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16 CI TO G EN ÉT IC A CICLO CELULAR Compreende todo o período que vai desde o surgimento da célula até o momento em que ela se divide. O ciclo celular é dividido em duas etapas principais: divisão celular e interfase. A divisão compreende a mitose, divisão do núcleo, e é normalmente seguida imediatamente pela citocinese, divisão do citoplasma. INTERFASE O período que antecede a divisão celular é chamado de interfase. Este período é caracteriza- se por intensa atividade metabólica. A interfase é dividida em três períodos: 1) Período G1: a letra G vem da palavra gap, que significa “intervalo”, em inglês. Nesse período, A quantidade de DNA que a célula possui num determinado momento do ciclo celular varia de acordo com os períodos sendo mínima no período G1, dobra em S, atinge o valor máximo em G2 e volta a ser mínima na telófase, como mostrado no gráfico abaixo. ocorre crescimento da célula até alcançar seu tamanho normal. Há intensa produção de RNA no núcleo, e síntese de proteínas no citoplasma. 2) Período S: vem de synthesis. Nele, a célula duplica seu material genético, graças à replicação do DNA da cromatina. Após a duplicação, o cromossomo, que era formado por um cromonema, passa a ter dois filamentos unidos pelo centrômero. São duas cromátides- irmãs. 3) Período G2: duplicado todo o material hereditário, a célula entra em outro período de crescimento, semelhante ao G1, mas com menor produção de RNA e de proteínas. É o momento de aparecimento das proteínas que irão constituir o fuso mitótico, assumindo um arranjo especial organizado pelos centríolos. CI TO G EN ÉT IC A 17www.biologiatotal.com.br MITOSE É o processo de divisão que origina duas células- filhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. A mitose para os seres unicelulares, significa reprodução. Quando um protozoário se divide, está, na verdade, originando 2 novos indivíduos. Para os pluricelulares, divisão celular se relaciona com 1) Crescimento: o aumento do tamanho do indivíduo se dá pelo aumento do número e do tamanho das células. 2) Renovação celular: certos tecidos substituem periodicamente suas células graças às divisões de células precursoras. Assim ocorre a renovação dos glóbulos vermelhos do sangue e da camada superficial da epiderme. 3) Regeneração: alguns tecidos, como o tecido hepático, têm grande poder de substituir células mortas graças às divisões das células restantes. 4) Cicatrização: nos casos de perda de células devido a lesões acidentais ou provocadas, ocorre substituição do tecido original por outro, formando o que chamamos de cicatriz. Isto ocorre quando se faz uma cirurgia, por exemplo. 5) Manutenção do número de cromossomos da célula: a mitose pode ocorrer em células haploides (N), diploides (2N), triploides (3N), etc. Todas originam 2 células-filhas com o mesmo número de cromossomos. As pesquisas mostram que, com o crescimento da célula, a relação entre o volume celular e a área da sua membrana se torna desproporcional até alcançar um valor crítico, que desencadeia a divisão celular. Como a superfície da membrana é importante para as trocas com o meio externo, se essa superfície fica pequena em relação ao volume interno a ser mantido, a célula entra em divisão originando duas células-filhas menores e, portanto, capazes de absorver os nutrientes necessários à sobrevivência da célula ou tecido. Na mitose, verificamos comportamentos característicos dos cromossomos, mudanças na estrutura do núcleo, da membrana nuclear, dos centríolos e do nucléolo. As fases da mitose são em número de quatro e são denominadas como: prófase, metáfase, anáfase e telófase. A. PRÓFASE É a mais longa. Tem início com um discreto aumento de volume do núcleo. A cromatina começa a se espiralizar. Os nucléolos desaparecem. Os centríolos já duplicados migram para os polos da célula. Durante a migração, fibras proteicas se colocam como raios ao redor dos centríolos, formando o áster. Surgem, também, fibras que ligam um par de centríolos ao outro, formando o fuso mitótico ou fuso acromático. No final da prófase, a carioteca se rompe e os cromossomos, através dos centrômeros, ligam- se às fibras do fuso mitótico. B. METÁFASE Os cromossomos se colocam na região equatorial da célula. As cromátides-irmãs, ainda unidas pelo centrômero, atingem seu grau máximo de condensação, tornando-se bem visíveis ao microscópio. É nesta fase que melhor se visualiza os cromossomos. C. ANÁFASE Seu início é marcado pela divisão dos centrômeros e separação das cromátides-irmãs. As fibras do fuso mitótico se encurtam e tracionam os cromossomos arrastando as cromátides-irmãs para polos opostos (metacinese). No final dessa fase, em cada polo há número de cromossomos igual ao que havia na célula que iniciou a divisão, embora agora com apenas um filamento cada um. Tem início a desespiralização dos cromossomos. 18 CI TO G EN ÉT IC A D. TELÓFASE Os cromossomos desespiralizados estão dispostos em dois conjuntos, um em cada polo. Cada conjunto é envolvido por uma nova carioteca, que surge pela fusão de segmentos do retículo endoplasmático. Desaparecem os filamentos do áster e do fuso mitótico. 1. Prófase Cromossomos duplicados em condensação Cromátides irmãs Fibras cromossômicas Cromossomos condensados alinhados no equador (placa metafásica) Carioteca Nucléolo em desaparecimento 2. Metáfase 3. Anáfase 4. Telófase Encurtamento das fibras cromossômicas Reaparecimento dos nucleólos Reorganização das cariotecas Divisão citoplasmática (citocinese) Cromossomos irmãos migrando para polos opostos Na região equatorial, em toda a circunferência da célula, surge o sulco de divisão, e, à medida que se aprofunda, aumenta o estrangulamento nesta região. Ocorre a separação das duas células-filhas. É a citocinese. LEITURA COMPLEMENTAR Cientistas descobrem que é impossível escapar do envelhecimento A fonte da juventude é uma lenda espalhada por várias culturas. Quem bebe das suas águas impede seu envelhecimento e torna- se para sempre jovem. Mas pelo jeito isso sempre será uma lenda, já que os cientistas descobriram que envelhecer pode ser retardado, mas nunca evitado. Etapas da mitose A busca por algo que nos tornaria sempre jovens, é algo que foi muito explorado em lendas de diferentes culturas. Porém, para seres vivos multicelulares como nós humanos, a coisa é um pouco difícil... Seres multicelulares são complexos e têm muitos tipos diferentes de células, que formam CI TO G EN ÉT IC A 19www.biologiatotal.com.br MITOSE NA CÉLULA VEGETAL Em linhas gerais, a mitose da célula vegetal segue os mesmos passos da mitose animal, com algumas diferenças. As principais diferenças são: a) A célula vegetal superior não possui centríolos. Durante a formação do fuso mitótico, as fibras convergem para pontos localizados em polos opostos na célula, mas não orientados em direção aos centríolos. A mitose vegetal é anastral. Como a célula animal tem centríolo e forma áster, sua mitose é astral. b) A célula animal sofre estrangulamento na região equatorial, que termina por dividi-la em duas (citocinese centrípeta). Na célula vegetal, Porque mudanças são necessárias! Brincadeiras à parte, a mitose não deixa de ser um processo de mudança para a célula, afinal através dela, ela vai se dividir. A mitose é o processo que resulta em células- filhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. tecidos e que ainda se organizam em órgãos. Ou seja, quando envelhecemos não somos nós, mas cada uma das nossas células. Algumas células não são repostas durante a nossa vida, então com o passar do tempo, elas simplesmente não fazem o que têm que fazer corretamente. Isso, por exemplo, é o que acontece com o embranquecimento do cabelo. As células não produzem melanina como faziam quando eram jovens. Sem a melanina, o cabelo fica branco! O envelhecimento causa um outro efeito nas células.Ao envelhecerem, em vez de ficarem “preguiçosas” e diminuírem a atividade, elas começam a se dividir muito rapidamente. As células que se proliferam muito rapidamente não formam um tecido saudável, mas uma massa de células que pode continuar crescendo continuamente. Estamos falando dos tumores que teremos na velhice, mesmo não apresentando sintomas de alguma doença. Então, conforme o tempo passa, para os seres multicelulares essas duas coisas acontecem simultaneamente. Se tentarmos fazer com que as células preguiçosas voltem a trabalhar como antes, podemos desencadear o crescimento desenfreado das células cancerígenas. Se por outro lado, tentamos controlar as células que se proliferam muito, as células preguiçosas começam a ficar mais numerosas e os órgãos acabam não funcionando corretamente. Os pesquisadores descobriram que envelhecer é uma verdade incontestável, as células do nosso corpo estão em constante competição e isso é o que causa o envelhecimento. Fonte: Phys.org. 20 CI TO G EN ÉT IC A não há estrangulamento. No final da telófase, vesículas originadas no complexo de Golgi se colocam no plano equatorial, no centro da célula. O conjunto de vesículas chama-se fragmoplasto, que forma a lamela média. c) Como a formação do fragmoplasto ocorre do centro para a periferia, a citocinese é centrífuga. Persistem falhas na parede celulósica recém- formada, através das quais se estabelecem pontes citoplasmáticas entre as células. São os plasmodesmos. CONTROLE DA DIVISÃO CELULAR Nas células que se dividem ativamente, a interfase é seguida da mitose, culminando na citocinese. Sabe-se que a passagem de uma fase para outra é controlada por fatores de regulação - de modo geral proteicos – que atuam nos chamados pontos de checagem do ciclo celular. Dentre essas proteínas, se destacam as ciclinas, que controlam a passagem da fase G1 para a fase S e da G2 para a mitose. Se em algumas dessas fases houver alguma anomalia, por exemplo, algum dano no DNA, o ciclo é interrompido até que o defeito seja reparado e o ciclo celular possa continuar. Caso contrário, a célula é conduzida à apoptose (morte celular programada). A origem das células cancerosas está associada a anomalias na regulação do ciclo celular e à perda de controle da mitose. Alterações do funcionamento de genes controladores do ciclo celular, em decorrência de mutações, são relacionados ao surgimento de um câncer. Diferença entre a citocinese de uma célula vegetal e uma célula animal. CI TO G EN ÉT IC A 21www.biologiatotal.com.br LEITURA COMPLEMENTAR Células de mulher que morreu em 1951 salvam vidas até hoje Tudo começou quando, em 1951, Henrietta Lacks, uma mulher de origem humilde, começou a sentir fortes dores no útero. Diagnosticada com câncer cervical (no colo de útero), seu tumor surpreendeu os médicos pela velocidade com que se multiplicava. Henrietta não resistiu ao câncer e morreu ainda no mesmo ano, mas deixou um legado para a ciência. Enquanto sua família sofria a dor da sua perda, um novo capítulo se iniciou no mundo das pesquisas médicas. Durante sua cirurgia, uma amostra do seu tumor foi retirada sem autorização. Desde então, as células de Henrietta – que foram batizadas de HeLa em referência às iniciais de seu nome – circulam por laboratórios de todo o mundo e são usadas para pesquisas científicas, tendo se tornado as primeiras células imortais da história. Células humanas somáticas normais em cultura possuem um potencial de divisão limitado, já que os telômeros são encurtados a cada divisão celular, o que implica no envelhecimento da célula. Os telômeros são segmentos de DNA encontrados nas extremidades dos cromossomos e responsáveis por manter a estabilidade estrutural do material genético. Ao final de cada divisão celular, os telômeros perdem partes de sua estrutura, até o momento em que, após diversas divisões, estes se tornam pequenos demais para protegerem os cromossomos. Quando isto acontece, as células perdem a sua função ou morrem, encurtando o tempo de vida do organismo. Já as células de Henrietta possuem a capacidade de serem cultivadas indefinidamente em laboratório. Isso porque elas expressam a enzima telomerase, que impede o encurtamento dos telômeros. Para se ter uma ideia, as células de Henrietta já vivem há mais tempo fora do que viveram dentro do seu corpo durante a vida. Por conta de suas características únicas, as células HeLa já permitiram o desenvolvimento de vacinas (inclusive a primeira vacina contra a poliomielite) e tratamentos para diversas doenças. Elas também já foram até levadas para o espaço para tentar entender o que ocorreria com as células humanas em situações de gravidade zero. Atualmente, as HeLa são comercializadas diariamente em todo o mundo, gerando milhões de lucro. E a família Lacks? Os familiares só descobriram que parte de Henrietta estava viva anos mais tarde. Ao mesmo tempo em que ficaram orgulhosos pelas células de Henrietta terem salvado milhares de vidas, se sentiram desrespeitados e lesados por nunca terem sido consultados. Em 2013, a família conquistou o controle parcial sobre o acesso de cientistas ao código de DNA das células de Henrietta. Entretanto, eles ainda lutam na justiça por uma indenização. Isso levanta uma interessante reflexão sobre a ética: vale tudo pelo avanço da ciência? O que você acha disso? Fontes: Biogerontology; New York Times. Até hoje, as células de Henrietta Lacks, retiradas sem seu consentimento durante uma cirurgia, circulam por laboratórios de todo o mundo e são usadas para pesquisas científicas. 22 EX ER CÍ CI O S Qual número corresponde à melhor etapa para que esse estudo seja possível? 1 2 3 4 5 a a b b c c d d e 3 4 (UEL 2016) Observe a figura a seguir e responda à questão (PUCRJ 2015) Vimblastina é um fármaco quimioterápico padrão usado para tratar câncer. Devido ao fato de ela interferir no alinhamento dos microtúbulos, sua efetividade está diretamente relacionada à inibição da formação do fuso mitótico. fosforilação de proteínas regulatórias. respiração celular. síntese de DNA. produção de protease. Para estudar os cromossomos, é preciso observá- los no momento em que se encontram no ponto máximo da sua condensação. A imagem corresponde ao tecido da raiz de cebola, visto ao microscópio, e cada número marca uma das diferentes etapas do ciclo celular. Células de embrião de drosófila (2n=8), que estavam em divisão, foram tratadas com uma substância que inibe a formação do fuso, impedindo que a divisão celular prossiga. Após esse tratamento, quantos cromossomos e quantas cromátides, respectivamente, cada célula terá? 4 e 4. 4 e 8. 8 e 8. 8 e 16. 16 e 16. EXERCÍCIOS (IFCE 2016) É uma característica da mitose originar células-filhas com o dobro do número de cromossomos da célula-mãe. originar células-filhas com metade do número de cromossomos da célula-mãe. a divisão celular utilizada na formação dos gametas. originar células-filhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. a divisão celular utilizada apenas na formação dos espermatozoides. 1 2 a a a b b b c c c d d d e e e CAIU NO ENEM - 2018 CAIU NA FUVEST - 2018 (UECE 2016) Segundo o Instituto Nacional de Câncer (INCA), as células cancerosas multiplicam-se de maneira descontrolada, mais rapidamente do que as células normais do tecido à sua volta, invadindo-o. Geralmente, elas têm capacidade para formar novos vasos sanguíneos que as nutrirão e manterão as atividades de crescimento descontrolado. O acúmulo dessas células forma os tumores malignos. Dependendo do tipo da célula do tumor, alguns dão metástases mais rápidas e mais precocemente, outros o fazem bem lentamente ou até não o fazem. Fonte: http://www2.inca.gov.br/wps/wcm/connect /inca/portal/home. O processo de multiplicação dessas células se dá por mitose. metástase.meiose. disseminação. Determinadas substâncias quimioterápicas utilizadas para o tratamento de indivíduos com câncer agem nas células impedindo a sua multiplicação, pois interferem na formação de microtúbulos. A partir dessa informação, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a ação dessas substâncias nas células tumorais. Bloquear a formação do fuso acromático coordenado pelos centrossomos. Obstruir a permeabilidade seletiva da membrana plasmática. Inibir a produção de enzimas dos peroxissomos. Evitar a respiração celular que ocorre nas mitocôndrias. Impedir o transporte de nutrientes no ergastoplasma. a b c d e EX ER CÍ CI O S 23www.biologiatotal.com.br a b c d e 5 6 7 (IFSP 2012) Bioquímicos, médicos, biólogos, químicos, entre outros, podem trabalhar em pesquisa e descobrir substâncias que podem interferir em algum mecanismo celular e com isso auxiliar na saúde humana. Entre elas, está a vimblastina, alcaloide que impede a formação das proteínas chamadas microtúbulos, presentes nas fibras do fuso. Ela pode inibir divisões mitóticas, impedindo, assim, o crescimento de um tumor. inibir divisões meióticas, impedindo, assim, a formação de células somáticas. reduzir a digestão lipídica, favorecendo a perda de massa corpórea. facilitar a perda de proteínas durante a digestão, favorecendo o emagrecimento. estimular a divisão citoplasmática do final da mitose, estimulando o crescimento. (CEFET MG 2014) O DNA apresenta diferentes níveis de condensação, conforme representado na figura. (UFG 2008) O ciclo celular pode ser interrompido em determinadas fases para evitar a produção de células com erro no DNA. A ausência de controle da divisão celular relaciona-se diretamente com o desenvolvimento de neoplasia (câncer). Um exemplo de controle do ciclo celular é a interrupção em G1 pela proteína p53, quando uma lesão no DNA é detectada. O que ocorre com uma célula quando essa proteína é ativada? a a a a a b b b b b c c c c c d d d d d e e e e e No momento em que o DNA de uma célula somática humana for visualizado no nível “F” de condensação, está ocorrendo o processo de síntese de proteínas. multiplicação celular. permutação cromossômica. produção de ácido ribonucleico. duplicação do material genético. Permanece em G0. Interrompe a síntese de DNA. Duplica os cromossomos. Torna-se poliploide. Passa para a fase S. 8 9 10 (UFPA 2008) O período que precede a mitose é denominado de intérfase. Nessa fase ocorre a duplicação do DNA, evento que garante a transmissão das informações existentes na célula original para cada uma das células-filhas. A duplicação do DNA origina a formação de pares de cromátides-irmãs presas uma à outra pelo centrômero. cromossomos homólogos ligados pelos quiasmas. nucléolos portadores de genes alelos. cromossomos duplos, cada um com uma cromátide. cromatinas diploides dispersas no nucléolo. (UNIFESP 2008) Analise a figura (IFCE 2011) Quando ocorre a divisão celular descontrolada das células de determinada região do organismo, pode ocorrer a formação de um tumor. Nos tumores benignos, as células permanecem no local, prejudicando apenaso órgão onde se originou o tumor ou os tecidos vizinhos. O câncer é um tumor maligno prejudicial que se espalha para outras regiões do corpo. O processo celular envolvido nessa desobediência genética é chamado de ligação e origina células haploides. fissão e ocorre nas células eucarióticas dos animais evoluídos. mitose e tem participação dos centríolos. cromossômico e origina duas células diploides. mitose celular e origina células haploides. A figura representa um cromossomo em metáfase mitótica. Portanto, os números I e II correspondem a: cromossomos emparelhados na meiose, cada um com uma molécula diferente de DNA. cromátides não-irmãs, cada uma com uma molécula idêntica de DNA. cromátides-irmãs, cada uma com duas moléculas diferentes de DNA. cromátides-irmãs, com duas moléculas idênticas de DNA. cromossomos duplicados, com duas moléculas diferentes de DNA. 24 EX ER CÍ CI O S (FUVEST 2014) A sequência de fotografias abaixo mostra uma célula em interfase e outras em etapas da mitose, até a formação de novas células. (UEL 2015) Leia o texto a seguir. Quando se fala em divisão celular, não valem as regras matemáticas: para uma célula dividir significa duplicar. A célula se divide ao meio, mas antes duplica o programa genético localizado em seus cromossomos. Isso permite que cada uma das células- filhas reconstitua tudo o que foi dividido no processo. AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia. v.1. São Paulo: Moderna, 1994. p.203. Considerando uma célula haploide com 8 cromossomos (n=8) assinale a alternativa 14 15 a a a a b b b b c c c c d d d d e e e 11 (FMP 2017) Na maioria das células eucarióticas, o sistema de controle celular ativa a progressão do ciclo celular em três principais pontos de verificação. O primeiro ponto de verificação é no final da G1, o segundo é o ponto de verificação G2/M, e o terceiro é a transição entre metáfase e anáfase. A figura abaixo representa o sistema de controle do ciclo celular em células eucarióticas. (UFU 2015) O gráfico a seguir mostra variações da quantidade de DNA por núcleo durante o ciclo celular de uma célula animal. (UDESC 2015) A figura representa, de maneira resumida, as fases da Interfase (G1; S e G2) e de Divisão (M) do ciclo de vida de uma célula, o chamado ciclo celular. 12 13 No segundo ponto de verificação, o evento do ciclo celular que já está concluído é a formação do fuso mitótico duplicação dos centrossomos condensação dos cromossomos desintegração do envelope celular ordenação dos cromossomos na placa equatorial Em qual dos períodos encontramos o cromossomo constituído por duas cromátides-irmãs, cada uma contendo uma molécula de DNA, e a ocorrência da migração das cromátides-irmãs para os polos da célula, respectivamente? T2 e T3. T1 e T3. T3 e T4. T1 e T4. Em relação ao ciclo celular, assinale a alternativa correta. M é a fase mais longa na maioria das células. Em M ocorre a duplicação dos cromossomos. Em G2 ocorre a verificação do processo de duplicação do DNA. Em S os cromossomos se apresentam altamente compactados. Em G1 inicia-se a compactação dos cromossomos. Considerando que o conjunto haploide de cromossomos corresponde à quantidade N de DNA, a quantidade de DNA das células indicadas pelos números 1, 2, 3 e 4 é, respectivamente, N, 2N, 2N e N. N, 2N, N e N/2. 2N, 4N, 2N e N. 2N, 4N, 4N e 2N. 2N, 4N, 2N e 2N. EX ER CÍ CI O S 25www.biologiatotal.com.br (FUVEST 2013) Na figura abaixo, está representado o ciclo celular. Na fase S, ocorre síntese de DNA; na fase M, ocorre a mitose e, dela, resultam novas células, indicadas no esquema pelas letras C. (UFRGS 2013) A figura abaixo representa o ciclo celular de uma célula eucariótica. Assinale a alternativa ( CFTMG 2013) Observe a fase do processo de divisão celular de uma célula, cuja ploidia é 2n = 2, conforme a figura. (PUCRS 2008) A mitose ocorre em diferentes estágios: Na __________, os cromossomos replicados, compostos de um par de _________ se condensam, o fuso é montado, a membrana nuclear desaparece e o nucléolo não é mais visível. Na _________, os cromossomos replicados se alinham no centro da célula. Na _________, os pares de _________ se separam, dividindo igualmente os cromossomos para as células-filhas. Na _________, as novas células se separam. Finalmente, a citocinese separa os componentes citoplasmáticos. A sequência das palavras que completam corretamente as frases é: prófase - centrômeros - anáfase - metáfase - cromátides - telófase prófase - centrômeros - metáfase - anáfase - cromátides - telófase prófase - cromátides - metáfase- anáfase - centrômeros - telófase telófase - cromátides - metáfase - anáfase - centrômeros - prófase telófase - centrômeros - anáfase - metáfase - cromátides - prófase 16 17 19 18 a a a b b b c c c d d d e e que apresenta, corretamente, a constituição cromossômica dessa célula em divisão na fase de metáfase da mitose. 8 cromossomos distintos, cada um com 1 cromátide. 8 cromossomos distintos, cada um com 2 cromátides. 8 cromossomos pareados 2 a 2 cada um com 1 cromátide. 8 cromossomos pareados 2 a 2 cada um com 2 cromátides. 8 cromossomos pareados 4 a 4 cada um com 2 cromátides. a a b b c c d d e e Considerando que, em G1, existe um par de alelos Bb, quantos representantes de cada alelo existirão ao final de S e de G2 e em cada C? 4, 4 e 4. 4, 4 e 2. 4, 2 e 1. 2, 2 e 2. 2, 2 e 1. correta em relação à interfase. A interfase é o período em que não ocorre divisão celular, e a célula permanece sem atividade metabólica. As células que não se dividem são normalmente mantidas em G0. O nucléolo desaparece durante o G1. A quantidade de DNA permanece constante durante o período S. O G2 caracteriza-se pela presença de cromossomos constituídos de uma única cromátide. Conclui-se que a fase mostrada na figura refere-se à mitose, pois se fosse meiose as cromátides irmãs estariam afastando-se em direção aos polos da célula. a visualização dos cromossomos seria impossível. os cromossomos mudariam de formato. o número cromossômico seria diferente. 26 EX ER CÍ CI O S A imagem representa a variação da quantidade de DNA ao longo do ciclo celular de uma célula eucariótica. Em relação aos eventos que caracterizam as mudanças observadas na imagem, pode-se afirmar: A duplicação do DNA ocorre a partir da etapa G1, finalizando na G2. A redução do número cromossômico é concretizada pela separação dos cromossomos homólogos na etapa M. A divisão equacional da etapa M é justificada a partir dos eventos de replicação que ocorrem na etapa S. A condensação do material genético é essencial para que o processo de replicação seja plenamente completado na etapa M. A expressão da informação genética é garantida a partir dos eventos realizados exclusivamente na etapa S. (UEL 2011) O processo de mitose é essencial para o desenvolvimento e o crescimento de todos os organismos eucariotos. 23 (COL. NAVAL 2015) No nosso corpo ocorrem dois tipos de divisão celular: a mitose, nas células do corpo em geral, e a meiose, nas células germinativas. Com relação à mitose e à meiose no corpo humano, é correto afirmar que na mitose, a partir de células iniciais com 46 cromossomos, formam-se células com a metade do número de cromossomos. a mitose é a divisão celular que forma os espermatozoides e os óvulos. na meiose, a partir de células iniciais com 46 cromossomos, formam-se células com 23 cromossomos. a meiose é a divisão celular que permite o crescimento dos organismos e a substituição das células que envelhecem e morrem. tanto na mitose quanto na meiose ocorre perda de cromossomos durante a divisão celular. (UEPB 2012) Leia atentamente as proposições abaixo acerca do ciclo celular e, em seguida, assinale a alternativa correta. Raramente, durante a telófase, ambas as cromátides de um cromossomo podem migrar juntas para o mesmo polo celular — é a não disjunção cromossômica, que leva a um erro na distribuição dos cromossomos: uma das células-filhas fica com um cromossomo a mais e a outra, com um cromossomo a menos. As duas situações são denominadas aneuploidias. O ciclo celular está divido em duas etapas: divisão celular, período que compreende a mitose e a citocinese, e interfase, período compreendido entre duas divisões celulares consecutivas, sendo este o período de menor duração total do ciclo celular de células que se multiplicam ativamente. Durante a metáfase, os cromossomos duplicados são deslocados para a região equatorial da célula. Prossegue o processo de condensação cromossômica, que atingirá o nível máximo na anáfase, período em que também ocorre a separação dos centrômeros e a consequente separação das cromátides-irmãs. A interfase é subdividida em três fases: G1, que antecede a duplicação do DNA cromossômico; S, período em que ocorre a duplicação do DNA cromossômico; G2, período que sucede a duplicação cromossômica. Células que se dividem com pouca frequência podem entrar em uma fase denominada G0: seu metabolismo continua normal, mas a divisão celular é bloqueada; em determinadas situações, a célula pode ser estimulada a reingressar na fase G1 e volta a se dividir. O paquíteno é a segunda subfase da prófase 1, na meiose 1. Nesta subfase, ocorre o fenômeno da permutação ou crossing-over, que tem importante significado biológico, pois a troca de fragmentos entre cromátides homólogas permite o rearranjo dos genes, o que leva a uma maior variedade de gametas formados por um indivíduo. 20 21 22 a a a a b b b b c c c c d d e e d d e e (UESC 2011) Com base na figura e nos conhecimentos sobre o ciclo celular, é correto afirmar: O período durante o qual ocorre a síntese do DNA é maior que o período em que não ocorre síntese alguma de DNA. Ao final de um ciclo celular, a quantidade de material genético, nos núcleos de cada célula-filha, equivale ao dobro da célula parental. O tempo gasto para o pareamento cromossômico na placa equatorial equivale ao tempo gasto para síntese de DNA. Em mais da metade do tempo da mitose, as cromátides estão duplicadas, separadas longitudinalmente, exceto no centrômero. Durante a fase mais longa da mitose, as cromátides- irmãs se separam uma da outra e migram para as extremidades opostas da célula. EX ER CÍ CI O S 27www.biologiatotal.com.br (UPE 2013) A proliferação celular exagerada está diretamente relacionada ao desenvolvimento de câncer. Tem-se como exemplo de bloqueio desse processo o uso de drogas antimitóticas, que desorganizam o fuso mitótico. Em relação à formação e ao papel do fuso mitótico em condições normais, é CORRETO afirmar que a carioteca, membrana nuclear formada por proteínas fibrosas do citoesqueleto, está envolvida na formação do fuso mitótico, essencial à adesão celular. o citoesqueleto é uma rede citoplasmática de ácidos nucleicos envolvidos no processo da formação do fuso mitótico, de lisossomos e do acrossomo, responsáveis pela mitose. os centríolos são cilindros formados por actina e miosina, envolvidos na formação do fuso mitótico, dos cílios e flagelos, que auxiliam na movimentação celular. os centrômeros são responsáveis pela formação do fuso mitótico constituído de carboidratos, essencial ao direcionamento do ciclo celular. os microtúbulos são constituídos de tubulinas e formam o fuso mitótico, responsável pela correta segregação dos cromossomos durante a divisão celular. (UDESC 2010) Assinale a alternativa correta quanto à mitose na espécie humana, referente à fase da anáfase (1), da prófase (2), da telófase (3) e da metáfase (4), respectivamente: (1) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (2) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (3) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (4) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (1) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (2) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (3) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (4) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (1) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (2) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (3) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (4) Os cromossomosse deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (1) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (2) Ocorre a separação das duas cromátides- irmãs. (3) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (4) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (1) Ocorre a separação das duas cromátides-irmãs. (2) Os cromossomos duplicados na interfase começam a se condensar. (3) Os cromossomos se descondensam e as fibras do fuso mitótico desaparecem. (4) Os cromossomos se deslocam em direção à região da placa equatoriana e há a formação do fuso mitótico. (UFLA 2010) Apresentam-se a seguir eventos que ocorrem durante o processo de divisão celular mitótico. Analise os eventos e marque a alternativa CORRETA. I – Condensação máxima dos cromossomos II – Segregação cromatídica (CFTMG 2010) A questão refere-se ao gráfico a seguir. (UFU 2010) O ciclo celular é um processo fisiológico que acontece todos os dias na dinâmica de funcionamento do corpo humano. Seja na reparação, formação ou renovação de tecidos, ou ainda na formação de gametas, a atividade celular é intensa. Neste processo, são eventos do ciclo celular: I - Condensação máxima dos cromossomos. II - Reorganização do nucléolo. III - Duplicação dos cromossomos. IV - Separação das cromátides-irmãs. Os eventos acima citados correspondem, respectivamente, a: Prófase, fase S da intérfase, telófase, anáfase. Fase S da intérfase, prófase, metáfase, telófase. Metáfase, telófase, fase S da intérfase, anáfase. Metáfase, anáfase, prófase, telófase. (UPE 2011) A figura abaixo representa um corte histológico de raiz de cebola, na qual estão enumeradas diferentes fases do ciclo celular. 24 25 26 27 28 29 a b c d d a b c d e a a a b b b c c c d d d III – Cromossomos no equador da célula IV – Desestruturação da carioteca Na metáfase ocorrem somente os eventos I e III ocorrem somente os eventos I e II ocorrem somente os eventos II e IV ocorrem somente os eventos II e III Um pesquisador, com a finalidade de estudar a forma e o tamanho dos cromossomos de uma célula, interrompeu a divisão celular na fase em que eles se encontravam na máxima condensação. Analisando esse processo, pode-se deduzir, corretamente, que a fase em questão é a de número 1 2 3 4 28 EX ER CÍ CI O S Assinale a frase que identifica corretamente a fase 5 (cinco) e a estrutura apontada com uma seta. A interfase está subdividida nas fases S, G1 e G2. A estrutura apontada é o cloroplasto. Na metáfase, os cromossomos estão alinhados na placa equatorial. A estrutura apontada é o cloroplasto. Na metáfase, os cromossomos estão alinhados na placa equatorial. A estrutura apontada é a parede celular. Na telófase, ocorre a descondensação dos cromossomos e a citocinese centrípeta. A estrutura apontada é o fragmoplasto. Na telófase, ocorre a descondensação dos cromossomos e a citocinese centrífuga. A estrutura apontada é o fragmoplasto. a b c d e (PUCRJ 2015) Considere as afirmações relativas à mitose. I. O nucléolo começa a desaparecer na prófase. II. Os núcleos filhos são geneticamente idênticos ao núcleo dos pais. III. As cromátides irmãs se separam no início da anáfase. IV. Cromossomos homólogos fazem sinapse na prófase. V. Um único núcleo dá origem a dois núcleos-filhos idênticos. Estão corretas: Apenas I, II, IV, V. Apenas I, II, III, V. Apenas II, III, IV, V. Apenas I, II, V. Todas as afirmações. 30 a b c d e ANOTAÇÕES CI TO G EN ÉT IC A 29www.biologiatotal.com.br GABARITO DJOW MITOSE CAIU NO ENEM - 2018 CAIU NA FUVEST - 2018 [C] [D] 1 - [D] A mitose é um tipo de divisão celular que origina células-filhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. 2- [A] O aumento do número de células em tumores ocorre sempre por mitoses. 3 - [A] As substâncias quimioterápicas utilizadas no combate ao câncer podem bloquear a formação do fuso acromático coordenado pelos centrossomos e, dessa forma, impedir que as células tumorais se multipliquem desordenadamente. 4- [A] A vimblastina é um medicamento que interfere na formação do fuso mitótico, por modificar o alinhamento dos microtúbulos durante a divisão celular. 5 - [A] Os medicamentos inibidores da formação dos microtúbulos de tubulina podem ser utilizados como agentes antimitóticos. A não formação do fuso de divisão é capaz de inibir o crescimento de tumores. 6 - [B] Durante o processo de multiplicação celular o material genético (DNA) encontra-se duplicado e condensado. 7- [B] 8- [A] 9 - [D] 10 - [C] Um tumor se forma a partir das sucessivas mitoses que ocorrem de modo descontrolado em um tecido. A mitose ocorre com a participação dos centríolos e origina duas células diploides. 11 - [B] A duplicação dos centrossomos ocorre na fase S do ciclo celular, que antecede o segundo ponto de verificação, G2/M. 12- [C] O período em que a célula animal possui cromossomos duplicados e constituídos por duas cromátides-irmãs, cada uma formada por uma molécula de DNA de cadeia dupla é o T3. A migração das cromátides-irmãs ocorre em T4. 13- [C] Durante o período G2 da interfase ocorre o processo de verificação do processo de duplicação do DNA ocorrido no período S. Caso a duplicação não esteja correta, o ciclo celular é interrompido. 14 - [D] Considerando que a célula 1 é diploide (2N) e está no período G1 da interfase, pode-se afirmar que a célula 2 acha-se na prófase da mitose e possui 4N de DNA; a célula 3, em anáfase também apresenta 4N de DNA e a célula 4, no final da telófase, possui 2N de DNA em seu núcleo. 15 - [B] Durante a metáfase da mitose serão observados 8 cromossomos distintos, cada um com 2 cromátides-irmãs unidas pelo centrômero. 16 - [E] Durante o período S e no período G2 da interfase, os alelos B e b estão duplicados, apresentando, portanto, dois representantes de cada. Em C, ao final da mitose, cada célula filha possuirá um representante de cada alelo. 17 - [B] Durante a interfase não ocorre divisão celular, mas a célula está submetida à intensa atividade metabólica relacionada à execução de suas mais diferentes funções. As células que não se dividem permanecem em uma subfase do G1 que é designada como G0. O nucléolo está presente durante a interfase e desaparece durante a divisão celular. O período S caracteriza-se pela duplicação do DNA resultando em cromossomos compostos de duas cromátides. Essa constituição é medida no período G2 e só se desfaz mediante divisão celular. 18- [C] A mitose é uma divisão equacional. Pode ocorrer em células n e 2n. RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNXuiU RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNYCTA RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNPo9S RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FpXQ6s http://bit.ly/2G5lIxb http://bit.ly/2G5m9Yl http://bit.ly/2DbQmSv http://bit.ly/2Ftj2bw http://bit.ly/2G6zmQL http://bit.ly/2FuUKOg http://bit.ly/2G84yz6 http://bit.ly/2G8DcJ5 http://bit.ly/2FvfV2U http://bit.ly/2Gaw0Mv http://bit.ly/2FrBz8d http://bit.ly/2FuHnOd 30 CI TO G EN ÉT IC A 19 - [D] Caso a célula 2n = 2 estivesse em metáfase meiótica I, o arranjo cromossômico seria diferente e os cromossomos homólogos estariam pareados. Se estivesse em metáfase meiótica II, o número de cromossomos seria diferente. Nesse caso, observaríamos apenas um cromossomo duplicado preso à região meridiana do fuso de microtúbulos. 20- [C] Durante a divisão celular meiótica, as células germinativas diploides com 46 cromossomos formam células gaméticas haploides com 23 cromossomos. 21- [D] Células interfásicaspodem permanecer no período G0 e não se dividir. Em determinadas situações, essas células entram no período G1, passam pelo período S e G2 e sofrem mitose. Esse fenômeno ocorre em certos tipos celulares específicos, como, por exemplo, neurônios, células que, normalmente, não se duplicam. 22- [C] A divisão equacional do material genético durante a anáfase da mitose só é possível devido à replicação semiconservativa do DNA no período S da interfase precedente. 23- [D] Durante a prófase, fase mais longa da mitose, o material genético encontra-se duplicado e separado longitudinalmente, exceto no centrômero, região que prende as cromátides irmãs. 24- [E] Os microtúbulos do fuso mitótico são constituídos pela proteína tubulina e são responsáveis pela correta separação durante o processo de divisão celular. 25- [E] A primeira fase da mitose é a prófase (2), quando se inicia a condensação dos cromossomos e ocorre a fragmentação da carioteca. A fase seguinte é a metáfase (4), quando os cromossomos condensados migram para a região equatorial da célula, formando a placa equatorial ou metafásica. Logo após a metáfase inicia-se a anáfase (1), fase em que ocorre a separação das cromátides-irmãs, puxadas para polos opostos pelo encurtamento dos microtúbulos do fuso do centrossomo. Na telófase (3), última fase da mitose, os cromossomos se descondensam, as fibras do fuso mitótico desaparecem, uma nova carioteca organiza-se ao redor de cada conjunto de cromossomos e ocorre a divisão citoplasmática (citocinese) para a formação de duas células-filhas. 26- [A] Durante a mitose, os processos de desestruturação da carioteca e segregação cromatínica ocorrem, respectivamente, durante a prófase a anáfase. 27- [B] A fase da mitose em que os cromossomos encontram-se na máxima condensação é a metáfase, representado pelo número 2. As fases da mitose são: prófase (1), metáfase (2), anáfase (3) e telófase (4). 28- [C] A sequência das fases do ciclo celular é: interfase (G1, S e G2) → prófase → metáfase → anáfase → telófase. Na fase S da telófase ocorre a duplicação dos cromossomos, na metáfase, a condensação máxima dos cromossomos, na anáfase ocorre a separação das cromátides-irmãs e na telófase ocorre a reorganização do nucléolo. 29- [E] A fase identificada corresponde à telófase da mitose, que ocorre nas células da raiz da cebola. Nessa fase, os cromossomos sofrem descondensação e a célula se divide por meio da formação da lamela média, a partir de fragmoplastos arranjados de forma centrífuga na região equatorial do citoplasma. 30- [B] O pareamento (sinapse) dos cromossomos homólogos ocorre no zigóteno da prófase I da meiose. ANOTAÇÕES RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pOIByG RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pOLvno RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pPb2Nd RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNWv28 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pOPTT9 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pP9z9C RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pOauH9 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNZgQX RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNXoHX RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pP386i RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNR4QF RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2pNWLAg