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 CELULARFatores 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 CELULARIntérfase

• 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)

G1

CICLO CELULARIntérfase

• 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

Fase S

CICLO CELULARIntérfase

• 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

G2

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

MITOSEFases

Prófase Prometáfase Metáfase Anáfase Telófase

MITOSEPrófase

• 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

MITOSEPrófase

Início da Prófase

Final da Prófase

MITOSEPrometáfase

• 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

MITOSEPrometáfase

MITOSEMetáfase

• 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

MITOSEMetáfase

MITOSEAnáfase

• 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

MITOSEAnáfase

Início da Anáfase

Fim da Anáfase

MITOSETelófase

• 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

MITOSECitocinese

• Clivagem do citoplasma (processo começa durante a anáfase)

• Sulco de clivagem no meio da célula, que vai aprofundando-se

• Separação das duas células filhas

MITOSECitocinese

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 IPrófase I

Os cromossomos condensam-se continuamente Subfases:• Leptóteno• Zigóteno• Paquíteno• Diplóteno• Diacinese

MEIOSE IPrófase I

• grau de compactação da cromatina• Nucléolo vai desaparecendo• Cromossomos formados por 2 cromátides-

irmãs (2 moléculas de DNA idênticas)

Leptóteno

MEIOSE IPrófase 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 IPrófase I

• 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

Paquíteno

MEIOSE IPrófase I

• 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)

Diplóteno

MEIOSE IPrófase I

• Cromossomos atingem condensação máxima • Aumenta a separação dos homólogos e a

compactação da cromatina.

Diacinese

MEIOSE IMetáfase I

• Membrana nuclear desaparece; forma-se o fuso

• Cromossomos pareados no plano equatorial (23 bivalentes) com seus centrômeros orientados para pólos diferentes

MEIOSE IAnáfase 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 IAnáfase I

MEIOSE ITelófase 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 ICitocinese

• 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 IIntérfase

• 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 IIPrófase 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 IIMetáfase II

• Os 23 cromossomos com 2 cromátides cada se alinham na placa metafásica

MEIOSE IIAnáfase II

• Separação centromérica • Cromátides-irmãs se

movem para os pólos opostos

MEIOSE IITelófase II

• Migração das cromátides-irmãs para os pólos opostos

• Reorganização do núcleo

MEIOSE IICitocinese

• 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