Ciclo celular e suas fases
O ciclo celular é o período de vida de uma célula desde uma divisão até a seguinte. O ciclo mitótico abrange o conjunto de processos desde o início de uma divisão até o início da seguinte. A divisão celular garante a imortalidade biológica por meio da renovação contínua do citoplasma e da replicação precisa do material genético. Falhas nesse processo levam a mutações.
A frequência das divisões depende do tipo de tecido: as células embrionárias dividem-se a cada hora, o epitélio intestinal de 1 a 2 vezes por dia, os hepatócitos cerca de uma vez por ano, e as células nervosas praticamente não se dividem.
Cerca de 90% do tempo do ciclo é ocupado pela interfase, que é a preparação para a divisão. Ela inclui três períodos:
- G1 (pré-sintético) — crescimento celular e síntese de organelas;
- S (sintético) — replicação do DNA, duplicação dos cromossomos;
- G2 (pós-sintético) — crescimento celular, síntese de proteínas e ATP para a divisão.
Mitose: fases e conjuntos cromossômicos
A mitose é a divisão indireta de células somáticas, na qual as células-filhas recebem exatamente o mesmo conjunto genético da célula-mãe. A partir de uma célula-mãe diploide, formam-se duas células-filhas diploides, geneticamente idênticas à original.
- Prófase: espiralização dos cromossomos, desintegração do envoltório nuclear, migração dos centríolos para os polos, formação das fibras do fuso mitótico. Conjunto — 2n4c.
- Metáfase: os cromossomos duplicados (com duas cromátides) alinham-se no equador, as fibras do fuso fixam-se aos centrômeros. Conjunto — 2n4c.
- Anáfase: os centrômeros dividem-se, as fibras do fuso puxam as cromátides para os polos — cada cromátide torna-se um cromossomo independente. Conjunto — 4n4c na célula, 2n2c em cada polo.
- Telófase: os cromossomos desspiralizam-se, o envoltório nuclear e o nucléolo são reconstituídos, ocorre a citocinese — divisão do citoplasma. Conjunto das células-filhas — 2n2c.
Importância biológica da mitose
A mitose assegura a preservação de um conjunto cromossômico constante ao longo das gerações celulares. Suas funções incluem:
- crescimento e desenvolvimento do organismo multicelular;
- regeneração tecidual e cicatrização de feridas;
- reprodução assexuada: brotamento da hidra, reprodução de protozoários, propagação vegetativa de plantas;
- formação de gametas no ciclo de vida das plantas.
Meiose I: divisão reducional
A meiose é a divisão na qual, a partir de uma célula diploide, formam-se quatro células haploides. Nos humanos, os gametas contêm 23 cromossomos e, após a fecundação, o zigoto restabelece o conjunto diploide — 46. A meiose consiste em duas divisões sucessivas: a meiose I (reducional) e a meiose II (equacional).
A prófase I divide-se em cinco estágios:
- Leptóteno — os cromossomos são finos e consistem em cromátides-irmãs;
- Zigóteno — emparelhamento (coniugação) dos cromossomos homólogos, formação de bivalentes;
- Paquíteno — espiralização dos cromossomos e crossing-over — troca de segmentos homólogos entre cromátides não-irmãs, garantindo a recombinação gênica;
- Diplóteno — os cromossomos homólogos afastam-se, mantendo-se unidos nos pontos de cruzamento — quiasmas;
- Diacinese — condensação máxima, desintegração do envoltório nuclear, formação do fuso acromático.
Na metáfase I, os bivalentes alinham-se no equador. Na anáfase I, os cromossomos homólogos inteiros com duas cromátides (e não as cromátides isoladas) migram para os polos. Na telófase I, formam-se duas células com um conjunto haploide de cromossomos duplicados — n2c.
Meiose II e resultados da divisão
A meiose II ocorre sem o período S da interfase — a replicação do DNA não acontece, caso contrário surgiriam mutações. Em seu mecanismo, é semelhante à mitose:
- Prófase II: desintegração do envoltório nuclear, formação do fuso. Conjunto — n2c;
- Metáfase II: os cromossomos alinham-se no equador;
- Anáfase II: os centrômeros dividem-se, as cromátides-irmãs migram para os polos;
- Telófase II: formação dos núcleos, citocinese. Resultado — quatro células haploides com o conjunto nc.
Comparação entre mitose e meiose
Principais diferenças entre os dois tipos de divisão:
- Mitose: uma divisão, duas células-filhas, conjunto cromossômico mantido (2n → 2n), identidade genética com a célula-mãe;
- Meiose: duas divisões sucessivas, quatro células-filhas, conjunto cromossômico reduzido à metade (2n → n), diversidade genética devido ao crossing-over e à segregação independente dos cromossomos;
- a mitose assegura o crescimento, a regeneração e a reprodução assexuada; a meiose é a base da reprodução sexuada e da variabilidade hereditária.
Pontos-chave
- A interfase inclui os períodos G1, S e G2; a replicação do DNA ocorre apenas na fase S.
- A mitose consiste em prófase, metáfase, anáfase e telófase; o resultado são duas células diploides idênticas.
- Na anáfase da mitose, os centrômeros dividem-se e as cromátides tornam-se cromossomos independentes.
- A meiose inclui duas divisões: a reducional (meiose I) e a equacional (meiose II).
- O emparelhamento e o crossing-over na prófase I garantem a recombinação gênica e a variabilidade hereditária.
- Na anáfase I, separam-se os cromossomos homólogos; na anáfase II, as cromátides-irmãs.
- Entre a meiose I e a meiose II não há período S, e a replicação do DNA não ocorre.
- O resultado da meiose é constituído por quatro células haploides geneticamente únicas, base da reprodução sexuada.