Ciclo e divisão celular

DIVISÃO CELULAR

Prof. Guilherme Pinto Bertuzzi

gpbertuzzi@gmail.com

CROMOSSOMOCOR CORPO

São filamentos espiralados de cromatina, existente no

núcleo de todas as células, que coram intensamente com

uso de corante citológico (carmin acético, orceína

acética, reativo de Schiff), e observável à microscopia de

luz durante a divisão celular.

CROMOSSOMO

• Uma molécula de DNA, altamente compactada com proteínas

histônicas e não-histônicas (não-compactado – cromatina)

QUANTAS MOLÉCULAS EXISTEM NAS CÉLULAS HUMANAS??

E EM CÉLULAS DE OUTROS ANIMAIS?

E NOS PROCARIONTES?

• Atinge sua maior compactação durante a divisão celular

• Atividade transcricional nula (nenhum gene expresso)

Maior compactação

Menor compactação

Cromatina Cromossomo

(G0)

M(Mitose/Meiose)

Alta Compactação

Baixa Compactação

Células que não se

dividem (G0)

G2(Gap 2)

Fase S(Síntese de DNA

Replicação)

G1(Gap 1)

CICLO CELULAR

Eucariontes

INTÉRFASE

• Célula não está em divisão (Fase G1/G0)

• Cromatina – baixa compactação

do material genético

• Transcrição e tradução ocorrendo

(expressão gênica)

Cromatina

Heterocromatina• Regiões de compactação “média”

• Pequena atividade transcricional

• hetero = diferente

(coloração mais intensa)

Eucromatina• Regiões de compactação baixa

• Alta atividade transcricional

• eu = verdadeiro

(coloração mais fraca)

(G0)

M(Mitose/Meiose)

Alta Compactação

Baixa Compactação

Células que não se

dividem (G0)

G2(Gap 2)

Fase S(Síntese de DNA

Replicação)

G1(Gap 1)

CICLO CELULAR

Eucariontes

DIVISÃO CELULAR(Mitose/Meiose)

• Processos de multiplicação celular (Fase M):

• 1 célula 2 ou 4 células

• Células-filha idênticas à célula-mãe – MITOSE

• Células-filha diferentes da célula-mãe - MEIOSE

• Cromossomos - Alta compactação do

material genético

• Baixa atividade transcricional

Por que uma

célula se divide?(Mitose/Meiose)

MitoseMeiose

EquacionalReducional

MORFOLOGIA DOS

CROMOSSOMOS

• Durante a divisão celular, os cromossomos têm, em sua

maioria, forma de X

Morfologia dos Cromossomos

Centrômero:

• Une as duas cromátides-irmãs

• Ligação do fuso acromático

Morfologia dos Cromossomos

Classificação quanto à posição do

Centrômero:

Morfologia dos Cromossomos

Telômeros:

• Extremidades dos cromossomos

• Sequência repetida: TTAGGG

• Essenciais para a manutenção do material genético

Morfologia dos Cromossomos

Telômeros:

• Sofrem encurtamento progressivo após ciclos de divisões celulares

Morfologia dos Cromossomos

Telômeros:

• Reposição pela Enzima Telomerase...

Morfologia dos Cromossomos

Cromossomos Homólogos:

• Pares de cromossomos (1 paterno e 1 materno)

DIVISÃO CELULAR

Mitose

Meiose

Divisão Celular

Mitose:

Divisão Celular

Mitose - Fases:

• Prófase:

• Espiralização da cromatina (formação dos cromossomos)

• Desintegração da carioteca

• Formação e posicionamento dos centríolos

• Ligação dos centrômeros ao fuso acromático

• Metáfase:

• Migração dos cromossomos à placa equatorial (centro da célula)

• NÃO HÁ PAREAMENTO DOS HOMÓLOGOS!

Divisão Celular

Mitose - Fases:

• Anáfase:

• Rompimento do centrômero

• Separação das cromátides-irmãs

• Telófase:

• Reestruturação dos dois novos núcleos

• Reorganização da carioteca

• Divisão do citoplasma

Organização

cromossômica, formaçã

o do fuso mitótico

Desintegração da

membrana nuclear;

ancoramento dos

cromossomos aos

microtúbulos do

fuso de ambos os

pólos

Formação da placa

metafásica;

Cromossomos na

região equatorial

Segregação

cromossômica:

separação das

cromátides irmãs e

migração para os

pólos

Cromossomos nos

pólos;

reorganização da

membrana

nuclear;

citocinese

Divisão Celular

Mitose:

Divisão Celular

Mitose:

• Divisão EQUACIONAL

(gera células iguais à célula-mãe)

• Não gera variação da ploidia

(céluas diplóides geram células diplóides;

células haplóides geram células haplóides)

• Processo de multiplicação celular

(ocorre em tecidos de renovação constante –

pele, ossos, fígado...)

Divisão Celular

Meiose:

Divisão Celular

Meiose – Fases:

• MEIOSE I:

• Prófase I:

• Espiralização da cromatina (formação dos cromossomos)

• Desintegração da carioteca

• Formação e posicionamento dos centríolos

• Ligação dos centrômeros ao fuso acromático

• Crossing over – entre cromossomos homólogos

• Metáfase I:

• Migração dos cromossomos à placa equatorial (centro da célula)

• CROMOSSOMOS HOMÓLOGOS PAREADOS!

Divisão Celular

Meiose – Fases:

• MEIOSE I:

• Anáfase I:

• Separação dos cromossomos homólogos

• Não há separação das cromátides-irmãs

• Telófase I:

• Reorganização dos dois novos núcleos

• Divisão do citoplasma

Divisão Celular

Meiose – Fases:

• MEIOSE II:

• Idêntico ao processo de Mitose

• Ocorre em cada uma das duas células geradas pela Meiose I

• Cada célula dá origem à duas células idênticas

Divisão Celular

Meiose I:

Crossing over

Divisão Celular

Meiose II:

Divisão Celular

Meiose:

• Divisão REDUCIONAL

(as células-filhas têm metade do número de

cromossomos da célula-mãe)

• Diminui o nível de ploidia

(células diplóides geram células haplóides)

• Gera células diferentes entre si

(ocorrência de crossing-over)

• Processo de produção de gametas

Divisão Celular

Meiose: Resumo

Divisão Celular

Meiose: Resumo

ORGANIZAÇÃO

CROMOSSÔMICA DO

GENOMA HUMANO

22 pares de cromossomos AUTOSSÔMICOS

1 par de cromossomos SEXUAIS (X ou Y)

Cariograma

Idiograma

Organização Cromossômica do Genoma Humano

Critérios de Organização do Cariótipo:

• Tamanho

• Posição do Centrômero

• Padrão de Bandeamento

ISCN 2005

International System for Human Cytogenetic Nomenclature

Organização Cromossômica do Genoma Humano

Cromossomos Sexuais

• 23º par do Cariótipo Humano

• Diferente entre homens (XY) e mulheres (XX)

• X e Y diferentes

Organização Cromossômica do Genoma Humano

Cromossomos Sexuais

• Regiões homólogas na extremidade

Organização Cromossômica do Genoma Humano

Cromossomos Sexuais

• 1º nível de Determinação do Sexo em humanos

• Sistema XY, Sistema X0 (alguns insetos), Sistema ZW

(peixes, répteis, aves)

Social Feminino Masculino

Cromossômico 46,XX 46,XY

Gonadal Ovários Testículos

Genitália InternaOvidutos, útero, terço

superior da vaginaEpidídimo, conduto

deferente, bolsa escrotal

Genitália externaClitóris, pequenos e grandes

lábios, 2/3 inferiores da vagina

Pênis, próstata, bolsa escrotal

Organização Cromossômica do Genoma Humano > Cromossomos Sexuais

Determinação do Sexo

Determinação do Sexo

Gônada PrimitivaGônada Primitiva

Ovário

SRY

TDF Testículo

Organização Cromossômica do Genoma Humano > Cromossomos Sexuais

Determinação do Sexo

Organização Cromossômica do Genoma Humano > Cromossomos Sexuais

Organização Cromossômica do Genoma Humano

Cromossomos Sexuais

• Genes no Cromossomo X não são feminilizantes

• Genes ligados ao X: Daltonismo, Hemofilia, MAOA

• Mecanismos de Compensação de Dose

Organização Cromossômica do Genoma Humano > Cromossomos Sexuais

Inativação do X

• Apenas um cromossomo X permanece transcricionalmente ativo em

células XX

• O X inativado passa por intensa compactação, sendo visualizado como

um corpúsculo heterocromático (Corpúsculo de Barr) durante a intérfase

• Essa inativação ocorre de forma aleatória nas diferentes células de um

mesmo organismo, durante a fase pré-embrionária

• Fêmeas de mamíferos (XX) são consideradas MOSAICOS

Organização Cromossômica do Genoma Humano > Cromossomos Sexuais

Inativação do X

• Após a inativação de um X em uma

determinada célula, suas

descendentes terão o mesmo X

inativado

Organização Cromossômica do Genoma Humano > Cromossomos Sexuais

Hemofilia A

• Deficiência de fator VIII

• Gene no cromossomo X

Organização Cromossômica do Genoma Humano > Cromossomos Sexuais

Pelagem de Gatos

• Dois loci para pelagem

• 1 Autossômico

• 1 no Cromossomo Sexual

• Machos – máximo de duas cores

• Fêmeas – até três cores (mosaico)

Organização Cromossômica do Genoma Humano > Cromossomos Sexuais

Inativação do X

• Podem ocorrer “desvios” na aleatoriedade da inativação do X

• Lyonização seletiva:

• Inativação preferencial do cromossomo X mutado

• Lyonização negativa:

• Inativação preferencial do cromossomo X normal

• Heterozigotas manifestas

TÉCNICAS BÁSICAS DE

VISUALIZAÇÃO DE

CROMOSSOMOS

• Citogenética Clássica

• Bandeamento Cromossômico

• Citogenética Molecular

• FISH/GISH

• Pintura Cromossômica

Células em divisão / Tecido

de alta multiplicação

(mitose – maior índice de

compactação)

Técnicas Básicas de Visualização de Cromossomos

Citogenética Clássica:

• Cultura de células (linfócitos, a partir de sangue periférico)

Técnicas Básicas de Visualização de Cromossomos

Bandeamento Cromossômico:

• Diferentes técnicas – mais comum Banda G

• Regiões escuras (Giemsa)

ricas em AT – inativas

• Regiões claras

ricas em GC – ativos

Técnicas Básicas de Visualização de Cromossomos

Hibridização in situ por fluorescência

(FISH):

• Cadeias simples de DNA (sondas), que se anelam às suas sequências

complementares durante a metáfase

• Sequências específicas marcadas com fluoróforos

Técnicas Básicas de Visualização de Cromossomos > FISH

Sondas Centroméricas:

Técnicas Básicas de Visualização de Cromossomos > FISH

Sondas Teloméricas:

Técnicas Básicas de Visualização de Cromossomos > FISH

Sondas de Sequências de Cópia Única:

Técnicas Básicas de Visualização de Cromossomos > FISH

Sondas Cromossômicas: