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Núcleo e Divisão Celular

         

                           

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Núcleo Celular

Portador dos fatores Portador dos fatores hereditários e hereditários e controlador das controlador das atividades atividades metabólicas.metabólicas.

> Informação > Informação genética da célula - genética da célula - DNADNA

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Complexo formado por proteínas e RNA saindo através dos poros do envelope nuclear

POROS

Organizados por mais de 100 proteínas diferentes

Mecanismo de transporte de moléculas de RNA e proteínas

Troca de proteínas

Cauda Poli (A)

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Núcleo Celular

Uma célula em intérfase, isto é, Uma célula em intérfase, isto é, que não está se dividindo, que não está se dividindo, apresenta os seguintes apresenta os seguintes componentescomponentes:

Carioteca - envoltório nuclear, formada por duas membranas com poros, onde há intercâmbio de substâncias entre o núcleo e o citoplasma.

Nucleoplasma, Cariolinfa ou Suco Nuclear- é uma massa incolor constituída principalmente de água, proteínas, RNAs, nucleotídeos e íons.

Nucléolo - Trata-se de um corpúsculo esponjoso e desprovido de membranas, que se encontra em contato direto com o suco nuclear, rico em RNA ribossômico.

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Células vegetais vistas em microscópio óptico 500x

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Núcleo CelularCromatina – (porção do núcleo que cora) representa o material genético, com proteínas histonas e não-histônicas e moléculas de DNA.

Têm aspecto emaranhado de filamentos longos e finos, denominados cromonemas, os quais apresentam duas regiões:

condensadas chamadas de heterocromatinas é mais densa e possui replicação tardia, possui seqüências de DNA muito repetitivas e não transcritas, é estrutural e constitui de 10 a 15% do total do DNA nuclear

distendidas chamadas eucromatinas é menos corada, possui atividade gênica.

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célula pronta para divisão

Cromossomos visíveis

Célula sem divisão

Cromatina no núcleo

núcleo

Os nucleossomos conferem ‘a cromatina aparência de “contas de rosário” – forma descondensada

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Cromonema = CromossomoDurante a divisão celular, os cromonemas espiralizam-se, tornando-se mais curtos e mais grossos. Podem, então, ser vistos individualmente e passam a ser chamados de cromossomos, este está relacionado com cromossomos mitóticos metafásicos

O material genético descondensado – cromatina - é ativo, pois pode ser transcrito mais facilmente nesse estado.

Ao se tornar condensado – cromossomo – a transcrição é dificultada, mas por outro lado a divisão celular ocorre com

maior precisão. 

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Níveis de compactação da cromatina:

Máxima condensação, a cromátide

cromossômica

Cromossomo metafásico

Interfase: "loops" do esqueleto protéico, condensada

Os "loops" de solenóides, ligados a um esqueleto central protéico

Fibras de nucleossomos compactados

Empacotamento do DNA como “contas num cordão” forma da cromatina

Região curta da dupla hélice de DNA

nucleossomos

octâmero de histonas

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Cromossomo é uma única molécula de DNA

• O DNA (do inglês DesoxirribuNucleic Acid) é como uma escada retorcida ou uma dupla hélice e é composta por inúmero genes, os quais tem a função de determinar as características de cada um de nós.

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  O cromossomo metafásico típico é formado por duas cromátides irmãs, uma delas oriunda do processo de duplicação da cromatina.

As cromátides se encontram presas por um região delgada, chamada constrição primária ou centrômero.

Alguns cromossomos pode ser visualizada ainda uma constrição secundária, outra região de condensação diferenciada no cromossomo.

O segmento seccionado pela constrição secundária e anterior ao telômero (extremidade dos braços cromossômicos) é conhecido como satélite.

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Quando a célula está prestes a se dividir, as cromátides se duplicam formando cromátides irmãs (que até que ocorra a separação final, ficam ligadas pelo centrômero).

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Cariótipo

• É o conjunto de todos os cromossomos presentes no núcleo da célula de um organismo..

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Ciclo Celular• Período G1: intensa síntese

de RNA e proteínas e aumento do citoplasma.

• PERÍODO S: Este é o período de síntese,duplicando seu DNA.

• PERÍODO G2: tempo adicional para o crescimento celular assegurando completa replicação do DNA antes da mitose.

• MITOSE : Divisão equacional da célula.

Divisão

Interfase

G2 G1

M (mitose)

Fase SSíntese de DNA

Células sem

divisão

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Sistema de controle do ciclo Sistema de controle do ciclo celularcelular

Cada passo de ativação ou inativação de ciclina-cdK marcam a transição do ciclo celular

Ativa MPFfosforilação

Degradação ciclina mitótica

fator promotor da fase M

Inativa MPF

Proteinoquinases dependentes da ciclina

(cdK) Ciclinas

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Ciclo Celular

Na interfaseinterfase - Há duplicação do DNA, sem o qual não se completa o ciclo celular.

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Ciclo Celular• O ciclo celular :O ciclo celular : processos que ocorrem

desde a formação de uma célula até sua própria divisão em duas filhas, tendo natureza cíclica. A célula se divide originando duas descendentes, com divisão do núcleo (mitosemitose ) e divisão do citoplasma (citocinesecitocinese).

A etapa seguinte, é compreendida no espaço entre duas divisões celulares sucessivas e foi

denominada de intérfaseintérfase

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Aparelho Mitótico.• É constituído pelos fusos, centríolos, ásteres e

cromossomos. O áster é um grupo de microtúbulos irradiados que convergem em direção do centríolo. As fibras do fuso são constituídas por microtúbulos(proteínas especiais). Cada cromossomo têm duas cromátides ligadas entre si através do centrômero, que é uma região que se liga ao fuso mitótico, e se localiza num segmento mais fino denominado de constricção primária.

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Separação dos cromossomos e formação de dois núcleos

Fuso mitótico

bipolar

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MitoseMitose• Divisão celular de todas as células somática vegetais e animais. É um processo continuo que é dividido didaticamente em 5 fases: Prófase, metáfase, anáfase, telófase, nas quais ocorrem grande modificações no núcleo e no citoplasma.

• Mitose serve para reprodução assexuada de seres unicelulares, crescimento e regeneração de tecidos de seres multicelulares

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Mitose em Solanaceae

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MeioseMeiose• O citoplasma divide-se por um processo chamado clivagem, com o

surgimento de uma nova parede celular dentro da célula.

• Durante a meiose o material nuclear foi duplicado uma vez e dividido duas vezes, pelo que cada célula filha apresenta metade do número de cromossomas da célula diplóide inicial. 

• A meiose (sigla = R!) é um processo de divisão celular pelo qual uma célula diplóide (2N) origina quatro células haplóides (N), reduzindo à metade o número de cromossomos constante de uma espécie. Sendo subdividido em duas etapas: a primeira divisão meiótica (meiose I) e a segunda divisão meiótica (meiose II).

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Primeira Etapa• Denominada reducional, ocorre a

diminuição no número de cromossomos. Na segunda, equacional, o número de cromossomos das células que se dividem é mantido igual aos das células que se formam.

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• Dependendo do grupo de organismos, a meiose pode ocorrer em diferentes momentos do ciclo de vida: na formação de gametas (meiose gamética), na produção de esporos (meiose espórica) e logo após a formação do zigoto (meiose zigótica).

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             Diacinese

             Zigóteno

             Diplóteno

              Prófase I

             Paquíteno

             Leptóteno

Meiose I - citocineseMeiose I - citocinese• Prófase I → é uma fase muito extensa, constituída por 5 subfases:

Leptóteno – inicia-se a individualização dos cromossomos estabelecendo a condensação (espiralização), com maior compactação dos cromonemas;

Zigóteno – aproximação dos cromossomos homólogos, sendo esse denominado de sinapse;

Paquíteno – máximo grau de condensação dos cromossomos, os braços curtos e longos ficam mais evidentes e definidos, dois desses braços, em respectivos homólogos, se ligam formando estruturas denominadas bivalentes ou tétrades. Momento em que ocorre o crosing-over, isto é, troca de segmentos (permutação de genes) entre cromossomos homólogos;

Diplóteno – começo da separação dos homólogos, configurado de regiões quiasmas (ponto de intercessão existente entre os braços entrecruzados, portadores de características similares);

Diacinese – finalização da prófase I, com separação definitiva dos homólogos, já com segmentos trocados. A carioteca (envoltório membranoso nuclear) desaparece temporariamente.

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• Metáfase I → os cromossomos ficam agrupados na região equatorial da célula, associados às fibras do fuso;

Anáfase I → encurtamento das fibras do fuso, deslocando os cromossomos homólogos para os pólos da célula. Nessa fase não há separação do centrômero (ponto de ligação das cromátides irmãs em um cromossomo).

Telófase I → desespiralização dos cromossomos, retornando ao aspecto filamentoso, havendo também o reaparecimento do nucléolo bem como da carioteca e divisão do citoplasma (citocinese), originando duas células haplóides.

                Metáfase I

                Telofase I

                Anáfase I

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Meiose II •Prófase II → os cromossomos voltam a se condensar, o nucléolo e a carioteca desaparecem novamente. Os centríolos se duplicam e se dirigem para os pólos, formando o fuso acromático.

Metáfase II → os cromossomos se organizam no plano equatorial, com suas cromátides ainda unidas pelo centrômero, ligando-se às fibras do fuso.

Anáfase II → separação das cromátides irmãs, puxadas pelas fibras em direção a pólos opostos.

Telófase II → aparecimento da carioteca, reorganização do nucléolo e divisão do citoplasma completando a divisão meiótica, totalizando 4 células filhas haplóides.

                Prófase II

                Metáfase II

                Anáfase II

                Telófase II

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Consequência genética do processo:Consequência genética do processo: - na metafase I a orientação ao acaso dos bivalentes causa uma

mistura de material materno e paterno pelos dois núcleos filhos;

- devido ao crossing-over, cada cromossoma contém genes de origem materna e paterna.

•A meiose difere da mitose em três aspectos:A meiose difere da mitose em três aspectos:consiste em duas divisões sucessivas, originando 4 núcleos;

•cada um dos 4 núcleos é haplóide, contendo metade do número de cromossomas da celula-mãe diplóide;

•os núcleos haplóides produzidos contêm combinações génicas inteiramente novas. 

•Por este motivo, as consequências genéticas e evolutivas da meiose são profundas. Devido á meiose e á fecundação os organismos diplóides existem numa variedade de formas, mesmo os da mesma espécie.