Mitose e Meiose

As células dos seres vivos podem originar células-filhas. Isso acontece por meio de dois tipos de divisões celulares: mitose e meiose. Vamos chamar de célula-mãe aquela que sofrerá divisão, isto é, a célula original, e de células-filhas as resultantes do processo.

Ao sofrer mitose, uma célula-mãe origina duas células-filhas, geralmente idênticas a ela e com a mesma quantidade de cromossomos, isto é, com a mesma ploidia. Como veremos mais adiante, na meiose, são quatro as células-filhas geradas, que contêm metade da quantidade de cromossomos da célula-mãe. A meiose é um processo especialmente importante na geração de gametas e esporos.

Função da mitose e meiose

Mitose e meiose fazem parte dos processos de reprodução celular que ocorrem nos seres vivos. Elas criam células que servirão para os mais diferentes objetivos biológicos. Na mitose, as células são idênticas a sua célula mãe. Já na mitose, quatro células-filhas são criadas com metade do material genético vindo da célula-mãe.

Interfase: meiose e mitose

A interfase é o momento entre duas divisões celulares seguidas. Nesse momento, os filamentos cromossômicos continuam descondensados dentro do núcleo, o que constitui a cromatina — que é um complexo de DNA e proteínas, localizado dentro do núcleo da célula.

Acontece também nessa fase o crescimento celular e a duplicação dos cromossomos. Assim, a célula se prepara para a próxima divisão. A interfase é relativamente longa. Alguns mamíferos, por exemplo, têm um ciclo celular com 36 horas de duração. Nesse período, 35 horas são de interfase e apenas 1 hora para a mitose.

Por outro lado, em um ciclo de 24 horas, entre 9 a 11 horas serão para a fase G1, enquanto a fase S tem de 8 a 11 horas. Para terminar, a fase G2 tem de 4 a 5 horas. A mitose, entretanto, faz seu trabalho em um tempo curto, ocupando o tempo restante.

Entenda cada uma dessas fases a seguir:

Fases da interfase

A interfase, normalmente, tem 3 fases: G1, S e G2.

G1

Também chamada de Gap 1 (que significa intervalo 1), normalmente é a fase mais variável e longa do ciclo. Essa fase é anterior à duplicação do DNA. Há células que permanecem nesse estágio até a morte, não indo para o próximo estágio. Isso só acontece quando a célula não recebe os estímulos necessários para realizar a divisão.

Ou seja, cumpre apenas seu papel de participar do metabolismo (não duplica material e nem se divide). Nesse caso, pode-se dizer que a célula ficou no estado G prolongado ou G0.

Alguns exemplos são as células do sistema nervoso, que permanecem dessa forma para sempre e o fibroblasto — célula da pele que continua em G0 até receber um estímulo, que normalmente acontece com um ferimento.

S (Síntese)

Nesse momento, acontece a duplicação do material genético. Sendo assim, a célula realiza as funções metabólicas e, ao final, o DNA estará pronto para duplicação.

G2

Também chamado de Gap 2, é nessa fase em que há a produção das substâncias necessárias para a formação de células-filhas e organelas.

O que é meiose?

Chama-se de meiose o processo de divisão celular que acontece na formação dos gametas, o qual reduz o número de cromossomos. Dessa forma, uma célula-mãe diploide consegue originar 4 células-filhas haploides.

A meiose foi descoberta por Friedrich Weismann, que viveu entre 1834 e 1914, quando elaborou uma hipótese para explicar o motivo do número de cromossomos ser igual entre as gerações seguintes.

De forma acertada, definiu que na formação dos gametas acontecia um tipo de divisão celular. Ainda disse que o número de cromossomos nas células-filhas era reduzido pela metade.

O processo acontece a partir de duas etapas de divisões consecutivas, gerando quatro células:

• Meiose I: etapa de redução — o número de cromossomos diminui pela metade;
• Meiose II: etapa equacional — o número de cromossomos nas células que se dividem é mantido nas células formadas.

A meiose acontece quando as células entram em fase de reprodução, processo fundamental para que os gametas e esporos sejam formados e para a divisão do zigoto.

Fases da meiose I

 

Prófase I

A fase de prófase I é complexa e pode ser dividida em cinco fases seguidas.

• Leptóteno: Nesse caso, cada cromossomo é formado por duas cromátides. A presença de condensações pode ser observada, sendo chamada de cromômeros.
• Zigóteno: O emparelhamento dos cromossomos homólogos é iniciado, o que é chamado de sinapse.
• Paquíteno: Completa o processo iniciado no Zigóteno. Os pares de cromossomos têm quatro cromátides, sendo uma bivalente ou tétrade. As que se originam de um mesmo cromossomo são formadas por cromátides-irmãs. Por outro lado, as que são originadas de cromossomos homólogos são denominadas de cromátides homólogas. É possível que sofram uma ruptura e, caso os pedaços troquem de lugar, acontecerá uma permutação (também chamada de crossing over). Como os cromossomos portam genes, acontece uma recombinação gênica.
• Diplóteno: São cromossomos homólogos que se afastam, mas continuam ligados pelas áreas em que ocorreu a permutação, constituindo os quiasmas.
• Diacinese: A condensação continua e os cromossomos homólogos são separados. Dessa forma, os quiasmas escorregam para as pontas (esse processo é chamado de terminação dos quiasmas). Enquanto as fases vão evoluindo, a carioteca e o nucléolo desaparecem.
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Metáfase I

Nessa fase, a membrana celular desaparece, assim, os pares de cromossomos homólogos passam a ter uma organização no plano equatorial da célula. Os centrômeros homólogos se ligam em fibras que vêm de centríolos opostos. Dessa forma, o componente de cada par será puxado em direções diferentes.

Anáfase I

Aqui, não acontece a divisão dos centrômeros. Os componentes do par migram em direção a um dos polos celulares.

Telófase I

É a última fase da primeira divisão da meiose. Nesse momento, os conjuntos haploides são agrupados em polos opostos. Isso torna-os mais finos e longos. O fuso acromático é desagregado e desaparece, formando-se uma membrana nuclear em volta dos conjuntos.

É possível que aconteça uma divisão celular em duas (chamada de citocinese) ou ir imediatamente para a segunda divisão.

Fases da meiose II

No segundo ciclo, acontece a separação das cromátides-irmãs dos cromossomos. Veja, agora, cada fase!

Prófase II

Se comparada com a prófase I, é mais rápida. Algumas vezes ela pode nem acontecer. Nesse caso, as células vão direto para a Metáfase II. Aqui:

• os cromossomos são condensados;
• os nucléolos desaparecem;
• os centríolos que foram duplicados ocupam os polos opostos;
• aparece o fuso acromático;
• a carioteca é desorganizada e os cromossomos são espalhados pelo citoplasma, dessa forma, as fibras são perdidas.
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Metáfase II

Como também acontece na mitose, os cromossomos ficam presos às fibras do fuso pelo centrômero. Ambos polos são partidos.

Anáfase II

Nesse momento, acontece a duplicação dos centrômeros. As cromátides-irmãs também são separadas, o que ocorre de forma parecida com a mitose.

Telófase II

Nessa fase, os núcleos são reorganizados. Com a citocinese, as quatro células-filhas são separadas. Ou seja, não há mais cromossomos homólogos e elas têm metade do número de cromossomos, se comparadas à célula que deu início à meiose.

O que é mitose?

Mitose é um processo em que as células eucarióticas têm seus cromossomos divididos entre duas células menores. O processo dura, geralmente, entre 52 e 80 minutos.

O entendimento da mitose foi proposto por Walther Flemming que, estudando a células epidérmicas de uma salamandra, verificou algumas alterações no núcleo das células que passam por divisão.

Viu que os cromossomos eram visíveis e pareciam com fios longos e finos dentro do núcleo (nessa fase, é impossível ver um único filamento, que é chamado de cromatina). Durante esse tempo, ficam mais grossos e curtos, o que se chama de condensação.

Fases da mitose

Prófase

 

Quando a mitose começa em uma célula diploide, os cromossomos e o centrossomo estão duplicados. Na prófase, o condensamento dos cromossomos começa, sendo visíveis até em um microscópio óptico. Os cromossomos são constituídos por dois cromatídios, que são unidos pelo centrômero. Eles são chamados de cromossomos dicromatídeos.

Logo depois, os centríolos são deslocados para os polos opostos. Nesse momento, a formação do fuso acromático (também chamado de fuso mitótico) é iniciada. Ainda assim, o invólucro nuclear é desorganizado e os nucléolos desaparecem. Essa fase é fundamental para que a divisão dos cromossomos aconteça.

Prometáfase

O envelope nuclear é dissolvido em vários fragmentos. O desaparecimento dele inaugura o início da segunda fase, chamada de prometáfase. Os microtúbulos que vêm dos centrossomos atingem os cromossomos, que nesse momento estão condensados.

Na região do centrômero, a cromátide-irmã tem uma estrutura de proteína chamada cinetócoro. Há microtúbulos que são ligados ao cinetócoro e arrastam os cromossomos. Outros fazem contato com os microtúbulos que vieram do polo oposto.

As forças que são exercidas pelos motores proteicos são associadas aos microtúbulos e movem o cromossomo ao centro da célula. Isso é visível a partir de um microscópio óptico.

Metáfase

 

A metáfase é a fase em que os centrômeros dos cromossomos ligam-se às fibras cinetocóricas (vindas dos centríolos). É considerada como uma das fases mais estáveis da mitose. Os cromatídios são mais visíveis e já vão rumo à próxima fase: a anáfase.

Nesse momento da mitose, os cromossomos condensados estão alinhados no centro da célula e formam a placa metafásica (também chamada de placa equatorial). Isso acontece antes que os centrômeros sejam duplicados e que as fibras cinetocóricas sejam encurtadas, o que permite que as cromátides-irmãs caminhem para o polo das células que estão em formação.

Nessa etapa é que acontecem os estudos de cariótipo, uma vez que os cromossomos estão completamente condensados e se tornam visíveis. Também nessa fase ocorre a duplicação dos centrômeros.

Anáfase

 

Durante essa fase, o centrômero é duplicado. Dois cromatoplastídeos são separados e passam a formar dois cromossomos independentes.

As fibrilas que estão ligadas aos dois cromossomos são encolhidas, então, esses cromossomos se afastam e vão para os polos opostos da célula. Dessa forma, no final, haverá o mesmo número de cromossomos em ambos os polos. Eles terão o mesmo conteúdo genético, que também é idêntico ao da célula-mãe.

Telófase

 

É na Telófase que os cromossomos se descondensam. Os cromossomos-filhos ficam presentes nos dois polos celulares e uma nova membrana nuclear é organizada em volta do conjunto de cromossomos. Quando acontece a descondensação, os cromossomos voltam ao trabalho, produzindo RNA. Os nucléolos aparecem novamente.

É também nessa fase que os cromossomos ficam menos visíveis. O invólucro nuclear é reorganizado em torno do conjunto de cromossomos, assim, os nucléolos reaparecem. Quando o fuso acromático desaparece, entende-se que a cariocinese está concluída. No final dessa fase, o processo de Citocinese é iniciado.

Citocinese

Para terminar, a Citocinese é a divisão do citoplasma que permite que as células-filhas sejam individualizadas. Nas células animais (são aquelas que não têm parede celular) se formam na zona equatorial um anel com filamentos de proteínas. Eles se contraem e puxam a membrana.

Assim, aparece um sulco que estrangula o citoplasma até que as células-filhas são separadas. Como a separação é realizada a partir do estrangulamento, ele é chamado de citocinese centrípeta.

Já nas células vegetais (são as que têm parede celular), a parede não permite que a divisão aconteça por estrangulamento. Então, um conjunto de vesículas vindas do complexo de Golgi aparecem na região equatorial e formam uma membrana plasmática, formando uma lamela entre as células-filhas.

Depois, acontece a formação das paredes celulares nas novas células. Como essa citocinese acontece de dentro para fora, é comum ser chamada de citocinese centrífuga.

Mitose e meiose: resumo

A mitose e a meiose são dois tipos diferentes de divisão celular. No primeiro caso, o processo gera duas células-filhas idênticas geneticamente. Elas se desenvolvem a partir de uma célula-mãe. Na meiose, a divisão celular envolve fissão do núcleo, o que gera quatro células. Elas têm metade do número de cromossomos da célula original.

Veja, agora, mais diferenças entre esses dois tipos de divisão celular.

Quantidade de divisões

• Mitose — a célula é somática é só se divide uma vez;
• Meiose — a célula é reprodutiva e se divide duas vezes.
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Tipo de reprodução

• Mitose — reprodução assexuada;
• Meiose — reprodução sexuada.
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Quantidade de célula-filhas

• Mitose — são produzidas duas células-filhas; As células são diploides (2n) e contêm o mesmo número de cromossomos da célula-mãe;
• Meiose — são geradas quatro células-filhas; as células são haploides (n) e têm a metade da quantidade de cromossomos da célula original.
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Composição Genética

• Mitose — nesse caso, as células-filhas são idênticas geneticamente;
• Meiose — na meiose, as células resultantes têm diferentes combinações genéticas.
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Fases da divisão

Mitose

Na mitose são 4 fases:

• Prófase;
• Metáfase;
• Anáfase;
• Telófase.
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Meiose

A meiose conta com 8 fases:

• Prófase I;
• Metáfase I;
• Anáfase I;
• Telófase I;
• Prófase II;
• Metáfase II;
• Anáfase II;
• Telófase II.

 

Ocorrência

• Mitose — acontece em todos os organismos;
• Meiose — ocorre nos seres humanos, animais, plantas e fungos.

 

Cruzamento genético

• Mitose — não há recombinação ou cruzamento;
• Meiose — acontece recombinação genética a partir do cruzamento.

 

Emparelhamento de homólogos

• Mitose — na mitose não há emparelhamento de homólogos;
• Meiose — na meiose há emparelhamento de homólogos.

 

Principais funções

• Mitose — regeneração e crescimento dos tecidos, formação de gametas nos vegetais, cicatrização e divisões do zigoto no desenvolvimento do embrião;
• Meiose — na meiose, há a garantia de diversidade genética a partir da reprodução sexual; nos animais, formam-se os gametas; nos vegetais, a formação de esporos.

 

Número de divisões

• Mitose — 1;
• Meiose — 2.

 

Quantidade de cromossomos

• Mitose — a quantidade continua a mesma;
• Meiose — os cromossomos são reduzidos pela metade.

 

Fase da divisão dos centríolos

• Mitose — os centríolos são divididos durante a anáfase;
• Meiose — acontece a divisão durante a anáfase II.

 

Geração de células

• Mitose — a mitose é capaz de gerar todos os tipos de células, menos as sexuais;
• Meiose — gera apenas células sexuais, como óvulos e espermatozoides.

 

Citocinese

• Mitose — acontece na telófase;
• Meiose — acontece durante a telófase I e na telófase II.

 

Descoberta

• Mitose — descoberta por Walther Flemming;
• Meiose — descoberta por Oscar Hertwig.

Fonte: stoodi.com.br

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Celulas e Organelas

Os seres vivos diferem da matéria bruta porque são constituídos de células. Os vírus são seres que não possuem células, mas são capazes de se reproduzir e sofrer alterações no seu material genético. Esse é um dos motivos pelos quais ainda se discute se eles são ou não seres vivos.

A célula é a menor parte dos seres vivos com forma e função definidas. Por essa razão, afirmamos que a célula é a unidade estrutural dos seres vivos. A célula - isolada ou junto com outras células - forma todo o ser vivo ou parte dele. Além disso, ela tem todo o "material" necessário para realizar as funções de um ser vivo, como nutrição, produção de energia e reprodução.

Cada célula do nosso corpo tem uma função específica. Mas todas desempenham uma atividade "comunitária", trabalhando de maneira integrada com as demais células do corpo. É como se o nosso organismo fosse uma imensa sociedade de células, que cooperam umas com as outras, dividindo o trabalho entre si. Juntas, elas garantem a execução das inúmeras tarefas responsáveis pela manutenção da vida. 

As células que formam o organismo da maioria dos seres vivos apresentam uma membrana envolvendo o seu núcleo, por isso, são chamadas de células eucariotas. A célula eucariota é constituída de membrana celular, citoplasma e núcleo. 

 

Nestas figuras você pode comparar uma célula humana (animal) com uma célula vegetal. A célula vegetal possui parede celular e pode conter cloroplastos, duas estruturas que a célula animal não tem. Por outro lado, a célula vegetal não possui centríolos e geralmente não possui lisossomos, duas estruturas existentes em uma célula animal.

A membrana plasmática

A membrana plasmática é uma película muito fina, delicada e elástica, que envolve o conteúdo da célula. Mais do que um simples envoltório, essa membrana tem participação marcante na vida celular, regulando a passagem e a troca de substancias entre a célula e o meio em que ela se encontra.

Muitas substâncias entram e saem das células de forma passiva. Isso significa que tais substâncias se deslocam livremente, sem que a célula precise gastar energia. É o caso do gás oxigênio e do gás carbônico, por exemplo.

Outras substâncias entram e saem das células de forma ativa. Nesse caso, a célula gasta energia para promover o transporte delas através da membrana plasmática. Nesse transporte há participação de substâncias especiais, chamadas enzimas transportadoras. Nossas células nervosas, por exemplo, absorvem íons de potássio e eliminam íons de sódio por transporte ativo.

Observe a membrana plasmática. Ela é formada por duas camadas de lipídios e por proteínas de formas diferentes entre as duas camadas de lipídios. 

Dizemos, assim, que a membrana plasmática tem permeabilidade seletiva, isto é, capacidade de selecionar as substâncias que entram ou saem de acordo com as necessidades da célula.

O citoplasma

O citoplasma é, geralmente, a maior opção da célula. Compreende o material presente na região entre a membrana plasmática e o núcleo. 

Ele é constituído por um material semifluido, gelatinoso chamado hialoplasma. No hialoplasma ficam imersas as organelas celulares, estruturas que desempenham funções vitais diversas, como digestão, respiração, excreção e circulação. A substância mais abundante no hialoplasma é a água.

Vamos, então, estudar algumas das mais importantes organelas encontradas em nossas células: mitocôndrias, ribossomos, retículo endoplasmático, complexo de Golgi, lisossomos e centríolos.

Mitocôndrias: 

 

São organelas de formato esférico ou alongado que se destacam por sua capacidade de produzir energia para a célula na forma de ATP. Essas estruturas possuem cerca de 0,5 µm de largura, aproximadamente 10 µm de comprimento e dupla membrana característica, o que possibilita a diferenciação de seu interior em dois compartimentos distintos.

Entre uma membrana e outra da mitocôndria, é possível identificar o espaço intermembranoso. Já o compartimento delimitado pela membrana interna é chamado de matriz mitocondrial. Essa membrana interna também se destaca por formar a chamada crista mitocondrial, que aumenta a superfície de contato da organela.

Ribossomos:

Os ribossomos são organelas formadas por duas subunidades, uma maior e uma menor, compostas por RNA ribossomal e proteínas. A função dessa organela celular é ligar aminoácidos para a síntese das proteínas necessárias para determinado organismo.

Retículo Endoplasmático:

O retículo endoplasmático é uma organela membranosa que forma uma espécie de rede complexa.

 Em algumas porções dessa estrutura, é possível observar a presença de ribossomos aderidos, sendo essa região denominada de retículo endoplasmático granular ou rugoso. Nas porções em que não há ribossomos na membrana, a denominação correta é retículo endoplasmático agranular ou liso.

Várias funções podem ser atribuídas ao retículo endoplasmático. O granular é mais associado com a produção de proteínas, e o agranular relaciona-se com a produção de esteroides e de fosfolipídios e com a neutralização de substâncias nocivas. Nas células musculares, onde recebe o nome de retículo sarcoplasmático, essa organela relaciona-se com a contração muscular.

Complexo de Golgi:

O complexo golgiense é uma organela formada por várias vesículas achatadas e distribuídas uma sobre as outras (empilhadas). Como função dessa organela, podemos citar modificações pós-tradução e empacotamento e endereçamento de moléculas.

Lisossomos:

Trata-se de uma estrutura envolta por membrana que contém em seu interior mais de 40 enzimas relacionadas com a digestão intracelular. Apesar de estarem presentes em todos os tipos celulares, são encontrados em maior quantidade naqueles que realizam fagocitose, como algumas células de defesa do organismo.

 

Peroxissomos:

O peroxissomo, organela esférica delimitada por membrana, é responsável por oxidar substratos orgânicos. Nessa reação, o peroxissomo produz peróxido de hidrogênio, que é quebrado no interior dessa organela pela catalase.

Plastídios:

Os plastídios são organelas típicas das células vegetais. O plastídio mais conhecido é o cloroplasto, organela responsável pelo processo de fotossíntese e rica em clorofila, um pigmento que dá cor verde às plantas. Além dos cloroplastos, são exemplos de plastídios o cromoplasto e o leucoplasto.

Vacúolos de sulco celular:

Os vacúolos de suco celular, assim como os plastídios, são estruturas exclusivas das células vegetais. Eles são envoltos por membrana e possuem em seu interior um líquido denominado de suco celular. Os vacúolos realizam diversas funções, como a estocagem de produtos do metabolismo, a degradação de macromoléculas e a manutenção da rigidez dos tecidos vegetais.

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