Mitose e meiose

Mitose • Divisão equacional (E) • Funções da mitose

Mitose: divisão celular em que uma célula-mãe origina duas células-filhas com o MESMO número de cromossomos e geneticamente idênticas à original. É um processo contínuo, dividido em 4 fases (PMAT: prófase, metáfase, anáfase, telófase).

Divisão equacional (E): chamada assim porque o número de cromossomos não muda (a mãe tem 46, cada filha fica com 46). Contraste: a meiose é reducional (R), corta pela metade.

Funções: ligada ao crescimento (aumentar nº de células), renovação celular (repor células desgastadas: pele, intestino, sangue) e regeneração de partes do corpo. Sempre que o corpo precisa de células novas idênticas → mitose.

• Condensação da cromatina (prófase) • Nucléolo desaparece • Por que o nucléolo some

Condensação: na prófase, a cromatina continua a condensação iniciada na intérfase e se compacta em cromossomos. Lógica: DNA solto é um fio de vários cm que embola e quebra se puxado; condensar em "novelos" compactos facilita o movimento do material genético na divisão.

Nucléolo desaparece: durante a prófase, o nucléolo some.

Por quê: DNA condensado não pode ser transcrito (não dá pra ler); o nucléolo é região de intensa transcrição; sem transcrição, ele "não tem o que fazer" e desaparece. (Ele reaparece na telófase, quando o DNA descondensa.)

ibras do áster • Fibras do fuso e cinetocoro • Fragmentação do envoltório nuclear

Fibras do áster: microtúbulos organizados ao redor dos centríolos; movimentam os centríolos (duplicados na fase S) para polos opostos e servem de ponto de ancoragem pra separação posterior dos cromossomos.

Fibras do fuso (acromático): formam-se no fim da prófase; partem do centríolo e ligam-se aos centrômeros dos cromossomos. No centro do centrômero há o cinetocoro, complexo proteico onde duas fibras do fuso (uma de cada centríolo) se ancoram — o "gancho" onde os "cabos" prendem.

Fragmentação do envoltório: o envoltório nuclear (carioteca) se fragmenta em vesículas que se espalham pelo citoplasma. Necessário porque as fibras do fuso estão no citoplasma e os cromossomos no núcleo — a "divisória" tem que cair pros cabos alcançarem os cromossomos. Marca o fim da prófase / início da metáfase.

Metáfase • Placa metafásica • Condensação máxima

Metáfase: fase do alinhamento; os cromossomos se agrupam na região central (plano equatorial). Como o envoltório já se fragmentou, não há núcleo — os cromossomos ficam dispersos no citoplasma, mas agrupados no centro pelas fibras do fuso.

Placa metafásica: forma-se quando TODOS os cromossomos estão ligados às fibras do fuso dos dois centríolos (pelo centrômero/cinetocoro), alinhados no equador. Lógica: alinhar antes de puxar garante que cada filha receba uma cópia de cada cromossomo (a "checagem" antes da repartição).

Condensação máxima: na metáfase os cromossomos atingem o grau máximo de condensação, ficando mais visíveis ao microscópio; cada um mostra duas cromátides ligadas pelo centrômero.

Anáfase • Separação das cromátides irmãs • Fibras do fuso × fibras do áster

Anáfase: a fase mais curta da mitose; o momento da separação.

Separação: as fibras do fuso encurtam, provocando o rompimento dos centrômeros e a separação das cromátides irmãs; cada cromátide (agora cromossomo simples) é puxada a um polo oposto. No término, dois conjuntos completos e equivalentes nos polos — concretiza a "igualdade" da divisão equacional.

Fibras: as do fuso encurtam (puxam as cromátides); as do áster alongam-se, empurrando umas contra as outras, alongando a célula (preparando-a pra se dividir em duas). Movimentos opostos e complementares.

Telófase • Nucléolo reaparece • Citocinese

Telófase: em grande parte o inverso da prófase; a célula reorganiza citoplasma e núcleo; as fibras do fuso desaparecem; os núcleos-filhos se reformam com os fragmentos do envoltório da mãe; os cromossomos descondensam, retomando o aspecto de cromatina.

Nucléolo reaparece: com a cromatina descondensada, a transcrição reinicia e o nucléolo reaparece nos dois núcleos, que assumem o aspecto normal da intérfase. A formação de dois núcleos geneticamente idênticos marca o término da mitose.

Citocinese: a divisão do citoplasma, ocorrenda nesse momento; é a repartição física da célula em duas. (Difere entre animal e vegetal — ver próximo card.)

Citocinese animal (centrípeta) • Citocinese vegetal (centrífuga) • Plasmodesmos / detalhe vegetal

Animal: por estrangulamento da membrana plasmática no equador, da periferia pro centro (centrípeta); inicia com o sulco de clivagem, formado pelo anel contrátil de actina e miosina, cuja contração aprofunda o sulco até separar as filhas; o citoesqueleto restabelecido dá a forma original.

Vegetal: não dá pra estrangular (parede celular rígida); começa com vesículas do complexo golgiense que se fundem formando a placa celular, que se expande pra fora (centrífuga); deposita-se pectina e depois celulose, formando a nova parede; a membrana da placa se funde à plasmática. Detalhe: angiospermas e a maioria das gimnospermas NÃO têm centríolos, mas mesmo assim formam fibras do fuso.

Plasmodesmos: perfurações deixadas pela deposição não homogênea de pectina/celulose; permitem troca de substâncias e comunicação entre as células.

Quantidade de DNA (2c/4c) • Caso humano (cromonemas) • Ponto-chave (S dobra DNA, não cromossomos)

Quantidade: c = DNA de um genoma. G1: diploide com 2c (cromossomos simples). S: DNA duplica → 4c (cromossomos duplicados, mas o nº NÃO muda). G2: continua 4c. Anáfase/divisão: cromátides se separam e a célula divide → cada filha volta a 2c. Gráfico em "degrau": 2c → 4c (S) → fica 4c (G2, prófase, metáfase) → cai pra 2c (anáfase/telófase/citocinese).

Humano: G1: 46 cromonemas não duplicados (23 pares de homólogos) = 46 cromossomos simples. S: 46 cromossomos DUPLICADOS = 92 cromonemas. Anáfase: cromátides se separam → duas células com 46 cromossomos NÃO duplicados (46 cromonemas cada).

Ponto-chave: na fase S dobra a quantidade de DNA, mas NÃO o número de cromossomos (46 duplicados continuam sendo 46); o número só "se resolve" na anáfase, quando as cromátides vão pra células diferentes. É isso que mantém a divisão equacional.

Meiose • Divisão reducional (R) • Funções da meiose

Meiose: divisão celular em que uma célula diploide (2n) sofre uma duplicação do DNA seguida de DUAS divisões consecutivas (meiose I e meiose II), originando quatro células-filhas haploides (n).

Divisão reducional (R): a meiose I é chamada assim porque reduz o número de cromossomos pela metade (2n → n), ao separar os homólogos (não as cromátides). A meiose II é equacional (E), separando as cromátides.

Funções: (1) manter a ploidia constante nos ciclos com reprodução sexuada (corta pela metade pra fecundação repor o dobro); (2) gerar variabilidade genética via crossing-over e separação independente dos homólogos. Produz gametas (animais) ou esporos (fungos/plantas).

Prófase I • Crossing-over (permutação) • Bivalente/tétrade

Prófase I: a fase mais longa da meiose; cromossomos condensam, ocorre o emparelhamento dos homólogos (não ocorre na mitose!) e o crossing-over.

Crossing-over (permutação): troca de segmentos entre cromátides internas de homólogos emparelhados, causando recombinação gênica (mistura de genes maternos/paternos). Gera variabilidade genética — cada gameta recebe combinações únicas de genes que não existiam nos pais.

Bivalente/tétrade: nomes para os homólogos emparelhados. Bivalente = DOIS cromossomos emparelhados; tétrade = QUATRO cromátides no conjunto (2 cromossomos × 2 cromátides cada). Os quiasmas são os pontos visíveis onde ocorreu a permutação.

Metáfase I • Placa equatorial (meiose I) • Anáfase I

Metáfase I: auge da condensação; os homólogos EMPARELHADOS se alinham no equador (diferente da mitose, onde ficam individuais). As fibras do fuso ligam-se aos centrômeros.

Placa equatorial: estrutura formada pelos pares de homólogos alinhados no centro, cada par conectado a fibras de polos opostos.

Anáfase I: as fibras do fuso encurtam e os HOMÓLOGOS se separam (não as cromátides!); o centrômero NÃO rompe; cada cromossomo inteiro (com 2 cromátides) vai pra um polo. É isso que reduz a ploidia (2n → n). Contraste: na anáfase mitótica, separam-se as cromátides irmãs.

Telófase I e citocinese • Resultado da meiose I • Espermatozoides × óvulos na meiose I

Telófase I + citocinese: cada polo tem um conjunto haploide de cromossomos (um de cada par de homólogos). Ocorre citocinese, originando duas células haploides (n).

Resultado da meiose I: duas células haploides (n), mas cada cromossomo ainda duplicado (com 2 cromátides unidas pelo centrômero). A redução da ploidia já aconteceu (separação dos homólogos), mas ainda falta separar as cromátides (isso será na meiose II).

Espermatozoides × óvulos: espermatozoides geralmente passam direto pra meiose II (sem descompactar/formar núcleo); óvulos têm telófase I típica (com descompactação e formação de núcleo).

Prófase II • Metáfase II • Anáfase II

Prófase II: pode ser curta ou longa dependendo da telófase I. Se houve formação de núcleo, repete a prófase típica (fragmenta envelope, condensa DNA); se não houve, só duplica centríolos. Espermatozoides → prófase curta; óvulos → típica.

Metáfase II: cromossomos (agora individuais, não mais em pares) atingem condensação máxima e se alinham individualmente no equador (como na mitose). Fibras do fuso ligam-se ao cinetocoro.

Anáfase II: as fibras do fuso encurtam, o centrômero ROMPE e as CROMÁTIDES IRMÃS se separam (como na mitose). Cada cromátide, agora isolada, passa a ser chamada de cromossomo. Migram pra polos opostos.

Telófase II e citocinese • Resultado final da meiose • Por que 4 células haploides

Telófase II + citocinese: envoltório nuclear e nucléolo reaparecem; cromossomos descondensam. Ocorre citocinese em cada uma das duas células da meiose I.

Resultado final: partindo de UMA célula diploide (2n), temos QUATRO células haploides (n), cada uma com cromossomos simples (não duplicados).

Por que 4 haploides: uma duplicação (fase S) + duas divisões = material repartido em 4 pacotes. Meiose I cortou os homólogos (reduzindo ploidia); meiose II cortou as cromátides (reduzindo DNA por célula). Cada gameta final tem uma única cópia simples de cada cromossomo.

Quantidade de DNA na meiose (2C/4C/C) • Dois degraus de descida • Ploidia × DNA por célula

Quantidade de DNA: C = DNA de um genoma. G1: 2C (diploide, cromossomos simples). S: duplica → 4C. G2 e meiose I: permanece 4C (DNA todo numa célula). Fim da meiose I: cai pra 2C por célula (separação dos homólogos). Fim da meiose II: cai pra 1C (C) por célula (separação das cromátides). Gráfico com dois degraus: 2C → 4C (S) → 2C (meiose I) → C (meiose II).

Dois degraus: o primeiro (4C → 2C) ocorre quando os homólogos se separam (meiose I); o segundo (2C → C) quando as cromátides se separam (meiose II).

Ploidia × DNA: no fim da meiose I, a ploidia já reduziu (2n → n), mas o DNA por célula (2C) ainda é igual ao da mãe no G1 — porque os cromossomos ainda estão duplicados. Na meiose II, cai o DNA (2C → C) mas a ploidia se mantém (n → n).

Caso humano na meiose (cromonemas) • Tabela de contagem • Ponto-chave (duplicação × separação)

Humano (2n = 46): contando cromonemas (moléculas de DNA).

Tabela:

G1: 46 cromossomos simples (46 cromonemas) → 2n, 2C

Após S: 46 cromossomos DUPLICADOS (92 cromonemas) → 2n, 4C

Após meiose I: 23 cromossomos DUPLICADOS (46 cromonemas) → n, 2C

Após meiose II: 23 cromossomos SIMPLES (23 cromonemas) → n, 1C

Ponto-chave: na fase S dobra o DNA mas NÃO o nº de cromossomos (46 duplicados continuam sendo 46). Na meiose I, separação dos homólogos reduz a ploidia (2n → n). Na meiose II, separação das cromátides reduz o DNA por célula (2C → C).

Mitose × Meiose (diferença central) • Uma duplicação, uma ou duas divisões • Equacional × reducional

Diferença central: mitose = cada duplicação do DNA seguida de UMA divisão (separação de cromátides irmãs) → 2 células com mesma ploidia (E). Meiose = cada duplicação seguida de DUAS divisões (1ª: homólogos; 2ª: cromátides) → 4 células com metade do DNA (R).

Uma duplicação, uma ou duas divisões: na mitose, duplica e divide uma vez (mantém). Na meiose, duplica uma vez mas divide duas vezes (reduz).

Equacional × reducional: mitose é equacional (E) — mantém número de cromossomos. Meiose I é reducional (R) — corta pela metade. Meiose II é equacional (E) — mantém (mas já está haploide).

Diferenças em fases específicas (3 pegadinhas) • Prófase I × prófase mitótica • Anáfase I × anáfase mitótica

• 3 pegadinhas clássicas: (1) prófase I tem crossing-over, mitose não; (2) anáfase I separa homólogos (centrômero não rompe), anáfase mitótica separa cromátides (centrômero rompe); (3) telófase I tem cromossomos duplicados, telófase mitótica tem cromossomos simples.

• Prófase I × prófase mitótica: na prófase I ocorre o emparelhamento dos homólogos e o crossing-over (fenômenos que NÃO ocorrem na prófase mitótica).

• Anáfase I × anáfase mitótica: na anáfase I ocorre separação dos homólogos (o centrômero NÃO rompe); na anáfase mitótica ocorre separação das cromátides irmãs (o centrômero ROMPE).

Telófase I × telófase mitótica • Variabilidade genética (2 mecanismos) • Resumo completo da meiose

Telófase I × telófase mitótica: na telófase I, cada polo recebe cromossomos DUPLICADOS (com 2 cromátides); na telófase mitótica, cada polo recebe cromossomos NÃO DUPLICADOS (simples).

Variabilidade genética (2 mecanismos): (1) crossing-over na prófase I — troca de segmentos entre homólogos, gerando recombinação gênica; (2) separação independente dos homólogos na anáfase I — cada gameta recebe uma combinação aleatória de cromossomos maternos/paternos. Juntos, fazem cada gameta ser geneticamente único.

Resumo: intérfase (duplica DNA) → meiose I (separa homólogos, R) → meiose II (separa cromátides, E) → 4 células haploides com cromossomos simples, geneticamente únicas.