Mitose, Meiose e Reprodução Celular: Guia Completo

Mitose e Citocinese

Mitose: É o processo que permite a divisão do núcleo, originando dois núcleos filhos, cada um contendo uma cópia de todos os cromossomas do núcleo original.

Citocinese: Processo que permite a divisão nuclear, seguido da divisão do citoplasma.

Fases da Mitose

Prófase: É a etapa mais longa da mitose. Os centríolos começam a mover-se em direção aos polos da célula, com o início da formação do fuso mitótico. No final desta fase, o nucléolo desaparece, a membrana nuclear desintegra-se e os cromatídios ligam-se ao fuso acromático.

Metáfase: Os centríolos encontram-se nos polos da célula. Os cromossomas deslocam-se para o centro da célula, formando uma placa equatorial.

Anáfase: Ocorre a rutura do centrômero, os cromatídios de cada cromossoma separam-se, originando cromossomas com apenas 1 cromatídio. Cada cromossoma inicia a ascensão polar.

Telófase: O fuso acromático degenera. O invólucro nuclear volta a formar-se à volta da cromatina existente em cada polo, individualizando os núcleos. No final desta etapa, a célula apresenta 2 núcleos idênticos entre si e ao núcleo que os originou.

Crescimento, Regeneração e Diferenciação Celular

Os organismos multicelulares são formados por diferentes tipos de células, organizadas em tecidos, que formam órgãos e sistemas de órgãos.

Para que, a partir de uma célula inicial, se obtenha a variedade de células nos organismos multicelulares, é necessário um processo de diferenciação.

Tipos de Células

Células totipotentes: Células com potencial para originar todas as outras células.

Células especializadas: Células diferenciadas com função específica.

Células indiferenciadas: Células não especializadas.

Por que ocorre a diferenciação?

No DNA da célula, alguns genes são ativados e outros bloqueados, dependendo da função que a célula irá executar.

Diferenciação Celular e Cancro

Células cancerosas: A perda de mecanismos de regeneração celular resulta da alteração da expressão de genes. O aumento da proliferação celular ou a diminuição da apoptose (morte celular programada) levam a que as células se tornem virtualmente imortais. A divisão descontrolada leva à produção de tumores.

Tumores malignos: Podem espalhar-se pelo organismo, invadindo outros tecidos e formando metástases.

Metástase: Formação de tumores em novos locais por migração de células cancerosas.

A migração das células depende do rompimento das ligações entre as células e a matriz extracelular, mediada por proteínas membranares (caderinas e integrinas). A alteração de genes codificantes destas proteínas leva à alteração da adesão celular.

Desenvolvimento do Cancro (Neoplasia)

Proliferação não controlada → Perda de diferenciação (displasia) → Cancro in situ (localizado não invasivo) → Cancro invasivo.

Reprodução Assexuada

Reprodução de novos indivíduos sem fecundação. Os seres resultantes são geneticamente idênticos ao progenitor (clones). Não contribui para a variabilidade genética. A mitose é o mecanismo celular que permite a reprodução assexuada.

Tipos de Reprodução Assexuada

1. Bipartição ou cissiparidade: Uma célula divide-se em duas (ex: bactérias).
2. Divisão múltipla: O núcleo da célula-mãe divide-se em vários núcleos (ex: plasmódios).
3. Fragmentação: Vários indivíduos a partir da regeneração de fragmentos (ex: algas, planárias).
4. Gemulação: Formação de um gomo que se separa e origina um novo indivíduo (ex: hidra).
5. Partenogénese: Desenvolvimento de um indivíduo a partir de um oócito não fecundado (ex: abelhas).
6. Esporulação: Formação de esporos que originam novos seres vivos.

Multiplicação Vegetativa

Exclusiva das plantas, devido à existência de meristemas.

Multiplicação Vegetativa Natural

• Folhas: Pequenas plântulas nas folhas (ex: Kalanchoe).
• Estolhos: Caules prostrados com plântulas na extremidade (ex: morangueiro).
• Rizomas: Caules subterrâneos (ex: lírio).
• Tubérculos: Caules subterrâneos volumosos (ex: batata).
• Bolbos: Caules subterrâneos com gomos (ex: tulipa).

Multiplicação Vegetativa Artificial

• Estacaria: Introdução de fragmentos da planta no solo (ex: videira).
• Mergulhia: Dobrar um ramo da planta até enterrá-lo no solo.
• Alporquia: Envolver um ramo com terra para promover o aparecimento de raízes.
• Enxertia: Junção de partes de plantas diferentes.

Vantagens e Desvantagens da Reprodução Assexuada

Vantagens: Permite selecionar espécies com características desejadas e reproduzi-las rapidamente.

Desvantagens: Diminuição da variabilidade genética; baixa resistência às alterações ambientais.

Reprodução Sexuada

Dependente da fecundação (união de gâmetas). Características genéticas distintas dos progenitores (variabilidade). Aumenta a probabilidade de sobrevivência da espécie.

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As células somáticas apresentam 46 cromossomas, metade de origem paterna e metade de origem materna. São 23 pares de cromossomas homólogos.

Células diploides (2n): Núcleos com pares de cromossomas homólogos.

Células haploides (n): Possuem apenas um cromossoma de cada par homólogo.

As células diploides dão origem aos gâmetas (n). O gâmeta da mãe (n) junta-se ao gâmeta do pai (n) e forma-se uma célula diploide (2n), o ovo ou zigoto.

Meiose

Processo que permite a redução cromossómica (de 2n para n).

Fecundação: Fusão (cariogamia) de dois gâmetas, resultando no ovo ou zigoto.

A meiose envolve duas divisões sucessivas: divisão I (redução do número de cromossomas) e divisão II (semelhante à mitose).

Etapas da Meiose

Interfase: Fase que antecede a meiose, com replicação do DNA e duplicação dos centrossomas.

Cariogamia: Fusão dos núcleos dos gâmetas, resultando no ovo ou zigoto.

Divisão Reducional: Na divisão I da meiose, um núcleo diploide origina dois núcleos haploides.

Divisão Equacional: Na divisão II, ocorre a separação de cromatídios, obtendo-se quatro núcleos haploides.

Cromossomas Homólogos: Emparelham num processo denominado sinapse.

Pontos de Quiasmas: Ocorrem sobrecruzamentos entre os cromatídios dos bivalentes.

Crossing-Over: Troca de informação genética entre cromatídios de cromossomas homólogos.

Gónada: Órgãos onde se produzem as células sexuais.

Fases da Meiose I

Prófase I: Cromossomas encurtam e engrossam, ocorre o emparelhamento de cromossomas homólogos (sinapses), formação de pontos de quiasma e crossing-over. O nucléolo e o invólucro nuclear dissolvem-se.

Metáfase I: Pares de cromossomas ligam-se ao fuso acromático e dispõem-se no plano equatorial.

Anáfase I: Separação dos cromossomas homólogos e ascensão polar.

Telófase I: Cromossomas descondensam-se, desaparece o fuso acromático e reconstitui-se a membrana nuclear.

Fases da Meiose II

Prófase II: Cromossomas condensam-se e o fuso acromático forma-se.

Metáfase II: Cromossomas dispõem-se na placa equatorial.

Anáfase II: Divisão do centrômero e ascensão polar dos cromatídios.

Telófase II: Cromossomas atingem os polos, desespiralizam-se e formam-se 4 núcleos haploides.

Ciclos de Vida

Ciclo de Vida Haplonte

Meiose pós-zigótica. Os gâmetas são produzidos por mitose. A única célula diploide é o zigoto. Indivíduo adulto com células haploides. Ocorre em fungos e algas.

Ciclo de Vida Diplonte

Meiose pré-gamética. Os gâmetas são as únicas células haploides. Indivíduo adulto com células diploides. Ocorre na maioria dos animais.

Ciclo de Vida Haplodiplonte

Meiose pré-espórica. Alternância de gerações (esporófita e gametófita). Ocorre na maioria das plantas e algas.

Células Estaminais

Células capazes de se auto-renovarem e de se transformarem em diferentes tipos de células e tecidos.

• Totipotentes: Capazes de se diferenciar em todos os tecidos (até 16-32 células).
• Pluripotentes: Capazes de se diferenciar em quase todos os tecidos (a partir de 32-64 células).
• Multipotentes: Capazes de se diferenciar em diferentes tipos de células de tecidos semelhantes.

Mitose

Meiose

Ocorre em células somáticas.

Ocorre para a produção de gâmetas ou esporos.

Origina duas células-filhas, cujo número de cromossomas é igual ao da célula-mãe.

Origina quatro células-filhas cujo número de cromossomas é metade do da célula-mãe.

A quantidade de DNA das células-filhas é igual à da célula-mãe.

A quantidade de DNA das células-filhas é metade da da célula-mãe.

Não há emparelhamento de cromossomas homólogos nem fenómenos de Crossing-Over.

Há emparelhamento de cromossomas homólogos com possibilidade de  Crossing-Over.

A informação genética das células-filhas é idêntica à da célula-mãe.

A informação genética das células-filhas é diferente entre si e da célula-mãe, devido à separação aleatória dos homólogos e à ocorrência de Crossing-Over.

O centrômero divide-se na anafase.

O centrômero só se divide na anafase II.

Só ocorre uma divisão.

Ocorrem duas divisões sucessivas, sendo a divisão II semelhante à mitose.

Ciclos de Vida

Sequência de acontecimentos na vida de um ser vivo, desde a sua formação até à produção de descendência. Apresenta meiose e fecundação. Difere de acordo com o momento da meiose.

Fases do Ciclo de Vida

Alternância de fases nucleares: fase haploide (n) e fase diploide (2n).

• Fase haploide (haplofase): Entre a meiose e a fecundação.
• Fase diploide (diplofase): Entre a fecundação e a meiose.

Os ciclos de vida distinguem-se pelo momento em que ocorre a meiose:

• Meiose pós-zigótica: Após a formação do zigoto (organismo haplonte).
• Meiose pré-espórica: Na formação dos esporos (organismo haplodiplonte).
• Meiose pré-gamética: Na formação dos gâmetas (organismo diplonte).

Ciclo de Vida do Homem

Gâmetas diferenciados produzidos em ovários e testículos. Meiose pré-gamética. Organismo diplonte.

Ciclo de Vida da Espirogira

Alga verde. Reprodução assexuada por fragmentação e sexuada por conjugação. Meiose pós-zigótica. Organismo haplonte.

Ciclo de Vida do Polipódio

Feto vulgar. Reprodução assexuada por fragmentação do rizoma. Meiose pré-espórica. Alternância de gerações. Organismo haplodiplonte.