de divisão: a meiose I e a meiose II

MEIOSE I Divisão reducional = são formadas duas células haplóides a partir de uma diplóide Obtenção do número de cromossomos haplóide, mas com conteúdo de DNA ainda duplicado

MEIOSE I Prófase I Os cromossomos condensam-se continuamente Subfases: Leptóteno Zigóteno Paquíteno Diplóteno Diacinese

MEIOSE I Prófase I Leptóteno  grau de compactação da cromatina Nucléolo vai desaparecendo Cromossomos formados por 2 cromátides-irmãs (2 moléculas de DNA idênticas)

MEIOSE I Prófase I Zigóteno Nesta fase - há a formação de estruturas fundamentais para a continuidade da meiose - COMPLEXO SINAPTONÊMICO e NÓDULOS DE RECOMBINAÇÃO, importantes para a próxima fase da Prófase I.

MEIOSE I Prófase I Paquíteno 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) Homólogos devem se manter unidos pelo complexo sinaptonêmico para ocorrer crossing-over Crossing-over  formação dos QUIASMAS = locais de troca física de material genético

MEIOSE I Prófase I Diplóteno Desaparece o CS Os dois componentes de cada bivalente começam a se repelir Cromossomos homólogos se separam, mas centrômeros permanecem unidos e conjunto de cromátides-irmãs continua ligado Os 2 homólogos de cada bivalente 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 e a compactação da cromatina.

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

Informações sobre Gametogênese Nos gametas formados pelas mulheres, quase todo o citoplasma vai para uma célula filha, que depois irá formar o ovócito. As outras células filhas tornam-se glóbulos polares, uma pequena célula que se degenera