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Capítulo 1

FINAL DE CITOLOGIA

No volume anterior fizemos uma apresentação dos diferentes componentes de uma célula EUCA-RIOTA, testando a função desempenhada por cada um deles. Vejamos agora como aparecem esses componentes em uma célula observada à microscopia eletrônica, que é uma forma de microscopia bem mais sofisticada do que a microscopia óptica, permitindo uma observação muito mais deta-lhada dos componentes celulares:

Célula Animal

mv – microvilosidadesci – cíliovs – vesícula de secreçãoc – centríolop – poromp – membrana plasmática

Célula Vegetal

2 3

A IMPORTÂNCIA DO NÚCLEO CELULAR

Quando fracionamos uma célula em duas porções, uma contendo apenas o citoplasma e a outra contendo o citoplasma e o núcleo, observamos que a fração nucleada possui a capacidade de regenerar a fração perdida, desenvolver a sua atividade metabólica normal, e estabelecer outro processo de divisão, produzindo duas células filhas absolutamente normais. Experiências como essa, realizadas na segunda metade do século XIX, nos reve-laram que o núcleo de uma célula desempenha um papel fundamental no controle do metabolismo celular.

A partir da contratação de que o núcleo de uma célula exerce o total sobre o seu metabolismo, chegou-se ao conhecimento químico das substâncias nucleares que exercem esse controle. Como designação geral, fazemos referência às várias substâncias presentes no núcleo das células com o rótulo de MATERIAL GENÉTICO.

Plano de corte realizado

FraçãoAnucleada

FraçãoNucleada

DegeneraçãoRegeneração

da Fração Perdida

Capacidade de

Multiplicação e

2 3

O MATERIAL GENÉTICO DAS CÉLULAS

O que convencionamos chamar de MATERIAL GENÉTICO é, acima de tudo, um conjunto de substâncias de propriedades, ácidas, que por motivos históricos passaram a ser denominados de ÁCIDOS NUCLEICOS. Além de ácidos, são substâncias que formam moléculas extremamente longas, pois são formadas pela associação de quatro diferentes unidades que se repetem inúmeras vezes, produzindo combinações que se mostram infi-nitamente variáveis.

Os ácidos nucléicos, nas células mais evoluídas e mais comuns em nosso planeta (as células EUCARIOTAS), ocorrem sempre associados a dois diferentes tipo de PROTEÍNAS, gerando um complexo estrutural que tem uma capacidade por demais interessante: CONDENSAR-SE e ESPIRALIZAR-SE quando uma célula inicia o seu processo de divisão, e DESCONDENSAR-SE e DESESPIRALIZAR-SE, quando uma célula completa o seu processo de divisão e reassume a sua estrutura normal.

Quando a célula está desenvolvendo sua atividade normal, e sua estrutura interna estabelecida, a membrana nuclear presente limita o material genético que tem a sua maior parte descondensada e desespiralizada: a esse estado físico denominamos de REDE DE CROMATINA. Ao iniciar o seu processo de divisão, uma célula é levada a desfazer a sua estrutura, inclusive a membrana nuclear; o material genético então sofre uma intensa condensação e espiralização, passando a ser evidenciado como corpos individuais, aos quais denominamos de CROMOSSOMAS.

Material Genético

Núcleo Celular

Ácidos

NucleicosProteínas

Condensado (espiraliza-

do)

Descondensado(desespiralizado)

+

Repetição de unidades

De doisTipos

OCORRÊNCIA

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A forma como esses diferentes estados aparecem, quando observamos células com técnicas de microscopia, está representada no esquema abaixo

Material Genético

Descondensado(desespiralizado)

Condensado(espiralizado)

Fora da Divisão(atividade normal)

Durante a Divisão Celular

Rede deCromatina Cromossomas

MaterialGenético

Fora da Divisão

Célula em sua atividade normal - Material Genético ativo - Estado descondensado e desespiralizado

Durante a Divisão

Célula com sua atividade normal temporária mente interrompida -

Material Genético inativo - Estado Condensado e Espiralizado

4 5

Pelo fato dos cromossomos representarem as “embala-gens” das moléculas que compõem o Material Genético das células (as moléculas de ÁCIDOS NUCLÉICOS), o seu estudo foi muito importante para a nossa compre-ensão da diversidade genética dos seres vivos.Assim, deve-se destacar que:

1. Em uma célula, os vários cromossomas distinguem-se uns dos outros por dois aspectos: a FORMA e o TAMANHO;

2. Nas células de organismos que resultam de pro-cessos SEXUADOS de reprodução (especialmente a FECUNDAÇÃO), os cromossomas ocorrem aos PARES, sob formas EQÜVALENTES, apesar dos membros de cada par diferirem pela FORMA e pelo TAMANHO dos membros dos outros pares;

3. Em todos os INDIVÍDUOS NORMAIS DE CADA ES-PÉCIE BIOLÓGICA as células apresentam um número PARTICULAR e CONSTANTE de cromossomos, razão pela qual essa é uma das principais informações uti-lizadas para a caracterização de uma ESPÉCIE BIO-LÓGICA. Observem alguns exemplos:

ANIMAIS

ESPÉCIE HUMANA 46 23 PARES

GORILA/CHIPAMZÉ 48 24 PARES

BOI 60 30 PARES

CAVALO 64 32 PARES

CACHORRO 78 39 PARES

JIBÓIA 36 18 PARES

SAPO 20 10 PARES

MOSCA-DA-FRUTA 8 4 PARES

PLANTAS

FEIJÃO 22 11 PARES

ARROZ 12 6 PARES

MILHO 20 10 PARES

TOMATE/TABACO 24 12 PARES

CEBOLA 16 8 PARES

O ÁCIDO NUCLEICO DE CADA CROMOSSOMA CONTÉM UM CONJUNTO

DE INFORMAÇÕES GENÉTICAS

Agora vamos entender a razão pela qual a “embalagem” chamada CROMOSSOMA é tão importante para uma célula em particular, ou para o conjunto de células que formam organismos multicelulares.

Os Ácidos Nucléicos são substâncias que se apresen-tam sob duas formas, apesar de ambas possuírem como característica básica o fato de serem constituídas pela repetição, em grande número, de unidades, como se fossem grandes “trens moleculares”, formados por

centenas, milhares ou milhões de vagões. Por motivos que não devem ser discutidos agora, os dois tipos de ácidos nucleicos foram denominados em função do AÇÚCAR que compõe as suas unidades constituintes: a RIBOSE ou a DESOXIRRIBOSE.

• ÁCIDO RIBONUCLEICO – conhecido pela sigla ARN (= RNA, sigla inglesa)

• ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO – conhecido pela sigla ADN (= DNA, sigla inglesa)

Dos dois, o mais importante para os seres vivos é o ADN. São as moléculas de ADN que se encontram as-sociadas a dois tipos de proteínas, formando a “emba-lagem” que chamamos de CROMOSSOMA.

ATENÇÃO: Foi exatamente a proposta de seqüênciar as unidades constituintes das moléculas de ADN de todos os cromossomas das células humanas que denomina-mos de PROJETO GENOMA HUMANO (PGH).

A grande razão pela qual a molécula de ADN se apre-senta como a “rainha” da vida em nosso planeta é o fato dela se comportar como uma molécula INFORMA-CIONAL, ou seja, conter as informações químicas que permite às células, ou aos organismos, expressarem suas propriedades vitais.

A maneira como essas INFORMAÇÕES QUÍMICAS con-tidas nas moléculas de ADN exercem o controle sobre os processos vitais de uma célula ou de um organismo só poderá ser discutida, em pormenores, durante o ENSINO MÉDIO. Entretanto, uma versão simplificada desse mecanismo de controle de ser discutida, acima de tudo para que a noção de UNIDADES DE HERAN-ÇA (chamadas de GENES) possa ser estabelecida o que será decisivo no estudo dos princípios básicos da GENÉTICA.

Em primeiro lugar, deve ficar bem claro que toda e qualquer manifestaÇão vital possui uma base quími-ca, pois é o resultado da interação de diferentes tipos moleculares. Fenômenos biológicos cotidianos, como à RESPIRAÇÃO, a NUTRIÇÃO, a MOVIMENTAÇÃO (deslocamento), a REPRODUÇÃO e até mesmo o PEN-SAMENTO, ocorrem em conseqüência da interaÇão de diferentes tipos de moléculas. Ora como essas mo-

Cada Cromosoma é formado por uma única molécula de ADN. Como os Cromossomas possuem diferentes tamanhos, isto significa que seus ADNs possuem diferentes números de unidades repetidas. Considerando-se os 46 cromossomas existentes nas células humanas normais, o conjunto de moléculas de ADN que eles contêm são formadas pela repetição de cerca de 3 x 109 unidades!

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léculas de propriedades tão especiais não ocorrem ESPONTÂNEAMENTE na natureza, isto significa que cada organismo deve conter as informações necessárias à produção de todas as moléculas necessárias para as suas expressões vitais!Em segundo lugar, as diferentes moléculas que realizam o CONTRÔLE de processos vitais são sempre PRO-TEÍNAS, substâncias que também são formadas pelo encadeamento de unidades (chamadas AMINOÁCIDOS). Evidentemente, assim como no caso dos ácidos nucléicos, proteínas diferentes possuem diferentes QUANTIDA-DES e TIPOS de aminoácidos, o que significa que o número de diferentes proteínas que podem ser produzidas pelos seres vivos é infinito.Algumas proteínas agem sob formas SIMPLES, ou seja, apenas com seqüência de aminoácidos que as carac-teriza, enquanto que outras, as ditas COMPLEXAS, só agem quando suas cadeias de aminoácidos estão asso-ciadas a GLICÍDEOS (classe de substâncias orgânicas a que pertencem os açúcares), ou a LIPÍDEOS (classe de substâncias orgânicas a que pertencem as gorduras, óleos e ceras), ou a ÁCIDOS NUCLEICOS (como as que compõem as cromossomas, no núcleo, ou as que compõem as ribossomas no citoplasma). Mas são elas que controlam tudo o que está relacionado às chamadas expressões vitais.Em terceiro lugar, sempre que uma célula dá origem a outra, é transferida uma cópia de cada molécula de ADN, sob a forma de um “braço” cromossomial, de modo que a nova célula contenha todas as informaÇões necessárias à produção das inúmeras proteínas que irão controlar as suas funções vitais. Antes de entrar em divisão, a célula realiza a duplicação de todas as suas moléculas de ADN, o que equivale a dizer que ela duplica todos os seus cromossomas.

Vamos representar, sob a forma de um esquema as variaÇões de estado do MATERIAL GENÉTICO corres-pondente a um cromossoma durante o CICLO DE VIDA de uma célula, agorea considerando o mecanismo de duplicaçãodo ADN nele contido.

Daí é fácil concluir que, se durante o processo de divisão, cada cromossoma tiver os seus “braços” separados, uma célula produz outra com uma cópia de tdas as moléculas informacionais (sob a forma de cromossomas) que ela precisará para controlar os seus processos vitais. O esquema abaixo traduz uma visão simplificada do que acabamos de expor, considerando-se uma célula que possua seis cromossomas:

Essa é a razão pela qual, ao observarmos uma célula em divisão, cada cromossoma aparece com dois "braços". Deve-se entender que o "braço"de um cromossoma contém uma longa molécula de ADN que é uma cópia fiel da molécula de ADN que compõe o outro "braço".

Fora da Divisão Durante a Divisão

Notar que a composição química é sempre a mesma: Uma longa molécula de ADN associada a dosi diferentes tipos de proteínas. O que muda é o grau de condensação/espiralização.

6 7

Voltaremos a usar essas deduções mais adiante, no momento em que formos apresentar a noção de CICLO DE VIDA CELULAR e os mecanismos de DIVI-SÃO CELULAR. Agora é o momento de introduzirmos o conceito de UNIDADE DE HERANÇA, ou GENE, para que possamos entender a razão pela qual nós somos o que somos por causa dos cromossomas que herdamos de nossos pais (o que equivale a dizer por causa das moléculas de ADN que herdamos com os cromossomas de nossos pais).

AS UNIDADES DE HERANÇA OU GENES

Como dissemos anteriormente, a vida em nosso pla-neta baseia-se em dois diferentes tipos de moléculas: as INFORMACIONAIS, representadas pelos ÁCIDOS NUCLEICOS (especialmente as moléculas de ADN), e as CONTROLADORAS, representadas pelas PROTE-ÍNAS. Na medida em que os dois tipos de moléculas são formados pela repetição de unidades, os seres vivos utilizam um sistema de CODIFICAÇÃO que é absolutamente genial:

As moléculas de ADN são constituídas por dois filamen-tos de unidades repetidas, dispostos no espaço como uma escada em espiral. Seqüências de diferentes ex-tensões em sua estrutura representam as informaÇões, através de um sistema de códigos, para a produÇão de todos os diferentes tipos de proteínas que o ser vivo necessita para o seu desenvolvimento e manutenção. É claro que as proteínas que contenham maior número de aminoácidos são codificadas por segmentos mais extensos na molécula de ADN.

Cada proteína, uma vez produzida, será responsável direta ou indiretamente, pelo aparecimento de uma característica biológica da célula em particular, ou do organismo como um todo. Os principais tipos de prote-ínas produzidas nas células dos seres vivos, bem como suas formas de ação, aparecem no diagrama abaixo. Deve-se destacar apenas que uma proteína produzida em uma célula pode agir dentro da própria célula ou fora dela (no caso de organismos multicelulares), neste caso, uma das maneiras muito comuns de ação é o efeito estimulador sobre a atividade de outras células do próprio organismo.

ENZIMASEssas proteínas aceleram a velo-cidade de todas as reações quími-cas que caracterizam o fenômeno vida.

ESTRUTURAISEssas proteínas constituem todas as membranas da célula, bem como seu “esqueleto” interno, permitindo a existência dos TE-CIDOS, ÓRGÃOS e APARELHOS.

HORMÔNIOSEssas proteínas induzem a ativi-dade de diferentes tipos de células dos organismos multicelulares.

ANTICORPOSEssas proteínas realizam a defe-sa dos organismos multicelulares contra agentes invasores.

CONTRÁTEISEssas proteínas permitem todo e qualquer tipo de movimento em células isoladas ou nos animais.

Portanto, através dessas múltiplas formas de ação as proteínas determinam o aparecimento dos três tipos de características biológicas que ocorrem nos seres vivos.

As seqüências de unidades das moléculas de ADN codificam as seqüências de unidades das moléculas das proteínas que vão controlar todas as funções vitais de uma célula ou de um organismo.

Seqüência codificadora da PROTEÍNA X

Seqüência codificadora da PROTEÍNA Y

Seqüência codificadora da PROTEÍNA Z

DIFE

RE

NTE

S A

ÇÕ

ES

DA

S P

RO

TEÍN

AS

NA

S C

ÉLU

LA

S O

U N

OS

OR

GA

NIS

MO

S

Características Biológicas

Morfologia

Fisiologia

Etológicas

Relativas à forma do

organismo Relativas as funções do organismo

Relativas ao comporta-

mentodo

organismo

8 9

Agora estamos aptos a apresentar o conceito de GENE ou UNIDADE DE HERANÇA:

Essa é a razão pela qual nó somos o que somos por causa dos cromossomas que herdamos de nossos pais. Na medida em que cada cromossoma contém uma longa molécula de ADN, que por seu turno apresenta várias seqüências codificadas de proteínas, ou seja, vários GENES, isto significa que cada cromossama contém um conjunto linear de GENES. Os vários cro-mossamas que heradmos, portanto contém o conjunto de GENES que precisamos para construir e manter o mesmo organismo.

Ao realizarmos o estudo da GENÉTICA, campo da Biologia que estuda os princípios que determinam a herança das características biológicas, ou seja, dos ge-nes, usaremos sempre letras para simbolizar os genes nos cromossomas, assinalando cada gene como um ponto, de acordo com a representação abaixo:

A - Genes que determinam a produção de um certo tipo de cabe-lo, por exemplo.

B – Genes que determinam a produção de uma enzima digestiva por células das glândulas saliva-res, por exemplo.

O SEXO E A VARIAÇÃODO NÚMERO DE CROMOSSOMAS:

HAPLOIDIA E DIPLOIDIA

A maioria esmagadora dos organismos de nosso planeta tem sua origem a partir de processos SEXUADOS de reprodução, mas especificamen-te através do mecanismo de FECUNDAÇÃO. O sexo é um fenômeno biológico que envolve a participação de duas “casas”, a masculina e a feminina, que têm o mesmo nível de importância na formação do novo ser. O grande significado desse fato é percebermos que, apesar das con-tribuições materna e paterna não serem iguais, elas se mostram absolutamente EQUIVALENTES. Isso significa que...

Como isso pode acontecer? É simples. A evolução da vida produziu duas diferentes maneiras de uma célula se dividir: uma forma para as células que vão consti-tuir o corpo do organismo (células ditas SOMÁTICAS) e outra forma para as células que vão se envolver em um processo de fecundação (células ditas GERMINAIS), que dará origem a um novo ser.

Há dois motivos óbvios para que a evolução tenha produzido esses dois diferentes estilos de divisão:

1 – Todas as células do novo organismo que será for-mado deverão conter cópias de todos os genes contidos em todos os cromossomas (os de origem PATERNA e os de origem MATERNA).

2 – Ao produzir as células que vão originar o novo ser é preciso reduzir o número de cromossomas à metade, de modo que a célula GERMINAL contenha apenas um dos dois cromossomas de cada par.

Portanto:

Células Somáticas

Vão constituir o

corpo do organismo

Ao se dividirem mantêm

constante o número de

cromossomas

Células Germinais(Gametas)

Vão somar seus

conteúdos genéticos

para produzir um novo ser

Ao se dividi-rem reduzem o número de cromossomas

à metade

Em consequencias dessas variações do número de cro-mossomas nas células dos organismos multicelulares, fomos levados a criar os conceitos de DIPLOIDIA e HAPLOIDIA.

Um gene corresponde a uma següência específica na molécula de ADN, localizada em um ponto tam-bém específico de um cromossoma, que contém o código para a produção de uma proteína, responsável direta ou indiretamente pelo aparecimento de uma característica biológica.

A

B

Formas simbólicas de repre-sentação de genes localizados em pontos específi-cos de um cromosso-ma

A

B

... Em cada fecundação em uma espécie sexuaa, o espermatozóide (representante da "casa" masculina) contém um determinado número de cromossomas de diferentes formas que são equivalentes aos encontrados no óvulo (representante da "casa" feminina). Essa é a razão pela qual nas células dos organismos os cromossomas ocorrem sob a forma de pares equivalentes.

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CélulasDiplóides

(idéia de

duplicidade)

Células Somáticas

Contêm o número completo de cro-

mossomas típico da espécie, com os cro-mossomas ocorren-do sob a forma de

pares equivalentes.

Células Haploides

(idéia de unicidade)

Células Germinais

Contêm a metade do numero de cro-

mossomas típico da espécie, possuindo apenas um cromos-soma de cada par

cromossomial.

Na medida em que o número de cromossomas varia de espécie para espécie, utilizamos a letra “n” para simbolizar o valor HAPLOIDE de cromossomas de uma célula ou de uma espécie biológica.

O esquema abaixo representa o conjunto de informa-ções que discutimos acima:

Assim, como as espécies sexuadas têm o seu ciclo reprodutor baseado na variação de linhagens cElu-lares DIPLÓIDES (2n) e HAPLÓIDES (n), e o número de cromossomas varia entre as espécies, os símbolos (n) e (2n) cobrem todas essas variações de valores. Vejam:

- Espécie Humana: CÉLULAS DIPLÓIDES (2n): contém 46 cromossomas. CÉLULAS HAPLÓIDES (n):contém 23 crmossomas.

- Gorilas/Chimpanzés: CÉLULAS DIPLÓIDES (2N): contém 48 cromossomas. CÉLULAS HÁPLÓIDES (n): contém 24 cromossomas.

- Feijão: CÉLULAS DIPLÓIDES (2n): contem ... CÉLULAS HAPLÓIDES(n): contém...

- Arroz: CÉLULAS DIPLÓIDES (2N): contém... CÉLULAS DIPLÓIDES(n): contém...

A NOÇÃO DE CICLO DE VIDA CELULAR

Se nenhum agente externo provocar a sua morte, uma célula isolada possui a capacidade de se manter por um tempo indefinido alternando períodos de ativida-de normal com períodos de divisão, como ilustra o esquema abaixo:

Pois bem. O que convencionam chamar de CICLO DE VIDA CELULAR representa exatamente essa alternân-cia de períodos de ATIVIDADE NORMAL de uma célula os seus períodos de DIVISÃO. Como a alternância desses períodos é contínua em circunstâncias ambien-tais favoráveis, percebe-se que o período de atividade normal ocorre sempre entre duas fases de divisão, razão pela qual criamos o termo INTERFASE (ou seja, “entre fases”) para designa-lo.

Portanto o CICLO VITAL de toda célula envolve uma alternância entre o período de atividade normal (IN-TERFASE) e o período de DIVISÃO. Apenas para que se tenha um referencial, queremos ilustrar que células de mamíferos cultivadas em laboratório, portanto em condições “ideais”m expressam um CICLO VITAL (= tempo de geração) de 16 horas, das quais apenas 1 hora representa o tempo de divisão.

A duplicação de todas as moléculas de ADN de uma célula deve ocorrer, obviamente, antes que a divisão celeular se processe e enquanto o material está des-condensado e desespiralizado. Como a duplicação ocorre em um momento definido da INTERFASE, que é mais ou menos a sua fase intermediária, tivemos a necessidade de distinguir esses três condições de uma célula, em função da quantidade de moléculas de ADN que possui.Por influencia da língua inglesa, usamos as letras G (letra inicial de uma palavra inglesa que significa ES-PAÇO) e S (letra inicial de outra palavra inglesa, que significa SÍNTESE), usada em Biologia como sinônimo de PRODUÇÃO, uma referência à produção das “novas” moléculas de ADN.

CélulasDiplóides

2n

AlgumasCélulas

CélulasDiplóides

2n

AlgumasCélulasor

gani

smo

mas

culin

o

orga

nis

mo

fem

inin

o

Gametas(Haploides)

CélulasDiplóides

2n

FecundaçãoCélula-Ovoou Zigoto

Novo organismo, que pode ser masculino ou feminino

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Assim, a INTERFASE compreende:

- Fase G1 ou espaço um - a célula contém a quanti-dade de moléculas de ADN que herdou da célula que lhe deu origem.

- Fase S ou de produção – a célula produz uma cópia de cada uma das moléculas de ADN que contém.

- Fase G2 ou espaço dois – a célula passa a conter o dobro da quantidade de moléculas de ADN que herdou da célula que lhe deu origem, já que em breve entrará em divisão.

Nas tais células de mamíferos cultivados, de ciclo vital de 16 horas, as 15 horas de INTERFASE distribuem-se da seguinte maneira (apenas como referencial):

- Fase G1 – 5 horas.

- Fase S – 7 horas.

- Fase G2 – 3 horas.

Na medida em que o tempo de percurso do ciclo vital de uma célula varia em função de inúmeros aspectos, decidimos acrescentar o esquema abaixo, para que se possa perceber o tempo relativo de duração de cada uma das fases:

A1 e A2 – células que resultaram de uma divisão anterior. O esquema mostra a ocorrência das etapas no sentido horário.

Atenção: uma das mais graves doenças com que temos lida-do, conhecida pela denominação comum de CÂNCER, ocorre na medida em que uma célula torna-se incapaz de controlar o seu ritmo programado de divisão. Perdendo esse controle, uma célula cancerosa passa a apresentar um ritmo extremamente acelerado de divisão, invadindo tecidos normais e comprome-tendo suas funções, levando o indivíduo à morte.

OS MECANISMOS DE DIVISÃO CELULAR

Como justificamos anteriormente, dois mecanismos de uma célula se dividir surgiram na evolução: um que representa apenas um mecanismo de cópia, pois man-tém constante o número de cromossomas, e outro que reduz à metade esse número. Agora chegou o momento de darmos um nome a cada em desses mecanismos, de discuti-los em seus aspectos gerais.

Mitose

Produz célula idênticas geneticamente, ou seja, com os mesmos números de cromossomas e os mesmos noções de genes. Por isso é dito um mecanismo EQUA-CIONAL.

Meiose

Produz células geneticamente diferentes, pois apresen-tam a metade do número de cromossomas e diferentes combinações de genes. Por isso é dito um Mecanismo REDUCIONAL.

Os esquemas abaixo procuram mostrar as diferenças básicas entre esses dois mecanismos de divisão celu-lar, tomando-se células DIPLÓIDES (2n) como base de raciocínio:

Como se percebe pela análise comparada dos esquemas, MI-TOSE e MEIOSE são mecanismos de divisão que apresentam duas outras diferenças entre si, além da já referida:

- A MITOSE ocorre través de uma divisão direta, en-quanto que a MEIOSE compreende duas divisões;

- Em conseqüência, da MITOSE resultam apenas duas cé-lulas, enquanto que da MEIOSE resultam quatro células.

Para facilitar a análise desses mecanismos de divisão celular, decidimos distingui-los como se ocorressem em cinco etapas, que foram denominadas de:

Prófase Prometafase Metáfase Anáfase Telófase

Fases estabelecidas para ilustrar o que acontece durante a divisão de uma célula.

Mitose

Células Somáticas

Meiose

Células Germinais

Divisão 1

Divisão 2

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Observe como se sucedem essas diferentes fases quando uma célula sofre uma MITOSE:

Início:Os centríolos começam a se deslocar para os polos opostos da célula;A menbrana nuclear começa a se desorganizar;Arede de cromatina começa a se descondensar;

Final:Desaparecimento da membrana nuclear;

Início:Desaparecimento da membrana nuclear;

Final:Completa organização do fuso de divisão;Disposição de todos os cromossomas no equador da célula

Momento único:Fuso de divisão totalmente formado;Todos os cromossomas dispostos no equador e preso a uma fibra do fuso;

Início:Separação dos braços de cada cromossoma;

Final:Chegada dos braços cromossomiais aos polos da célula;

Início:Chegada dos cromossomas aos po-los opostos da célula;Reorganização das menbranas nu-cleares;Desmontagem do fuso de divisão;Descondensação dos cromossomas;

Final:Separação das células-filhas;

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Já no mecanismo da MEIOSE, destinado a produzir células que vão dar origem a novos organismos, e que portanto devem ter o seu número cromossomial reduzi-do a metade, ocorre um fenômeno muito particular.

O fato dos cromossomas estabelecerem um íntimo e específico pareamento dá à MEIOSE as suas duas grandes particularidades:

1) Ocorrer através de duas divisões consecutivas: a DI-VISÃO I, que é REDUCIONAL, porque leva à separação dos cromossomas de cada par, e a DIVISÃO II, que é EQUACIONAL, porque leva à separação dos braços de cada cromossoma;

2) Produzir células-filhas que, além de conterem ape-nas a metade do número de cromossomas das células somáticas, apresentam genes recombinados;

Vejam como o estabelecimento de pares entre os cromossomas de cada tipo, independentemente da recombinação de genes, define as características da MEIOSE (usaremos como modelo de raciocínio uma célula em que 2n = 6 cromossomas):

Foi exatamente a evolução de um mecanismo de divisão celular em que os cromossomas equivalentes estabelecem pares, e recombinam seus genes, que constituiu a base da SEXU-ALIDADE entre os organismos. Inclusive foi essa a razão pela qual, em todos os animais, a MEIOSE é utilizada apenas nas linhagens ce-lulares que irão gerar as células reprodutivas (=germinais), ou seja, os futuros GAMETAS:

As duas principais conseqüências desse fato são:

1) Cada indivíduo representa uma combinação de genes extremamente particular, já que ele resulta de uma fecundação que envolveu dois gametas que também apresentavam combinaÇões particulares entre seus genes;

2) Todo Organismos que resulta de um processo se-xuado, por fecundação, nunca é uma cópia genética do macho ou da fêmea que geraram. Ele sempre é um produto da combinação dos genes dos dois geradores, contidos nos cromossomas equivalentes de origem ma-terna e paterna.

Os cromossomas equivalentes (o de origem paterna e o de origem matrna) dispõem-se aos pares, e trocam segmentos, ou seja, recombinam os seus genes.

A partir desse momento ocorrerá a separação dos cromossomas de cada par.

A partir d e s s e momen-to ocor-rerá a separa-ção dos braços de cada cromos-soma

n=3 n=3 n=3 n=3

Célula em metáfase da

divisão II

Célula em metáfase da divisão IDIVISÃO REDUCIONAL

DIVISÃO EQUACIONAL

2n=6

Divisão I

Divisão II

Célula que dará origem a

Gametas

Dentro dos testículos, nos machos, ou dos ovários, nas fêmeascromossomas

Nas fêmeas, o produto da meiose é um óvulo e três f o r m a ç õ e s reduzidas que não são fecun-dáveis.

Nos machos as células, ao completarem a meiose, sofrem importantes m u d a n ç a s estruturais, gerando os espermatozói-des.

O fenômeno de recombinação de genes através da troca de segmentos dos cromossomas de cada par (denominado de permutação gênica) faz com que os gametas produzidos por um indivíduo tenham alguma diferença entre sí, na medida em que possuem diferentes combina-ções entre seus genes.

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EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

Núcleo Celular

1 – (COLÉGIO NAVAL)As células humanas apresen-tam:a) material genético disperso no citoplasma;b) a mesma forma e atividade em todo o corpo;c) vacúolos de suco celular e cloroplastos;d) 46 pares de cromossomase) 23 pares de cromossomas.

2 – (F.C CHAGAS-BA) Nas células em interfase, o material genético aparece na forma de:a) carioteca;b) fuso acromático;c) nucléolo;d) cromatina;e) cariolinfa.

3 – (F. OBJETIVO-SP) Quais são as estruturas celu-lares relacionadas com a transmissão dos caracteres hereditários?a) lisossomos;b) ribossomos;c) centríolos;d) cloroplastos;e) cromossomas.

Divisão Celular

4 – (COLÉGIO NAVAL) A mitose é o processo de divisão celular que permite:a) a produção de células semelhantes à célula-mãe;b) a produção de células sexuais;c) o crescimento dos seres unicelulares;d) a reprodução dos seres pluricelulares;e) a produção de quatro células semelhantes.

5 – (U.F.RO) Os itens abaixo se referem á mitose e todos eles estão corretos, exceto:a) é um processo de divisão celular importante para o crescimento dos organismos;b) ocorre nas células somáticas de animais e vege-tais;c) uma célula-mãe origina duas células-filhas com o mesmo número de cromossomas;d) a duplicação do DNA ocorre na fase da metáfase;e) na fase da telófase, forma-se uma membrana nuclear em torno dos cromossomas e o citoplasma se divide.

6 – (F. OBJETIVO-SP) A fase da vida da célula em que os cromossomas sofrem o processo de duplicação é a:a) interfase;b) prófase;c) metáfase;d) anáfase;e) telófase.

7 – (U.F.RN) Em que período do ciclo celular ocorre a síntese de DNA?a) nos períodos G1 e G2;

b) apenas no período S da interfase;c) apenas no período G1;d) apenas no período G2;e) durante toda a interfase.

8 – (UFRS) No esquema abaixo esta apresenta uma célula em anáfase da mitose. Observando-a, pode-se concluir que pertence a um organismo cujas células somáticas gametas possuem, respectivamente:

a) 12 e 6 cromossomas;b) 6 e 12 cromossomas;c) 6 e 3 cromossomas;d) 3 e 6 cromossomas;e) 24 e 12 cromossomas.

9 – (FUVEST-SP) A figura mostra modificações no forma do cromossoma durante o ciclo celular. Que fases do ciclo têm cromossomas como os que estão representados em 1 e 3, respectivamente?

a) interfase, metáfase;b) interfase, anáfase;c) interfase, telófase;d) prófase, anáfase;e) profrase, telófase.

10 – (UFRO)1 telofase;2 profase;3 metafase;4 interfase.

( ) cromossoma na placa equatorial.( ) formação do fuso mitótico.( ) desaparecimento da membrana nuclear.( ) duplicação do DNA.( ) citocinese.

A associação correta, de cima para baixo, entre as fases da mitose e os fenômenos que nelas correm é:

a) 3, 1, 2, 4, 4b) 1, 2, 4, 3, 3c) 3, 2, 2, 4, 1 d) 4, 4, 3, 2, 1e) 1, 3, 2, 1, 2

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11 – (UNIFOR-CE) Considere as seguintes figuras que representam etapas da mitose.

Durante a mitose, as etapas representas transcorrem na seguinte ordem:a) III, II, Ib) III, I, IIc) II, I, IIId) I, III, IIe) I, II, III

12 –(UFRS) Na mitose, a fase em que as cromátides-irmãs, separadas por divisão do centrômero, dirigem-se para pólos opostos da célula, é a:a) telófase;b) prófase;c) metafose;d) anáfase;e) interfase

13 – (UCPE) Na divisão celular mitótica, os cromos-somas se apersentam ordenados no plano equatorial durante a:a) anáfase;b) intercinese;c) telofase;d) prófase.

14 –(UECE) Nas células somáticas humanasm os fenomenos de duplicação do DNA e separação dos centrômetros ocorrem, respectivamente, nas etapas:a) metafse prófase;b) interfase e anáfase;c) prófase e telosafe;d) interfase e metáfase.

15 –(UNIFOR-CE) O esquema abaixo representa núcleo de uma célula.

Supondo-se que 20 células desse tipo sofram uma divisão mitótica, surgirão:a) 80 células Ab/aB;b) 40 células AB/ab;c) 40 células Ab/aB;d) 20 células AB e 20 células ab;e) 20 células Ab e 20 células aB.