Divisão Celular

Divisão Celular

DIVISÃO CELULAR Prof. Ms. Rodrigo Eduardo da Silva

• Cromossomo: Estrutura que contém uma longa molécula de DNA associada a proteínas histonas, visível ao microscópio óptico em células metafásicas;

• Cromossomo Simples: 2 braços e 1 centrômero. DIVISÃO CELULAR

Centrômero Braço

Braço

• Cromossomo Duplo: 4 braços e 1 centrômero. DIVISÃO CELULAR

• Classificação dos cromossomos quanto à posição do centrômero

Braço

Braço Centrômero

Metacêntrico Submetacêntrico Acrocêntrico Telocêntrico

• Cromossomos Homólogos

São cromossomos semelhantes na forma e no tamanho.

Cromossomos homólogos

Célula diplóide (2n)d

Não há homólogos

Célula haplóide (n)d

• A capacidade de crescer e se reproduzir é atributo fundamental de todas as células;

• Nas células eucariontes o processo básico de gênese obedece um padrão cíclico;

• Crescimento celular com aumento de milhares de moléculas que a célula possui (material genético);

• Partição do núcleo e o citoplasma em duas células filhas;

• As células originadas repetem o ciclo;

• Esse processo é denominado Ciclo de Divisão Celular.

• O ciclo celular consiste em duas grandes etapas: Intérfase (síntese de DNA);

• A outra etapa é a da divisão propriamente dita originando 2 células filhas;

• Caracterizando-se pela divisão do núcleo (cariocinese ou mitose) e divisão do citoplasma (citocinese);

• O ciclo celular possui 4 etapas distintas;

• No período S ocorre a duplicação ou síntese de DNA; • G significa GAP (intervalo);

• M significa Mitose;

• G1 é o intervalo do tempo que transcorre do fim da mitose até o início da síntese de DNA;

• G2 é o intervalo entre o término da síntese do DNA e próxima mitose.

• Em função das variações apresentadas quanto a proliferação, as células animais podem ser classificadas:

• Células que se dividem continuamente (células embrionárias);

• Células que ordinariamente não se dividem mas que respostas a estímulos podem fazê-lo (G0);

• Células terminalmente diferenciadas (neurônios).

• G1 é o reinício da síntese de RNA e proteínas (interrompido durante a mitose);

• Com essa síntese, a célula cresce continuamente durante essa etapa (S, G2);

• 80% do RNA sintetizado em G1 são constituídos de RNAr;

• Nessa fase, a célula está se preparando para entrar na fase de duplicação de DNA;

• A síntese de algumas enzimas imprescindíveis para a fase S (DNA polimerases);

• Síntese de histonas;

• O período G1 deriva de seu papel controlador de uma importante decisão celular;

• Continuar proliferando ou retirar-se do ciclo e entrar em um estado quiescente (G0);

• Essa decisão é tomada primariamente por sinais extra celulares (fatores de crescimento);

• Desencadeando respostas intracelulares que por sua vez são monitoradas por controles internos do ciclo;

• Proteínas reguladoras que induzem ou impedem a progressão do ciclo;

• p53 é responsável pelo sinal de parada em G1 (essa proteína aumenta na presença de DNA danificado).

• Durante esse período a célula duplica o seu DNA (elaborando réplicas perfeitas dessa molécula);

• Esse processo denomina-se replicação;

• Separação das cadeias de DNA obtidas pelo desenrolamento da dupla hélice;

• Seguido pela cópia de cada cadeia que serve como um molde para a síntese de uma cadeia complementar;

• Replicação Semiconservativa.

• Características gerais da replicação do DNA:

• A molécula de DNA inicia a replicação em locais específicos;

• Origem de replicação (células eucariontes possuem múltiplas origens de replicação);

• Células eucariontes ao iniciarem a replicação em várias origens possuem unidades de replicação;

• Denominados réplicons.

• Replicação é Bidirecional:

• Uma vez iniciada a replicação em cada ponto de origem, ela se propaga para os 2 lados do DNA;

• A esse movimento para lados opostos se denominou de replicação bidirecional;

• Quando a dupla hélice de DNA se separam, esses locais tem a forma de Y (Forquilhas de Replicação).

• Replicação é Semidescontínua:

• As duas cadeia parentais da dupla hélice vão, ambas, sendo replicadas em cada forquilha;

• Filamentos de DNA de hélice dupla são antiparalelos, isto é;

• As cadeias filhas devem ser sintetizadas sempre na direção 5 para 3;

• Portanto as formas de sintetizar as cadeias filhas são diferentes;

• Seguindo um padrão de replicação semidescontínua;

• A cópia da cadeia parental 3 para 5 pode ser sintetizada continuamente;

• A cadeia filha avança na direção 5 para 3 (Cadeia líder ou cadeia contínua).

• A outra cadeia parental 5 para 3 é copiada de uma forma intermitente (descontínua);

• Através de uma série de fragmentos, que depois de unidos dão origem a cadeia retardatária ou descontínua ;

• Fragmentos são denominados Fragmentos de Okazaki.

• Replicação do DNA é realizada por enzimas:

• Células (procariontes/eucariontes) possuem enzimas denominadas DNA polimerases;

• Capazes de sintetizar DNA a partir de seus precursores;

• Esses precursores de DNA devem estar presentes sob a forma de trifosfatos de dexorribonucleosídeos;

• 4 trifosfatos de dexorribonucleosídeos: • dATP contento a base adenina (A);

• dCTP contento a base citosina (C);

• dTTP contento a base timina (T);

• dGTP contento a base guanina (G);

• Além de serem moléculas estruturais, proporcionam energia para a síntese de novos filamentos de DNA.

• Todas as DNA polimerases obedecem as seguintes propriedades:

• a) Cada dexorribonucleosídeo a ser incorporado é selecionado de modo que a sua base nitrogenada seja complementar (AT/ CG);

• b) O crescimento da cadeia sempre se dá na direção 5 para 3;

• c) Requerem um segmento inicial de nucleotídeos (primer) para dar continuidade à cadeia.

• O desenrolamento da dupla hélice é feito pela enzima helicase;

• Trabalha em cada forquilha de replicação, a frente da polimerase, desenrolando as cadeias;

• A porção desenrolada de DNA deve ser então estabilizadas (proteínas SSP mantém os filamentos separados);

• O desenrolamento da dupla hélice no ponto de origem leva a um superenrolamento do DNA mais adiante;

• Ação da enzima DNAtopoisomerases (pequenas quebras).

• Não somente o DNA é replicado, mas também as suas proteínas de sustentação (histonas) na fase S;

• A replicação do DNA é extremamente precisa, isso se dá pela ação da enzima DNA-polimerase;

• Ela é capaz de conferir as bases à medida que as adiciona ao novo filamento de DNA;

• Se houver uma base errada, ela remove imediatamente;

• Mas mesmo assim, algumas bases erradas conseguem escapar dessa correção (DNA defeituoso);

• No período G2 ocorre os preparativos necessários para a mitose;

• Replicação do DNA esteja completa e sem erros;

• A célula permanece nesse ponto (4h) até que todo o seu genoma seja replicado e reparado;

• Antes de ser transmitido as células filhas;

• Síntese de fator promotor de maturação (MPF);

• Regulador geral de transição de G2 para M.

• Tipo de divisão celular em que uma célula mãe , sempre com cromossomos duplos,

• Origina duas células filhas contendo o mesmo número de cromossomos da célula mãe;

• Condensação das fibras de cromatina, tornando-se mais curtas e espessas;

• Até formar os cromossomos, compostos por seus 2 elementos longitudinais idênticos (cromátides);

• Cromátides carregam material genético duplicado;

• Enquanto isso no citoplasma, centrossomos, agem na forma de fuso (migram para os pólos opostos da célula);

• A medida que se afastam, entre eles são formados microtúbulos;

• Usando moléculas de tubulina liberadas na desmontagem do citoesqueleto;

• Feixes de microtúbulos irão constituir as fibras do fuso.

• Quando os cromossomos estão quase em fase final de condensação;

• E os centrossomos em posição oposta, ocorre a desmontagem do envoltório nuclear;

• Portanto os microtúbulos do fuso têm acesso ao cromossomo (cinetócoros maduros).

• Metáfase:

• Os cromossomos atingem estado de condensação máxima e as cromátides ficam visíveis;

• Alinhamento dos cromossomos na região equatorial da célula formando a placa metafásica;

• Presença de três tipos de fibras (Polares, cinetocóricas e as livres).

• Separação dos centrômeros e a migração das cromátides para os pólos opostos (cromossomos filhos);

• Microtúbulos cinetocóricos encurtam aproximando dos cromossomos filhos aos pólos;

• Ocorre a restituição dos núcleos e a divisão citoplasmática;

• Levando a formação das células filhas;

• Reconstituição do envoltório nuclear, reorganização dos nucléolos.

• Meiose:

• O Processo de formação dos gametas denominado gametogênese resulta de uma célula germinativa diplóide em células haplóides;

• Células que recebem apenas 1 cromossomo de cada par de homólogos (apresentam apenas metade do número de cromossomos encontrados nas células);

• Esse processo resulta na formação de 4 células diferentes geneticamente entre si e diferentes da célula mãe;

• Esse tipo de divisão que reduz a metade o número de cromossomos e recebe o nome de Meiose.

• Para que ocorra a redução do número cromossômico, é necessário que ocorra 2 divisões celulares sucessivas (Meiose I e Meiose I);

• Após uma única duplicação do DNA que ocorre durante o período S anterior a primeira divisão;

• Cada divisão meiótica (meiose I ou I) é dividida em fases de prófase, metáfase, anáfase e telófase semelhante a mitose.

• Em continuação à duplicação do DNA, inicia-se a primeira divisão meiótica (prófase I);

• Evento chave da meiose: O pareamento dos cromossomos homólogos; a) Garante a posterior disjunção dos cromossomos homólogos de tal forma que ambos os núcleos filhos dessa divisão recebam um membro de cada par de cromossomos; b) Permite que ocorram quebras e trocas de segmentos entre os cromossomos homólogos de origem paterna e materna;

• Recombinação genética/permuta/ crossing over) contribuindo para uma maior diversidade genética para o processo evolutivo (maior adaptação evolutiva da espécie);

• Prófase I é subdividida em:

• Leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese.

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