Ciclo Celular Vera Andrade Vargas, 2012.

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1 Ciclo Celular Vera Andrade Vargas, 2012

2 Fase M – Divisão Celular (Mitose) e Citocinese
25/03/2017 Ciclo Celular Para uma célula se dividir, antes ela precisa duplicar os seus componentes só para depois se dividir em duas. Essa duplicação e divisão celular é conhecido como CICLO CELULAR. No ciclo celular tem a INTERFASE, que é dividida em três fases: a fase G1 (G de gap – inglês - lacuna) – onde a célula cresce, produz proteínas e organelas; a fase S (Síntese) – onde ocorre a replicação (duplicação, síntese) do DNA nuclear; a fase G2 (G de gap) – onde a célula cresce mais uma vez para duplicar a sua massa (proteínas e organelas). Então, durante todo o ciclo a célula se prepara para a divisão, com a duplicação das proteínas, organelas, cromossomos e centrossomo. Fase M – Divisão Celular (Mitose) e Citocinese - M-Cdk fosforila proteínas,, onde o cromossomos se condensam; o envelope nuclear se rompe; o RE e o Golgi se reorganizam; acontece a perda da aderência com outras células e com a matriz extracelular; o citoesqueleto se reorganiza para segregar cromossomos e dividir a célula em duas Durante o ciclo celular, várias etapas de fosforilação de proteínas estruturais e regulatórias ou ativação de proteína-quinases (Cdks), e complexos proteolíticos, como inibidoras de Cdks (CKIs); Complexo Promotor da Anáfase (APC). Vamos começar revisando o cromossomo. G1 (Gap, lacuna) S (Síntese) G2 (Gap) G1 (Gap) Fase M – Divisão Celular (Mitose) e Citocinese

3 Células que estão continuamente entrando em MITOSE  Células lábeis
Células que estão em G0, estão em atividade, porém só entram em MITOSE se houver necessidade  Células estáveis ou quiescentes Células que não se dividem  Células permanentes

4 Ciclo celular Interfase Fase M G1 Mitose S G2 Meiose
O Ciclo de vida da célula é dividido em duas fases principais Interfase G1 S G2 Fase M Mitose Células somáticas Meiose Gametas, finaliza com a formação dos gametas  espermatozóides e óvulos

5 Ciclo Celular Intérfase Mitose
Inicia no fim da mitose e estende até iniciar a próxima mitose Mitose Reprodução celular, com as seguintes finalidades: Nos unicelulares: reprodução Nos pluricelulares: crescimento do organismo, reposição das células que morrem, cicatrização ou regeneração dos órgãos e tecidos

6 Intérfase Carioteca e nucléolos visíveis
Acúmulo de materiais necessários a duplicação do DNA Síntese de DNA e conseqüente duplicação dos cromossomos DNA (molécula longa, fina, desespiralizada, descondensada e não individualizada)  cromatina  Cromossomos - duas cromátides irmãs No citoplasma, ocorre formação de um novo “centro celular” (par de centríolos)

7 Interfase G1 (Gap = lacuna) – A célula acumula todos os materiais necessários para a duplicação do DNA S (Síntese) – Ocorre a duplicação (síntese, replicação) do DNA, no final dessa fase o núcleo dobra seu volume G2 (Gap = lacuna) – A célula armazena materiais para realizar a mitose

8 Mitose Didaticamente, a mitose é dividida em fases para facilitar o estudo: prófase, metáfase, anáfase e telófase

9 Prófase Inicia com a duplicação dos centrossomos (centríolos)
Formam-se o fuso mitótico (microtúbulos) O DNA se condensa originando os cromossomos O nucléolo desaparece e para a transcrição de RNAr No final da prófase o envoltório nuclear é desfeito, cromossomos livres começam a ligar-se aos microtúbulos do fuso pelo centrômero

10 PRÓFASE

11 Condensação da cromatina
Molécula DNA possui 2 nm DNA começando a se condensar (cromatina) em “contas de um colar” possui 11 nm de largura. Contas são os nucleossomas (histonas) O empacotamento da cromatina em cordões de 30 nm formam as fibras cromossômicas ...

12 Prófase Vacúolos Prófase Metáfase
Núcleos interfásicos (nucléolo em branco) Vacúolos

13 Metáfase Cromossomos ligados ao fuso
Cromossomos com o máximo de condensação Cromossomos no equador celular formando a placa equatorial Cromossomos podem ser contados – cariótipo

14 Cariótipo

15 Metáfase Núcleo interfásico Anáfase Vacúolos Metáfase (com placa)

16 Anáfase Os microtúbulos do fuso começam puxar as cromátides irmãs, e os cromossomos irmãos são transportados aos polos da célula A anáfase reduz a quantidade de DNA (4n  2n), duplicada no período S (Síntese)

17 Anáfase Anáfase Núcleos interfásicos

18 Telófase Ocorre a descondensação dos cromossomos  cromatina
Anel contrátil criando um sulco de clivagem Envelope nuclear completo ao redor dos cromossomos descondensados Regeneração da ordem dos microtúbulos formados pelo centrossomo na interfase Ocorre a descondensação dos cromossomos  cromatina Refaz o envoltório nuclear e o nucléolo reaparece, ocorre a transcrição de rRNA O citoplasma é dividido por um anel contrátil formado de ACTINA E MIOSINA  separação das duas células filhas  citocinese

19 25/03/2017 Citocinese Nas células animais a citocinese é centrípeta (de fora para dentro).

20 25/03/2017 Citocinese Células vegetais de plantas superiores são envolvidos por uma parede celular (semi-rígida) Na divisão celular, o citoplasma é dividido de DENTRO para FORA pela construção de uma nova placa celular entre os dois núcleos da célula filha.

21 Citocinese Anáfase (provável) Telófase
Telófase: linha branca é a lamela média

22 25/03/2017 Cromossomos replicados, cada um com 2 cromátides-irmã, se condensam. O fuso mitótico forma-se entre os 2 centrômeros. Rompimento do envelope nuclear. Os cromossomos se ligam aos microtúbulos do fuso mitótica por meio do cinetócoro. Quando o envelope nuclear é rompido, na pró-metáfase, os microtúbulos do fuso capturam os cromossomos que se alinham no equador e formam a placa metafásica A segregação dos cromossomos duplicados é desencadeada por uma complexa maquinaria do citoesqueleto → fuso mitótico, constituído por microtúbulos e proteínas associadas que puxam os cromossomos-filho para os pólos da célula Os cromossomos estão alinhados na região equatorial do fuso mitótico. Os microtúbulos do cinetócoro fixam as cromátides-irmã aos pólos opostos. Fonte: Painel Os princiais estágios da fase M. Molecular Biology of the Cell. Alberts, B., 2002, modificada..

23 25/03/2017 As cromátides-irmã, separam-se para formar dois cromossomos e cada um é puxado para o fuso polar. Os microtúbulos do cinetócoro encurtam-se e os fusos polares se distanciam. Os dois conjuntos de cromátides-irmã chegam aos pólos do fuso e se descondensam. Forma-se o novo envelope nuclear. A divisão do citoplasma começa com a formação do anel contrátil. Na anáfase, as cromátides-irmã separam-se e são levadas aos pólos do fuso, ao mesmo tempo, os fusos alongam-se, aumentando a separação entre os pólos Na telófase, os fusos contunuam se alongando, os cromossomos chegam aos pólos e são liberados dos microtúbulos do fuso, o envelope regenera-se Anel contrátil de actina e miosina II em células animais e muitos eucariotos unicelulares → citocinese Fragmoplasto → as células vegetais constroem uma parede dentro da célula entre os cromossomos replicados O citoplasma é dividido em dois por um anel contrátil de actina e miosina II, que obriga a célula a formar duas células filhas, cada uma com um núcleo. Fonte: Painel Os princiais estágios da fase M. Molecular Biology of the Cell. Alberts, B., 2002, modificada,

24 Meiose É um processo de divisão celular que origina os gametas
Células germinativas (2n)  gametas (n)  reducional Consiste em duas divisões As células resultantes não são iguais entre si e são diferentes da célula mãe.

25 Meiose Nas células germinativa  homens
Ocorre a partir da puberdade As células germinativas (espermatogônias) do tubos seminíferos do testículo após a meiose originam os espermatozóides (milhões/dia) Nas células germinativa  mulheres Inicia na vida embrionária (segundo mês de gestação) Todas as células germinativas (ovogônias) iniciam juntas a meiose mas só a terminam após a puberdade, aproximadamente uma a cada ciclo menstrual até a menopausa, no máximo 400 durante toda a vida

26 Meiose Meiose I – Divisão Reducional Meiose II – Divisão Equatorial
Produz quatro células 23 cromossomos (n) DNA n

27 Meiose I – Divisão Reducional
DNA duplicado  cromossomos duplicados Profase I Leptóteno Zigóteno Paquíteno Diplóteno Diacinese Metáfase I, anáfase I, telófase e citocinese I É reducional: reduz o número de cromossomos de 2n para n. (Anáfase I) É a mais longa Recombina o material genético  crossing-over Final meiose I 23 cromossomos (n) DNA 2n

28 Leptóteno Início da prófase
DNA duplinado  cromossomos compostos de 2 cromátides começam a se condensar

29 Zigóteno Os cromossomos homólogos são emparelhados
Há maior condensação dos cromossomos As cromátides irmãs começam a aproximar-se e cruzam com homólogas

30 Paquíteno As cromátides cruzadas unem-se (quiasma), quebram e trocam pedaços com as homóloga  crossing over ou recombinação gênica Aumenta a variabilidade genética

31 Diplóteno e Diacinese Os homólogos de cada par afastam-se de modo que os quiasmas aparecem

32 Meiose I - Divisão Reducional – Profase I
Cromátides irmãs paternas Cromátide 1 Cromátide 2 Cromátides irmãs maternas Cromátide 3 Cromátide 4

33 Leptóteno Cromossomos compostos de 2 cromátides começam a se condensar

34 Zigóteno Pares homólogos se aproximam

35 Paquíteno crossing over
Continua a condensação  formam os QUIASMAS (local onde ocorre as trocas de genes entre cromossomos homólogos) crossing over

36 Diplóteno e Diacinese Continua a condensação, começam a se separar, revelam os quiasmas.

37 Metáfase I Idêntica a metáfase da mitose, porém no equador há uma placa dupla, formada pelos pares de homólogos, em cujos centrômeros fixam-se os microtúbulos do fuso

38 Anáfase I Os homólogos que se prenderam no fuso são agora puxados aos pólos (um dos homólogos vai a um pólo e outro para outro pólo) É a fase reducional 2n  n

39 Telófase I Inicia com a chegada dos homólogos aos pólos celulares
Há rápida reorganização dos núcleos porém sem descondensação dos cromossomos Ocorre a citocinese Cada célula ficará com 23 cromossomos (n), cada cromossomo com duas cromátides (2n).

40 Meiose II – Prófase II Cada uma das células haplóides resultantes da primeira divisão forma novo fuso mitótico, desaparece o envoltório e libera os cromossomos que fixam no fuso

41 Metáfase II Os cromossomos presos ao fuso colocam-se no equador formando uma placa equatorial simples

42 Anáfase II Ao final de metáfase II as cromátides irmãs migram aos polos Na metáfase I migraram cromossomos homólogos (duplicado, com as duas cromátides)

43 Telófase II Quando as cromátides irmãs chegam aos pólos há nova citocinese e há reorganização dos núcleos. Descondensação do DNA em cromatina Cada célula ficará com 23 cromossomos (n), cada cromossomo com uma cromátide (n).

44 Meiose