A divisão celular é um processo fundamental para a vida de todos os seres vivos, responsável pela reprodução, crescimento e reparação de tecidos. Existem dois tipos principais de divisão celular: a mitose, que resulta em duas células geneticamente idênticas à célula inicial, e a meiose, que resulta em quatro células haploides com metade do material genético. Ambos os processos são essenciais para a manutenção da homeostase e da diversidade genética. Neste texto, discutiremos os tipos de divisão celular, os processos envolvidos em cada um deles e a importância desse processo para a vida na Terra.
Processos de divisão celular: você sabe quais são os principais?
A divisão celular é um processo fundamental para a vida dos seres vivos, garantindo a reprodução e o crescimento das células. Existem dois tipos principais de divisão celular: a mitose e a meiose.
A mitose é um processo de divisão celular que resulta na formação de duas células geneticamente idênticas à célula original. É essencial para o crescimento e reparação de tecidos, pois permite a reprodução de células somáticas. A mitose é dividida em quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase.
Já a meiose é um processo de divisão celular que ocorre em células reprodutivas, resultando na formação de quatro células haploides. Esse tipo de divisão é responsável pela produção de gametas e pela variabilidade genética em uma espécie. A meiose também é dividida em duas divisões: meiose I e meiose II.
A importância da divisão celular vai além da reprodução e do crescimento dos organismos. Ela também desempenha um papel crucial na renovação de tecidos desgastados, na cicatrização de feridas e na manutenção da integridade genética das células.
Portanto, entender os processos de divisão celular, como a mitose e a meiose, é essencial para compreender a complexidade da vida e a forma como os organismos se desenvolvem e se reproduzem.
Entenda o processo de divisão celular e por que é essencial para os organismos.
A divisão celular é um processo fundamental para a vida dos organismos, permitindo o crescimento, a reparação de tecidos danificados e a reprodução. Existem dois tipos principais de divisão celular: a mitose e a meiose.
A mitose é responsável pela reprodução celular, garantindo que as células filhas tenham o mesmo material genético da célula mãe. Esse processo é essencial para o crescimento e a regeneração dos tecidos do organismo.
Já a meiose é responsável pela formação de gametas, células sexuais que possuem metade do material genético das células somáticas. Esse processo é essencial para a reprodução sexuada e a variabilidade genética.
O processo de divisão celular envolve diversas etapas, como a replicação do DNA, a separação dos cromossomos e a divisão do citoplasma. Cada etapa é cuidadosamente controlada para garantir a distribuição correta do material genético e a formação de células saudáveis.
A divisão celular é essencial para os organismos, pois permite o crescimento e desenvolvimento, a manutenção da integridade dos tecidos e a reprodução. Sem esse processo, os organismos não seriam capazes de se regenerar, se reproduzir ou se adaptar ao ambiente.
Portanto, a divisão celular é um mecanismo fundamental para a sobrevivência e a evolução dos organismos, garantindo a continuidade da vida e a diversidade genética.
A relevância dos processos de divisão celular para a reprodução e manutenção dos organismos.
A divisão celular é um processo fundamental para a reprodução e manutenção dos organismos. Existem dois tipos principais de divisão celular: a mitose e a meiose. A mitose é responsável pela reprodução assexuada, enquanto a meiose ocorre durante a reprodução sexual.
A mitose é um processo no qual uma célula se divide em duas células filhas idênticas à célula original. Esse processo é essencial para o crescimento e a regeneração de tecidos nos organismos multicelulares. Já a meiose é responsável pela formação de células sexuais, como os espermatozoides e os óvulos. Durante a meiose, o material genético é reduzido pela metade, garantindo a diversidade genética nos descendentes.
A divisão celular também é importante para a manutenção dos organismos. Durante o ciclo celular, as células passam por diferentes fases, como a fase de replicação do DNA e a fase de divisão propriamente dita. Esse processo garante que as células sejam renovadas e substituídas, mantendo a integridade e o bom funcionamento dos tecidos e órgãos.
Em resumo, os processos de divisão celular são essenciais para a reprodução e manutenção dos organismos. A mitose e a meiose garantem a continuidade da vida e a diversidade genética, enquanto a renovação celular mantém a saúde e o funcionamento adequado dos organismos.
Descubra os 4 processos essenciais da mitose e sua importância na divisão celular.
A divisão celular é um processo fundamental para o crescimento, desenvolvimento e manutenção dos organismos vivos. Existem dois tipos principais de divisão celular: a mitose e a meiose. Neste artigo, vamos focar na mitose, que é responsável pela reprodução celular e pela regeneração de tecidos danificados.
Na mitose, ocorrem quatro processos essenciais: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Na prófase, os cromossomos se condensam e a membrana nuclear se desintegra. Na metáfase, os cromossomos se alinham no centro da célula. Na anáfase, os cromátides irmãs se separam e são puxadas para extremidades opostas da célula. E, por fim, na telófase, os cromossomos se descondensam, a membrana nuclear se reorganiza e ocorre a divisão do citoplasma, resultando em duas células filhas.
A importância da mitose na divisão celular é garantir que cada célula filha contenha o mesmo número de cromossomos que a célula mãe. Isso é crucial para a manutenção da estabilidade genética e para a transmissão correta das informações genéticas para as próximas gerações de células. Além disso, a mitose é responsável pelo crescimento dos organismos, pela regeneração de tecidos danificados e pela reposição de células desgastadas.
Em resumo, os quatro processos essenciais da mitose garantem que a divisão celular ocorra de forma ordenada e precisa, contribuindo para a manutenção da vida e para a preservação da integridade genética dos organismos.
Divisão celular: tipos, processos e importância
A divisão celular é o processo que permite que todos os organismos vivos crescem e se reproduzem. Em procariontes e eucariotos, o resultado da divisão celular são células filhas que possuem a mesma informação genética da célula original. Isso acontece porque, antes da divisão, as informações contidas no DNA são duplicadas.
Nos procariontes, a divisão ocorre através da 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 nucleoide, que difere do citoplasma circundante.
Nos eucariotos, a divisão ocorre por mitose e meiose. O genoma eucariótico consiste em grandes quantidades de DNA organizado dentro do núcleo. Essa organização é baseada no empacotamento do DNA com proteínas, formando cromossomos, que contêm centenas ou milhares de genes.
Os eucariotos muito diversos, unicelulares e metazoários, têm ciclos de vida que alternam mitose e meiose. Esses ciclos são aqueles com: a) meiose gamática (animais, alguns fungos e algas), b) meiose zigótica (alguns fungos e protozoários); ec) alternância entre meiose gamática e zigótica (plantas).
Tipos
A divisão celular pode ser por fissão binária, mitose ou meiose. Cada um dos processos envolvidos nesses tipos de divisão celular é descrito abaixo.
Fissão binária
A fissão binária envolve a divisão da célula que dá origem a duas células filhas, cada uma com uma cópia idêntica do DNA da célula original.
Antes da divisão da célula procariótica, ocorre a replicação do DNA, que começa em um local específico do DNA de fita dupla, chamado origem da replicação. As enzimas de replicação se movem para as duas direções de origem, produzindo uma cópia de cada uma das cadeias de DNA de fita dupla.
Após a replicação do DNA, a célula aumenta e o DNA é separado dentro da célula. Imediatamente, uma nova membrana plasmática começa a crescer no meio da célula, formando um septo.
Esse processo é facilitado pela proteína FtsZ, que é evolutivamente altamente conservada em procariontes, incluindo a Archaea. Finalmente, a célula se divide.
O ciclo celular e mitose
Os estágios pelos quais uma célula eucariótica passa entre duas divisões celulares sucessivas são conhecidos 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 fase M e a interface. Na fase M ocorrem dois processos, chamados mitose e citocinese. A mitose consiste na divisão nuclear. O mesmo número e tipos de cromossomos presentes no núcleo original são encontrados nos núcleos filhos. As células somáticas dos organismos multicelulares se dividem por mitose.
A citocinese envolve a divisão do citoplasma para formar células filhas.
A interface possui três fases: 1) G1, as células crescem e passam a maior parte do tempo nessa fase; 2) S, duplicação de genoma; e 3) G2, replicação de mitocôndrias e outras organelas, condensação de cromossomos e montagem de microtúbulos, entre outros eventos.
Estágios da mitose
A mitose começa no final da fase G2 e é dividida em cinco fases: prófase, prometafase, metáfase, anáfase e telófase. Tudo acontece continuamente.
Profase
Nesta fase, a montagem do fuso mitótico, ou aparelho mitótico, é o evento principal. A prófase começa com a compactação da cromatina, formando os cromossomos.
Cada cromossomo possui um par de cromátides irmãs, com DNA idêntico, que estão intimamente ligados nas proximidades de seus centrômeros. Nesta união envolvem complexos de proteínas chamados coesinas.
Cada centrômero é anexado a um cinetocoro, que é um complexo proteico que se liga aos microtúbulos. Esses microtúbulos permitem que cada cópia dos cromossomos seja transferida para as células filhas. Os microtúbulos irradiam de cada extremidade da célula e formam o aparelho mitótico.
Nas células animais, antes da prófase, ocorre a duplicação do centrossoma, que é o principal centro organizador dos microtúbulos e o local onde os centríolos pai e filho se encontram. Cada centrossoma atinge o pólo oposto da célula, estabelecendo uma ponte de microtúbulos entre eles, denominada aparelho mitótico.
Em plantas de evolução mais recente, diferentemente das células animais, não existem centrossomas e a origem dos microtúbulos não é clara. Nas células fotossintéticas de origem evolutiva mais antiga, como as algas verdes, existem centrossomas.
Prometaphase
A mitose deve garantir a segregação dos cromossomos e a distribuição do envelope nuclear do complexo de poros nucleares e nucléolos. Dependendo se o envelope nuclear (EN) desaparece ou não, e o grau de densidade do EN, a mitose varia de fechada para completamente aberta.
Por exemplo, em S. cerevisae a mitose é fechada, em A. nidulans é semi-aberta e em humanos é aberta.
Na mitose fechada, os corpos polares do fuso estão dentro do envelope nuclear, constituindo os pontos de nucleação dos microtúbulos nucleares e citoplasmáticos. Os microtúbulos citoplasmáticos interagem com o córtex celular e com o cromossomo cinetocoros.
Na mitose semi-aberta, como a EN é parcialmente desmontada, o espaço nuclear é invadido por microtúbulos nucleados dos centrossomas e por duas aberturas da EN, formando vigas cercadas pela EN.
Na mitose aberta, ocorre a desmontagem completa da EN, o aparelho mitótico é formado e os cromossomos começam a ser deslocados para o meio da célula.
Metáfase
Na metáfase, os cromossomos alinham o equador da célula. O plano imaginário perpendicular ao eixo do fuso, que passa pela circunferência interna da célula, é chamado de placa metafásica.
Nas células de mamíferos, o aparelho mitótico é organizado em um eixo mitótico central e em um par de ásteres. O fuso mitótico consiste em um feixe simétrico bilateral de microtúbulos que é dividido no equador da célula, formando duas metades opostas. Os ásteres são constituídos por um grupo de microtúbulos em cada pólo do eixo.
No aparelho mitótico existem três grupos de microtúbulos: 1) astral, que forma o áster, sai do centrossoma e irradia para o córtex celular; 2) do cinetocore, que se ligam aos cromossomos através do cinetocore; e 3) polar, que interdigita com os microtúbulos do pólo oposto.
Em todos os microtúbulos descritos acima, as extremidades (-) são orientadas em direção ao centrossoma.
Nas células vegetais, se não houver centrossomo, o fuso é semelhante ao das células animais. O eixo é composto por duas metades com polaridade oposta. Os extremos (+) são encontrados na placa equatorial.
Anáfase
A anáfase é dividida em precoce e tardia. No início da anáfase, ocorre a separação das cromátides irmãs.
Essa separação ocorre porque as proteínas que mantêm a junção são privadas e porque há um encurtamento dos microtúbulos do cinetocoro. Quando o par de cromátides irmãs se separa, eles são chamados cromossomos.
Durante o deslocamento dos cromossomos em direção aos pólos, o cinetocore viaja ao longo do microtúbulo do mesmo cinetocore quando sua extremidade (+) se dissocia. Por esse motivo, o movimento dos cromossomos durante a mitose é um processo passivo que não precisa de proteínas motoras.
Na anáfase tardia, ocorre uma maior separação dos pólos. Uma proteína KRP, ligada à extremidade (+) dos microtúbulos polares, na região de superposição da mesma, marcha em direção à extremidade (+) de um microtúbulo polar antiparalelo adjacente. Assim, o KRP empurra o microtúbulo polar adjacente em direção à extremidade (-).
Nas células vegetais, após a separação dos cromossomos, existe um espaço com microtúbulos interdigitados, ou sobrepostos, na zona central do fuso. Essa estrutura permite o início do aparelho citocinético, chamado fragmoplasto.
Telófase
Na telófase, vários eventos acontecem. Os cromossomos atingem os pólos. O cinetocoro desaparece. Os microtúbulos polares continuam a se alongar, preparando a célula para citocinesia. O envelope nuclear é reformado a partir de fragmentos do envelope mãe. O nucléolo reaparece. Os cromossomos são descondensados.
Citocinese
Citocinese é a fase do ciclo celular durante o qual a célula se divide. Nas células animais, a citossinose ocorre através de um cinto de constrição do filamento de actina. Esses filamentos deslizam um sobre o outro, o diâmetro da correia diminui e um sulco de clivagem é formado em torno da circunferência da célula.
Como a constrição continua, o sulco se aprofunda e uma ponte intercelular é formada, que contém o corpo do meio. Na região central da ponte intercelular estão os feixes de microtúbulos, que são cobertos por uma matriz eletrodensa.
A ruptura da ponte intercelular entre as células irmãs pós-mitóticas ocorre através da abscisão. Existem três tipos de abscisão: 1) mecanismo de ruptura mecânica; 2) mecanismo de enchimento interno da vesícula; 3) constrição da membrana plasmática por fissão.
Nas células vegetais, os componentes da membrana são montados no interior e a placa celular é formada. Essa placa cresce até atingir a superfície da membrana plasmática, fundindo-se a ela e dividindo a célula em duas. 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 pela metade o número de cromossomos. Assim, uma célula diplóide é dividida em quatro células filhas haplóides. A meiose ocorre nas células germinativas e dá origem a gametas.
Os estágios da meiose consistem em duas divisões do núcleo e citoplasma, a meiose I e a meiose II. Durante a meiose I, os membros de cada par de cromossomos homólogos se separam. Durante a meiose II, as cromatídeos irmãs se separam e quatro células haplóides são produzidas.
Cada estágio da mitose é dividido em prófase, prometafase, metáfase, anáfase e telófase.
Meiose I
– Prófase I. Os cromossomos se condensam e o fuso começa a se formar. O DNA dobrou. Cada cromossomo é composto de cromátides irmãs, ligadas ao centrômero. Os cromossomos homólogos se acasalam durante a sinapse, permitindo a reticulação, que é essencial para a produção de diferentes gametas.
– Metáfase I. O par de cromossomos homólogos está alinhado ao longo da placa de metáfase. O quiasma ajuda a manter o par unido. Os microtúbulos do cinetocoro de cada polo se ligam a um centrômero de um cromossomo homólogo.
– Anáfase I. Os microtúbulos dos cinetocores são encurtados e os pares homólogos são separados. Uma contraparte duplicada vai para um polo da célula, enquanto a outra contraparte duplicada vai para o outro lado do polo.
– Telófase I. Homólogos separados formam um grupo em cada polo da célula. O envelope nuclear é reformado. A citocinese acontece. As células resultantes têm metade do número de cromossomos na célula original.
Meiose II
– Profase II. Um novo fuso se forma em cada célula e a membrana celular desaparece.
– Metáfase II. A formação do eixo está concluída. Os cromossomos têm cromátides irmãs, fixadas no centrômero, alinhadas ao longo da placa metafásica. Os microtúbulos do cinetocoro que partem de pólos opostos se juntam aos centrômeros.
– Anáfase II. Os microtúbulos encurtam, os centrômeros se dividem, as cromátides irmãs se separam e se movem para pólos opostos.
– Telófase II. O envelope nuclear forma-se em torno de quatro grupos de cromossomos: quatro células haplóides são formadas.
Importância
Através de alguns exemplos, é ilustrada a importância de diferentes tipos de divisão celular.
– Mitose. O ciclo celular possui pontos irreversíveis (replicação do DNA, separação das cromátides irmãs) e pontos de controle (G1 / S). A proteína p53 é a chave para o ponto de controle G1. Essa proteína detecta danos no DNA, interrompe a divisão celular e estimula a atividade de enzimas que reparam os danos.
Em mais de 50% dos cânceres humanos, a proteína p53 possui mutações que anulam sua capacidade de fixar sequências específicas de DNA. Mutações na p53 podem ser causadas por agentes cancerígenos, como o benzopireno da fumaça do cigarro.
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 tenha sido transitório em organismos antigos, mas que começou a ter mais relevância à medida que o genoma crescia. Nesses organismos, a reprodução sexual tem a função de complementação, reparo do DNA e variação genética.
Referências
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., et al. 2007. Biologia Molecular da Célula. Garland Science, Nova Iorque.
- Bernstein, H., Byers, GS, Michod, RE 1981. Evolução da reprodução sexual: a importância do reparo, complementação e variação do DNA. American Naturalist, 117, 537-549.
- Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Biologia celular e molecular. Editorial Panamericana Medica, Buenos Aires.
- Raven, PH, Johnson, GB, Losos, JB, Singer, SR 2005 Biology. Ensino superior, Boston.
- Solomon, BM, Berg, LR, Martin, DW 2008. Biology. Thomson, EUA