Explorando os Mecanismos e Etapas da Divisão Celular: Mitose e Meiose como Fundamentos da Crescimento, Reparação e Reprodução das Células

Introdução à Divisão Celular: Explicar a importância da divisão celular para o crescimento, reparação de tecidos e reprodução dos organismos. Definir os dois principais tipos de divisão: mitose e meiose.

Mitose: Detalhar as fases da mitose (prófase, metáfase, anáfase e telófase), enfatizando o processo de replicação do DNA e a formação de duas células-filhas geneticamente idênticas. Discutir a importância da mitose em células somáticas.

Meiose: Abordar as fases da meiose, que ocorrem em duas divisões sucessivas (meiose I e II), resultando em quatro células-filhas geneticamente distintas, cada uma com metade do número de cromossomas da célula-mãe. Explicar o papel da meiose na formação de gâmetas e na variabilidade genética.

Comparação entre Mitose e Meiose: Discutir as principais diferenças e semelhanças entre os dois processos, enfatizando suas funções distintas no organismo.

Regulação da Divisão Celular: Introduzir conceitos de regulação do ciclo celular e a importância dos pontos de verificação. Discutir o papel de genes supressores de tumor e proto-oncogenes na prevenção de divisões celulares descontroladas.

Divisão Celular e Doenças: Explorar como alterações na divisão celular podem levar a doenças, como o câncer.

1. Divisão Celular: Meiose Luciane Gomes da Silva UNESP-IBB/FEIS Laboratório de Ictiologia Neotropical-LINEO Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia)

2. Importância da Meiose Permite aos cromossomos homólogos efetuar uma permuta de material genético hereditário; Troca física de segmentos de DNA entre cromossomos de origem materna e paterna → mistura de genes parentais; Maior recombinação genética → Maior variabilidade de tipos de gametas.

3. Para Lembrar! Tipos de Divisão Celular MITOSE: Crescimento, desenvolvimento e reparo; Reprodução assexuada (gera duas células idênticas); Ocorre nas células somáticas. MEIOSE: Reprodução sexuada; Ocorre em células reprodutivas; Origina gametas;

4. Divisão de células germinativas → produção de quatro células-filhas geneticamente diferentes entre si e da célula-mãe (n); Divisão de células somáticas → produção de duas células-filhas geneticamente idênticas (2n); Gametogênese → processo de formação de células sexuais ou gametas/esporos; Divisão Celular

5. Meiose Redução do n° de cromossomos e do conteúdo de DNA → duas divisões celulares sucessivas (Meiose I e Meiose II), após uma única duplicação do DNA (período S); Espermiogênese O alongamento e a condensação do núcleo; A formação do acrossoma* e flagelo; E a remoção do citoplasma A remodelação da cromatina ocorre intensivamente, e 90% das histonas centrais são substituídas.

6. Fase Mitotica ( pré -meiótica); Fase Meiótica; Espermiogênica DNA Nucleosomo + Histonas Protamina Meiose

7. Meiose

8. Conteúdo de DNA e Nº Cromossomos Os cromossomos não se replicam novamente antes da 2° divisão Divisão DNA A quantidade de DNA cai pela metade. Colchicina impede que os cromossomos se dividam, no caso, que as cromátides irmãs se separem, que os cromossomo na meiose I se separem. Fazendo a célula permanecer em 2n. Meiose I A çafrão-do-prado Meiose Crescimento celular Duplicação DNA Meiose II Colchicina Impede o processo final da divisão celular Esta liga-se aos microtúbulos (Fibras do fuso) Microtúbulos=citoesqueleto/arcabouço celular Anáfase Telófase Citocinese

9. Meiose Período S Ocorre a síntese de DNA e precede a meiose; Geralmente, tem duração mais longa do que o período S da mitose; Frequência reduzida de origens de replicação; Núcleos pré -meióticos → 2 a 3x mais heterocromatina que núcleos somáticos; Com exceção da Meiose I, os demais eventos são similares aos da mitose.

10. Meiose Prófase I: Leptóteno; Zigóteno; Paquíteno; Diplóteno; Diacinese; Metáfase I; Anáfase I; Telófase I; 1º Divisão → Meiose I 2º Divisão → Meiose II Prófase II; Metáfase II; Anáfase II; Telófase II.

11. Período mais demorado que a mitose e o de toda meiose; Evento-chave : pareamento dos cromossomos homólogos; Garante a disjunção apropriada dos cromossomos homólogos (núcleos-filhos recebam um membro de cada par); Permite a troca entre segmentos de cromossomos homólogos de origem materna e paterna; Prófase I Meiose I

12. Cromatina começa a se condensar gradualmente em cromossomos; Há pontos de maior condensação (cromômeros) → ocorrem nos mesmos locais nos dois cromossomos do par de homólogos; Inicia-se o processo de pareamento entre os cromossomos homólogos; Meiose I Leptóteno

13. Início do processo sináptico; Sinapse cromossômica ocorre ponto a ponto (cromômero a cromômero), aproximando os cromossomos lateralmente; Há formação do complexo sinaptonêmico (CS) → estrutura proteica que se dispõe longitudinalmente; Função : estabelecer a união entre cromossomos do par de homólogos; Meiose I Zigóteno

14. Todos os homólogos estão unidos em toda sua extensão pelo CS; Essa organização assegura que regiões homólogas do DNA sejam colocadas próximas → ocorre a permuta / recombinação genética / crossing over ; Evento molecular que envolve a troca de genes entre os cromossomos de origem materna e paterna; Módulos de recombinação: fornece a maquinaria estrutural e enzimática para realização da permuta. Meiose I Paquíteno

15. Recombinação Genética Recombinação genética é a troca de genes entre duas moléculas de DNA, para formar novas combinações de genes. Assim como a mutação, a recombinação genética contribui para a diversidade genética de uma população, que é a fonte da variação evolutiva. Meiose I

16. Maior parte do complexo sinaptonêmico é removido; Cromossomos homólogos começam a se separar, mas permanecem ligados em certos locais → Quiasmas ; Quiasmas são evidencias citológicas do crossing-over ; Fase de intensa atividade metabólica (descompactação dos cromossomos); Meiose I Diplóteno

17. Ocorre o afastamento dos cromossomos homólogos e a terminalização dos quiasmas ; Ocorre a preparação para fase seguinte: Aumento da condensação cromossômica; Desaparecimento do nucléolo; Ruptura do envoltório nuclear; Ligação de cada cromossomo do par de homólogos às fibras do fuso; Movimento para placa equatorial. Meiose I Diacinese

18. Fase meiótica ou espermatocitária em Astyanax altiparanae . A: Cistos de espermatócitos em leptóteno/zigóteno (L/Z). B: Cisto de espermatócitos em paquíteno (P) . C: Cisto de espermatócito diplóteno (D ) e metáfase I (M). D: Cisto de espermatócitos secundários ( Espc 2). Coloração:Hematoxilina /Eosina Meiose I

19. Metáfase I Os dois cromossomos homólogos se dispõem na placa equatorial lado a lado: Recente término do pareamento entre eles; Manutenção dos quiasmas; Coesinas distribuídas por todo braço cromossômico Cada cromossomo do par de homólogos liga-se aos polos opostos e se dispõe com os cinetócoros voltados para o mesmo polo. Meiose I

20. Anáfase I Meiose I Ocorre a segregação dos cromossomos que migram para polos opostos da célula → fibras do fuso acromático que encurtam-se; As cromátides-irmãs de cada cromossomos migram juntas (região centromérica → shugoshina : inibe a fosforilação das coesinas ); Ocasionalmente podem ocorrer fenômenos de não disjunção cromossômica. (Ex.: síndrome de Down - trissomia 21).

21. Telofáfase I Meiose I Os cromossomos chegam aos polos com as cromátides-irmãs presas pelo centrômero; Envoltório nuclear se reorganiza surgindo dois núcleos-filhos (cariocinese); Os cromossomos se descondensam e reaparecem os nucléolos; Desorganiza-se o fuso acromático; O citoplasma se divide (citocinese);

22. Meiose I Não ocorre replicação do DNA ; Cada uma das células iniciará a meiose II. ↓ Meiose I é reducional Estágio entre as duas divisões meióticas → fase breve; As duas células da primeira divisão meiótica possuem um número haploide de cromossomos ( n ) e conteúdo de DNA ( 2C ); Intercinese

23. Meiose II Em seguida, ocorre a segunda divisão meiótica, semelhante a mitose normal; Divisão equacional do conteúdo de DNA entre os núcleos-filhos;

24. Prófase II Meiose II É simples e muito curta, visto que os cromossomos (ainda constituídos por duas cromátides) não perdem a sua condensação durante a telófase I; Eventos : desaparecem os nucléolos, os centríolos duplicados ocupam polos opostos na célula, surge o fuso acromático, o envoltório nuclear desorganiza-se e os cromossomos espalham-se pelo citoplasma, prendendo-se as fibras do fuso acromático pelo centrômero;

25. Metáfase II Meiose II Eventos: os cromossomos ligados ao fuso são transportados para região equatorial da célula; Não há mais homólogos nas células, eles se dispõe um sobre o outro como na mitose; Diferente da metáfase I são os cinetócoros das cromátides-irmãs que se orientam para os polos opostos da célula;

26. Anáfase II Meiose II Devido a tração do fuso em sentidos diferentes, ocorre a quebra do centrômero e as cromátides-irmãs são separadas;

27. Telófase II Meiose II Reaparecimento do envoltório nuclear e do nucléolo, descondensação cromossômica; Ocorre a citocinese com a formação de quatro células haploides e geneticamente diferentes; Cada célula contém um número de cromossomos não homólogos ( n ) e um conteúdo de DNA ( C ).

28. Meiose Divisão I Divisão II Intercinese Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Prófase I Metáfase I Anáfase I Telófase I Leptóteno Zigóteno Paquíteno Diplóteno Diacinese Divisão Celular: Meiose

29. Divisão Celular Fixar!

30. Obrigada Luciane Gomes [email protected]