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Ciclo Celular Mitose e Meiose
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Ciclo Celular
Ciclo representativo do histórico celular
Se divide em: Intérfase
G1
S
G2
Divisão Celular Mitose
Meiose
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O ciclo celular
Tipo celular Duração do ciclo
Célula embrionária de sapo
30 min
Levedura 1,5 – 3 horas
Célula epitelial intestinal
~ 12 horas
Fibroblastos de mamíferos em cultura
~ 20 horas
Célula hepática humana
~ 1 ano
G0 Ciclo celular = interfase + fase M
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Número de cromossomos nas diferentes espécies
Espécie Número de
cromossomos Espécie
Número de cromossomos
Mosquito 6 Trigo 42
Drosófila 8 Humano 46
Mosca 12 Macaco 48
Centeio 14 Carneiro 54
Caracol 24 Boi 60
Minhoca 32 Burro 62
Gato 38 Cavalo 64
Camundongo
40 Galo 78
Porco 40 Carpa 104
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Divisão celular em eucariotos
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Divisão celular em eucariotos
Células eucarióticas:
Possuem números característicos de cromossomos da espécie (2 conjuntos de cromossomos homólogos)
DNA associado a proteínas histonas
histonas
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Divisão celular em eucariotos
Estrutura dos cromossomos:
Cromossomos homólogos
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Intérfase
•Período entre as divisões
• Crescimento celular
•Intensa atividade metabólica (transcrição e tradução)
•Cromossomos estão relaxados (não são vistos ao Microscópio comum)
•Nucléolos podem ser observados
G0
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Intérfase
•A interfase é dividida em 3 fases: G1, S e G2
•G1 (gap=intervalo) : a célula cresce , intensa atividade metabólica
•S (síntese): ocorre a duplicação de todo o DNA nuclear – duplicam-se os
cromossomos
•G2 : a célula prepara-se para a mitose (divisão celular)
•G0: a célula pode sair do ciclo celular e entrar em G0. Pode ficar neste
estado para sempre ou voltar pro ciclo celular
G0
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Mitose
Intérfase
prófase
Prometáfase
metáfase
Anáfase
Telófase
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Mitose
Divisão celular conservativa, onde a partir de uma célula de qualquer ploidia, após uma única etapa, dividida em quatro fases, obtem-se duas células filhas com a mesma ploidia de uma célula inicial.
P M A
Xn
Xn
Xn
T
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Funções da Mitose
C RESCIMENTO
D ESENVOLVIMENTO
R EPARO
R EPOSIÇÃO
R EPRODUÇÃO
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Fases da Mitose
Prófase
Metáfase
Anáfase
Telófase
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Mitose fase a fase
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Prófase – Início da fase M (mitose)
Início da prófase Prometáfase
•Os cromossomos já estão duplicados ( 2 cromátides irmãs)
•Duplicação dos centriolos (cel. Animais)
•Os cromossomos se condensam e tornam-se visíveis ao Microscópio comum
•Formam-se os fusos mitóticos (microtúbulos formados de tubulinas por pares de
centrossomos) – movimentam os cromossomos
•Os pares de centrossomos (que contêm no interior o centríolo) migram para os pólos da
célula. Células vegetais não possuem centrossomo ou centríolo! Mas têm fusos mitóticos!
•Os nucléolos desaparecem
•A membrana nuclear se desintegra
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Metáfase
•Os cromossomos estão no máximo de suas espiralizações
•Os cromossomos se dispõem em linha
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Anáfase
•Quando as cromátides irmãs se separam inicia-se a anáfase
•Os fusos se “encurtam” e puxam os cromátides irmãs, cada uma para um pólo
da célula
•Quando as cromátides se separam são então consideradas cada uma um
cromossomo
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Telófase
•Caracteriza-se pela chegada dos cromossomos nos pólos da célula.
•A membrana nuclear se reconstitui ao redor de cada conjunto
cromossômico – produzindo 2 núcleos.
•Os cromossomos se distendem (desenrolam um pouco) e tornam-se
não visíveis ao microscópio comum novamente
•A divisão do citoplasma (citocinese) ocorre simultaneamente à
telofase na maioria das células
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Número de cromossomos e quantidade de DNA durante o
ciclo celular
Para uma célula com 2n = 4
4
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Mitose
Em geral a mitose produz, a partir de uma célula, 2 células com o mesmo número de cromossomos, sendo eles idênticos. No entanto, o conteúdo citoplasmático pode não ser idêntico pois a divisão das organelas citoplasmáticas nem sempre é coordenada com a divisão do núcleo.
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Bibliografia
Benjamin A. Pierce. Genética: um enfoque conceitual. Capitulo 2 Este capítulo abrange mitose e meiose (meiose será visto
na próxima aula) O livro pode ser encontrado na biblioteca
Animações: http://www.cellsalive.com/mitosis.htm http://www.biology.arizona.edu/cell_BIO/tutorials/cell_cycle/
cells3.html http://www.johnkyrk.com/mitosis.html http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/mitosis/
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Meiose Luisinho
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Meiose
A meiose ocorre apenas nas células das linhagens germinativas masculina e feminina e é constituída por duas divisões celulares: Meiose I e Meiose II.
Suas funções são:
Gametogênese animal
Esporogênese vegetal
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Apresentação
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Um panorama de meiose
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Interfase Antes do início da meiose I as células passam por um processo
semelhante ao que ocorre durante a intérfase das células somáticas. Os núcleos passam pelo intervalo G1, que precede o período de síntese de DNA, período S, quando o teor de DNA é duplicado, e pelo intervalo G2.
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Meiose I
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Meiose I
A meiose I é subdividida em quatro fases, denominadas: Prófase I, Metáfase I, Anáfase I, Telófase I
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A prófase I é de longa duração e muito complexa.
Os cromossomos homólogos se associam formando pares, ocorrendo permuta (crossing-over) de material genético entre eles.
Vários estágios são definidos durante esta fase: Leptóteno, Zigóteno, Paquíteno, Diplóteno e Diacinese
Prófase 1
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Prófase 1
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Leptóteno
Os cromossomos tornam-se visíveis como delgados fios que começam a se condensar, mas ainda formam um denso emaranhado.
Nesta fase inicial , as duas cromátides- irmãs de cada cromossomo estão alinhadas tão intimamente que não são distinguíveis.
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Leptóteno
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Zigóteno
Os cromossomos homólogos começam a combinar-se estreitamente ao longo de toda a sua extensão.
O processo de pareamento ou sinapse é muito preciso.
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Zigóteno
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Paquíteno
Os cromossomos tornam-se bem mais espiralados.
O pareamento é completo e cada par de homólogos aparece como um bivalente ( às vezes denominados tétrade porque contém quatro cromátides)
Neste estágio ocorre o crossing-over, ou seja, a troca de segmentos homólogos entre cromátides não irmãs de um par de cromossomos homólogos.
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Paquíteno
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Crossing-over
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Ocorrendo o crossing-over
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Diplóteno
Ocorre o afastamento dos cromossomos homólogos que constituem os bivalentes.
Embora os cromossomos homólogos se separem, seus centrômeros permanecem intactos, de modo que cada conjunto de cromátides-irmãs continua ligado inicialmente.
Depois, os dois homólogos de cada bivalente mantêm-se unidos apenas nos pontos denominados quiasmas (cruzes).
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Diplóteno
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Diacinese
Neste estágio os cromossomos atingem a condensação máxima da prófase.
Termina aqui todas as resoluções dos quiasmas e CO.
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Diacinese
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Metáfase 1
Há o desaparecimento total da membrana nuclear.
Os cromosomos pareados se alinham no plano equatorial da célula com seus centrômeros orientados para pólos diferentes.
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Metáfase 1
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Metáfase 1
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Anáfase 1
Os dois membros de cada bivalente se separam e seus respectivos centrômeros com as cromátides-irmãs fixadas são puxados para pólos opostos da célula.
Os bivalentes distribuem-se independentemente uns dos outros e, em conseqüência, os conjuntos paterno e materno originais são separados em combinações aleatórias (importante etapa de aumento na variabilidade genética)
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Anáfase 1
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Anáfase 1
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Recombinação genética
Combinações possíveis = 2n = 22= 4
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Recombinação genética
Combinações possíveis = 2n = 23= 8
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Telófase 1
Nesta fase os dois conjuntos haplóides de cromossomos se agrupam nos pólos opostos da célula.
Se descondensam-se os cromossomos.
Se refaz fusos e asteres
Se refaz o envoltório nuclear
Ocorre a primeira citocinese
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Telófase 1
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Telófase 1
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Citocinese
Células animais- formação de um anel contráctil e estrangulamento do citoplasma.
Células vegetais- formação de parede e membrana celular a partir da fusão de vesículas do Complexo de Golgi.
Intercinese Estado transitório no qual não há replicação de
DNA
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Meiose 2
Após um período de descanso entre as fases 1 e 2 ( chamada intercinese) se inicia a meiose II
A meiose II tem início em cada uma das células resultantes da telófase I.
A meiose II também é constituída por quatro fases:
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Prófase 2
É bem simplificada, visto que os cromossomos não perdem totalmente a sua condensação durante a telófase I.
Assim, depois da formação do fuso e do desaparecimento da membrana nuclear além de uma segunda duplicação dos centríolos, as células resultantes entram logo na metáfase II.
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Prófase 2
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Prófase 2
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Metáfase 2
Os cromossomos subdivididos em duas cromátides unidas por um centrômero prendem-se ao fuso
Os cromossomos agora se alinham novamente
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Metáfase 2
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Metáfase 2
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Anáfase 2
Após a divisão dos centrômeros as cromátides de cada cromossomo migram para pólos opostos.
Separação das cromátides irmãs
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Anáfase 2
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Anáfase 2
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Telófase 2
Forma-se uma membrana nuclear ao redor de cada conjunto de cromátides e passam agora ser considerados cromossomos.
Descondensação total dos cromossomos
Desaparecimento de fusos e asteres
Ocorre a segunda citocinese
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Telófase 2
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Telófase 2
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Gametas
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GAMETOGÊNESE
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PROCESSO DE FORMAÇÃO DE ESPERMATOZÓIDES A PARTIR DAS ESPERMATOGÔNIAS.
OCORRE NOS TESTÍCULOS.
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• Mitoses na fase de multiplicação que dura
a vida inteira.
• Fase de Crescimento sem divisões
celulares.
• Meiose somente na fase de maturação que
origina espermátides que se transformarão
em espermatozóides
• Espermiogênese
ETAPAS DA ESPERMATOGÊNESE
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Gametogênese (espermatogênese)
Células germinativas (2n)
Período
germinativo
Período de
crescimento
Período de
maturação
Período de
diferenciação Espermatozóides
Mitoses
2n
Mitose
2n 2n
Meiose
n n
n n n n
n n n n
2n Crescimento sem divisão
celular
Espermatogônia
Espermatócito I (2n)
Espermatócitos II (n
cromossomos duplicados)
Espermátides (n)
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Espermatozóides são
formados e lançados
no espaço do tubos
Células em divisão
(mitose x meiose)
Testículo
Epidídimo
Tubos Seminíferos
Espermatogênse
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Espermatócito
secundário
Espermatides
Espermatózóides
Espermatogônias
Espermatócito
primário
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FASES DA ESPERMATOGÊNESE
Fase de proliferação ou de multiplicação:
Tem início durante a vida intra-uterina, antes mesmo do nascimento do menino, e se prolonga praticamente por toda a vida. As células primordiais dos testículos, diplóides, aumentam em quantidade por mitoses consecutivas e formam as espermatogônias .
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Fase de crescimento:
Um pequeno aumento no volume do citoplasma das espermatogônias as converte em espermatócitos de primeira ordem, também chamados espermatócitos primários ou espermatócitos I, também diplóides.
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Fase de maturação:
Também é rápida, nos machos, e corresponde ao período de ocorrência da meiose. Depois da primeira divisão meiótica, cada espermatócito de primeira ordem origina dois espermatócitos de segunda ordem (espermatócitos secundários ou espermatócitos II). Como resultam da primeira divisão da meiose, já são haplóides, embora possuam cromossomos duplicados. Com a ocorrência da segunda divisão meiótica, os dois espermatócitos de segunda ordem originam quatro espermátides haplóides.
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Espermiogênese
É a fase final de produção de espermatozóides.
Processo pelo qual as espermátides se transformam em espermatozóides.
Espermátides: pequeno tamanho;
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Ovogênese Conceito: Processo que abrange a formação, nas gônodas
femininas (ovários), dos gametas femininos. Inicia-se ainda no
período pré-natal e termina depois do fim da maturação sexual(
puberdade). Tubas uterinas Ovidutos
Ovário
Ovário
Ligamento dos ovários
Útero
Colo do útero
Vagina
Aparelho
reprodutor
feminino
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Etapas
Período de multiplicação
Ocorre no período embrionário até
o nascimento.(100mil folículos)
Período de Crescimento
Crescem por acúmulo de subst.
de reserva. É interrompido no
parto( prófase I da meiose),
reinicia na puberdade.
Período de Maturação
Ocorre na puberdade onde dos 5
a 12 ovócitos I são estimulados
por mês, mas apenas um chega
a sofrer divisão
Cél. Germinativa
Ovogônias
Ovogônias
Ovócito I
Ovócito II
Óvulo
2n
2n 2n Mitose
Mitose
2n 2n 2n 2n
2n
Meiose I
Meiose II
n n
n n n n
Glóbulos polares
Crescimento sem
divisão celular
Metáfase II
(OVULAÇÃO)
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Gametogênese (ovulogênese)
Células germinativas (2n)
Meiose II (só se completa se ocorre fecundação)
São formados
eventualmente
Período
germinativo
Período de
crescimento
Período de
maturação
Ovogônias (2n) 2n
Mitose
Ovogônias (2n) 2n 2n
Crescimento
sem divisão
celular Ovócito I (2n)
Meiose I
2n
Ovócito II (n
cromossomos
duplicados)
n Primeiro glóbulo polar (n
cromossomos duplicados) n
n n glóbulos polares (n) n n Óvulo (n)
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A ovogênese é dividida em três etapas:
Fase de multiplicação ou de proliferação: É uma fase de mitoses consecutivas, quando as células germinativas aumentam em quantidade e originam ovogônias. Nos fetos femininos humanos, a fase proliferativa termina por volta do final do primeiro trimestre da gestação. Portanto, quando uma menina nasce, já possui em seus ovários cerca de 400 000 folículos de Graff. É uma quantidade limitada, ao contrário dos homens, que produzem espermatogônias durante quase toda a vida.
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Fase de crescimento:
Logo que são formadas, as ovogônias iniciam a primeira divisão da meiose, interrompida na prófase I
Passam, então, por um notável crescimento, com aumento do citoplasma e grande acumulação de substâncias nutritivas.
Esse depósito citoplasmático de nutrientes chama-se vitelo, e é responsável pela nutrição do embrião durante seu desenvolvimento.
Terminada a fase de crescimento, as ovogônias transformam-se em ovócitos primários (ovócitos de primeira ordem ou ovócitos I).
Nas mulheres, essa fase perdura até a puberdade, quando a menina inicia a sua maturidade sexual.
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Fase de maturação:
Dos 400 000 ovócitos primários, apenas 350 ou 400 completarão sua transformação em gametas maduros, um a cada ciclo menstrual. A fase de maturação inicia-se quando a menina alcança a maturidade sexual, por volta de 11 a 15 anos de idade.
Quando o ovócito primário completa a primeira divisão da meiose, interrompida na prófase I, origina duas células. Uma delas não recebe citoplasma e desintegra-se a seguir, na maioria das vezes sem iniciar a segunda divisão da meiose. É o primeiro corpúsculo (ou glóbulo) polar.
A outra célula, grande e rica em vitelo, é o ovócito secundário (ovócito de segunda ordem ou ovócito II). Ao sofrer, a segunda divisão da meiose, origina o segundo corpúsculo polar, que também morre em pouco tempo, e o óvulo, gameta feminino, célula volumosa e cheia de vitelo.
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Ovogênese
46 Ovogônia
Ovócito secundário
1º glóbulos
polares
23 Óvulo 2º glóbulos polares
Ovócito primário 2 x 46
23
Se degeneram
1º divisão meiótica
2º divisão meiótica
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Ovogênese No momento em que é formado o ovócito primário a partir da
ovogônia, ele é envolvido por uma camada de células foliculares,
que tem forma achatada.
Células foliculares
Ovócito primário
As células foliculares, são,as
responsáveis por eliminar o
ovócito, que ocorre mais ou
menos na metade do ciclo
ovariano.
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Ovogênese Na puberdade, a cada período reprodutivo, vários ovócitos
reiniciam a divisão meiótica, porém apenas um vai ser
eliminado a cada mês na ovulação
Ovócito primário
Células foliculares
Núcleo do
ovócito primário
(em prófase I)
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Ovogênese
O ovócito I transforma-se ovócito II
O folículo aumenta de tamanho
e, devido ao crescimento
desigual das células foliculares,
assume uma forma oval.
Ovócito
A proliferação dos folículos
ocorre principalmente pelo
FSH.(Hormônio Folículo
Estimulante)
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Diferenças
1. A espermatogênese é um processo contínuo, enquanto a
ovogênese está relacionada ao ciclo reprodutivo da mulher;
2. Na espermatogênese, cada espermatogônia produz 4 espermatozóides. Na
ovogênese, cada ovogônia dá origem a apenas um ovócito e células inviáveis
denominadas corpúsculos polares;
3. A produção de gametas masculinos é um processo que se
continua até a velhice, enquanto que a produção de gametas
femininos cessa com a menopausa;
4.O espermatozóide é uma célula pequena e móvel, enquanto que o ovócito é
uma célula grande e sem mobilidade;
5.Quanto à constituição cromossômica, existem dois tipo de
espermatozóides: 23,X ou 23,Y. A mulher só produz um tipo de
gameta quanto à constituição cromossômica: 23,X.
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Os Hormônios
Abreviatura inglesa de hormônio folículo-estimulante. Atua nos folículos ovarianos, promovendo seu crescimento e proporcionando um meio adequado ao desenvolvimento dos óvulos (oócitos). A dosagem de FSH no sangue, feita entre o primeiro e o quinto dia do ciclo menstrual, tem relação com a quantidade de folículos (e também de óvulos) que existem nos ovários: quando esta quantidade é pequena, o valor de FSH é alto. Desta forma, para a reprodução, é melhor que o FSH tenha concentração plasmática baixa. A concentração de FSH no sangue tende a aumentar com a idade, sendo muito alta na menopausa.
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Abreviatura inglesa de hormônio luteinizante. Este hormônio, também produzido na hipófise, como o FSH, atua principalmente na iniciação do mecanismo de ovulação. Quando o LH aumenta no sangue (o que ocorre aproximadamente no meio do ciclo menstrual, perto do 14º dia), o folículo se rompe e libera o óvulo, que pode ser capturado pela tuba (trompa). Se a concentração de LH no sangue for muito alta, pode ocorrer dificuldade de crescimento dos folículos e maturação dos óvulos, levando a infertilidade por falha na ovulação.
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ESTRÓGENO
O estrógeno induz as células de muitos locais do organismo, a proliferar, isto é, a aumentar em número.
O estrogênio é produzido pelo folículo ovariano em maturação. Esse hormônio é fabricado pelos ovários e liberado na primeira fase do ciclo menstrual.
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PROGESTERONA
Está principalmente relacionada com a preparação do útero para a aceitação do embrião e à preparação das mamas para a secreção láctea. Em geral, a progesterona aumenta o grau da atividade secretória das glândulas mamárias e, também, das células que revestem a parede uterina, acentuando o espessamento do endométrio e fazendo com que ele seja intensamente invadido por vasos sangüíneos;
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FECUNDAÇÃO... A VOLTA À DIPLOIDIA E O FIM DA APRESENTAÇÃO