Aula 07: Divisão Celular - Meiose e Mitose

UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS Disciplina Genética na Agropecuária AULA 07 DIVISÃO CELULAR Meiose cada célula se divide dando origem a quatro células Gera células reprodutivas ou gametas haploides DIVISÃO CELULAR O que é divisão celular É o mecanismo pelo qual a célula mãe dá origem a células filhas Mitose célula duplica seu material genético replicação e o distribui igualmente para duas célulasfilhas Gera células somáticas células não reprodutivas que normalmente são diplóides Onde ocorre Mitose principalmente em células não diferenciadas vegetais meristemas animais epitélios e epiderme Meiose apenas em certos estádios de desenvolvimento do organismo em células denominadas meiócitos A maioria dos eucariontes é diplóide possui os cromossomos organizados aos pares Os cromossomos que constituem um par são chamados de cromossomos homólogos DIVISÃO CELULAR Células reprodutivas nx10 Células somática 2n2x20 Haplóides Diplóides DIVISÃO CELULAR Qual a função 1 Substituições de células mortas mitose 2 Aumento do número de células mitose 3 Reprodução assexuada mitose 4 Reprodução sexuada mitose e meiose DIVISÃO CELULAR E o ciclo celular o que é É o conjunto de eventos que prepara intérfase e realiza meiose ou mitose a divisão celular DIVISÃO CELULAR INTÉRFASE INTÉRFASE A interfase é o período que precede a divisão celular ou é a sequência de eventos que ocorre entre o final de uma divisão celular e o início de outra Compreende as fases G1 S e G2 A duração de cada fase varia entre espécies entre órgãos e entre as células de um órgão DIVISÃO CELULAR INTÉRFASE FASE G2 25 do ciclo celular Pequena síntese de RNA e proteínas Compreende o final da replicação e o início da divisão FASE G1 25 do ciclo celular Intensa síntese de RNA e proteínas com função no processo de replicação do DNA Aumento do tamanho da célula FASE S 40 do ciclo celular Replicação de DNA semiconservativa Após a replicação do DNA cada cromossoma passa a ser composto por duas cromátides irmãs Essas cromátides tem um centrômero em comum e apresentam mesma sequência de bases nitrogenadas DIVISÃO CELULAR INTÉRFASE G1 G2 Exemplo considere uma célula somática de uma espécie diplóide com 2 pares de cromossomos ou seja 2n2x4 DIVISÃO CELULAR INTÉRFASE Par de cromossomos homólogos 1 Par de cromossomos homólogos 2 Gene cor da haste da planta R roxo rverde Gene cor das sementes B amarela bbranca R B b B b b B r r r R R Cromátides irmãs Centrômero Fase S da interfase 2n2x24 DIVISÃO CELULAR MITOSE mitose 2n2x24 2n2x24 RrBb RrBb RrBb B b b B r r R R FASES DA MITOSE Prófase Metáfase Anáfase Telófase P M A T INTÉRFASE PRÓFASE É a etapa mais longa da mitose Inicia a condensação dos cromossomos Os centríolos afastamse para polos opostos da célula Inicia a formação do fuso mitótico O final desta fase caracterizase pelo desaparecimento da membrana nuclear e do nucléolo As cromátidesirmãs começam a migrar para o equador da célula para formar a placa metafásica DIVISÃO CELULAR MITOSE METÁFASE Centríolos posicionados em pólos opostos da célula Cromossomos localizados na placa equatorial celular Cromátidesirmãs presas pelas fibras do fuso Compactação máxima dos cromossomos visíveis microscopicamente DIVISÃO CELULAR MITOSE ANÁFASE Separação dos centrômeros e das cromátidesirmãs estas voltam a serem chamadas de cromossomos Cromossomos migram para os polos opostos Chegada dos cromossomos aos polos final da anáfase DIVISÃO CELULAR MITOSE TELÓFASE Ocorre o inverso da prófase Descondensação dos cromossomos Reaparecimento membrana nuclear e do nucléolo Desaparecimento do fuso Divisão do citoplasma citocinese Formação da duas células filhas idênticas à célula mãe DIVISÃO CELULAR MITOSE CITOCINESE Sulco de clivagem no meio da célula que vai se aprofundando até a separação das duas células filhas Clivagem do citoplasma processo começa durante a anáfase DIVISÃO CELULAR MITOSE CONSEQUENCIAS DA MITOSE Formação de duas células filhas com composição genética idêntica à célula mãe consequência da replicação semiconservativa do DNA na fase S da intérfase e da separação das cromátidesirmãs para polos opostos na anáfase Todas as células que compõem uma planta células do tecido somático foram derivadas da célula ovo ou zigoto via mitose e são iguais geneticamente Estas se diferenciam para gerar as diversas partes da planta por meio do ato de ligar e desligar os alelos de diferentes genes no local e momento certos A diferenciação celular só ocorre porque as células vegetais são totipotentes isto é contem informação para gerar um indivíduos idêntico ao que deu origem a ele Importância agronômica multiplicação celular e indivíduos obtidos por reprodução assexuada são geneticamente idênticos clones A célula ovo ou zigoto se multiplica inúmeras vezes e se diferencia em embrião da semente que germina e formará uma planta adulta por meio de crescimento e diferenciação O crescimento ocorre via aumento do número de células e em menor escala aumento do tamanho das células mitoses Meiose divisão celular onde uma célula dá origem a quatro células cada uma com a metade do número de cromossomos da célula mãe É o processo pelo qual formamse as células reprodutoras gametas Se não ocorresse redução numérica de cromossomos durante a meiose os gametas seriam diplóides e a cada geração o número de cromossomos duplicaria nas células somáticas dos indivíduos Diferenças entre mitose e meiose a meiose ocorre apenas em certos estádios de desenvolvimento dos organismos e em regiões específicas em células denominadas meiócitos As células filhas não sofrem novas meioses Dura mais tempo que a mitose Apresenta 2 divisões celulares DIVISÃO CELULAR MEIOSE DIVISÃO CELULAR MEIOSE Meiose Meiose I Meiose II Prófase I Metáfase I Anáfase I Telófase I Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Fases da Meiose É mais extensa que a prófase que ocorre na mitose É dividida em subfases PRÓFASE I DIVISÃO CELULAR MEIOSE Leptóteno Zigóteno Paquíteno Diplóteno Diacinese Leptóteno Inicio da condensação dos cromossomos que estão visíveis como novelos de fios bem finos Zigóteno Ocorre a sinapse que é o pareamento de cromossomos homólogos em regiões correspondentes devido a formação do complexo sinaptonêmico Os cromossomos homólogos completamente pareados são chamados de bivalente Um bivalente é formado por quatro cromátidesirmãs PRÓFASE I DIVISÃO CELULAR MEIOSE PRÓFASE I Paquíteno Os cromossomos homólogos continuam pareados Ocorre crossingover ou permuta genética troca de partes de cromátides homólogas NÃOirmãs Diplóteno Os cromossomos homólogos tentam se separar mas permanecem unidos pelos quiasmas ponto de contato entre as cromátides nãoirmãs e que representam o local onde ocorreu a permuta genética Diacinese Os bivalentes atingem a condensação máxima Finalização dos quiasmas Nucléolo e membrana nuclear desaparecem Zigóteno formação bivalente e complexo sinaptonêmico Paquíteno ocorre a permuta genética ou crossing over Diplóteno união das cromátides não irmãs pelo quiasma e início da finalização do complexo sinaptonêmico Diacinese desaparece o complexo sinaptonêmico METÁFASE I Orientação dos pares de cromossomos homólogos bivalentes para o equador da célula Orientação dos bivalentes acontece ao acaso distribuição independente dos genes de cromossomos não homólogos 2ª Lei de Mendel ANÁFASE I Separação dos cromossomos homólogos na mitose separamse as cromátides irmãs Em consequência cada célula filha terá metade no número de cromossomos da célulamãe DIVISÃO CELULAR MEIOSE Anáfase mitose Anáfase I meiose I TELÓFASE I Os cromossomos homólogos chegam a polos opostos da célula O número do cromossomos está reduzido a metade e cada cromossomo tem duas cromátides irmãs DIVISÃO CELULAR MEIOSE INTERCINESE Intervalo que prepara a célula para iniciar o segundo ciclo de da meiose Ao contrário da interfase I aqui não ocorre replicação de DNA apenas síntese de mRNA MEIOSE II DIVISÃO CELULAR MEIOSE Muito semelhante a mitose difere apenas quanto ao número de cromossomos que está reduzido à metade DIVISÃO CELULAR MEIOSE II PRÓFASE II Formação das fibras do fuso e desaparecimento da membrana nuclear METÁFASE II Os cromossomos homólogos na placa equatorial prendemse as fibras do fuso DIVISÃO CELULAR MEIOSE II ANÁFASE II Após a divisão dos centrômeros as cromátidesirmãs de cada cromossomo migram para pólos opostos TELÓFASE II Cromátides nos pólos da célula Fibra do fuso desaparecem e a membrana nuclear e o nucléolo reorganizamse Cromossomos descondensam Ocorre a citocinese Gera 4 células haploides nx2 com constituição genética diferente da célula mãe Gera 2 células diploides 2n2x4 com constituição genética idêntica à célula mãe Meiose 2 n2 CONSEQUÊNCIAS DA MEIOSE Formação de quatro células filhas haplóides nx a partir de uma célula mãe diplóide 2n2x Esta redução é fundamental para a reprodução sexuada pois sem ela a cada fecundação o número de cromossomos dobraria Geração de variabilidade devido à ocorrência de permuta gênica crossingover durante o paquíteno da prófase I Muitas possibilidades de composição genética dos gametas devido ao pareamento aleatório dos cromossomos na metáfase I Esse é o fator que explica a 2ª Lei de Mendel DIVISÃO CELULAR MEIOSE CONSEQUÊNCIAS DA MEIOSE DIVISÃO CELULAR MEIOSE No de orientações metafásicas diferentes 2n1 sendo n no de pares de cromossomos No de orientações metafásicas diferentes 2201 219 Exemplo soja 2n2x40 No de gametas diferentes 2n sendo n no de pares de cromossomos No de gametas diferentes 220 Exemplo considere uma planta com 2n2x4 cromossomos No de gametas diferentes 22 4 AbaB AB Ab aB ab No orientações metafásicas 221 21 2 ABab ou FORMAÇÃO DE GAMETAS Gametogênese é o processo de formação de gametas ocorre tanto em animais quanto em vegetais Animais Espermatogênese espermatozóides Ovogênese óvulos Vegetais Microsporogênese grãos de pólen Megasporogênese saco embrionário FORMAÇÃO DE GAMETAS Esquema de flor hermafrodita angiospermas Onde ocorre Nos sacos polínicos localizados dentro das anteras O que gera Gera grãos de pólen FORMAÇÃO DE GAMETAS MICROSPOROGÊNESE célula mãe do grão de pólen ou microsporócito primário 2n saco polínico FORMAÇÃO DE GAMETAS MICROSPOROGÊNESE Meiose I Meiose II Mitose sem citocinese NR passa por mitose sem citocinese 2 Microsporócitos secundários Núcleo reprodutivo NR 1 Microsporócito primário ou célula mãe do grão de pólen 2n2x 4 Micrósporos nx Núcleo vegetativo NV Grão de pólen 2NR e 1 NV Onde ocorre Dentro dos ovários O que gera Um saco embrionário contendo 8 núcleos FORMAÇÃO DE GAMETAS MEGASPOROGÊNESE célula mãe do megásporo 2n oosfera n antípodas n núcleos polares gameta feminino saco embrionário sinérgidas Meiose I FORMAÇÃO DE GAMETAS MEGASPOROGÊNESE Núcleos polares Antípodas Oosfera Sinérgidas Megasporócito ou célula mãe do megásporo 2n2x Meiose II 4 Megásporos nx 3 megásporos degeneram e 1 sofre 3 mitoses sem citocinese 1ª Mitose 2ª Mitose 3ª Mitose Saco embrionário Meiose I DUPLA FERTILIZAÇÃO 1 núcleo reprodutivo nx 2 núcleos polares nx nx célula triploide 2n3x que após várias mitoses gera o endosperma 2n3x 1 núcleo reprodutivo nx oosfera nx zigoto que após várias mitoses gera o embrião 2n2x LEITURA RECOMENDADA Capítulo 4 Organização do material genético e divisão celular do livro Genética na Agropecuária Fazer os exercícios 01 a 07 do final do Capítulo 4 do livro Genética na Agropecuária Considere a planta de milho 2n2x20 Responda Qual o número de orientações metafásicas diferentes Qual o número de gametas diferentes Qual a probabilidade de que um planta de milho seja idêntica ao gameta masculino que lhe deu origem Qual a consequência biológica dos resultados obtidos acima Exercícios de fixação