SSUMÁRIOUMÁRIO

Sendo a meiose um processo de divisão celular que conduz à formação de células com metade do número de cromos-

somas da célula inicial, é também o principal processo responsável pela variabilidade genética dos indivíduos com reprodu-

ção sexuada. Durante a primeira divisão da meiose, na profase I, ocorre uma recombinação do material genético, denomi-

nada permuta ou crossing-over, principal fonte de variabilidade genética. Por ser uma das fases mais importantes da meio-

se, este poster centra-se nos acontecimentos desta primeira etapa. Para isso, procedeu-se à selecção de meiócitos de

Agapanthus por coloração com carmim acético e à identificação das etapas de evolução dos cromossomas ao longo da pro-

fase I.

Utilizando flores de Agapanthus, procedeu-se à selecção de meiócitos começando por se extrair, com a ajuda de um

bisturi e de uma pinça, as anteras menos maduras das inflorescências. Em seguida, para se evidenciar o conteúdo cromos-

sómico dos meiócitos das anteras separadas procedeu-se à sua coloração com carmim acético. Com o microscópio óptico

composto foi possível observar meiócitos de Agapanthus e identificar as várias fases do processo da meiose. No decurso

da profase I identificaram-se os cromossomas corados, primeiro pouco condensados - em leptóteno - e progressivamente

cada vez mais condensados em zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese. O carmim acético revelou-se um bom corante

pois permitiu evidenciar, com alguma clareza, o conteúdo cromossómico dos meiócitos das anteras extraídas.

Palavras-chave: meiose, profase I, Agapanthus

SSELECÇÃOELECÇÃO DEDE MEIÓCITOSMEIÓCITOS DEDE AAGAPANTHUSGAPANTHUS

PORPOR COLORAÇÃOCOLORAÇÃO COMCOM CARMIMCARMIM ACÉTICOACÉTICO

António Marcelino Lopes, Maria Rita Araújo, Teresa Lacerda

Escola Secundária da Póvoa de Lanhoso Junho de 2008

IINTRODUÇÃONTRODUÇÃO A meiose é um processo de divisão celular que conduz à formação de células com metade do número de cromossomas da célula inicial, através de duas divisões nucleares sucessivas: divisão I ou reducional e divisão II ou

equacional (Raven & Johnson, 1996). A célula que vai entrar em divisão começa por sofrer uma duplicação do seu ADN e um aumento do seu volume e tamanho, fenómenos característicos da interfase, fase do ciclo celular

que antecede a meiose. A primeira divisão da meiose é a mais complexa, durante a qual ocorre a redução a metade do número de cromossomas. Qualquer das divisões (I e II) ocorre em quatro fases: profase, metafase,

anafase e telofase. Por ser uma das fases mais importantes da meiose, o nosso trabalho focalizou-se sobre os acontecimentos que decorrem durante a profase I, fase de longa duração e de reconhecida relevância, pois

contribui para o aumento da variabilidade genética dos organismos (Van den Heuvel, 2005). Esta fase caracteriza-se pela evolução das características e posições dos cromossomas no núcleo descritas através de cinco sub-

divisões: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese. É notório o início da condensação dos cromossomas em leptóteno bem como o início do alinhamento dos homólogos, em zigóteno, com a formação das tétra-

das cromatídicas ou bivalentes. Nesta fase forma-se o complexo sinaptonémico que corresponde a uma estrutura proteica que permite o alinhamento correcto dos cromossomas homólogos que constituem o bivalente; este

complexo fornece o suporte necessário à recombinação (crossing-over) não estando, contudo, envolvido no processo. A sinapse total dos cromossomas homólogos bem como o processo de crossing-over acontece em pa-

quíteno. No diplóteno os cromossomas homólogos, mais condensados, começam a repelir-se permanecendo unidos pelos pontos de quiasma, locais onde ocorreu crossing-over entre os dois cromatídeos de cromossomas

homólogos (Araújo et al., 2007). Na última etapa da profase I, a diacinese, os cromossomas encontram-se muito condensados, desaparecem o invólucro nuclear e o nucléolo e verifica-se a telomerização que consiste no

movimento dos quiasmas para as extremidades dos cromossomas (Cowan et al., 2001).

Este processo de divisão celular assume uma importância fundamental, pois, para além de assegurar a estabilidade do número de cromossomas próprio de cada espécie de geração em geração (na fecundação ocorre a du-

plicação cromossómica e na meiose uma redução do número de cromossomas para metade), permite novas recombinações genéticas, contribuindo para uma acentuada variabilidade de características da descendência

produzida por reprodução sexuada (Amabis & Martho, 1999).

Como material biológico para a observação das subdivisões da profase I utilizou-se anteras de flores de Agapanto (figura 1). Esta planta do género Agapanthus, oriunda da África do Sul, pertence à família Agapanthaceae,

da ordem Asparagales que inclui nove espécies: A. campanulatus, A. africanus, A. orientalis, A. umbellatus, A. mooreanus, A. praecox, A. caulescens, A. inapertus, A. pendulus.

A observação dos cromossomas, no decurso da profase I, nos meiócitos das anteras de Agapanthus foi possível devido à utilização de um corante: o carmim acético. Um corante é toda a substância que, se adicionada a ou-

tra substância, altera a cor desta. Pode ser uma tintura, pigmento, tinta ou um composto químico.

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MMATERIAISATERIAIS EE MMÉTODOSÉTODOS

SSELECÇÃOELECÇÃO EE COLORAÇÃOCOLORAÇÃO DEDE MEIÓCITOSMEIÓCITOS Recolheu-se uma inflorescência imatura de uma planta do género Agapanthus que foi cortada longitudinalmente com o auxílio de um bisturi (figura 2) para que os botões ficassem a descoberto. Com uma pinça seleccionaram-se os botões mais interiores pelo facto

de conterem anteras menos maduras (figura 3) e assim ser possível observar as fases iniciais da meiose.

Um dos botões foi colocado numa lâmina e foi aberto à lupa, com auxílio de uma pinça e de uma agulha muito fina, para se poderem destacar as anteras (figura 4). Retirou-se uma das anteras que se colocou numa gota de carmim acético (figura 5) e cobriu-se com

uma lamela (figura 6). De seguida, rebentou-se a antera através de uma pancada seca vertical realizada sobre a lamela com o auxílio de um palito ou do cabo da pinça (figura 7). Este procedimento deve ser feito de forma cuidada para não partir a lamela.

No sentido de activar a coloração, aqueceu-se a preparação à chama de uma lamparina (2 ou 3 passagens rápidas pela chama, evitando a fervura) (figura 8). Após a realização da preparação fez-se a sua observação ao microscópio óptico composto (figura 9) para

identificar a(s) fase(s) da meiose das células presentes na antera seleccionada. Feita esta identificação, colocaram-se as restantes anteras numa placa de Petri onde foi aplicado previamente um papel de filtro humedecido com a indicação das diferentes fases da

meiose (figura 10). Assim, as anteras foram dispostas na zona correspondente à fase em que se encontravam preferencialmente os meiócitos (figura 11) e que foi identificada pela observação microscópica.

PPREPARAÇÃOREPARAÇÃO DODO CARMIMCARMIM ACÉTICOACÉTICO PARAPARA AA

COLORAÇÃOCOLORAÇÃO DOSDOS MEIÓCITOSMEIÓCITOS

A preparação do carmim acético que foi utilizada para a coloração do ADN

existente nos meiócitos fez-se dissolvendo 4,5 g de carmim numa mistura

de 45 ml de ácido acético glacial e 55 ml de água destilada.

Ferveu-se a mistura durante uma hora, em banho-maria, agitando bem. Em

seguida, deixou-se arrefecer e filtrou-se para um frasco. Mergulhou-se um

prego ferrugento, durante 10 minutos, no preparado indicado para que este

procedesse à oxidação do carmim.

Filtrou-se e colocou-se num frasco escuro à temperatura ambiente. Pode

ser conservado nesse frasco durante meses desde que bem fechado.

FFIXAÇÃOIXAÇÃO DEDE MEIÓCITOSMEIÓCITOS Para a fixação das anteras procedeu-se à etiquetagem de tubos tipo eppen-

dorf com o nome da planta, a fase da meiose em que os meiócitos se en-

contravam e a data de fixação (figura 12). De seguida, pipetou-se para o tu-

bo etanol acético 3:1 (v/v – 3 partes de etanol absoluto para uma parte de

ácido acético glacial) à temperatura ambiente (figura 13). Colocaram-se as

anteras dentro do tubo no referido fixador (figura 14), o qual foi renovado no

período entre as 3 e as 12 horas. Após este procedimento as anteras po-

dem ser conservadas a -20 ºC durante vários meses.

RRESULTADOSESULTADOS

As preparações observadas permitiam distinguir os meiócitos – células sinalizadas para entrar em meiose – das células do tapete – ten-

do-se centrado as observações nas diferentes sub-divisões da profase I (figura 15) devido à grande duração e importância desta fase.

Nas diversas preparações com meiócitos de Agapanthus foi possível observar, no decurso da profase I, os cromossomas corados com

carmim acético, primeiro pouco condensados - em leptóteno (figura 16) - e progressivamente cada vez mais condensados em zigóteno

(figura 15A; 17), verificando-se o início do emparelhamento dos cromossomas homólogos que se conclui em paquíteno (figura 15B; 18,

20A). Em diplóteno (figura 15C; 19) observou-se que os cromossomas homólogos começaram a repelir-se, permanecendo os homólo-

gos unidos pelos pontos de quiasma. A condensação total dos cromossomas, a desagregação da membrana nuclear e dos nucléolos e

a telomerização verificou-se em diacinese (figura 15D, 20B).

CCONCLUSÕESONCLUSÕES

O carmim acético permitiu a coloração do ADN em meiócitos de Agapanthus.

Durante a profase I ocorrem 3 eventos sequenciais que são fundamentais para o sucesso da meiose:

- condensação da cromatina (ou dos cromossomas);

- emparelhamento (ou sinapse) dos cromossomas homólogos;

- recombinação entre cromossomas homólogos.

RREFERÊNCIASEFERÊNCIAS

Amabis, J. M.; Martho, G. R. 1999. Biologia das Populações – Genética, Evolução e Ecologia. São Paulo: Editora

Moderna Lda.

Raven, P. H.; Johnson, G. B. 1996. Biology. USA: Wm. C. Brown Publishers.

Cowan, C. R.; Carlton, P. M.; Cande, W. Z. 2001.The Polar Arrangement of Telomeres in Interphase and Meiosis. Rabl

Organization and the Bouquet. In: Plant Physiology. American Society of Plant Physiologists. Vol. 125, pp. 532–538.

Araújo, C. H.; Araújo, M. C.; Martins, W. P.; Ferriani, R. A.; Reis, R. M. 2007. Gametogênese: Estágio Fundamental do

Desenvolvimento para Reprodução Humana. Medicina (Ribeirão Preto). 2007; 40 (4): 551-8, out./dez. Disponível na

World Wide Web: http://www.fmrp.usp.br/revista

Van den Heuvel, S. 2005. Cell-cycle regulation. In: WormBook. James M. Kramer and Donald G. Moerman (ed), The C. elegans Research Community, WormBook, http://www.wormbook.org. Disponível na World Wide Web: http://www.wormbook.org/chapters/www_cellcyclereguln/cellcyclereguln.html

Poster elaborado no âmbito da Acção de Formação Dividir para diversificar: Meiose

Promovida pelo Centro de Formação da Ordem dos Biólogos

Orientada por Filipe Ressurreição

Visionarium de Santa Maria da Feira

Figura 2 - Agapanthus Figura 3 - Selecção de botões de Agapanthus Figura 4 - Selecção de anteras de Agapanthus Figura 5 - Lâmina com carmim acético Figura 6 - Antera entre lâmina e lamela Figura 7 - Pancada para rebentar a antera

Figura 8 - Aquecimento da preparação na lamparina Figura 9 - Observação da preparação ao microscópio

Figura 10 - Reserva das anteras para fixação Figura 11 - Colocação das anteras para fixação na fase da meiose correspondente

Figura 12 - Etiquetagem do tubo (nome planta - fase meiose)

Figura 13 - Pipetagem do fixa-dor (etanol acético 3:1)

Figura 14 - Fixação das anteras de Agapanthum

Figura 16 - Leptóteno (ampliação 400x) Figura 17 - Zigóteno (ampliação 400x)

Figura 18 - Paquíteno (ampliação 400x) Figura 19 - Diplóteno (ampliação 400x) Figura 20 - Paquíteno (A) e Diacinese (B) (ampliação 400x)

Figura 15 - Prófase I (A - Zigóteno; B - Paquíteno; C - Diplóteno; D - Diacinese. - Ampliação 400x)

Figura 1 - Inflorescências de Agapanthus