Tipos de divisão celular, processos e importância

O divisão celular É o processo que permite que todos os organismos vivos cresçam e se reproduzem. Nos procariontes e eucariotos, o resultado da divisão celular são células filhas que têm as mesmas informações genéticas que a célula original. Isso acontece porque, antes da divisão, as informações contidas no DNA são dobradas.

Nos procariontes, a divisão acontece por fissão binária. O genoma da maioria dos procariontes é uma molécula de DNA circular. Embora esses organismos não tenham núcleo, o DNA está em uma forma compactada chamada nucleóide, que difere do citoplasma que o rodeia.

Fonte: Retama [CC BY-SA 3.0 (http: // criativecommons.Org/licenças/BY-SA/3.0/]]

Nos eucariotos, a divisão acontece através da mitose e meiose. O genoma eucariótico consiste em grandes quantidades de DNA organizado dentro do núcleo. Esta organização é baseada em embalagens de DNA com proteínas, formando cromossomos, que contêm centenas ou milhares de genes.

Os eucariotos muito diversos, tanto unicelulares quanto metazoários, têm ciclos de vida que alternam a mitose e a meiose. Esses ciclos são aqueles com: a) meiose gamática (animais, alguns fungos e algas), b) meiose cigótica (alguns fungos e protozoários); e c) alternância entre meiose gamática e cigótica (plantas).

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Pessoal

A divisão celular pode ser por fissão binária, mitose ou meiose. A seguir, descreve cada um dos processos envolvidos nesses tipos de divisão celular.

Fissão binária

A fissão procariótica, fissão binária, é uma forma assexual de reprodução.

A fissão binária consiste na divisão da célula que dá origem a duas células filhas, cada uma com uma cópia idêntica do DNA celular original.

Antes da divisão da célula procariótica, a replicação do DNA ocorre, que começa em um local específico do DNA de corrente dupla, chamada de origem da replicação. As enzimas de replicação se movem em direção a ambas as direções da origem, produzindo uma cópia de cada uma das cadeias de DNA de corrente dupla.

Após a replicação do DNA, a célula aumenta e o DNA é separado na célula. Imediatamente, uma nova membrana plasmática começa a crescer no meio da célula, formando um septo.

Este processo é facilitado pela proteína FTSZ, que é evolutivamente muito preservada em procariontes, incluindo os Archaea. Finalmente, a célula está dividida.

Ciclo celular e mitose

Os estágios pelos quais uma célula eucariótica de duas divisões celulares sucessivas é conhecida como ciclo celular. A duração do ciclo celular varia de alguns minutos a meses, dependendo do tipo de célula.

O ciclo celular é dividido em dois estágios, a saber, a fase M e a interface. Dois processos, chamados mitose e citocinese, ocorrem na fase M. A mitose consiste em divisão nuclear. O mesmo número e tipos de cromossomos presentes no núcleo original são encontrados nos núcleos infantis. As células somáticas de organismos multicelulares são divididos por mitose.

A citocinese consiste na divisão de citoplasma para formar células filhas.

A interface possui três fases: 1) G1, as células crescem e passam a maior parte do tempo nesta fase; 2) S, duplicação do genoma; e 3) G2, replicação de mitocôndrias e outras organelas, condensação de cromossomos e montagem de microtúbulos, entre outros eventos.

Estágios de mitose

A mitose começa com o final da fase G2 e é dividida em cinco fases: profase, promessa, metafase, anáfase e telófase. Todos eles acontecem continuamente.

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Profase

Profase. Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)], da Wikimedia Commons

Nesta fase, a montagem do eixo mitótico, ou aparelho mitótico, é o evento principal. Profase começa com compactação de cromatina, formando cromossomos.

Cada cromossomo tem cromatos de duas irmãs, com DNA idêntico, que estão intimamente ligados no bairro de seus centrômeros. Complexos proteicos chamados coesinas participam desta união.

Cada centrômero está ligado a um cinetocoro, que é um complexo de proteínas que se liga aos microtúbulos. Esses microtúbulos permitem que cada cópia dos cromossomos seja atribuída às células filhas. Os microtúbulos radianos de cada extremidade da célula e formam o aparelho mitótico.

Nas células animais, antes da prófase, ocorre a duplicação da centralização, que é o principal centro organizador dos microtúbulos e o local onde os centríolos dos pais e do filho estão localizados. Cada centralização atinge o pólo oposto da célula, estabelecendo uma ponte de microtubulos entre eles chamada dispositivo mitótico.

Nas plantas de evolução mais recentes, diferentemente das células animais, não há centros e a origem dos microtúbulos não é clara. Nas células fotossintéticas de origem evolutiva mais antiga, como as algas verdes, existem centros.

Promessa

Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

A mitose deve garantir a segregação dos cromossomos e a distribuição do envelope nuclear do poro nuclear e do complexo nucléolo. Dependendo se o embrulho nuclear (in) desaparece ou não, e o grau de denstegração do in, a mitose varia de fechado a completamente aberto.

Por exemplo, em S. Cerevisae A mitose está fechada, em PARA. Nidulans É semi -aberto e, em humanos, está aberto.

Na miitose fechada, os corpos polares do eixo estão dentro do envelope nuclear, constituindo os pontos de nucleação dos microtúbulos nucleares e citoplasmáticos. Microtúbulos citoplasmáticos interagem com o córtex celular e com os cromossomos amassados.

Na miitose semi -absorvente, porque o in é parcialmente esseSamblada, o espaço nuclear é invadido pelos microtúbulos nucleados dos centros e através de duas aberturas do in, formando.

Em mitose aberta, a descrição completa ocorre em, o aparelho mitótico é acabado e os cromossomos começam a ser deslocados em direção ao meio da célula.

Metáfase

Cromossomos alinhados na placa equatorial da célula durante a metáfase mítica

Na metafase, os cromossomos estão alinhados na célula da célula. O plano imaginário perpendicular ao eixo eixo, que passa pela circunferência interior da célula, é chamado de prato de metafase.

Nas células de mamíferos, o aparelho mitótico é organizado em um eixo mitótico central e um par de osteros. O eixo mitótico consiste em um pacote bilateral simétrico de microtúbulos que é dividido na célula da célula, formando duas metades opostas. Os ásteros são compostos por um grupo de microtúbulos em cada pólo do fuso.

No aparelho mitótico, existem três grupos de microtúbulos: 1) astral, que formam o RSTer, começam da centralização e irradiam em direção ao córtex celular; 2) do cinetocoro, que se liga aos cromossomos através do cinetocoro; e 3) polar, que interdino com os microtúbulos do polo oposto.

Em todos os microtúbulos descritos acima, as extremidades (-) são orientadas para os centros.

Nas células vegetais, se não houver centralização, o eixo é semelhante ao das células animais. O eixo consiste em duas metades com polaridade oposta. As extremidades (+) são encontradas na placa equatorial.

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Anáfase

Fonte: Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)], da Wikimedia Commons

Anáfase é dividida cedo e tarde. No início da anáfase, a separação de cromatídeos irmãs ocorre.

Essa separação ocorre porque as proteínas que mantêm a união são clivadas e porque há um encurtamento dos microtúbulos Cynetocoro. Quando o par de cromátides irmãs são separadas, eles são chamados de cromossomos.

Durante o deslocamento dos cromossomos em direção aos pólos, o cinetocoro se move ao longo do microtúbulo do mesmo cynetocoro que seu fim (+) se dissocia. Por esse motivo, o movimento de cromossomos durante a mitose é um processo passivo que não precisa de proteínas motoras.

Na anáfase tardia, uma maior separação dos pólos acontece. Uma proteína KRP, ligada ao extremo (+) dos microtúbulos polares, na região de sobreposição do mesmo, marcha no final (+) de um microtúbulo polar adjacente antiparalelo. Assim, o KRP empurra o microtúbulo polar adjacente no final (--).

Nas células vegetais, após a separação do cromossomo. Esta estrutura permite o início do aparelho citocinético, chamado Framoplasto.

Telófase

Telófase. Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

Na telófase, vários eventos acontecem. Os cromossomos atingem pólos. Cinetocoro desaparece. Microtúbulos polares continuam alongando -se, preparando a célula para citocinesia. O envelope nuclear é formado novamente a partir de fragmentos da mãe envolvendo. O nucléolo reaparece. Os cromossomos são mal interpretados.

Citocinese

Citocinese é a fase do ciclo celular durante a qual a célula é dividida. Nas células animais, a citosinese ocorre por meio de uma cinta de constrição de filamento de actina. Esses filamentos deslizam um sobre o outro, o diâmetro da correia diminui e um sulco de clivaje é formado em torno da circunferência celular.

Como a constrição continua, a ranhura é aprofundada e uma ponte intercelular é formada, que contém o corpo médio. Na região central da ponte intercelular estão as vigas dos microtúbulos, cobertos por uma matriz de eletrodense.

A ruptura da ponte intercelular entre células irmãs pós-mitóticas ocorre através da abscisão. Existem três tipos de abscisão: 1) mecanismo de ruptura mecânica; 2) mecanismo de arquivamento por vesículas internas; 3) Constrição da membrana plasmática para fissão.

Nas células vegetais, os componentes da membrana são montados dentro e a placa celular é formada. Esta placa cresce para a superfície da membrana plasmática, fundindo -se com ela e dividindo a célula em dois. Em seguida, a celulose é depositada na nova membrana plasmática e forma a nova parede celular.

Meiose

A meiose é um tipo de divisão celular que reduz o número de cromossomos ao meio. Assim, uma célula diplóide é dividida em quatro células filhas haplóides. A meiose acontece em células germinativas e dá origem a gametas.

Os estágios da meiose consistem em duas divisões do núcleo e citoplasma, a saber meiose i e meiose II.  Durante a meiose I, os membros de cada par de cromossomos homólogos separados. Durante a meiose II, as cromatídeos irmãs separam e quatro células haplóides são produzidas.

Cada estágio da mitose é dividido em prófase, prometido, metáfase, anáfase e telófase.

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Meiose i

- Profase i. Os cromossomos condensam e o eixo começa a formar. O DNA dobrou. Cada cromossomo é composto por cromatídeos irmãs, juntamente com o centrômero. Os cromossomos homólogos aparecem durante a sinapse, permitindo reticulação, o que é essencial para produzir diferentes gametas.

- Metafase i. O par de cromossomos homólogos estão alinhados ao longo da placa da metafase. Chiasma ajuda a manter o par anexado. Os microtúbulos do cinetocoro de cada pólo se juntam a um centrômero de um cromossomo homólogo.

- Anáfase i. Os microtúbulos do cinetocoro são reduzidos e os pares homólogos são separados. Uma contraparte duplicada vai para um poste celular, enquanto o outro contraparte duplicado vai para o outro lado do poste.

- Telofase i. Os homólogos separados formam um grupo em cada pólo de célula. O envelope nuclear é novamente. Citocinese acontece. As células resultantes têm metade do número de cromossomos celulares originais.

Meiose II

- Profase II. Um novo eixo é formado em cada célula e a membrana celular desaparece.

- Metafase II. A formação do eixo é concluída. Os cromossomos têm cromatídeos irmãs, juntadas no centrômero, alinhadas ao longo da placa da metafase. Os microtúbulos do cinetocoro que começam de pólos opostos se ligam aos centrômeros.

- Anáfase II. Os microtubros são reduzidos, os centrômeros são divididos, os cromatídeos irmãos se separam e se separam em direção a postes opostos.

- Telofase II. A embalagem nuclear em torno de quatro grupos de cromossomos são formados: quatro células haplóides são formadas.

Importância

Através de alguns exemplos, a importância dos diferentes tipos de divisão celular é ilustrada.

- Mitose. O ciclo celular possui pontos irreversíveis (replicação do DNA, separação de cromatídeos irmãs) e pontos de controle (G1/S). A proteína p53 é fundamental para o ponto de controle G1. Esta proteína detecta danos no DNA, interrompe a divisão celular e estimula a atividade de enzimas que reparam o dano.

Em mais de 50% dos cânceres humanos, a proteína p53 tem mutações que anulam sua capacidade de definir sequências de DNA específicas. Mutações p53 podem ser causadas por agentes cancerígenos, como fumaça de cigarro benzopireno.

- Meiose. Está associado à reprodução sexual. Do ponto de vista evolutivo, acredita -se que a reprodução sexual surgiu como um processo para reparar o DNA. Assim, o dano produzido em um cromossomo pode ser reparado com base nas informações do cromossomo homólogo.

Acredita -se que o estado diplóide era transitório em organismos antigos, mas que começou a ter mais relevância à medida que o genoma se tornou maior. Nesses organismos, a reprodução sexual tem complementação, reparo de DNA e variação genética.

Referências

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2. Bernstein, h., Byers, g.S., Michod, r.E. 1981. Evolução da reprodução sexual: a importância do reparo, complementação e variação do DNA. American Naturalist, 117, 537-549.
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