Baixe variabilidade e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Agrícola, somente na Docsity!
Faculdade de Zootecnia e Engenharia deFaculdade de Zootecnia e Engenharia de
Alimentos da Universidade de São PauloAlimentos da Universidade de São Paulo
ZAB 0215ZAB 0215ZABZAB 0215 0215 – – Genética Básica e EvoluçãoGenética Básica e EvoluçãoGenética Básica e EvoluçãoGenética Básica e Evolução
Aula 2Aula 2
BASES CITOLÓGICAS DA HERANÇABASES CITOLÓGICAS DA HERANÇA
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
Divisão celularDivisão celular
MitoseMitose
MeioseMeiose
GametogêneseGametogênese
espermatogêneseespermatogênese
oogêneseoogênese
FecundaçãoFecundação
DIVISÃO CELULARDIVISÃO CELULAR
ÉÉ oo mecanismomecanismo pelopelo qualqual umauma célulacélula mãemãe dádá origemorigem aa célulascélulas
filhasfilhas..
1 1.. ReproduçãoReprodução assexuadaassexuada (mitose)(mitose)..
3 3.. AumentoAumento dodo númeronúmero dede célulascélulas (mitose)(mitose)..
4 4.. SubstituiçõesSubstituições dede célulascélulas mortasmortas (mitose)(mitose)..
2 2.. ReproduçãoReprodução sexuadasexuada (mitose(mitose ee meiose)meiose)..
DIVISÃO CELULAR EM PROCARIONTESDIVISÃO CELULAR EM PROCARIONTES
AltaAlta capacidadecapacidade dede divisãodivisão.. AlgumasAlgumas bactériasbactérias podempodem sese dividirdividir
aa cadacada 2020 ouou 3030 minutosminutos.. PorPor exemplo,exemplo, EscherichiaEscherichia colicoli ..
Fissão BináriaFissão Binária
Célula mãe
Célula mãe alongada
Início da formação do septo transversal central
Final da divisão citoplasmática (citocinese)
Células Filhas
DIVISÃO CELULAR EM EUCARIONTESDIVISÃO CELULAR EM EUCARIONTES
OO ciclociclo celularcelular possuipossui
alémalém dada divisãodivisão dodo
citoplasmascitoplasmas (citocinese)(citocinese)
aaaa divisãodivisãodivisãodivisão dodododo núcleonúcleonúcleonúcleo
(cariocinese)(cariocinese)..
FASE G2FASE G
TemTem duraçãoduração dede ~~33hh emem mamíferosmamíferos..
AcumuloAcumulo dede materiaismateriais queque sãosão necessáriosnecessários parapara aa divisãodivisão dodo
núcleonúcleo ee dodo citoplasma,citoplasma, porpor exemplo,exemplo, CDKsCDKs..
OO DNADNA éé verificadoverificado quantoquanto àà qualidadequalidade dada replicaçãoreplicação ee aa célulacélula
decidedecide sese entraentra ouou nãonão nana fasefase MM (Mitose)(Mitose).
FASEFASE--M ou MITOSEM ou MITOSE
TemTem duraçãoduração dede ~~11hh emem mamíferosmamíferos..
CaracterizaCaracteriza--sese pelapela divisãodivisão dodo núcleonúcleo (Cariocinese)(Cariocinese) ee dodo
citoplasmacitoplasma (citocinese)(citocinese) resultandoresultando emem duasduas célulascélulas filhasfilhas..
SeuSeu propósitopropósito éé distribuirdistribuir oo materialmaterial genéticogenético duplicadoduplicado dede taltal
formaforma queque cadacada célulacélula filhafilha recebareceba aa mesmamesma constituiçãoconstituição
cromossômicacromossômica dada célulacélula mãemãe..
pp (( ))
Etapas da MitoseEtapas da Mitose
A - Interfase
B, C e D - Prófase
E - Metáfase
F e G - Anáfase
H e I - Telófase
PrófasePrófase
ÉÉ aa etapaetapa maismais longalonga dada mitosemitose..
OsOs centríoloscentríolos afastamafastam--sese parapara pólospólos opostosopostos dada célula,célula, ee
começacomeça aa sese formarformar oo fusofuso acromáticoacromático ouou mitóticomitótico
CondensaçãoCondensação dada cromatinacromatina..
começacomeça aa sese formarformar oo fusofuso acromáticoacromático ouou mitóticomitótico..
OO finalfinal destadesta fasefase caracterizacaracteriza--sese pelopelo desaparecimentodesaparecimento dada
membranamembrana nuclearnuclear ee dodo nucléolonucléolo..
AsAs cromátidescromátides começamcomeçam aa migrarmigrar parapara oo equadorequador dada célulacélula
parapara formarformar aa placaplaca metafásicametafásica..
Condensação da cromatinaCondensação da cromatina
Cromátides irmãs unidas pelo centrômero
Centrômero
AnáfaseAnáfase
AA conexãoconexão queque mantémmantém asas duasduas cromátidescromátides unidasunidas pelopelo
centrômerocentrômero éé rompidarompida..
EssaEssa migraçãomigração éé umauma conseqüênciaconseqüência dodo progressivoprogressivo
AsAs cromátidescromátides separadasseparadas começamcomeçam aa migrarmigrar parapara pólospólos
opostosopostos dada célulacélula..
encurtamentoencurtamento dosdos microtúbulosmicrotúbulos dodo cinetócorocinetócoro ee dodo afastamentoafastamento dosdos centrossomoscentrossomos queque estãoestão nosnos pólospólos dada célulacélula..
TelófaseTelófase
OsOs doisdois conjuntosconjuntos dede cromossomoscromossomos chegamchegam aa seusseus respectivosrespectivos
pólospólos..
OsOs cromossomoscromossomos começamcomeçam aa descondensardescondensar.
AAAA membrana membrana nuclearbb nuclear éll ééé reconstruída reconstruída paratt ídíd para restaurarrestaurar ostt os núcleosnúcleosú lú l
dasdas célulascélulas queque estãoestão parapara sese formarformar.
CitocineseCitocinese
OO citoplasmacitoplasma éé divididodividido emem doisdois comocomo conseqüênciaconseqüência dada
contraçãocontração dede umum anelanel dede actinaactina ee miosinamiosina..
Conseqüências da MitoseConseqüências da Mitose
FormaçãoFormação dede duasduas célulascélulas filhasfilhas comcom composiçãocomposição genéticagenética
idênticaidêntica àà célulacélula mãemãe..
VVVariabilidadeVariabilidade só i bilid di bilid d só ocorreóó ocorre sese houverhhhouver mutação, mutação, dott ãã dddo contrário, contrário, todast á it á i t dt dtodas
asas célulascélulas formadasformadas sãosão clonesclones dada célulacélula mãemãe.
CONTROLE DA DIVISÃO CELULARCONTROLE DA DIVISÃO CELULAR
TempoTempo –– cadacada etapaetapa temtem umum tempotempo parapara sese completarcompletar..
SeqüênciaSeqüência -- aa ordemordem dasdas etapasetapas nãonão podepode serser alteradaalterada..
CadaCada etapaetapa sósó podepode ocorrerocorrer umauma vezvez emem cadacada ciclociclo..
C dC dCadaCada etapa etapa sótt só podeóó pode terminardd ttterminar após ii após estaróó estar completatt completa.l tl t.
AdaptabilidadeAdaptabilidade –– oo sistemasistema devedeve serser capazcapaz dede sese adaptaradaptar asas
diferençasdiferenças inerentesinerentes aa cadacada tipotipo dede célulacélula ouou variaçõesvariações ambientaisambientais..
RobustezRobustez – – umum mecanismomecanismo dede segurançasegurança queque garantagaranta oo
funcionamentofuncionamento dodo ciclociclo celular,celular, mesmomesmo quandoquando ocorrerocorrer algumalgum imprevistoimprevisto..
PONTOS DE CHECAGEMPONTOS DE CHECAGEM
Ponto dePonto de checagemchecagem da G2da G Todo o DNA foiTodo o DNA foi replicado?replicado? O ambiente éO ambiente é favorável?favorável?
Ponto dePonto de checagem dachecagem da MetáfaseMetáfase Todo osTodo os cromossomoscromossomos estão ligadosestão ligados favorável?favorável? ao fuso?ao fuso?ao fuso?ao fuso?
Ponto dePonto de checagemchecagem da G1da G O ambienteO ambiente é favorável?é favorável?
PrófasePrófase--II
ÉÉ aa fasefase maismais longalonga dada meiosemeiose II..
DivideDivide--sese nasnas etapasetapas::
LeptótenoLeptóteno..
ZigótenoZigóteno..
PaquítenoPaquíteno..
DiplótenoDiplóteno..
DiacineseDiacinese..
LeptótenoLeptóteno
OsOs cromossomoscromossomos começamcomeçam aa sese condensarcondensar ee sese tornamtornam
visíveisvisíveis àà luzluz dodo microscópiomicroscópio..
Cromátides irmãs unidas pelo centrômero
Centrômero
ZigótenoZigóteno
OcorreOcorre aa sinapse,sinapse, queque éé oo pareamentopareamento dede parespares dede cromátidescromátides
nãonão--irmãsirmãs (cromossomos(cromossomos homólogos)homólogos)..
OsOs cromossomoscromossomos pareadospareados sãosão chamadoschamados dede bivalentebivalente.. UmUm
bivalentebivalente éé formadoformado porpor quatroquatro cromátides,cromátides, ouou seja,seja, umauma tétradetétrade..
FormaçãoFormação dodo ComplexoComplexo SinaptonêmicoSinaptonêmico..
Homólogo A
Complexo Sinaptonêmico
Homólogo B
PaquítenoPaquíteno
OO complexocomplexo sinaptonêmicosinaptonêmico estáestá completocompleto..
OcorreOcorre permutapermuta--gênicagênica (crossing(crossing--over)over)..
Homólogo A
Complexo Sinaptonêmico
CrossingCrossing--overover
Homólogo B
DiplótenoDiplóteno
OO complexocomplexo sinaptonêmicosinaptonêmico começacomeça aa desaparecerdesaparecer..
OO crossingcrossing--overover começacomeça aa tornartornar--sese visívelvisível ee osos locaislocais dede
ocorrênciaocorrência sãosão chamadoschamados dede quiasmasquiasmas..
Homólogo A
Complexo Sinaptonêmico se desmontando
QuiasmaQuiasma
Homólogo B
DiacineseDiacinese
OO complexocomplexo sinaptonêmicosinaptonêmico desaparecedesaparece..
NucléoloNucléolo ee membranamembrana nuclearnuclear desaparecemdesaparecem..
Homólogo A
QuiasmaQuiasma
Homólogo B
IntercineseIntercinese
EsteEste intervalointervalo preparaprepara aa célulacélula parapara iniciariniciar oo segundosegundo ciclociclo dede
divisãodivisão dada MeioseMeiose.. AoAo contráriocontrário dada interfaseinterfase I,I, aquiaqui nãonão ocorreocorre síntesesíntese dede DNADNA (duplicação(duplicação dodo materialmaterial genético),genético), háhá síntesesíntese
apenasapenas dede mRNAmRNA..
Segunda Divisão da Meiose (Equacional)Segunda Divisão da Meiose (Equacional)
OsOs eventoseventos dada meiosemeiose IIII sãosão idênticosidênticos aosaos eventoseventos dada mitose,mitose,
excetoexceto pelopelo fatofato dede queque nana mitosemitose oo pontoponto dede partidapartida éé umum númeronúmero duasduas vezesvezes maiormaior dede cromátidescromátides queque nana meiosemeiose IIII.. PorPor exemploexemplo:: Número de Número de Espécie cromossomosNas células somáticas
cromossomos nos gametas Bovinos Bos taurus, B. indicus 60 30 Suínos Sus scrofa 40 20 Galinhas Gallus domesticus 78 39 Cavalo Equus caballus 64 32 Jumento Equus asinus 62 31 Homem Homo sapiens 46 23
Conseqüências da MeioseConseqüências da Meiose
1.1. FormaçãoFormação dede quatroquatro célulascélulas filhas,filhas, cadacada umauma comcom nn
cromossomos,cromossomos, aa partirpartir dede umauma célulacélula mãemãe comcom 2 2nn
cromossomoscromossomos.. EsteEste fatorfator éé fundamentalfundamental parapara app a reproduçãoreproduçãopp çç
sexuada,sexuada, poispois semsem elaela aa cadacada fecundaçãofecundação oo númeronúmero dede
cromossomoscromossomos dobrariadobraria..
2 2.. GeraçãoGeração dede variabilidadevariabilidade devidodevido àà ocorrênciaocorrência dede permutapermuta
gênicagênica (crossing(crossing--over)over) durantedurante oo paquítenopaquíteno dada prófaseprófase II..
3 3.. MuitasMuitas possibilidadespossibilidades dede composiçãocomposição genéticagenética dosdos gametasgametas devidodevido aoao pareamentopareamento aleatórioaleatório dosdos cromossomoscromossomos nana MetáfaseMetáfase II.. EsseEsse éé oo fatorfator queque explicaexplica aa leilei dada associaçãoassociação independenteindependente dosdos genesgenes ((22ªª LeiLei dede Mendel)Mendel)..
Formação de gametas em f nção do
Alinhamentos possíveisAlinhamentos possíveis na Metáfasena Metáfase -- II
em função do alinhamento na Metáfase I
Porque variabilidade genética é importante?Porque variabilidade genética é importante?PorquePorque variabilidade genética é importante? variabilidade genética é importante?
OócitosOócitos
OócitosOócitos sãosão célulascélulas especializadasespecializadas queque quandoquando ativadasativadas dãodão
origemorigem aa umum novonovo indivíduoindivíduo.. EstaEsta ativação,ativação, geralmente,geralmente, ocorreocorre porpor fecundação,fecundação, queque éé aa fusãofusão dede umum oócitooócito maduromaduro comcom oo espermatozóide,espermatozóide, ouou porpor partenogênesepartenogênese..
SãoSão célulascélulas grandes,grandes, ovóidesgg ,,ovóides ouou esféricasesféricas..
~~11 mmmm emem humanoshumanos ee emem ouriçosouriços dodo marmar..
~~ dede 11 aa 22 mmmm emem rãsrãs ee peixespeixes;;
MuitosMuitos centímetroscentímetros emem avesaves ee répteisrépteis..
Composição do oócitoComposição do oócito
ZonaZona pelúcidapelúcida (mamíferos)(mamíferos) ouou camadacamada vitelinavitelina (aves)(aves)..
VesículasVesículas secretorassecretoras;;
FunçõesFunções:: proteçãoproteção ee filtrofiltro..
Função: bloqueio de múltiplas fecundações.Função: bloqueio de múltiplas fecundações.
NúcleoNúcleo;;
Vesículas Secretoras
Zona Pelúcida
OogêneseOogênese
ProcessoProcesso dede desenvolvimentodesenvolvimento dodo gametagameta femininofeminino..
AA duraçãoduração variavaria emem funçãofunção dada espécieespécie ee dependedepende dasdas fasesfases dada
meiosemeiose.. EmEm mamíferos,mamíferos, geralmentegeralmente temtem inícioinício nono fetofeto..
OsOs oócitosoócitos permanecempermanecem suspensossuspensos durantedurante aa prófaseprófase--II porpor umum
períodoperíodo prolongado,prolongado, enquantoenquanto crescemcrescem emem tamanhotamanho e,e, emem algunsalguns casos,casos, permanecempermanecem emem metáfasemetáfase IIII enquantoenquanto aguardamaguardam aa fecundaçãofecundação..
Etapa I da OogêneseEtapa I da Oogênese
Fase de multiplicação ou de proliferaçãoFase de multiplicação ou de proliferação
Etapa II da OogêneseEtapa II da Oogênese
Permanece na prófase I (diplóteno) até o oócito primário crescer. Em humanos até a puberdade. Quando ocorre a formação de grânulos corticais e da zona I da Meiose pelúcida.
Oócito Primário
Síntese de gema, mRNA, glicogênio, ribossomos e lipídeos.
Divisão Maturação do Oócito Primário e conclusão da divisão I da meiose
corpúsculoPrimeiro Oócito Secundário Polar
Fase de Crescimento e início da maturaçãoFase de Crescimento e início da maturação
EspermatozóidesEspermatozóides
EspermatogêneseEspermatogênese
TêmTêm inícioinício apenasapenas comcom aa puberdadepuberdade ee éé mantidamantida porpor todatoda vidavida..
OcorreOcorre nosnos túbulostúbulos seminíferos,seminíferos, osos quaisquais sãosão longoslongos tubostubos
contorcidoscontorcidos ee revestidosrevestidos dede tecidotecido epitelialepitelial..
AsAs célulascélulas germinativasgerminativas imaturasimaturas sãosão conhecidasconhecidas comocomo
espermatogôniasespermatogônias ee estãoestão localizadaslocalizadas aoao redorredor dodo limitelimite externoexterno dessesdesses túbulos,túbulos, próximaspróximas àà lâminalâmina basalbasal ondeonde proliferamproliferam continuamentecontinuamente porpor mitosemitose ..
Etapa I da espermatogêneseEtapa I da espermatogênese
Células germinativas
nativo
2n
Espermatogônias
Espermatogônias
Período Germin
2n
2n 2n 2n 2n
2n
Mitose
Mitose
Etapa II da espermatogêneseEtapa II da espermatogênese
Sem divisão
Espermatócito I 2n Período deCrescimento
Sem divisão celular
Etapa III da espermatogêneseEtapa III da espermatogênese
Espermatócito II
Período de Maturação
Espermátides
n n
n n^ n^ n
Etapa IV da espermatogêneseEtapa IV da espermatogênese
Espermátides
n n n n
eão
Espermatozóides
n n n^ n Período dediferenciaçã
