BASES FÍSICAS (citológicas) DA HERANÇA 2 Bases Fisicas da... · Melancia Milho Tomate Feijão Arroz Trigo Batata Samambaia ANIMAIS Bovinos Suínos Galinhas Cavalo Jumento Homem

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DA AMAZÔNIA

DISCIPLINA DE GENÉTICA

BASES FÍSICAS (citológicas)

DA HERANÇA

Dra. Mônica Trindade Abreu de GusmãoEngenheira Agrônoma

DESCOBERTA DOS CROMOSSOMOSE DAS DIVISÕES CELULARES

Teoria Celular:

� A célula é o constituinte fundamental dos seres vivo s e a sede dos processos vitais

�� Toda célula sempre se origina de outra célula

Profa. Mônica Gusmão

Friedrich Anton Schneider (1873):

�� Descreveu a mitose

�� Descreveu o desaparecimento do núcleo e a transformação de seu conteúdo em filamentos mais grossos, que se separam em dois grupos e vão para a s células filhas.

Anatomista alemão Walther Flemming (1843-1905):

�� Descreveu detalhadamente os filamentos

Definiu os CROMOSSOMOSGrego Khrôma : cor

Sôma : corpo

Biólogo alemão Heinrich Waldeyer (1888):


ORGANIZAÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO

Em PROCARIONTES e EUCARIONTES

Quadro 1. Algumas características de células procariotas e eucariotas

Célula Procariota Célula Eucariota

Sem envoltório nuclearPoucas membranasDNA pouco ou não complexado com proteínasDivisão por fissão binária

Com envoltório nuclearMuitas membranasDNA nuclear bastante complexado com proteínasDivisão por mitose e por meiose


CROMOSSOMO EUCARIONTE

Estrutura celular que se cora intensamente com o us o de corante citológico (carmim acético, orceína acética , reativo de Schiff), composto por DNA e proteínas, sendo obs ervável à microscopia de luz durante a divisão celular

Figura 2. Micrografia eletrônica de cromossomos de abelha

Figura 3. Genoma nuclear nas células de um cervo indiano


Figura 4. Sonda cromossômica in situ com marcação fluorescente para localizar o gene

TEORIA CROMOSSÔMICA DA HERANÇA

Os cromossomos contêm os genes nucleares dos eucariontes

NÚMERO DE CROMOSSOMOS

-Cada espécie tem um nú mero definido de cromossomos

-Ex.: Mosca-das-frutas = 8 cromossomos (4 pares de cromossomos homólogos)

Milho = 20 cromossomos (10 pares homólogos, todos autossomais)


Quadro 2. Número de cromossomos de algumas espécies

Nome comum Nome científico No de cromossomos nas células somáticas

PLANTASMelancia

MilhoTomate

Feijão

ArrozTrigo

Batata

SamambaiaANIMAISBovinos

SuínosGalinhas

Cavalo

JumentoHomem

Citrulus vulgaris

Zea maysLycopersicon esculentum

Phaseolus vulgaris

Oryza sativaTriticum vulgaris

Solanum tuberosum

Ophioglossum reticulatum

Bos taurus

Sus scrofaGallus domesticus

Equus caballus

Equus asinusHomo sapiens

22

2024

22

2442

48

1260

60

4078

64

6246


CROMOSSOMOS HOMÓLOGOS

São cromossomos que se pareiam durante zigóteno e paquíteno, os quais em geral, têm a mesma morfologia

CROMOSSOMO AUTOSSOMO

É um cromossomo não relacionado àdeterminação do sexo (não há diferença entre os sexos em relação ao número de qualquer autossomo)

CROMOSSOMOS SEXUAIS

São aqueles relacionados à determinação do sexo (há diferença entre os sexos em relação aos cromossomos sexuais)


Figura 5. Cariótipos de uma mulher (A) e de um home m (B)

A B Profa. Mônica Gusmão

Figura 6. Cariótipo masculino


Figura 7. Bandeamento G de cromossomo de uma mulher

a) conjunto completo (44A XX)

b) aumento do par cromossômico 13

c) Marcação de bandas G do cromossomo 13

CROMÁTIDES IRMÃS

São cromossomos iguais em

morfologia e conteúdo de genes ,

que permanecem unidos pela região

centroméricadurante parte do

ciclo celular


Figura 8. Núcleo de célula em intérfase (cromatina)

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS CROMOSSOMOS�� Cromatina composta por DNA

�� Cada cromatina contém uma única molécula de DNA

�� Cromatina composta por 5 diferentes proteínas básic as e grande número de proteínas ácidas

�� HISTONAS: H1, H2A, H2B, H3 e H4

Ex.: H4 de bovinos e ervilha = 102 AA


HISTONAS:

RESPONSÁVEIS PELA COMPACTAÇÃO DO

DNA

PROTEÍNAS ÁCIDAS

RESPONSÁVEIS PELA REGULAÇÃO GÊNICA


Figura 9. compactação do DNA

REGIÕES DA CROMATINA

Eucromatina

Heterocromatina


Quadro 3. Diferenças entre eucromatina e heterocrom atina

EUCROMATINA HETEROCROMATINA

Segmentos cromossômicos descondensados ou condensados

Coramento menos intenso com corantes básicos

Atividade gênica (transcrição)

Replicação normal

Segmentos cromossômicos permanentemente condensados

Coramento de forma acentuado com corantes básicos

Ausência total ou quase total de atividade gênica

Replicação tardia


Figura 10. Os marcos que distinguem os cromossomos de milho


Figura 11. Cromossomos de Drosophila .

a) O conjunto cromossômico básico como visto nas células em divisão, com os braços em cores diferentes

b) Nas glândulas salivares, a heterocromatina coalesce para formar o cromocentro


ESTRUTURA

Figura 12. Ilustração de um pequeno fragmento da fibra nucleossômica de 110 A (visões superior e lateral, respectivamente)

Figura 13. Ilustração de um nucleossomo e da histona H1

Composição do Nucleossomo:-Um segmento de DNA com 146 pares de nucleotídeos ( DNA core );- Um octâmero- Um segmento de DNA com 8 a 114 pares de nucleotídeos (DNA linker ) ???????


Figura 14. Compactação do DNA

Figura 15. Modelo de um cromossomo super-helicoidizado durante a divisão celular.


CLASSIFICAÇÃO DOS CROMOSSOMOS QUANTO A POSIÇÃO DO CENTRÔMERO


Figura 16. Visualização dos telômeros


DIVISÃO CELULAR

CICLO INTERFÁSICO:

Sequência de eventos que ocorre entre

o final de uma divisão e o início de

outraFigura 17. Ciclo celular de Vicia faba mostrando a duração relativa das três fases da intérfase (G1, S e G2), da Mitose e a quantidade de DNA presente nas células em cada estádio.



Estádio G1 (First Gap)

�� A célula aumenta de tamanho

�� Há síntese de proteínas , lipídeos e carboidratos

�� A célula se prepara para a replicação do DNA

Estádio S (First Gap)

Estádio G2 (Second Gap)

�� ocorre a replicação do DNA

�� ocorre a duplicação dos cromossomos (duas cromátides irmãs)

�� Há síntese de histonas e de proteínas ácidas

�� fase que antecede o início da mitose ou meiose



MITOSE

PRÓFASE

METÁFASE

ANÁFASE

TELÓFASE


PRÓFASE

�� Início da condensação dos cromossomos

�� Cromossomos com cromátides irmãs

�� Final da prófase:

1) Desaparecimento dos núcleos e da membrana

2) Deslocamento dos cromossomos para o equador da c élula

3) Formação de fibras do fuso do citoplasma


Figura 18. Marcação fluorescente do fuso nuclear (verde ) e cromossomos (azul ) na mitose. A) antes da separação das cromátides; b) durante a separação das cromátides


METÁFASE

�� Cromossomos estão no equador da célula

�� Cada cromossomos está preso às fibras do fuso atravé s do seu centrômero

�� As cromátides irmãs estão com seus centrômeros voltados para pólos opostos


ANÁFASE

�� No início ocorre a duplicação dos centrômeros

�� cromátides irmãs migram para pólos opostos

�� Ocorre a separação das cromátides


TELÓFASE

�� Inicia-se quando os cromossomos atingem o pólo

�� Ocorre a formação da membrana nuclear

�� Os cromossomos se descondensam

�� Reaparecem os nucléolos

�� Simultaneamente o fuso desaparece e a célula se div ide em duas células filhas geneticamente idênticas



CONSEQUÊNCIAS GENÉTICAS DA MITOSE

No caso do milho, jáque as células

somáticas são todas iguais, como explicar a

formação de raízes, caule, folhas, pendão,

boneca e grãosPor que os órgãos,

vegetais ou animais, ocorrem sempre no

local certo e com suas características ?

R= conhecendo-se o processo de diferenciação celular


Se os gametas juntam seus

cromossomos para formar um novo

indivíduo, por que o número

cromossômico não dobra a cada geração

?????


MEIOSEDo grego meíosis, diminuição

MEIOSE I MEIOSE II

PRÓFASE I

TELÓFASE I

ANÁFASE I

METÁFASE I

TELÓFASE II

METÁFASE II

ANÁFASE II

PRÓFASE II


LEPTÓTENO: Inicia-se a condensação dos cromossomos

ZIGÓTENO: Ocorre a sinapse

PAQUÍTENO: Ocorre “crossing-over”Cada cromossomo corresponde a um bivalente

DIPLÓTENO: Tendência de separação dos homólogosCromossomos permanecem unidos pelos quiasmas

DIACINESE: Os bivalentes atingem a condensação máxim aTerminalização dos quiasmas, que se localizam nasextremidades do bivalenteDesaparecimento do nucléolo e da membrana nuclear


Figura 19. Cromossomos plumosos durante o diplóteno meiótico nas fêmeas.A estrutura plumosa: um arcabouço central (corada em claro) e projetando alças laterais (corada em vermelho) formadas por um filamento contínuo dobrado de DNA com proteínas histona associadas.

DIPLÓTENO MEIÓTICO


a) Leptótenob) Zigóteno c) Paquítenod) Diplóteno e) Diacinesef) Metáfase Ig) Anáfase Ih) Telófasei) Prófase IIj) Metáfase IIk) Anáfase IIl) Produtos meióticos, após telófase II

As apresentações (i), (j) e (k) referem-se apenas a uma das células em meiose II;

A outra célula resultante da meiose I (reducional) passa por procedimento similar.

PRÓFASE I


INTERCINESEPeríodo interfásico que precede a divisão II

Não ocorre replicação de DNA

Ocorre síntese de RNA

ATENÇÃO ! ! ! !

Telófase I e Intercinese são fases opcionais


COMPORTAMENTO CROMOSSÔMICO E PADRÕES DE HERANÇAEM EUCARIONTES


Os Ciclos Básicos da Vida

Figura 20. O ciclo de vida diplóide Figura 21. O ciclo de vida haplóide

Figura 22. A alternância dos estágios diplóide e haplóide no ciclo de vida das plantas


Destinos de Genótipos Específicos após a Mitose e Me iose


Figura 23. Transmissão de gene e DNA durante a mitose e meiose em Eucariontes.

Figura 24. Meiose em uma célula diplóide com o genótipo A/a; B/b.

O diagrama mostra como a segregação e a distribuição de pares cromossômicos diferentes dão origem à proporção gamética mendeliana 1:1:1:1.

CONSEQUÊNCIAS GENÉTICAS DA MEIOSE


Figura 25. Meiose (Ramalho, 2004)

Como se explica o fato do indivíduo

produzir 4 tipos de gametas ???

Processo crucial da meiose na Divisão I


Ex.: Indivíduo RrYyDd

2n = ?(f) = ?

Cada célula mãe produzirá quantos tipos de gametas e (f) ?

RYD e ryd

Ryd e rYD

RYd e ryD

RyD e rYd

Em grande número de células ocorrem todas as combinaçõe s possíveis, devido a recombinação dos genes durante a METÁFASE I

ATENÇÃO ! ! ! !

Ex.: Milho: 2n = 20 cromossomos, qual o no de orientações metafásicas ?


Qual a probabilidade de que um indivíduo seja

heterozigoto para um grande número de genes ???

Ex.: Qual a probabilidade de que um touro de excepc ional qualidade produza um espermatozóide idêntico ao que lhe deu origem ?

2n = ?

no de orientações metafásicas = ?

no de gametas ao final da meiose = ?

Probabilidade do espermatozóide ser idêntico ao que lh e deu origem ?

FORMAÇÃO DOS GAMETAS NOS ANIMAIS SUPERIORES, FECUNDAÇÃO E FERTILIZAÇÃO


Figura 26. Esquema ilustrativo dos processos de espermatogênese e ovogênese e da formação de um novo indivíduo, em animais superiores

GAMETOGÊNESE

Processo de formação dos gametas, tanto em animais como em vegetais.

GAMETOGÊNESE ANIMAL

crescimento

Meiose I

Meiose II

Maturação

Profa. Mônica Gusmão GAMETOGÊNESE VEGETAL

ÓVULO ANIMAL

É uma única célula com função reprodutiva (gameta feminino).

ÓVULO VEGETAL

É um órgão dentro do qual estápresente o gameta feminino (oosfera), além de outros núcleos que não tomam parte da fertilização.


Figura 27. Fase gametofítica de um micrósporo, em relação a uma espécie diplóide

Figura 28. Fase gametofítica de um megásporo, em relação a uma espécie diplóide

MEGASPOROGÊNESE E FORMAÇÃO DO GAMETÓFITO FEMININO

MICROSPOROGÊNESE E FORMAÇÃO DO GAMETÓFITO MASCULINO


�� Consiste na penetração do óvulo por um gameta masculino, originando um zigoto

�� É necessário que ocorra a fusão dos núcleos dos dois gametas

FERTILIZAÇÃO

FERTILIZAÇÃO EM ANIMAIS�� É necessário que o espermatozóide atravesse 2 camadas que recobrem o óvulo

�� Ocorre a fusão dos dois núcleos haplóides, gerando um único diplóide

FERTILIZAÇÃO EM VEGETAIS�� Ocorre a fusão dos dois núcleos reprodutivos do grão de pólen (dupla fertilização)

Profa. Mônica Gusmão FERTILIZAÇÃO EM VEGETAIS

�� O grão de pólen se aloja no estigma da flor

�� O grão de pólen germina emitindo o tubo polínico

�� O tubo polínico penetra o óvulo através da micrópila libera seus 2 núcleos reprodutivos

�� O núcleo vegetativo desaparece

�� Um dos núcleos reprodutivos se funde com a oosfera (zigoto), originando o embrião da semente

�� O outro núcleo reprodutivo forma uma célula triplóide (2n = 3x), que se divide origiando o endosperma

Figura 29. Dupla fertilização em vegetais

Documents

BASES FÍSICAS (citológicas) DA HERANÇA 2 Bases Fisicas da... · Melancia Milho Tomate Feijão Arroz Trigo Batata Samambaia ANIMAIS Bovinos Suínos Galinhas Cavalo Jumento Homem