Reprodução sexuada e meiose

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Reprodução sexuada e meiose

  1. 1. Margarida Barbosa Teixeira REPRODUÇÃO SEXUADA MEIOSE
  2. 2. Cariótipo <ul><li>Cariótipo é o conjunto de cromossomas de uma célula que, pelo seu número, forma e tamanho caracteriza uma dada espécie. </li></ul><ul><li>Cada par de cromossomas é formado por um cromossoma de origem paterna e outro de origem materna – designados de cromossomas homólogos. </li></ul><ul><li>O cariótipo humano é formado por: </li></ul><ul><li>22 pares de cromossomas somáticos ou autossomas, </li></ul><ul><li>1 par de cromossomas sexuais ou heterocromossomas. </li></ul><ul><li>Cariótipo da espécie humana (23 pares de cromossomas): </li></ul><ul><li>feminino - 2n = 46, XX ou 2n = 44 + XX </li></ul><ul><li>masculino- 2n = 46, XY ou 2n = 44 + XY </li></ul>
  3. 3. Cél. somáticas / Cél. sexuais <ul><li>As células somáticas são células diploides (2n). </li></ul><ul><li>As células sexuais ou gâmetas são células haploides (n). </li></ul>
  4. 4. Cél. somáticas / Cél. sexuais <ul><li>As células germinativas, são diploides (2n), encontram-se nos órgãos sexuais, e, por meiose, originam gâmetas (n). </li></ul>
  5. 5. Fecundação / Meiose <ul><li>A fecundação gera a duplicação cromossómica. </li></ul><ul><li>A meiose conduz à redução cromossómica. </li></ul><ul><li>A combinação da fecundação com a meiose permite a constância do número de cromossomas ao longo das gerações. </li></ul>
  6. 6. Fecundação / Meiose
  7. 7. Fecundação / Meiose
  8. 8. Meiose <ul><li>Qual o nº de pares de cromossomas da célula A? </li></ul><ul><li>Quantos núcleos se formaram no final da 1ª divisão? Em que diferem dos núcleos da célula A? </li></ul><ul><li>Compara os núcleos do final da 1ª divisão com os do final da 2ª divisão. Em que diferem? </li></ul>
  9. 9. Meiose <ul><li>A meiose implica a passagem da diploidia para a haploidia. </li></ul><ul><li>É um processo de divisão nuclear através do qual se formam núcleos que possuem um só cromossoma de cada par de homólogos (metade do nº de cromossomas do núcleo inicial) . </li></ul><ul><li>Na meiose ocorrem duas divisões (I e II) sequenciais e inseparáveis que originam 4 núcleos haploides. </li></ul>
  10. 10. Meiose <ul><li>A interfase (que inclui o período S onde ocorre a replicação do DNA) antecede a divisão I, pelo que, quando a meiose se inicia, cada cromossoma é formado por 2 cromatídios. </li></ul><ul><li>A redução para metade do número de cromossomas de uma célula diploide deve-se à separação dos cromossomas homólogos de cada par durante a divisão I – divisão reducional . </li></ul><ul><li>Na divisão II ocorre a separação dos cromatídeos irmãos – divisão equacional. </li></ul>
  11. 11. Meiose <ul><li>Divisão I (divisão reducional) </li></ul><ul><li>origina 2 células haploides; cada cromossoma é constituído por 2 cromatídios. </li></ul><ul><li>compreende 4 estádios: profase I; metafase I; anafase I; telofase I. </li></ul><ul><li>Divisão II (divisão equacional, semelhante a uma mitose) </li></ul><ul><li>origina 4 células haploides, cada cromossoma é constituído por 1 cromatídio. </li></ul><ul><li>Compreende 4 estádios: profase II; metafase II; anafase II; telofase II. </li></ul>
  12. 12. Meiose – 1ª divisão Divisão reducional
  13. 13. Meiose – Profase I <ul><li>Os dois cromossomas de cada par emparelham justapondo-se gene a ge ne, formando-se bivalentes ou díadas cromossómicas . </li></ul><ul><li>Com a condensação da cromatina tornam-se visíveis os cromatídeos de cada cromossoma, observando-se em cada par 4 cromatídios, juntos 2 a 2- tétradas cromatídicas . </li></ul>
  14. 14. Meiose – Profase I <ul><li>Ao ocorrer o emparelhamento, surgem pontos de cruzamento entre dois cromatídios de dois cromossomas homólogos, os pontos de quiasma . </li></ul><ul><li>Ao nível destes pontos, pode haver rutura de cromatídios, podendo ocorrer trocas recíprocas de segmentos de cromatídios entre dois cromossomas homólogos - crossing-over . </li></ul>
  15. 15. Meiose – Profase I <ul><li>Condensação da cromatina. </li></ul><ul><li>Desagregação do invólucro nuclear e dos nucléolos. </li></ul><ul><li>Formação do fuso acromático. </li></ul>
  16. 16. Meiose – Metafase I <ul><li>Os cromossomas homólogos , ligados às fibras do fuso acromático pelos centrómeros, deslocam-se para a zona equatorial do fuso e dispõem-se aleatoriamente na placa equatorial . </li></ul><ul><li>A orientação de cada par de homólogos em relação aos polos da célula ocorre ao acaso, independentemente da sua origem materna ou paterna. </li></ul><ul><li>O plano equatorial da célula é ocupado pelos pontos de quiasma. </li></ul><ul><li>Os centrómeros encontram-se virados para os polos da célula. </li></ul>
  17. 17. Meiose – Anafase I <ul><li>As fibras do fuso acromático começam a contrair provocando a rotura do centrómero. </li></ul><ul><li>Ocorre a separação dos cromossomas homólogos que se deslocam para polos opostos - ascensão polar de cromossomas homólogos . </li></ul><ul><li>Cada cromossoma, em migração, é composto por 2 cromatídios </li></ul>
  18. 18. Meiose – Anafase I Crossing-over + Colocação ao acaso dos cromossomas homólogos em metafase I Os dois conjuntos de cromossomas são constituídos por informações genéticas diferentes variabilidade genética dos novos núcleos
  19. 19. Meiose –Telofase I <ul><li>Os cromossomas atingem os polos. </li></ul><ul><li>Desagrega-se o fuso acromático. </li></ul><ul><li>Organizam-se os invólucros nucleares. </li></ul><ul><li>Se ocorrer a citocinese, formam-se 2 células haploides </li></ul><ul><li>(cada célula possui um cromossoma de cada par de homólogos, constituído por 2cromatídios, </li></ul><ul><li>Nem sempre se verificam todos os fenómenos característicos da Telofase I. </li></ul><ul><li>Estas células-filhas sofrem uma curta intercinese ou iniciam imediatamente a divisão II da meiose. </li></ul>
  20. 20. Meiose – 2ª divisão Divisão equacional
  21. 21. Meiose – Profase II <ul><li>Condensação de cromossomas constituídos por 2 cromatídios. </li></ul><ul><li>Desorganização do invólucro nuclear. </li></ul><ul><li>Organização do fuso acromático. </li></ul>
  22. 22. Meiose – Metafase II <ul><li>Condensação máxima da cromatina. </li></ul><ul><li>Cromossomas colocam-se na zona equatorial da célula, com os centrómeros no plano equatorial. </li></ul>
  23. 23. Meiose – Anafase II <ul><li>Clivagem dos centrómeros. </li></ul><ul><li>Ascensão polar de cromatídios irmãos. </li></ul>
  24. 24. Meiose – Telofase II <ul><li>Cromossomas já atingiram os polos da célula. </li></ul><ul><li>A cromatina descondensa. </li></ul><ul><li>Organizam-se os invólucros nucleares. </li></ul><ul><li>Após a citocinese, formam-se 4 células haploides </li></ul><ul><li>(cada célula possui um cromossoma, constituído por um cromatídio, de cada par de homólogos) </li></ul>
  25. 25. Meiose
  26. 26. Meiose
  27. 27. Variação da quantidade de DNA durante a Meiose
  28. 28. Variação da quantidade de DNA durante a Meiose De 2Q para 4Q Fase S da interfase <ul><li>A quantidade de DNA duplica por replicação semiconservativa, </li></ul>De 4Q a 2Q Anafase I <ul><li>A quantidade de DNA reduz para metade em consequência da separação dos cromossomas homólogos. </li></ul><ul><li>Cada núcleo que se forma fica com metade do número de cromossomas, o que conduz à redução da quantidade de DNA para metade. </li></ul><ul><li>A separação dos cromossomas homólogos determina a formação de células haplóides (n), com metade do número de cromossomas da célula-mãe (2n). </li></ul>De 2Q a Q Anafase II <ul><li>A quantidade de DNA reduz para metade em consequência da migração dos cromatídios irmãos para polos opostos da célula. </li></ul><ul><li>Consequentemente, a quantidade de DNA reduz a metade em cada núcleo formado. </li></ul><ul><li>Nesta fase não ocorre redução do número de cromossomas, pois cada cromatídio passa a ser um cromossoma na célula-filha. </li></ul>
  29. 29. Comparação entre Mitose e Meiose <ul><li>Mitose – divisão nuclear utilizada na renovação e regeneração de tecidos, crescimento e reprodução assexuada. </li></ul><ul><li>Meiose – divisão nuclear utilizada na produção de células específicas na reprodução sexuada, gâmetas e esporos. </li></ul>
  30. 30. Comparação entre Mitose e Meiose
  31. 31. Comparação entre Mitose e Meiose Mitose Meiose Ocorre em células somáticas. Na renovação e regeneração de tecidos, crescimento e reprodução assexuada. Ocorre para a produção de gâmetas ou esporos. Origina duas células-filhas, cujo número de cromossomas é igual ao da célula-mãe. Origina quatro células-filhas haploides a partir de uma célula diploide; o número de cromossomas é metade do da célula-mãe. A informação genética das células-filhas é idêntica à da célula-mãe. A informação genética das células-filhas é diferente entre si e da célula-mãe, devido: - à separação aleatória dos cromossomas homólogos, - à ocorrência de crossing-over. Só ocorre uma divisão. Ocorrem duas divisões sucessivas: reducional e equacional. A replicação semiconservativa do DNA ocorre na fase S da interfase. A replicação semiconservativa do DNA só ocorre na fase S da interfase, antes da divisão. Não há replicação de DNA entre as duas divisões da meiose. Não há emparelhamento dos cromossomas homólogos nem fenómenos de crossing-over. Há emparelhamento de cromossomas homólogos com possibilidade de crossing-over. Os cromossomas localizam-se na zona equatorial da célula, em metáfase, com os centrómeros a ocuparem o equador. Os cromossomas localizam-se na zona equatorial da célula: - com os pontos de quiasma a ocuparem o equador (metáfase I) - com os centrómeros a ocuparem o equador (metáfase II). O centrómero divide-se na anafase. O centrómero só se divide na anafase II. Ascensão polar de cromatídeos-irmãos em anafase. Ascensão polar de: - cromossomas homólogos (anafase I) - de cromatídeos-irmãos (anafaseII).
  32. 32. Meiose - Fonte de variabilidade genética <ul><li>Colocação ao acaso dos cromossomas, de origem materna e paterna, na Metafase I. </li></ul>Distribuição de 2 pares de cromossomas homólogos
  33. 33. Meiose - Fonte de variabilidade genética <ul><li>Colocação ao acaso dos cromossomas, de origem materna e paterna, na Metafase I. </li></ul>Distribuição de 3 pares de cromossomas homólogos
  34. 34. Meiose - Fonte de variabilidade genética <ul><li>Colocação ao acaso dos cromossomas, de origem materna e paterna, na Metafase I. </li></ul><ul><li>Na Metáfase I da meiose, cada par de cromossomas homólogos, formado por um cromossoma de origem materna e outro de origem paterna, coloca-se na zona equatorial. </li></ul><ul><li>A orientação de cada cromossoma do mesmo par, relativamente aos polos das células, é aleatória. </li></ul><ul><li>a separação dos pares de homólogos na Anáfase I gera diversas combinações de cromossomas de origem materna e paterna. </li></ul><ul><li>na primeira divisão da meiose há uma distribuição ao acaso de cromossomas maternos e paternos pelas células-filhas. </li></ul>
  35. 35. Meiose - Fonte de variabilidade genética <ul><li>Colocação ao acaso dos cromossomas, de origem materna e paterna, na Metafase I. </li></ul><ul><li>O número de combinações possíveis dos cromossomas de origem paterna e de origem materna nas células haploides depende do número cromossómico da célula diploide . </li></ul><ul><li>No caso de dois pares de cromossomas homólogos, o número possível de combinações e, portanto, de tipos de gâmetas é de quatro (2 2 ). </li></ul><ul><li>Generalizando </li></ul><ul><li>o número possível de combinações é 2 n , sendo n o número de pares de cromossomas homólogos. </li></ul><ul><li>na espécie humana, com 23 pares de cromossomas homólogos, o número total de combinações é 2 23 </li></ul><ul><li>cerca de 8,4 milhões de tipos de gâmetas, </li></ul><ul><li>o que significa ser extremamente improvável que um gâmeta tenha apenas cromossomas de origem materna ou de origem paterna. </li></ul>
  36. 36. Meiose - Fonte de variabilidade genética <ul><li>Crossing-over (na Profase I) </li></ul><ul><li>A troca de segmentos entre cromatídios de cromossomas homólogos permite novas combinações de genes paternos e maternos no mesmo cromossoma. </li></ul><ul><li>descendência pode receber, no mesmo cromossoma, associações de genes que nunca antes tinham ocorrido. </li></ul>
  37. 37. Meiose - Fonte de variabilidade genética Crossing-over + Colocação ao acaso dos cromossomas homólogos em metafase I Recombinação entre genes de cromossomas homólogos Diferentes combinações de cromossomas de linha paterna e materna nas células-filhas
  38. 38. Fecundação- Fonte de variabilidade genética <ul><li>Na fecundação ocorre a união aleatória de uma grande variedade de gâmetas geneticamente diferentes. </li></ul><ul><li>A reunião ao acaso de dois gâmetas, com combinações genéticas diferentes, vai permitir novas e variadas associações de genes nos descendentes. </li></ul>
  39. 39. Fecundação- Fonte de variabilidade genética <ul><li>Quando ocorre uma fecundação, o número de possibilidades diferentes de combinações genéticas possíveis no ovo é igual ao produto das combinações genéticas possíveis nos dois gâmetas que se fundem. </li></ul><ul><li>No caso humano, por exemplo, será 8,4 milhões x 8,4 milhões, ou seja, 70,6 x 10 12 possibilidades de diferentes combinações genéticas por cada ovo formado. Neste cálculo não foram considerados os fenómenos de crossing-over, o que aumenta extraordinariamente o número referido. </li></ul>
  40. 40. Mutações
  41. 41. Mutações cromossómicas <ul><li>Modificam a estrutura ou o número de cromossomas que caracteriza a espécie: </li></ul><ul><li>Mutações estruturais, </li></ul><ul><li>Mutações numéricas. </li></ul>
  42. 42. Mutações cromossómicas numéricas <ul><li>Estas mutações podem ocorrer em diferentes etapas da meiose: </li></ul><ul><li>. durante a divisão I, pela não separação de cromossomas homólogos; </li></ul><ul><li>. durante a divisão II, pela não separação dos dois cromatídios de um cromossoma. </li></ul><ul><li>Dão origem a gâmetas portadores de cromossomas a mais ou a menos. </li></ul><ul><li>Os gâmetas assim formados, por fecundação, originam zigotos portadores de um número de cromossomas superior ou inferior ao número normal da espécie. </li></ul>
  43. 43. Mutações cromossómicas numéricas <ul><li>Mutações cromossómicas numéricas </li></ul><ul><li>Euploidia – alteração que envolve todo o genoma do indivíduo; todos os seus cromossomos são duplicados (diploidia), ou todos são triplicados (triploidia),… </li></ul><ul><li>Nas espécies vegetais as euploidias são comuns; na espécie humana, é um evento raro, devido à incompatibilidade de desenvolvimento embrionário do feto. </li></ul><ul><li>Aneuploidia – a alteração envolve apenas alguns cromossomas, ocorrendo perda ou adição de cromossomas. </li></ul>
  44. 44. Mutações cromossómicas numéricas <ul><li>Mutações cromossómicas numéricas humanas </li></ul>Cariotipo Aneuploidia Nome clínico 2n = 47, XXX 2n = 47, XXY 2n = 47, XYY 2n= 45, X0 2n= 45, Y0 2n= 47, XX (+21) 2n= 47, XX (+18) 2n= 47, XX (+13) Trissomia Trissomia Trissomia Monossomia Monossomia Trissomia Trissomia Trissomia Síndrome de triplo X Síndrome de Klinefelter Síndrome de duplo Y Síndrome de Turner Síndrome do Y (inviável) Síndrome de Down Síndrome de Edwards Síndrome de Patau
  45. 45. Mutações cromossómicas estruturais <ul><li>Estas mutações podem ocorrer durante a meiose quando ocorre crossing-over. </li></ul><ul><li>Ao efetuar-se a troca de segmentos entre cromatídios, essa troca pode ser anormal. </li></ul><ul><li>surgem cromossomas com genes a mais ou a menos, conforme o caso. </li></ul>A- Perda de material genético num cromossoma B- Duplicação de material genético num cromossoma
  46. 46. Mutações cromossómicas estruturais <ul><li>Mutações cromossómicas estruturais humanas </li></ul>Anomalia Causa Sintomas Síndrome do “Mio do gato” Deleção do braço curto de um cromossoma 5 Microcefalia Atraso mental acentuado … Leucemia mieloide crónica Translocação recíproca entre os cromossomas 9 e 22 Cansaço intenso Surdez ou cegueira Alterações menstruais …
  47. 47. Mutações cromossómicas <ul><li>A maioria das mutações cromossómicas é prejudicial para o indivíduo portador ou para os seus descendentes. </li></ul><ul><li>Há casos em que as mutações podem ser benéficas e melhorar a capacidade de sobrevivência dos indivíduos das novas gerações. Nestes casos, as mutações podem ser uma fonte importante de variabilidade genética que permite a diversidade de organismos e a evolução das espécies. </li></ul>

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