DIVISÃO CELULAR DIVISÃO CELULAR E SUAS IMPLICAÇÕES E SUAS IMPLICAÇÕES

NAS FALHAS NUMÉRICAS E NAS FALHAS NUMÉRICAS E ESTRUTURAIS DO MATERIAL ESTRUTURAIS DO MATERIAL

GENÉTICOGENÉTICO

Prof.(a):Leila Patrício

Divisão CelularDivisão Celular Nos organismos sexuados ocorrem dois tipos de Nos organismos sexuados ocorrem dois tipos de

divisão celular: a mitose, que forma células com divisão celular: a mitose, que forma células com mesmo número de cromossomos e as mesmas mesmo número de cromossomos e as mesmas informações genéticas da célula-mãe (células informações genéticas da célula-mãe (células diplóides, 2n), e a meiose, que reduz esse número diplóides, 2n), e a meiose, que reduz esse número à metade (células haplóides, n).à metade (células haplóides, n).

Ciclo Celular

• Sinais químicos que controlam o ciclo provêm de fora e de dentro da célula

• Sinais externos: Fatores de crescimento

• Sinais internos são proteínas de 2 tipos: Ciclinas quinases (CDKs)

O ciclo celularO ciclo celularDividido em:Dividido em:

- IntérfaseIntérfase - Fase mais demorada (90% a 95% do tempo

total gasto durante o ciclo). - O Ciclo pode durar algumas horas (células

com divisão rápida, ex: derme e mucosa intestinal) até meses em outros tipos de células

- Divisão CelularDivisão Celular1. Mitose1. Mitose 2. Meiose2. Meiose

IntérfaseIntérfase Precede a divisão celular.Precede a divisão celular. Presença de cariotecaPresença de carioteca Presença de nucléoloPresença de nucléolo CromatinaCromatina- Eucromatina:Eucromatina: parte do DNA que fica parte do DNA que fica

descondensado durante a intérfase – alta descondensado durante a intérfase – alta densidade gênica.densidade gênica.

- Heterocromatina:Heterocromatina: DNA que permanece DNA que permanece condensado durante a intérfase – baixa condensado durante a intérfase – baixa densidade gênica.densidade gênica.

Núcleo interfásico Núcleo interfásico Cromatina e cromossomosCromatina e cromossomos

Núcleo interfásico Núcleo interfásico Heterocromatina e eucromatinaHeterocromatina e eucromatina

NucléoloNucléolo

É uma região de intensa síntese de

RNAr

Núcleo interfásico Núcleo interfásico

CÉLULAS EM INTÉRFASE

Fases:Fases:

- G1 - G1 - iintensa síntese de RNA e proteínasntensa síntese de RNA e proteínas - crescimento celular- crescimento celular - - pode durar horas ou até meses

- S - duplicação do DNA, síntese de histonasS - duplicação do DNA, síntese de histonas - duplicação dos centríolos- duplicação dos centríolos

- G2 - síntese de proteínas e DNA duplicadoG2 - síntese de proteínas e DNA duplicado Alguns tipos de células(neurônios e hemácias) não se

dividem e permanecem paradas durante G1 em uma fase conhecida como G0

IntérfaseIntérfase

Variação na quantidade de DNA ao longo do ciclo celular

MITOSEMITOSE Processo de divisão celular em que Processo de divisão celular em que

uma célula dá origem a duas células uma célula dá origem a duas células

filhas com quantidade de DNA e filhas com quantidade de DNA e

características genéticas iguais à célula características genéticas iguais à célula

original. É uma original. É uma divisão equacionaldivisão equacional

OCORRÊNCIAOCORRÊNCIA : : é realizada por é realizada por células eucarióticas, tanto somáticas células eucarióticas, tanto somáticas como germinativascomo germinativas

IMPORTÂNCIA E FUNÇÕES : : – é o principal processo de é o principal processo de

reprodução dos organismos reprodução dos organismos unicelulares eucariontes.unicelulares eucariontes.

– Crescimento do corpo, renovação Crescimento do corpo, renovação dos tecidos.dos tecidos.

Duplicação do DNA

Divisão Celular

Fases da MitoseFases da Mitose

PrófasePrófase MetáfaseMetáfase AnáfaseAnáfase TelófaseTelófase

P MA

T

- Fase mais longa do processo de divisão.- Fase mais longa do processo de divisão.- Início da condensação do DNA,Início da condensação do DNA,- Migração dos centríolos para os pólos da célulaMigração dos centríolos para os pólos da célula

PrófasePrófase

- Desaparecimento da carioteca.- Desaparecimento da carioteca.- Desaparecimento do nucléolo.Desaparecimento do nucléolo.- Cromossomos razoavelmente bem Cromossomos razoavelmente bem

condensados e ainda espalhados pelo condensados e ainda espalhados pelo núcleo.núcleo.

PrometáfasePrometáfase

MetáfaseMetáfase- Centríolos nos pólos opostos da célula.- Cromátides presas pelas fibras do fuso.- Cromossomos localizados na placa equatorial

celular.- Condensação máxima dos cromossomos

AnáfaseAnáfase- Início marcado pela divisão do centrômero, - Início marcado pela divisão do centrômero,

que mantinha as cromátides irmãs unidas que mantinha as cromátides irmãs unidas entre si.entre si.

- Migração das cromátides irmãs para os Migração das cromátides irmãs para os pólos da célula.pólos da célula.

TelófaseTelófase- Cromossomos chegam aos pólos opostos da - Cromossomos chegam aos pólos opostos da

célula,célula,- Descondensação dos cromossomos,Descondensação dos cromossomos,- Reaparecimento do nucléolo e carioteca.Reaparecimento do nucléolo e carioteca.

CitocineseCitocinese

Divisão citoplasmática.Divisão citoplasmática.- Em animais: citocinese centrípeta.Em animais: citocinese centrípeta.

- Vegetais superiores: citocinese centrífuga.Vegetais superiores: citocinese centrífuga.

CitocineseCitocinese

Tipos de Mitose em células animais e vegetais

- Tipo de divisão celular, exclusiva de organismos

que se reproduzem sexuadamente

- Ocorre somente nas células germinativas, para

formação de células reprodutivas.

MEIOSEMEIOSE

É um processo de divisão reducional

Manutenção do nº de cromossomos

Duplicação do DNA

Div I: Separação dos cromossomos homólogos.

Div II: Separação das cromátides irmãs.

Prófase IPrófase I

Fase mais “demorada”. Ocorrência da Sinapse e dos Quiasmas Muito importante – crossing-over Condensação dos cromossomos Desaparecimento da carioteca Desaparecimento do nucléolo Duplicação e migração dos centríolos para

os pólos da célula.

Leptóteno

-Cromossomos visíveis como delgado fios;-Começa a condensação;-Emaranhado de cromossomos;

Zigóteno (SINAPSE)

- Inicia-se o pareamento dos cromossomos homólogos (Sinapse).- Formam uma estrutura chamada bivalente.

Paquíteno (CROSSING-OVER)

- 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)- Crossing-over = formação dos QUIASMAS = locais de troca física de material genético.

Crossing-over- Importância:- Importância: Aumento da variabilidade genética.Aumento da variabilidade genética.

- Troca de seqüências de DNA entre cromossomos - Troca de seqüências de DNA entre cromossomos homólogos.homólogos.- Também chamado de recombinação ou permutação - Também chamado de recombinação ou permutação gênica.gênica.

Diplóteno(QUIASMAS)

-Afastamento dos cromossomos homólogos – constituindo bivalentes;-Dois cromossomos de cada bivalente mantêm-se unidos pelos quiasmas;-Quiasmas – regiões onde houveram troca.

DiacineseDiacinese(TERMINALIZAÇÃO)(TERMINALIZAÇÃO)

- Cromossomos atingem condensação máxima - Aumenta a separação dos homólogos e a compactação da cromatina.- Os quiasmas deslizam para a extremidade da bivalente

Metáfase IMetáfase I Disposição aleatória dos cromossomos homólogos Disposição aleatória dos cromossomos homólogos

de cada bivalente na placa equatorial. de cada bivalente na placa equatorial. Localização dos pontos de quiasmas no plano Localização dos pontos de quiasmas no plano

equatorial.equatorial.

Anáfase IAnáfase I Migração dos cromossomos homólogos para os Migração dos cromossomos homólogos para os

pólos da célula.pólos da célula. Completa-se a terminalização dos quiasmas.Completa-se a terminalização dos quiasmas. Cada cromossomo, formado por duas cromátides, Cada cromossomo, formado por duas cromátides,

migram para um dos pólos da célula.migram para um dos pólos da célula.

Telófase ITelófase I

Descondensação dos Descondensação dos cromossomoscromossomos

Reaparecimento do Reaparecimento do nucléolo e cariotecanucléolo e carioteca

Desaparecimento das Desaparecimento das fibras do fusofibras do fuso

Cada núcleo com Cada núcleo com metade do número de metade do número de cromossomos do núcleo cromossomos do núcleo diplóide inicial.diplóide inicial.

Prófase IIPrófase II

Duplicação e migração dos centríolos Duplicação e migração dos centríolos para os pólos opostos da célula.para os pólos opostos da célula.

Desaparecimento da carioteca e Desaparecimento da carioteca e nucléolosnucléolos

Condensação Condensação

dos cromossomos.dos cromossomos.

Metáfase IIMetáfase II

Cromossomos Cromossomos localizados na localizados na placa equatorial placa equatorial da célula.da célula.

Fibras do fuso Fibras do fuso ligadas aos ligadas aos centrômeroscentrômeros

Anáfase IIAnáfase II

Migração das Migração das cromátides irmãs cromátides irmãs para os pólos para os pólos opostos da opostos da célula.célula.

Telófase IITelófase II Reaparecimento da carioteca e nucléolo.Reaparecimento da carioteca e nucléolo.

Descondensação dos cromossomos.Descondensação dos cromossomos.

Citocinese – divisão citoplasmáticaCitocinese – divisão citoplasmática

- Da divisão II resulta 4 núcleos haplóides, cada um - Da divisão II resulta 4 núcleos haplóides, cada um com um cromossomo de cada par de homólogos.com um cromossomo de cada par de homólogos.

Tipos de Cromossomos Tipos de Cromossomos Classificação dos cromossomosClassificação dos cromossomos

CariótipoCariótipo

- Determina o tamanho, a forma e o número de - Determina o tamanho, a forma e o número de cromossomos de uma espécie.cromossomos de uma espécie.

Cariótipo humano: 22 pares de cromossomos autossômicos e um par de cromossomos sexuais

IMPLICAÇÕES NAS FALHAS NUMÉRICAS IMPLICAÇÕES NAS FALHAS NUMÉRICAS E E

ESTRUTURAIS DO MATERIAL GENÉTICOESTRUTURAIS DO MATERIAL GENÉTICO

Variações cromossômicasVariações cromossômicas São alterações na estrutura ou no número São alterações na estrutura ou no número

de cromossomos normal da espécie.de cromossomos normal da espécie. Podem ocorrer nos autossomos ou em Podem ocorrer nos autossomos ou em

cromossomas sexuais.cromossomas sexuais. Podem provocar anomalias e mal Podem provocar anomalias e mal

formações no organismo ou até a formações no organismo ou até a inviabilidade dele.inviabilidade dele.

Variações CromossômicasVariações CromossômicasNuméricasNuméricas

• Provocam alterações no número típico de Provocam alterações no número típico de cromossomos da espécie (cariótipo).cromossomos da espécie (cariótipo).

• Podem produzir anomalias graves e até a Podem produzir anomalias graves e até a morte do organismo.morte do organismo.

• Se dividem em euploidia, aneuploidia, Se dividem em euploidia, aneuploidia, disploidia, agmatoploidia, cromossomo B, disploidia, agmatoploidia, cromossomo B, minicromossomos duplosminicromossomos duplos

EuploidiasEuploidias

MonoploidiasMonoploidias (n)(n) quando há apenas quando há apenas um genoma.um genoma.

TriploidiasTriploidias (3n) (3n) quando há três quando há três genomas.genomas.

PoliploidiasPoliploidias (4n, 5n, ...) (4n, 5n, ...) quando há quando há quatro ou mais genomas.quatro ou mais genomas.

IMPLICAÇÕES NAS FALHAS NUMÉRICAS IMPLICAÇÕES NAS FALHAS NUMÉRICAS DO MATERIAL GENÉTICODO MATERIAL GENÉTICO

Origem do poliplóidePode-se originar de um erro meiótico (não-redução cromossômica) ou de uma endomitose em uma célula precursora da meiose.

Na espécie humana a poliploidia é letal. Nas plantas, não só é viável como pode

conduzir a fenômenos de especiação.

IMPLICAÇÕES NAS FALHAS NUMÉRICAS IMPLICAÇÕES NAS FALHAS NUMÉRICAS DO MATERIAL GENÉTICODO MATERIAL GENÉTICO

Origem das aneuploidias Origem das aneuploidias

- Conseqüências da não-disjunção dos cromossomos na - Conseqüências da não-disjunção dos cromossomos na meiosemeiose

Cromátide retardatária

AneuploidiasAneuploidias

NulissomiaNulissomia (2n-2) (2n-2) perda de um par perda de um par inteiro de cromossomos. No homem é letal.inteiro de cromossomos. No homem é letal.

MonossomiaMonossomia (2n-1) (2n-1) um cromossomo a um cromossomo a menos no cariótipo.menos no cariótipo.

TrissomiaTrissomia (2n+1) (2n+1) um cromossomo a mais um cromossomo a mais no cariótipo.no cariótipo.

Variações Variações CromossômicasCromossômicas Numéricas Numéricas Anomalias gaméticas que justificam algumas AneuploidiasAnomalias gaméticas que justificam algumas Aneuploidias

Síndrome de DownSíndrome de Down TrissomiaTrissomia do cromossomo 21, cariótipo 45A do cromossomo 21, cariótipo 45A

+ XX = 47 ou 45A + XY = 47. Mais + XX = 47 ou 45A + XY = 47. Mais raramente pode acontecer por translocação raramente pode acontecer por translocação entre o cromossomo 21 e o 14.entre o cromossomo 21 e o 14.

Ambos os sexos, deficiência mental, fendas Ambos os sexos, deficiência mental, fendas palpebrais mongolóides, pescoço curto e palpebrais mongolóides, pescoço curto e grosso, cardiopatias, uma única linha grosso, cardiopatias, uma única linha transversal na palma da mão, grande transversal na palma da mão, grande flexibilidade nas articulações.flexibilidade nas articulações.

Síndrome de DownSíndrome de Down

Síndrome de PatauSíndrome de Patau

TrissomiaTrissomia do cromossomo 13, cariótipo do cromossomo 13, cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY = 47.45A + XX = 47 ou 45A + XY = 47.

Ambos os sexos, cabeça pequena Ambos os sexos, cabeça pequena (microcefalia), olhos pequenos ou (microcefalia), olhos pequenos ou ausentes, orelhas deformadas e com baixa ausentes, orelhas deformadas e com baixa implantação, pescoço curto, lábio leporino, implantação, pescoço curto, lábio leporino, palato fendido.palato fendido.

- elevado nº. de anomalias, morrendo, a maioria, antes do ano de vida.

Síndrome de PatauSíndrome de Patau

Síndrome de EdwardsSíndrome de Edwards

Trissomia Trissomia do cromossomo 18, cariótipo 45A do cromossomo 18, cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY = 47.+ XX = 47 ou 45A + XY = 47.

Ambos os sexos, deformidade facial, Ambos os sexos, deformidade facial, anomalias nas mãos e pés, malformações anomalias nas mãos e pés, malformações cardíacas, renais e genitais, grave distúrbio cardíacas, renais e genitais, grave distúrbio psicomotor.psicomotor.

- elevado nº. de anomalias, morrendo, a maioria, antes do ano de vida.

Síndrome de EdwardsSíndrome de Edwards

Síndrome de KlinefelterSíndrome de Klinefelter

Trissomia Trissomia do cromossomo X, cariótipo 44A do cromossomo X, cariótipo 44A + XXY = 47.+ XXY = 47.

Sexo masculino, testículos pequenos, Sexo masculino, testículos pequenos, esterilidade, genitais infantis, mamas esterilidade, genitais infantis, mamas desenvolvidas (ginecomastia), estatura desenvolvidas (ginecomastia), estatura elevada, deficiência mental.elevada, deficiência mental.

Síndrome de KlinefelterSíndrome de Klinefelter

Síndrome de TurnerSíndrome de Turner MonossomiaMonossomia do cromossomo X, cariótipo do cromossomo X, cariótipo

44A + X0 = 45.44A + X0 = 45.

Sexo feminino com ovários atrofiados, Sexo feminino com ovários atrofiados, deficiência hormonal, esterilidade, deficiência hormonal, esterilidade, ausência de menstruação, mamas ausência de menstruação, mamas pequenas, vulva infantil, pescoço alado, pequenas, vulva infantil, pescoço alado, deficiência cardíaca, raramente deficiência cardíaca, raramente deficiência mental.deficiência mental.

Síndrome de TurnerSíndrome de Turner

Síndrome do Duplo YSíndrome do Duplo Y TrissomiaTrissomia do cromossomo Y, cariótipo 44A do cromossomo Y, cariótipo 44A

+ XYY = 47.+ XYY = 47.

Sexo masculino, sem modificações Sexo masculino, sem modificações fenotípicas aparentes. Raramente déficit fenotípicas aparentes. Raramente déficit mental e agressividade acentuada.mental e agressividade acentuada.

Síndrome do Duplo YSíndrome do Duplo Y

Síndrome do Triplo XSíndrome do Triplo X

TrissomiaTrissomia do cromossomo X, cariótipo do cromossomo X, cariótipo 44A + XXX = 47.44A + XXX = 47.

Sexo feminino, distúrbios sexuais, Sexo feminino, distúrbios sexuais, retardamento mental, sem outras retardamento mental, sem outras modificações fenotípicas aparentes.modificações fenotípicas aparentes.

Síndrome do Triplo XSíndrome do Triplo X

Outras variações numéricasOutras variações numéricas

Disploidia Disploidia AgmatoploidiaAgmatoploidia Cromossomo BCromossomo B Minicromossomos duplosMinicromossomos duplos

Cromossomo B em espécies de

roedores

Célula de um carcinoma do cólon humano com várias

dezenas de minicromossomos duplos

Variações CromossômicasVariações CromossômicasEstruturaisEstruturais

Resultam de quebras cromossômicas Resultam de quebras cromossômicas seguidas de perda de pedaços ou de seguidas de perda de pedaços ou de ressoldaduras dos pedaços em posições ressoldaduras dos pedaços em posições diferentes da original.diferentes da original.

Provocam alterações na estrutura dos Provocam alterações na estrutura dos cromossomos, podendo ocasionar a perda de cromossomos, podendo ocasionar a perda de genes, a leitura duplicada ou erros na leitura genes, a leitura duplicada ou erros na leitura de um ou mais genes.de um ou mais genes.

Podem acontecer por deleção, duplicação, Podem acontecer por deleção, duplicação, translocação ou inversão de partes de translocação ou inversão de partes de cromossomos.cromossomos.

Variações CromossômicasVariações CromossômicasEstruturaisEstruturais

Deficiência ou deleçãoDeficiência ou deleção quando quando ocorre a perda de um pedaço do ocorre a perda de um pedaço do cromossomo, com conseqüente perda cromossomo, com conseqüente perda de genes.de genes.

Síndrome do “MIADO DE GATO” – ( CRI DU CHAT) Síndrome do “MIADO DE GATO” – ( CRI DU CHAT) Exemplo de deleção do cromossomo 5Exemplo de deleção do cromossomo 5

Variações CromossômicasVariações CromossômicasEstruturaisEstruturais

Peso Baixo ao nascerDeficiência mental

MicrocefaliaFace Arredondada

Choro como o miado do gato.

Variações CromossômicasVariações CromossômicasEstruturaisEstruturais

DuplicaçãoDuplicação quando ocorre a quando ocorre a presença de um pedaço duplicado do presença de um pedaço duplicado do cromossomo, acarretando uma dupla cromossomo, acarretando uma dupla leitura de genes.leitura de genes.

As deleções e duplicações podem se originar simultaneamente como conseqüência de dois tipos de distúrbios meióticos:

1) pareamento meiótico incorreto, seguido de permutação desigual

2) distribuição desigual da cromatina

Variações CromossômicasVariações CromossômicasEstruturaisEstruturais

TranslocaçãoTranslocação quando ocorre a troca de quando ocorre a troca de pedaços entre cromossomos não pedaços entre cromossomos não homólogos, provocando erros na leitura.homólogos, provocando erros na leitura.

Variações CromossômicasVariações CromossômicasEstruturaisEstruturais

InversãoInversão quando ocorre a quebra de quando ocorre a quebra de um pedaço do cromossomo que se solda um pedaço do cromossomo que se solda invertido, provocando erros na leitura dos invertido, provocando erros na leitura dos genes.genes.

CâncerCâncer A base biológica do câncer está fundamentada na A base biológica do câncer está fundamentada na

perda da capacidade normal da célula de regular perda da capacidade normal da célula de regular sua divisão. sua divisão.

Pode ser formado por mutações que ativam um Pode ser formado por mutações que ativam um oncongene ou suprimem ou inativam um gene oncongene ou suprimem ou inativam um gene supressor da divisão celular.supressor da divisão celular.

Essas mudanças podem ser provocadas por:Essas mudanças podem ser provocadas por: - Falhas nos mecanismos de divisão celular, como a - Falhas nos mecanismos de divisão celular, como a

modificação na posição dos genes, causadas pela modificação na posição dos genes, causadas pela troca de pedaços entre cromossomos troca de pedaços entre cromossomos (translocação).(translocação).