Aula mitose e meiose

Aula
Programada
Biologia
Tema:
Divisão celular e
diferenciação.
Thiago Barreiros
Divisão Celular: Mitose e Meiose

1) Conceitos Prévios
• Cromossomo: Estrutura que contém uma longa molécula de DNA associada a
proteínas histonas, visível ao microscópio óptico em células metafásicas.
Proteína
histona
Condensação
Cromossomo
DNA

• Cromossomo Simples
Centrômero
Braço
Braço
2 braços
1 centrômero

• Cromossomo Duplo
Centrômero
Braço
Braço
Cromátide
Braço
Braço
4 braços
1 centrômero

• Classificação dos cromossomos quanto à posição do centrômero
Braço
Braço
Centrômero
Metacêntrico Submetacêntrico Acrocêntrico Telocêntrico

• Cromossomos Homólogos
São cromossomos semelhantes na forma e no tamanho presentes aos pares em
células diplóides (2n)
Cromossomos
homólogos
Célula diplóide
(2n)s
Cromossomos
homólogos
Célula diplóide
(2n)d
Não há
homólogos
Célula haplóide
(n)d
Não há
homólogos
Célula haplóide
(n)s

• Células Haplóides (C e D) não possuem cromossomos homólogos
• Células Diplóides (A e B) possuem cromossomos homólogos
Cromossomos
homólogos
Célula diplóide
(2n)s
Cromossomos
homólogos
Célula diplóide
(2n)d
Não há
homólogos
Célula haplóide
(n)d
Não há
homólogos
Célula haplóide
(n)s
A B
C
D

2) Mitose
 Tipo de divisão celular em que uma célula mãe haplóide (n) ou diplóide (2n), sempre
com cromossomos duplos, origina duas células filhas contendo o mesmo número de
cromossomos da célula mãe, porém simples.
Pode ocorrer com células (n) ou (2n)
Não altera o número de cromossomos da célula mãe
A mitose também é chamada de divisão equacional e simbolizada por E!
Nd
Ns Ns
2Nd
2Ns 2Ns
Célula mãe
Células filhas

Para que o ciclo seja iniciado, uma seqüência ordenada de eventos necessita
ocorrer, determinando o processo de divisão:
1) Ligação de um fator de crescimento a um receptor específico na membrana
plasmática;
2) Ativação deste receptor (proteína transmembrana), que ativa proteínas
transdutoras de sinais presentes no citoplasma através do domínio interno do
receptor;
3) Transmissão do sinal, por estas proteínas transdutoras, até o núcleo;
4) Ativação de proteínas regulatórias nucleares;
5) Iniciação e progressão do ciclo celular.

Controladores Positivos do Ciclo Celular:
Estimulam a progressão da célula no ciclo celular, a fim de que ocorra a
divisão normal em duas células-filhas.
• CDKs (Cinases Dependentes de Ciclina)
Estão presentes durante todo o ciclo celular, mas só são ativadas em
determinadas fases, quando ligadas às ciclinas.
• Ciclinas
São assim chamadas porque suas quantidades variam periodicamente durante
o ciclo celular. Ligam-se às CDKs para que possam juntas exercer suas funções.
Controladores Negativos do Ciclo Celular:
Atuam inativando as funções dos controladores positivos, o que leva a
célula à parada no ciclo celular e à apoptose (morte programada).
• CKIs (Inibidores de Cinase dependente de Ciclina)
As CKIs podem ser de dois tipos:
- específicas (ex: p15, p16, p18, p19): são seletivas sobre os complexos ciclina-
CDK4 e ciclina -CDK6, que atuam em G1.
- inespecíficas (ex: p21, p27, p53, p57): atuam sobre diversos tipos de
complexos ciclina-CDK.

2) Mitose
 Intérfase: Fase que precede qualquer divisão celular.
 Ocorre a duplicação do DNA e a formação de cromossomos duplos.
Possui três subfases:
G1 : pré-síntese (cromossomos simples)
S : Síntese de DNA
G2: Pós-síntese (cromossomos duplos)
QuantidadedeDNA
Fases do ciclo celular
G1 S G2
Alguns autores abordam também a
fase G0, anterior a fase G1, período
em que a célula permanece em
repouso, até que algum estímulo a
faça entrar em divisão.

Células podem ser classificadas em:
Células lábeis tem curto tempo de vida, como as hemácias.
Células estáveis tem tempo de vida maior, e tem capacidade de
multiplicação, como as células epiteliais.
Células permantes, muito diferenciadas, podem durar por toda vida
caso não sejam lesionadas. Miócitos e neurônios são exemplo de
células permantes, e por não apresentarem capacidade de divisão
celular estão na fase chamada G0.

Controle do ciclo celular
O ciclo é regulado para parar em pontos específicos. Esses
pontos permitem que o sistema de controle sofra influência do
meio. Nesses pontos de parada são realizados check up. São
reconhecidos dois pontos de Check point:
Em G1 - antes da célula entrar na fase S do ciclo
Em G2 antes da célula entrar em mitose. Nestes pontos são
checados as condições do meio extracelular e da própria célula.
ATIVAÇÃO DO
MPF

Um gene responsável pelo controle do ciclo celular é o p53. Sua expressão
permite a paralisação do ciclo para que ocorra o reparo e, caso esse reparo
não ocorra, p53 pode induzir a célula a entrar em apoptose. Assim, esse gene
funciona como vigia, impedindo o acúmulo de mutações.
Funções da proteína P53.
•verificação quanto à eventual ocorrência de uma
mutação na seqüência do código genético.
•ativar as proteínas de reparação de forma a repor o
DNA ao seu estado normal.
•No caso de o DNA se encontrar já demasiado
danificado cabe à proteína p53 impedir que a célula em
questão entre em mitose e complete a divisão celular.

.
Aparelho Mitótico
O 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:
1. microtúbulos polares que se originam no polo.
2. Microtúbulos cinetecóricos, que se originam nos cinetecóro
3. Microtúbulos livres.

2) Mitose
a) Prófase
1. DNA desespiralizado disposto na célula de maneira desorganizada.
2. Início da espiralização do DNA para formar os cromossomos.
3. Duplicação dos centríolos (formação do 2º par).
4. Migração dos centríolos para os pólos opostos da célula.
5. Rompimento e degeneração da carioteca.

2) Mitose
b) Metáfase
1. Grau máximo de espiralização dos cromossomos (visíveis ao M.O.)
2. Cromossomos duplos alinhados lado a lado no equador da célula.
3. Centríolos dispostos nos pólos opostos da célula.
4. No final da metáfase ocorre a divisão dos centrômeros.

2) Mitose
c) Anáfase
1. Encurtamento das fibras do fuso.
2. Cromossomos simples (cromátides irmãs) puxadas para os pólos da célula.
3. Início da desespiralização dos cromossomos.

2) Mitose
d) Telófase
1. Ocorre a citocinese (divisão do citoplasma)
2. Formação de duas células filhas contendo o mesmo número de cromossomos
da célula mãe, porém simples.
3. Formação de duas novas cariotecas e dois novos nucléolos.
4. Cromossomos se desespiralizam e as fibras do fuso desaparecem.

2) Mitose
d) Telófase
Célula Animal
Célula Vegetal
Citocinese Centrífuga
Citocinese Centrípeta
Lamela média
Estrangulamento do
citoplasma

2) Mitose
Finalidades da mitose
 Crescimento e regeneração de tecidos
 Cicatrização
 Formação de gametas em vegetais
 Formação de gametas em animais por partenogênese
 Divisões do zigoto durante o desenvolvimento embrionário

Desenvolvimento, células tronco e diferenciação
Se a mitose produz células-clones, por que somos compostos de células
diferentes?
• A medida que ocorre a embriogenese, as células tendem a se diferenciar, isto é, a
apresentarem uma expressão diferencial de genes. Desenvolvimento se refere a
CRESCIMENTO E DIFERENCIAÇÃO.
• A diferenciação começa ocorrer a partir da gástrula. Cada folheto está relacionado
com a formação de certo grupo de células.

DIFERENCIAÇÃO CELULAR
Processo intimamente relacionado com a
formação e desenvolvimento de um indivíduo

Homem adulto  75
trilhões de células
216 tipos diferentes
Todo organismo pluricelular é composto
por diferentes tipos de células

“O DESENVOLVIMENTO DE UM ORGANISMO
MULTICELULAR É O DESTINO MAIS
COMPLICADO QUE UMA SIMPLES CÉLULA
VIVA PODE TER”
 Óvulo fertilizado (zigoto) = ‘célula tronco prototípica’
Célula
Totipotente

Diferenciação celular
• Células tornam-se diferentes entre si
• Células  identidades distintas e funções
especializadas
• Células com identidade definida = ex.: células
musculares, células nervosas, células adiposas etc.
• Aumenta a eficiência das células / interdependência

Termos moleculares:
Diferenciação celular  atividade gênica
variada nas células de um organismo
 Síntese de proteínas específicas
Ex. actina-miosina  células musculares

 Genes que se expressam de forma diferencial:
Proteínas de luxo (célula - específicas) = ‘funções
de luxo’
Ex.: actina-miosina = fibras musculares;
hemoglobina = hemácias; neurofilamentos =
neurônios

Célula diferenciada  Caracterizada pelas
proteínas que contém
• Mamíferos = mais de 200 tipos de células
Célula caliciforme Célula epidérmica
Fibra muscular lisa
Célula nervosa
Hemácias

Potencialidade = capacidade que a célula possui
de se transformar em algum tipo celular específico
“O potencial das células para desenvolvimento
(diferenciação) nos estágios iniciais do embrião é
geralmente muito maior que seu destino normal,
mas este potencial torna-se mais restrito à medida
que o desenvolvimento prossegue”
Blastocito: 5 dias

CÉLULAS-TRONCO
EMBRIONÁRIAS
(CTE)
CULTURAS DE CÉLULAS
Blastocisto: 100 a 150
células

CÉLULAS
 TOTIPOTENTES - podem produzir todas as
células embrionárias e extra embrionárias
 PLURIPOTENTES - podem produzir todos
os tipos celulares do embrião
 MULTIPOTENTES - podem produzir células
de várias linhagens (ex. endodérmica,
mesodérmica e ectodérmica)
Medula óssea
MULTIPOTENTES
CÉLULAS DE VÁRIAS
LINHAGENS
CÉLULA-TRONCO ADULTA
(CTA)

Diferenciação celular

Influência ambiental
Um fenótipo é resultado da interação do genótipo e do ambiente. Assim, a
expressão gênica depende de certos estímulos ambientais. O inicio e o fim da
mitose, assim como a diferenciação da célula, dependem de sinais
químicos que se encontram no microambiente onde se insere a célula.
•A mitose é estimulada por substancias chamadas de fatores de crescimento.
•A mitose de uma célula normal pára quando ocorre certo contato com células
adjacentes, processo chamado de inibição por contato.

Durante a diferenciação e o crescimento dos órgãos, as células normais
desenvolvem certas relações espaciais entre si.
•Essas relações são mantidas por diversos fatores de sobrevida do tecido – os fatores
antiapoptoticos. Qualquer célula que escape acidentalmente perde esses sinais
de sobrevida e sofre apoptose”.
•A diferenciação celular também obedece a sinais químicos ao longo do
desenvolvimento. Isso é a base da Tecnologia de células tronco: O conhecimento e a
utilização de células tronco e de fatores de diferenciação podem permitir a produção de
células e órgãos de interesse, em laboratório.

Fator de crescimento
Os fatores de crescimento são um conjunto de substâncias, a maioria de natureza
proteica que juntamente com as hormonios e os neurotransmissores,
desempenham uma importante função na comunicação intercelular.
FUNÇÕES:
•controle externo do ciclo celular, mediante abandono da quiescência
(dormencia) celular (fase G0) e entrada da célula na fase G1.
• manter a sobrevivência celular, estimular a migração celular, a diferenciação
celular e também a apotose.
A função dos fatores de crescimento é regulada por diferentes mecanismos que
controlam a ativação genética, como:
1.A transcrição e tradução do gene do fator de crescimento.
2.O controle da resposta celular por moléculas com ação oposta à resposta inicial.
3.Controle extracelular pela disponibilidade do fator de crescimento, que é depositado na
matriz extracelular.

Exemplos de fatores de crescimento
Fatores de crescimento amplamente conhecidos são:
•Trombopoetina;
•Eritropoetina;
•Miostatina;
• Fator de crescimento vascular endotelial.
•Fator de crescimento derivado de plaquetas;
•Fator de crescimento de hepatócitos;
•Fator de crescimento de epiderme;
•Fator de crescimento transformador b.

Usos
Nas duas últimas décadas, os usos terapêuticos dos fatores de
crescimento têm vindo a aumentar. Atualmente são usados no
tratamento de enfermidades hematológicas e oncológicas
como :
•Granulocitopenia
•Síndromes mielodisplásicas
•Leucemias
•Anemia aplásica
•Transplantes de medula óssea

EXPRESSÃO GÊNICA

3) Meiose
 Tipo de divisão celular em que uma célula mãe sempre (2n) com cromossomos
duplos origina através de duas divisões sucessivas, quatro células filhas contendo
metade do número de cromossomos da célula mãe.
Diminui pela metade o número de cromossomos da célula mãe.
A mitose também é chamada de divisão reducional e simbolizada por R!
2Nd
Célula mãe
Células filhas Ns Ns
Nd
Ns Ns
Nd
Meiose só ocorre em
células diplóides (2n)
1ª divisão: Reducional (R!)
(Separação dos homólogos)
2ª divisão: Equacional (E!)
(Divisão das cromátides)

3) Meiose
Intérfase – Duplicação do DNA (Antecede a Meiose)
 Etapas da meiose
 Divisão Reducional ou Meiose I – (R!)
a) Prófase I
b) Metáfase I
c) Anáfase I
d) Telófase I
 Divisão Equacional ou Meiose II (E!)
a) Prófase II
b) Metáfase II
c) Anáfase II
d) Telófase II

3) Meiose
Prófase I
o Fase mais longa da meiose
 É dividida em 5 subfases:
a) Leptóteno
b) Zigóteno
c) Paquíteno
d) Diplóteno (ocorre o crossing-over ou permutação)
e) Diacinese
Troca de fragmentos entre
cromossomos homólogos
Variabilidade genética

Leptóteno
Separação dos centríolos
Zigóteno
Emparelhamento dos
cromossomos homólogos
Tétrades ou bivalentes
Paquíteno
Quiasmas
Diplóteno
Terminalização dos quiasmas
Diacinese

Cromossomos homólogos duplicados e pareados Resultado das permutações
Paquíteno
(tétrade/bivalente)
Diplóteno
(Quiasmas)
Cromossomos
modificados

3) Meiose
Metáfase I
Cromossomos
Homólogos
Fibras do fuso
 Cromossomos homólogos pareados, um oposto ao outro, presos às fribras.
do fuso na placa equatorial da célula.

3) Meiose
Anáfase I
 Encurtamento das fibras do fuso.
 Cromossomos homólogos se separam, indo cada um para um lado da célula.
 Não ocorre divisão do centrômero!
Separação de cromossomos homólogos
duplicados
A Segregação
Independente dos
homólogos
Promove variabilidade
genética

3) Meiose
Telófase I
 Célula mãe (2n) origina duas células filhas (n)
 Os cromossomos continuam duplos e não ocorre divisão do centrômero!
 Formação de duas novas cariotecas e de dois novos nucléolos.
 No final da Telófase I os cromossomos se desespiralizam
Divisão citoplasmática (citocinese)
Novos núcleos
Citocinese Centrípeta

3) Meiose
 Divisão Equacional ou Meiose II – (E!)
Prófase II
 Duplicação dos centríolos.
 Espiralização dos cromossomos.
 Desaparecimento da carioteca.
Condensação dos
cromossomos

3) Meiose
Metáfase II
 Cromossomos duplos não homólogos atingem o grau máximo de espiralização.
 Os cromossomos associam-se as fibras do fuso, alinhando-se no equador da célula.
Cromossomos não homólogos pareados
lado a lado na placa equatorial

3) Meiose
Anáfase II
 Ocorre o encurtamento das fibras do fuso e divisão do centrômero.
 Cada cromossomos duplo origina duas cromátides irmãs (cromossomos simples).
 Os cromossomos simples são puxados para os pólos da célula.
Separação das cromátides irmãs

3) Meiose
Telófase II
 Ocorre divisão do citoplasma (citocinese) originando quatro células filhas.
 As células filhas são haplóides e possuem cromossomos simples.
 A carioteca e o nucléolo reaparecem e os cromossomos se descondensam.
Novos núcleos
(haplóides)
Divisão citoplasmática
(citocinese)

3) Meiose

3) Meiose
 Finalidades da Meiose (R!)
o Formação dos gametas em animais
o Formação dos esporos nos vegetais

Cromossomos Homólogos
Célula (2n)
Duplicação
dos
cromossomos
Cromossomos
homólogos duplos
Separação dos homólogos
(R!)
Separação
das
Cromátides
(E!)
3) Meiose x Mitose
Separação
das
Cromátides
(E!)

4) Alterações cromossômicas
 Finalidades da Meiose (R!)
46 cromossomos
paternos (2n)
46 cromossomos
maternos (2n)
Espermatozóide (n)
(23 cromossomos)
Óvulo (n)
(23 cromossomos)
46 cromossomos
(23 de origem paterna e
23 de origem materna)

 Euploidia: Altera todo o teor do genoma (não ocorre na espécie humana)
o 2n: indivíduos diplóides
o 2n – n: indivíduos haplóides – Ex: zangão
o 2n + n: indivíduos triplóides – Ex: Banana (Musa paradisíaca)
 Aneuploidia: Altera o número de cromossomos do cariótipo
o 2n + 1 (47 cromossomos) – Trissomia
o 2n + 2 (48 cromossomos) – Tetrassomia
o 2n – 1 (45 cromossomos) – Monossomia
o 2n – 2 (44 cromossomos) – Nulissomia

Principais aneuploidias humanas
a) Síndrome de Down (Trissomia do 21 ou Mongolismo)
3 cromossomos no par 21
Trissomia
Cariótipos possíveis
 Homem: 45A + XY
 Mulher: 45A + XX
O que causa?
Erro na distribuição dos cromossomos na
formação dos gametas (espermatozóides e
óvulos)
 Idade avançada
 Exposição a altas taxas de radiação
 Uso de drogas alucinógenas (LSD,
Heroína, Ecstasy)

a) Síndrome de Down (Trissomia do 21 ou Mongolismo)
Quadro clínico
o Baixa estatura
o Obesidade
o Olhos oblíquos
o Mãos e dedos curtos
o Prega Simiesca na mão
o Retardo mental
o Homem estéril
o Mulher fértil

b) Síndrome de Klinefelter (XXY)
Só ocorre em homens
Cariótipo: 44 A + XXY
Quadro clínico
o Ginecomastia
o Alargamento dos quadris
o Voz aguda
o Retardo mental presente de leve a
moderado
o Esterilidade (atrofia dos testículos)
o Cromatina sexual presente nas células

c) Síndrome de Turner (X0)
Só ocorre em mulheres
Cariótipo
44A + X0
o Baixa estatura
o Obesidade
o Pescoço alado
o Muitos pêlos no corpo
o Retardo mental moderado
o Esterilidade (ovários atrofiados)
o Sem cromatina sexual nas células

d) Síndrome do duplo Y (XYY)
Só ocorre em homens
Cariótipo
44A + XYY
o Maioria dos homens são fenotipicamente
normais.
o Crescimento ligeiramente acelerado na
Infância.
o Homens com estatura muito elevada.
o Hiperatividade e crises de fúria na infância e
início da adolescência.
o Grande número de acne facial durante a
adolescência;
o Taxa de testosterona aumentada, o que pode ser
um fator contribuinte para a inclinação anti-social e
aumento de agressividade;
o Entre criminosos e doentes mentais, essa
freqüência chega a 3%.

e) Síndrome do triplo X
“Super-fêmea”
Só ocorre em mulheres
Cariótipo
44A + XXX
o Mulheres com estatura geralmente acima da
média.
o Apresentam genitália e mamas subdesenvolvidas.
o Apresentam certo gral de retardamento mental.
o Puberdade precoce.
o São férteis.

Exercícios

INTERFASE QUE PRECEDE A DIVISÃO
Resposta: letra D
UFMG 2004

Resposta: letra A
UFMG 2003

Resposta: letra D
UFMG 2006

Analise a seguinte figura de cromossomos:
a) Que fenômeno celular está sendo mostrado na figura?
b) Em que tipo de divisão celular ocorre esse fenômeno? Por quê?
c) Qual é a importância desse fenômeno para os seres vivos?
Crossing Over
Meiose. É somente nesse tipo de divisão que acontece o pareamento entre
cromossomos homólogos, permitindo a troca de partes entre eles.
Esse fenômeno possibilita a recombinação entre cromossomos homólogos, gerando cromossomos
com novas seqüências e, portanto, gametas ou esporos geneticamente diferentes. A variabilidade
decorrente é um importante fator de evolução para os seres vivos.

A colchicina é uma substância de origem vegetal, muito utilizada em preparações
citogenéticas para interromper as divisões celulares. Sua atuação consiste em impedir a
organização dos microtúbulos.
a) Em que fase a divisão celular é interrompida com a colchicina? Explique.
b) b) Se, em lugar de colchicina, fosse aplicado um inibidor de síntese de DNA, em que
fase ocorreria a interrupção?
Anáfase da mitose ou Anáfase I e II da Meiose
Estas fases necessitam dos microtúbulos para separar os cromossomos homólogos (anáfase I) ou
cromátides-irmãs (mitose e anáfase II da meiose)
Intérfase (fase de duplicação do DNA)

A figura mostra etapas da segregação de um par de cromossomos homólogos em uma
meiose em que não ocorreu permuta. No início da intérfase, antes da duplicação
cromossômica que precede a meiose, um dos representantes de um par de alelos mutou
por perda de uma seqüência de pares de nucleotídeos. Considerando as células que se
formam no final da primeira divisão (B) e no final da segunda divisão (C), encontraremos o
alelo mutante em:
a) uma célula em B e nas quatro em C.
b) uma célula em B e em duas em C.
c) uma célula em B e em uma em C.
d) duas células em B e em duas em C.
e) duas células em B e nas quatro em C.
Resposta: letra b

Fase A (intérfase)
a) 2 cópias
b) 2 cópias
c) 2 cópias
d) 1 cópia
e) 1 cópia

Fase C

A figura mostra a segregação de dois pares de cromossomos homólogos na anáfase da
primeira divisão meiótica de uma célula testicular de um animal heterozigótico quanto a
dois genes. As localizações dos alelos desses genes, identificados pelas letras Aa e Bb,
estão indicadas nos cromossomos representados no desenho.
a) Ao final da segunda divisão meiótica dessa célula, quais serão os genótipos das quatro
células haplóides geradas?
aB e Ab
b) Considerando o conjunto total de espermatozóides produzidos, quais serão seus
genótipos e em que proporção espera-se que eles sejam produzidos?
AB, Ab, aB e ab (proporção 1:1:1:1)

Os esquemas A, B e C abaixo representam fases do ciclo de uma célula que possui 2n =
4 cromossomos.
a) A que fases correspondem as figuras A, B e C? Justifique.
A) Metáfase da Mitose
B) Metáfase II da Meiose
C) Metáfase I da Meiose
b) Qual é a função da estrutura cromossômica indicada pela seta na figura D?
Centrômero (aderir o cromossomo à fibra do fuso)

Com base nessas figuras,
a) CITE o tipo de divisão celular representado.
______________________________________.
b) INDIQUE a sequência de números que melhor
representa a ordem cronológica das etapas da divisão
celular.
____________________________________.
c) CITE o número da etapa em que ocorre a segregação de
1. Cromossomos homólogos: ________.
2. Cromátides: ________.
d) CITE o nome do importante fenômeno, do ponto de vista
evolutivo, que ocorre em III. Justifique a sua
importância.
_____________________________________________
__________________________________________.

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