Divisão Celular

Os cromossomos são responsáveis pela transmissão dos caracteres hereditários, ou seja, dos caracteres que são transmitidos de pais para filhos. Os tipos de cromossomos, assim como o número deles, variam de uma espécie para a outra. As células do corpo de um chimpanzé, por exemplo, possuem 48 cromossomos, as do corpo humano, 46 cromossomos, as do cão, 78 cromossomos e as do feijão 22.


Os cromossomos são formados basicamente por dois tipos de substâncias químicas: proteínas e ácidos nucléicos. O ácido nucléico encontrado nos cromossomos é o ácido desoxirribonucléico – o DNA. O DNA é a substância química que forma o gene. Cada gene possui um código específico, uma espécie de “instrução” química que pode controlar determinada característica do indivíduo, como a cor da pele, o tipo de cabelo, a altura, etc.

Cada cromossomo abriga inúmeros genes, dispostos em ordem linear ao longo de filamentos. Atualmente, estima-se que em cada célula humana existam de 20 mil a 25 mil genes. Os cromossomos diferem entre si quanto à forma, ao tamanho e ao número de genes que contêm.

Células haplóides e diplóides

Para que as células exerçam a sua função no corpo dos animais, elas devem conter todos os cromossomos, isto é dois cromossomos de cada tipo: são as células diplóides. Com exceção das células de reprodução (gametas), todas as demais células do nosso corpo são diplóides. Porém, algumas células possuem em seu núcleo apenas um cromossomo de cada tipo. São as células haplóides. Os gametas humanos – espermatozóides e óvulos – são haplóides. Portanto os gametas são células que não exercem nenhuma função até encontrarem o gameta do outro sexo e completarem a sua carga genética.

Nos seres humanos, tanto o espermatozóide como o óvulo possuem 23 tipos diferentes de cromossomos, isto é, apenas um cromossomo para cada tipo. Diz-se então que nos gametas humanos n= 23 (n é o número de cromossomos diferentes). As demais células humanas possuem dois cromossomos de cada tipo. Essas células possuem 46 cromossomos (23 pares) no núcleo e são representadas por 2n = 46.

Nas células diplóides do nosso corpo, os cromossomos podem, então, ser agrupados dois a dois. Os dois cromossomos de cada par são do mesmo tipo, por possuírem a mesma forma, o mesmo tamanho e o mesmo número de genes. Em cada par, um é de origem materna e outro, de origem paterna.

Tipos de divisão celular

Mitose

É o processo de divisão celular que permite a distribuição dos cromossomos e dos constituintes citoplasmáticos da célula-mãe igualmente entre as duas células-filhas. Tal processo é responsável pela multiplicação dos indivíduos unicelulares e pelo crescimento dos pluricelulares, por realizar o aumento do número de células.


As fases da mitose:

1. Prófase

È a fase inicial da mitose, em que se começa a notar alteração no núcleo e no citoplasma. Com um considerável aumento do volume nuclear e com a condensação da cromatina, formando os cromossomos.
Cada cromossomo é constituído de duas cromátides unidas pelo centrômero, o que significa que a duplicação dos cromossomos ocorreu antes da prófase, ou seja, na interfase.
O inicio da prófase é marcado pela duplicação dos centríolos, cada um dos centríolos resultantes vão migrando para os pólos opostos da célula. A carioteca fragmenta-se e o fuso passa a ocupar a zona axial da célula.

2. Metáfase

Os cromossomos atingem seu grau máximo de condensação e se colocam no equador do fuso. Há dois tipos de fibras no fuso: as continuas que vão de centríolo a centríolo, e as cromossômicas, que vão de centríolo a centrômero.

3. Anáfase

Divisão longitudinal do centrômero.
Cromossomos-filhos migram para os pólos da célula, orientados pelas fibras do fuso.

4. Telófase

Desaparecimento das fibras do fuso.
Organização da carioteca e do nucléolo.
Desespiração dos cromossomos.
Fim da cariocinese e inicio da citosina.


Meiose

A meiose (sigla = R!) é um processo de divisão celular pelo qual uma célula diplóide (2N) origina quatro células haplóides (N), reduzindo à metade o número de cromossomos constante de uma espécie. Sendo subdividido em duas etapas: a primeira divisão meiótica (meiose I) e a segunda divisão meiótica (meiose II).

Na primeira etapa, também denominada reducional, ocorre a diminuição no número de cromossomos. Na segunda, equacional, o número de cromossomos das células que se dividem é mantido igual aos das células que se formam.

Dependendo do grupo de organismos, a meiose pode ocorrer em diferentes momentos do ciclo de vida: na formação de gametas (meiose gamética), na produção de esporos (meiose espórica) e logo após a formação do zigoto (meiose zigótica).

As duas etapas possuem fases que se caracterizam por eventos biológicos marcantes, sendo relacionadas e descritas abaixo:


Meiose I

Prófase I → é uma fase muito extensa, constituída por 5 subfases:

Leptóteno – inicia-se a individualização dos cromossomos estabelecendo a condensação (espiralização), com maior compactação dos cromonemas;

Zigóteno – aproximação dos cromossomos homólogos, sendo esse denominado de sinapse;

Paquíteno – máximo grau de condensação dos cromossomos, os braços curtos e longos ficam mais evidentes e definidos, dois desses braços, em respectivos homólogos, se ligam formando estruturas denominadas bivalentes ou tétrades. Momento em que ocorre o crosing-over, isto é, troca de segmentos (permutação de genes) entre cromossomos homólogos;

Diplóteno – começo da separação dos homólogos, configurado de regiões quiasmas (ponto de intercessão existente entre os braços entrecruzados, portadores de características similares);

Diacinese – finalização da prófase I, com separação definitiva dos homólogos, já com segmentos trocados. A carioteca (envoltório membranoso nuclear) desaparece temporariamente.

Metáfase I → os cromossomos ficam agrupados na região equatorial da célula, associados às fibras do fuso;

Anáfase I → encurtamento das fibras do fuso, deslocando os cromossomos homólogos para os pólos da célula. Nessa fase não há separação do centrômero (ponto de ligação das cromátides irmãs em um cromossomo).

Telófase I → desespiralização dos cromossomos, retornando ao aspecto filamentoso, havendo também o reaparecimento do nucléolo bem como da carioteca e divisão do citoplasma (citocinese), originando duas células haplóides.

Meiose II

Prófase II → os cromossomos voltam a se condensar, o nucléolo e a carioteca desaparecem novamente. Os centríolos se duplicam e se dirigem para os pólos, formando o fuso acromático.

Metáfase II → os cromossomos se organizam no plano equatorial, com suas cromátides ainda unidas pelo centrômero, ligando-se às fibras do fuso.

Anáfase II → separação das cromátides irmãs, puxadas pelas fibras em direção a pólos opostos.

Telófase II → aparecimento da carioteca, reorganização do nucléolo e divisão do citoplasma completando a divisão meiótica, totalizando 4 células filhas haplóides.

Por Krukemberghe Fonseca
Graduado em Biologia
Equipe Brasil Escola

Vacúolos

Os vacúolos (do latim "vaccuus" - vácuo csbr) são estruturas celulares, muito abundantes nas células vegetais, contidas no citoplasma da célula, de forma mais ou menos esféricas ou ovalado, geradas pela própria célula ao criar uma membrana fechada que isola um certo volume celular do resto do citoplasma. Seu conteúdo é fluido, armazenam produtos de nutrição ou de excreção, podendo conter enzimas lisosômicas (enzimas hidrolíticas, principalmente hidrolases) ou até mesmo pigmentos, caso em que tomam o nome de vacúolos de suco celular.

Nas células animais os vacúolos são raros e não têm nenhum nome específico. Contudo, as células do tecido adiposo (os adipócitos) possuem vacúolos repletos de gordura, que servem como reserva energética.

Nos protozoários podem ter funções diversas, como seus nomes indicam: vacúolo digestivo, vacúolo pulsátil ou excretor.

Mitocôndria

As mitocôndrias (do grego mito: filamento e chondrion: grânulo) estão presentes no citoplasma das células eucarióticas, sendo caracterizadas por uma série de propriedades morfológicas, bioquímicas e funcionais.Geralmente, são estruturas cilíndricas com aproximadamente 0,5micrômetros de diâmetro e vários micrômetros de comprimento. Uma célula hepática normal pode conter de 1.000 a 1.600 mitocôndrias, enquanto alguns ovócitos podem conter até 300.000. Microfilmagens em intervalos de células vivas mostram que as mitocôndrias são organelas notavelmente móveis e plásticas, mudando constantemente suas formas e mesmo fundindo-se umas com as outras e se separando novamente. Possuem organização estrutural e composição lipoprotéica características, e contêm um grande número de enzimas e coenzimas que participam das reações de transformação da energia celular.




A mitocôndria de acordo com a figura acima é organizada em:

Matriz: a matriz contêm uma mistura altamente concentrada de centenas de enzimas, incluindo aquelas necessárias à oxidação do piruvato e ácidos graxos e para o ciclo de Krebs. A matriz contêm também várias cópias do DNA mitocondrial, ribossomos mitocondriais essenciais, RNAt, e várias enzimas requeridas para expressão dos genes mitocondriais. Membrana Interna: a membrana interna é desbobrada em numerosas cristas que aumentam grandemente a sua área superficial total. Ela contêm proteínas com três tipos de funções: 1. aquelas que conduzem as reações de oxidação da cadeia respiratória 2. um complexo enzimático chamado ATPsintetase, que produz ATP na matriz 3. proteínas transportadoras específicas, que regulam a passagem para dentro e fora da matriz. Uma vez que um gradiente eletroquímico é estabelecido, através dessa membrana pela cadeia respiratória, para direcionar a ATPsintetase, é importante que a membrana seja impermeável a maioria dos pequenos íons. Membrana Externa: devido ao fato de conter uma grande proteína formadora de canais (chamada de porina), a membrana externa é permeável a todas as moléculas de 5.000daltons ou menos. Outras proteínas existentes nesta membrana incluem as enzimas envolvidas na síntese de lipídeos mitocondriais e enzimas que convertem substratos lipídicos em formas que possam ser subseqüentemente metabolizados na matriz. Espaço Intermembrana: esse espaço contêm várias enzimas que utilizam o ATP proveniente da matriz para fosforilar outros nucleotídeos.

Função da mitocôndria:

A mitocôndria realiza a maior parte das oxidações celulares e produz a massa de ATP ( energia celular) das células animais. Na mitocôndria o piruvato e os ácidos graxos são convertidos em acetil-CoA que são oxidados em CO2, através do ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico). Grandes quantidades de NADH e FADH2 são produzidas por essas reações de oxidação. A energia disonível, pela combinação do oxigênio com os elétrons reativos levados pelo NADH e pelo FADH2, é regulada por uma cadeia transportadora de elétrons na membrana mitocondrial interna denominada de cadeia respiratória.

A cadeia respiratória bombeia prótons ( H+) para fora da matriz para criar um gradiente eletroquímico de hidrogênio transmembrana. O gradiente transmembrana, por sua vez, é utilizada para sintetizar ATP e para dirigir o transporte ativo de metabólitos específicos através da membrana mitocondrial interna. A combinação dessas reações é responsável por uma eficiente troca ATP-ADP entre a mitocôndria e o citosol de tal forma que o ATP pode ser usado para prover muitas das reações celulares dependentes de energia.

Retículo endoplasmático liso e retículo endoplasmático rugoso

O Retículo Endoplasmático, imaginando uma fábrica, poderia representar os corredores ou as esteiras onde os produtos produzidos são "despejados". Ele é práticamente um "organóide multiuso".Tem como principais funções o transporte de materiais (substâncias) pela célula e também o armazenamento destes materiais em dilatações (como se fossem pequenos armazéns). Além disto, o retículo pode produzir substâncias, como certos lipídios, que são produzidos no retículo liso de células do ovário humano

O retículo endoplasmático é dividido em dois tipos: o retículo endoplasmático liso e o retículo endoplasmático rugoso (também chamado de ergastoplasma). A diferença entre os dois é simples, o rugoso, em sua parede externa, possui ribossomos, que são pequenos organóides fabricantes de proteínas. O liso, não possui estes ribossomos (por isso ele chama liso).

Essa organela é bem difundida na célula, em alguns casos, ela fica aderida à membrana do núcleo (chamada carioteca).


Retículo Endoplasmático Liso - REL

As células que possuem REL mais desenvolvido realizam intensa atividade de síntese de esteróides, colesterol e triglicérides, armazenam glicogênio ou possuem atividade de desintoxicação (ex.: hepatócito). As enzimas necessárias ao metabolismo de lipídios e açúcares estão associadas à membrana do REL ou em seu lume. Além disso, o REL tem importante função no controle do Ca2+ intracelular. Nas fibras musculares estriadas, onde a liberação de Ca2+ para o citossol é essencial para o mecanismo de contração das miofibrilas, mecanismos ativos de transporte associados à membrana do REL possibilitam a rápida movimentação do Ca2+ para fora e para dentro de suas cisternas.

Retículo endoplasmático Rugoso - RER

O é composto por uma rede tridimensional de túbulos e cisternas interconectados, que vai desde a membrana nuclear (a cisterna do RE é contínua com a cisterna perinuclear) até a membrana plasmática. É dividido em dois setores: RERugoso - com poliribossomas aderidos à face citosólica, e RELiso - que além de não possuir polirribossomas aderidos, apresenta diferente composição protéica e enzimática de sua membrana e conteúdo.

A ligação de polirribossomas à superfície citosólica do RER é feita através de proteínas integrais:

* Docking protein (partícula receptora de reconhecimento de sinal)
* Riboforinas I e II (proteínas receptoras do ribossoma)
* Proteína do Poro

A presença de polirribossomas no RER possibilita sua função: síntese de proteínas. Por isto ele e tão desenvolvido em células com intensa síntese protéica, destinada à exportação ou a organelas com membrana. Além disso, o RER também participa de modificações pós-traducionais protéicas: sulfatação, pregueamento e glicosilação.

Complexo de Golgi

O nome Golgi provém de seu descobridor, Camilo Golgi, um médico histologista italiano que viveu entre 1843 e 1926.

O complexo de Golgi está presente em quase todas as células eucarióticas (núcleo centralizado), e é formado por várias bolsas achatadas, dispostas uma ao lado da outra. Essas bolsas servem para receber proteínas ribossomais em forma de vesículas, provenientes do retículo endoplasmático. Dentro da bolsa, essas vesículas são processadas, transformadas e enviadas para vários lugares da célula.

Esta organela aparece mais em células secretoras de substâncias, como Pâncreas, Hipófise, Tireóide, células presentes no intestino que geram o muco intestinal, etc.

Também é responsável por parte da formação das lamelas médias (paredes celulares) das células vegetais, produção de lisossomos (organelas que reciclam materiais da própria célula) e formação do acrossomo dos espermatozóides (a “cabeça” do espermatozóide, que contém enzimas digestoras, que facilitarão na entrada ao óvulo).

Ribossosmos

Os ribossomos são grânulos livres imersos no hialoplasma das células procarióticas e eucarióticas e também aderidos ao retículo endoplasmático, recebendo a denominação de retículo granular. Quando participam da síntese celular, essas estruturas permanecem agrupadas ao filamento de RNA mensageiro, formando os polissomos.

São formados a partir de duas subunidades: uma maior e outra menor, originadas da combinação de ácido nucléico ribossomal (RNAr) à uma enorme quantidade de proteínas, cerca de 50 tipos protéicos diferentes.

Fundamentais estruturas do controle metabólico, o ribossomo somente funciona quando as subunidades se fusionam.

Existem, na sua subunidade maior, dois sítios: um A e outro P (A – aminoacil e um P - peptidil) receptivos ao RNA transportador (RNAt), substância carreadora dos aminoácidos (unidade básica das proteínas).

A atuação ribossomal no mecanismo de tradução celular se divide em três estágios: o inicial, codificado pelo códon AUG (sequência de bases pirimídicas), o estágio de alongamento (acréscimo de aminoiácidos por ligações peptídicas) e estágio terminal codificado por um códon de parada (códon - Stop).

Krukemberghe Fonseca
Graduado em Biologia

Centríolos

Os centríolos são organelas citoplasmáticas comum nas células eucariontes, ficam localizados nas proximidades do núcleo (região denominada de centrossomo) onde estão dispostos aos pares e perpendicularmente um ao outro.

Essas estruturas possuem organização bem simples, porém indispensáveis ao funcionamento de uma célula, sendo formadas por um conjunto de microtúbulos (constituídos basicamente por proteínas globulares alfa e beta) em arranjo padrão: nove grupos, cada um contendo três microtúbulos interligados por proteínas denominadas dineínas.

Entre as funções desempenhadas, destacam-se:

• Constituição do fuso aromático durante o mecanismo de divisão por mitose e meiose, deslocando-se cada um para extremos opostos da célula, emitindo projeções em formação de feixes filamentosos que se unem à região do centrômero dos cromossomos, que proporcionalmente realizam a separação dos cromossomos homólogos ou das cromátides irmãs.

• Formação dos cílios e flagelos, responsáveis por inúmeras atividades, dependendo do tipo de organismo (unicelular ou multicelular), seja:

- Uma alga ou protozoário, nos quais os centríolos desenvolvem pequeninos cílios ou flagelos, propiciando além da locomoção a absorção de partículas.

- Ou também presentes em algumas células especializadas do corpo humano: no revestimento interno da traquéia (tecido epitelial pseudo estratificado cilíndrico ciliado) removendo impurezas do sistema respiratório; integração de cílios na superfície das células da tuba uterina (transportando o óvulo até o útero); e compondo o flagelo dos gametas masculinos (os espermatozóides).

Como os cílios e os flagelos estão geralmente associados ao mecanismo de locomoção, necessitam de eficácia para gerar propulsão e deslocamento. Em conseqüência, a estruturação dos microtúbulos situados na base dos centríolos (chamada de corpúsculo basal) possui uma diferenciação. O arranjo, tanto dos cílios quanto dos flagelos, requer de um par de microtúbulos centrais, aumentando a resistência do anexo locomotor.