MEIOSE E SUAS FASES

Meiose

 A meiose é a divisão celular que ocorre na formação dos gametas, reduzindo o número de cromossomos de uma espécie pela metade.

Assim, uma célula-mãe diploide origina 4 células-filhas haploides.

O processo ocorre por meio de duas etapas de divisões celulares sucessivas, dando origem a quatro células:

• Meiose I: Etapa reducional, pois o número de cromossomos é reduzido pela metade.
• Meiose II: Etapa equacional, o número de cromossomos das células que se dividem mantém-se o mesmo nas células que se formam.

A meiose ocorre quando a célula entra em fase de reprodução, sendo o processo essencial para a formação de gametas, esporos e nas divisões do zigoto.

Fases da meiose

Meiose I

Na interfase os cromossomos são finos e cumpridos. Ocorre a duplicação do DNA e dos cromossomos, formando assim as cromátides.

DNA

O DNA (Ácido Desoxirribonucleico) é uma molécula presente no núcleo das células de todos os seres vivos e que carrega toda a informação genética de um organismo.

É formado por uma fita dupla em forma de espiral (dupla hélice), composta por nucleotídeos.

Estrutura do DNA

A molécula de DNA é constituída por três substâncias químicas:

1. Bases Nitrogenadas – Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) e Guanina (G);
2. Pentose – Um açúcar que apresenta moléculas formadas por cinco átomos de carbono;
3. Fosfato – um radical de ácido fosfórico.

Estrutura da molécula de DNA

Os dois filamentos que constituem o DNA enrolam-se um sobre o outro e unem-se através de pontes de hidrogênio, que se formam entre as 4 bases nitrogenadas dos nucleotídeos:

• A - Adenina;
• T - Timina;
• C - Citosina;
• G - Guanina.

As pontes de hidrogênio são formadas entre os pares de bases: A-T e C-G. Adenina com Timina e Citosina com Guanina.

O DNA está tão compactado no núcleo celular, que se fosse possível esticá-lo, ele teria 2 metros de comprimento.

Todas as formas de vida do planeta, com exceção de alguns vírus, têm suas informações genéticas codificadas na sequência das bases nitrogenadas do DNA.

Os nucleotídeos são moléculas presentes nas células formadas por bases nitrogenadas, fosfato e pentose.

A maior parte deles são encontrados unidos, formando os ácidos nucleicos. Uma pequena fração de nucleotídeos ocorre de forma livre.

Eles participam de muitas reações do metabolismo celular, das quais destacam-se:

• Transferência de energia na forma de ATP
• Mensageiros químicos
• Armazenamento e transmissão da informação genética

Estrutura

Um nucleotídeo é formado por três moléculas, as quais variam entre o DNA e o RNA:

• Base nitrogenada: Bases purinas adenina (A) e guanina (G) e as bases pirimidinas citosina (C), uracila (U) e timina (T).
• Grupo fosfato (HPO4): Grupo químico derivado do ácido fosfórico. A única porção que não varia no nucleotídeo.
• Pentose: Um açúcar de 5 carbonos. No DNA temos a desoxirribose e no RNA temos a ribose.

Estrutura do nucleotídeo

O nucleosídeo é formado apenas pela base nitrogenada e a pentose, nele não ocorre o grupo fosfato.

Ácidos nucleicos

Os ácidos nucleicos são formados por unidades repetidas dos nucleotídeos. Assim, eles são constituídos por nucleotídeos.

Em nossas células existem dois tipos de ácidos nucleicos, o DNA e o RNA.

O DNA ou ácido desoxirribonucleico é uma molécula longa formada por duas fitas unidas constituídas por nucleotídeos. Ele é responsável por conter todas as informações genéticas.

O RNA ou ácido ribonucleico possui apenas um filamento de nucleotídeos. Ele é responsável pela síntese de proteínas.

Nos ácidos nucleicos, os nucleotídeos estão unidos entre si formando um polinucleotídeo. A ligação ocorre entre o fosfato de um nucleotídeo e a pentose do nucleotídeo seguinte.

Detalhadamente, a ligação se dá através da hidroxila (OH) presente no carbono 5 do grupo fosfato com a hidroxila do carbono 3 da pentose do outro nucleotídeo. Dizemos que esta é uma ligação fosfodiéster.

Ligação fosfodiéster

Bases Nitrogenadas são compostos que fazem parte da composição do DNA e do RNA, os quais são os ácidos nucleicos encontrados nas células vivas dos órgãos.

Elas são cinco e podem ser classificadas em dois tipos:

• Bases púricas ou purinas - adenina e guanina
• Bases pirimídicas ou pirimidinas - citosina, timina e uracila.

Bases Nitrogenadas do DNA

O DNA é um conjunto de nucleotídeos. Cada nucleotídeo apresenta um grupo fosfato, um açúcar de cinco carbonos (pentose) e é composto pelas seguintes bases:

• Adenina (A) e guanina (G), que são bases púricas.
• Citosina (C) e timina (T), que são bases pirimídicas.

James Watson e Francis Crick apresentaram um modelo conhecido como dupla hélice para a estrutura do DNA, em 1953, com base nos estudos cromatográficos das bases nitrogenadas realizados por Erwin Chargaff e nas imagens da estrutura do DNA por difração de raios X obtidas por Rosalind Franklin.

Segundo eles, uma base púrica se juntava a uma base pirimídica e as bases se apresentavam lado a lado, da seguinte forma: A - T e C - G.

Esse emparelhamento era representado em duas espécies de fitas, as quais são unidas pelas bases nitrogenadas através de pontes de hidrogênio.

As fitas estariam girando em sentido de espiral e se combinariam. Assim, se uma fita apresentar a sequência AATGCTCC, a outra apresentará essa sequência: TTACGAGG.

Isso acontece porque as quantidades de adenina e timina são as mesmas, tal como a guanina e a citosina. Daí decorre que se sabemos a quantidade de um dos pares, conhecemos a quantidade do outro par também.

Emparelhamento das bases nitrogenadas: de DNA, em duas fitas, e de RNA, em uma fita

Note que a principal diferença entre os tipos de bases está na estrutura. As bases pirimídicas apresentam apenas um anel, enquanto as bases púricas apresentam dois.

Bases Nitrogenadas do RNA

O RNA é composto pelas seguintes bases:

• Adenina (A) e guanina (G), que são bases púricas.
• Citosina (C) e uracila (U), que são bases pirimídicas.

Repare que a composição é semelhante a do DNA. A diferença é que no lugar da timina, no RNA tem-se a uracila.

A adenina se emparelha com a uracila: A - U. A citosina, por sua vez, se emparelha com a guanina: C - G. Mas, ao contrário do DNA, o RNA é apresentado em apenas uma fita.

RNA

O RNA (ácido ribonucleico) é uma molécula responsável pela síntese de proteínas das células do corpo. Sua principal função é a produção de proteínas.

Por meio da molécula de DNA, o RNA é produzido no núcleo celular, sendo encontrado também no citoplasma da célula. A sigla de RNA vem da língua inglesa: RiboNucleic Acid.

Estrutura do RNA

Fórmula estrutural da molécula de RNA

A molécula de RNA é composta por ribonucleotídeos, os quais são formados por uma ribose (açúcar), um fosfato e as bases nitrogenadas.

As bases nitrogenadas são classificadas em:

• Adenina (A) e Guanina (G): purinas
• Citosina (C) e Uracila (U): pirimidinas

Tipos de RNA

• RNA Ribossômico (RNAr): recebe esse nome pois é o principal constituinte dos ribossomos. Ele possui o maior peso, sendo o principal responsável pela síntese de proteínas.
• RNA Mensageiro (RNAm): junto ao RNA ribossômico, ele auxilia na síntese de proteínas, orientando a ordem dos aminoácidos para a formação proteica. Ele é responsável por levar do núcleo celular até o citoplasma as informações genéticas recebidas do DNA. Seu peso é menor que o RNA ribossômico.
• RNA Transportador (RNAt): seu nome já indica que sua função é transportar as moléculas de aminoácidos que serão utilizados na síntese de proteínas. Ele transporta essas moléculas até os ribossomos, local em que se unem e formam as proteínas. Comparado com os outros, este possui o menor peso.

RNA Polimerase

O RNA polimerase é o nome da enzima que auxilia na catalisação da síntese do RNA. A partir de uma molécula de DNA ela é formada por um processo chamado de transcrição.

Etapas da expressão gênica ou genética

Ribozimas

As proteínas enzimáticas formadas por RNA são chamadas de ribozimas. Essas enzimas estão relacionadas com a síntese de proteínas nas células.

Sua principal função é acelerar a velocidade de algumas reações químicas permanecendo quimicamente intactas após a reação.

Representação do processo de síntese proteica que começa no núcleo e depois acontece no citoplasma

Diferença entre DNA e RNA

Tanto o DNA quanto o RNA são materiais genéticos responsáveis pela transmissão de caracteres hereditários.

O DNA (ácido desoxirribonucleico) é uma molécula que carrega toda a informação genética de um organismo e está presente no núcleo das células de todos os seres vivos.

Tem como função transmitir as informações genéticas para o RNA. Em relação à pentose que contém, o RNA é formado por uma ribose, enquanto o DNA por uma desoxirribose.

Estrutura das pentoses de RNA e DNA

Em relação ao tamanho, o RNA é menor que o DNA. Isso porque o RNA é formado por uma cadeia simples (ou seja, uma única fita), enquanto o DNA é composto de uma dupla hélice. Assim, o RNA é formado a partir de uma fita do DNA.

Quanto à estrutura do DNA e do RNA, elas são semelhantes, no entanto, o filamento de DNA é formado pelas seguintes bases nitrogenadas:

• Adenina (A)
• Guanina (G)
• Citosina (C)
• Timina (T)

Comparação entre uma molécula de DNA (fita dupla) e uma de RNA (fita simples)

OBS: No RNA a timina é substituída pela uracila.

Você Sabia?

O Retrovírus da Aids, o HIV, é formado por RNA. Sendo assim, sua informação genética está na forma de RNA.

Ribossomos

Os Ribossomos, também chamados de Ribossomas, são pequenas estruturas em forma de grânulos que estão presentes nas células procariontes e eucariontes.

Eles são fundamentais para o crescimento, a regeneração celular e o controle metabólico.

Função dos Ribossomos

A função dos ribossomos é auxiliar na produção e na síntese das proteínas nas células. Além dele, participam desse processo as moléculas de DNA e RNA.

Os ribossomos reúnem diversos aminoácidos durante a síntese proteica através de uma ligação química chamada de ligação peptídica.

Estrutura e composição dos Ribossomos

Representação do ribossomos no núcleo celular

A estrutura dos ribossomos assemelha-se a um grânulo, por isso possui uma forma arredondada.

É formado por moléculas de RNA ribossômico dobrado, associado às proteínas. Assim, são formados por proteínas (mais de 80 tipos) e ácido ribonucleico (RNA).

Eles estão presentes em grande parte no citoplasma (ribossomos livres). No entanto, podem ser encontrados nas mitocôndrias, nos cloroplastos e no retículo endoplasmático.

Quando associados à superfície dos retículos endoplasmáticos, eles formam os retículos endoplasmáticos rugosos (ou granulares).

Quando associados ao RNA mensageiro (RNAm) na síntese de proteínas, eles formam os polissomos ou polirobossomos.

Representação da célula e suas organelas

Os ribossomos não possuem membrana, e, por esse motivo, não são considerados organelas celulares citoplasmáticas por muitos estudiosos do tema.

Para outros, os ribossomos podem ser considerados organelas celulares não membranosas de forma que permanecem livres no citoplasma (hialoplasma) das células.

Complexo de Golgi e Lisossomos

O complexo de golgi, também chamado de aparelho de golgi, é uma organela celular responsável por exportar proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso.

Ela modifica e armazena proteínas e outras substâncias. Além disso, elas originam outra estrutura celular: os lisossomos.

Célula com os lisossomos e o Complexo de Golgi

Os lisossomos são organelas celulares esféricas formadas por diversas enzimas. Por esse motivo, auxiliam a digerir diversas substâncias para a célula (digestão intracelular), tal como lipídios, carboidratos, proteínas e ácidos nucleicos (DNA e RNA). Em relação aos ribossomos, esses são bem maiores.

Peroxissomos

O peroxissomos são organelas celulares semelhantes aos lisossomos quanto à sua função. São estruturas responsáveis por digerir diversas substâncias, visto a quantidade de enzimas que contém.

O que os difere dos lisossomos é o tipo de enzima que apresentam (enzimas oxidases).

Curiosidade sobre os ribossomos

Você sabia que os ribossomos estão presentes em todas as células do corpo humano, exceto nos espermatozoides (células sexuais masculinas).

Após a duplicação inicia-se a divisão celular.

Prófase I

A prófase I é uma fase bastante complexa, sendo dividida em cinco sub-fases consecutivas:

• Leptóteno: cada cromossomo é formado por duas cromátides. Pode-se notar a presença de pequenas condensações, os cromômeros.
• Zigóteno: inicia-se o emparelhamento dos cromossomos homólogos, denominado de sinapse, que se completa no paquíteno.
• Paquíteno: cada par de cromossomos homólogos possui quatro cromátides, constituindo uma bivalente ou tétrade, formada por cromátides-irmãs: as que se originam de um mesmo cromossomo e as cromátides homólogas: as que se originam de cromossomos homólogos. Essas podem sofrer uma ruptura na mesma altura, e os dois pedaços podem trocar de lugar, realizando uma permutação ou crossing over. Como os cromossomos são portadores de genes, ocorre uma recombinação gênica.
• Diplóteno: os cromossomos homólogos começam a se afastar, mas permanecem ligados pelas regiões onde ocorreu a permutação. Tais regiões constituem os quiasmas.
• Diacinese:continua ocorrendo condensação e separação dos cromossomos homólogos. Com isso, os quiasmas vão escorregando para as pontas das cromátides, processo denominado terminação dos quiasmas. À medida que as fases evoluem, o nucléolo e a carioteca desaparecem.

Metáfase I

Na metáfase I, a membrana celular desaparece. Os pares de cromossomos homólogos se organizam no plano equatorial da célula.

Os centrômeros do cromossomo homólogos se ligam a fibras que emergem de centríolos opostos. Assim cada componente do par será puxado em direções opostas.

Anáfase I

Na anáfase I, não ocorre divisão dos centrômeros. Cada componente do par de homólogos migra em direção a um dos polos da célula.

Telófase I

Na telófase, os cromossomos desespiralizam-se, a carioteca e o nucléolo reorganizam-se e ocorre a citocinese, divisão do citoplasma. Desse modo, surgem duas novas células haploides.

Meiose II

A meiose II é extremamente semelhante à mitose. A formação de células haploides a partir de outras haploides só é possível porque ocorre durante a meiose II, a separação das cromátides que formam as díades.

Cada cromátide de uma díade dirige-se para um polo diferente e já pode ser chamada de cromossomo-irmão. As fases da meiose II são as seguintes:

Prófase II

Ocorre a condensação dos cromossomos e a duplicação dos centríolos. O nucléolo e a carioteca voltam a desaparecer.

Metáfase II

Os centríolos estão prontos para serem duplicados e os cromossomos organizam-se na região equatorial.

Anáfase II

As cromátides-irmãs separam-se se migram para cada um dos polos da célula, puxadas pelas fibras do fuso.

Telófase II

As fibras do fuso desaparecem e os cromossomos já encontram-se nos polos da célula. A carioteca surge novamente e o nucléolo se reorganiza. Por fim, ocorre a citocinese e o surgimento de 4 células-filhas haploides.

Quais as diferenças entre a mitose e a meiose?

A mitose e a meiose correspondem aos dois tipos de divisão celular. Porém, algumas características diferenciam os dois processos:

• A mitose origina duas células-filhas idênticas à célula-mãe. Enquanto isso, na meiose são geradas 4 células-filhas com material genético diferente ao da célula-mãe. Além disso, as células-filhas ainda apresentam metade do número de cromossomos da célula-mãe.
• A meiose reduz pela metade o número de cromossomos nas células-filhas. Na mitose o número de cromossomos é mantido entre a célula-mãe e as células-filhas.
• A mitose ocorre na maior parte da células somáticas do corpo. Já a meiose ocorre somente nas células germinativas e esporos.