Cada célula começa sua vida quando se separa da célula mãe e termina sua existência, permitindo que suas células filhas apareçam. A natureza fornece mais de uma maneira de dividir seu núcleo, dependendo de sua estrutura.
Métodos de divisão celular
A divisão nuclear depende do tipo de célula:
- Fissão binária (encontrada em procariontes).
- Amitose (divisão direta).
- Mitose (encontrada em eucariotos).
- Meiose (projetada para a divisão das células germinativas).
Os tipos de divisão nuclear são determinados pela natureza e correspondem à estrutura da célula e à função que ela desempenha no macroorganismo ou por ela mesma.
Fissão binária
Este tipo é mais comum em células procarióticas. Consiste em duplicar a molécula de DNA circular. A fissão binária do núcleo é assim chamada porque duas células-filhas de tamanho idêntico aparecem da célula-mãe.
Após o material genético (molécula de DNA ou RNA) ser preparado de forma adequada, ou seja, duplicado, começa a partir da parede celularforma-se um septo transverso, que gradualmente se estreita e divide o citoplasma da célula em duas partes aproximadamente idênticas.
O segundo processo de fissão é chamado de brotamento, ou fissão binária desigual. Neste caso, uma saliência aparece no local da parede celular, que cresce gradualmente. Depois que o tamanho do "rim" e da célula mãe forem iguais, eles se separarão. E uma seção da parede celular é sintetizada novamente.
Amitose
Esta divisão nuclear é semelhante à descrita acima, com a diferença de que não há duplicação de material genético. Este método foi descrito pela primeira vez pelo biólogo Remak. Este fenômeno ocorre em células patologicamente alteradas (degeneração tumoral), e também é uma norma fisiológica para o tecido hepático, cartilagem e córnea.
O processo de divisão nuclear é chamado de amitose, pois a célula mantém suas funções e não as perde, como na mitose. Isso explica as propriedades patológicas inerentes às células com esse método de divisão. Além disso, a divisão nuclear direta ocorre sem um fuso de fissão, de modo que a cromatina nas células filhas é distribuída de forma desigual. Subsequentemente, tais células não podem usar o ciclo mitótico. Às vezes, a amitose resulta na formação de células multinucleadas.
Mitose
Esta é uma fissão nuclear indireta. É mais comumente encontrado em células eucarióticas. A principal diferença entre esse processo é que as células filhas e a célula mãe contêm o mesmo número de cromossomos. Deste modoo número necessário de células é mantido no corpo, e os processos de regeneração e crescimento também são possíveis. Flemming foi o primeiro a descrever a mitose em uma célula animal.
O processo de divisão nuclear neste caso é dividido em interfase e mitose direta. A interfase é o estado de repouso da célula entre as divisões. Pode ser dividido em várias fases:
1. Período pré-sintético - a célula cresce, proteínas e carboidratos se acumulam nela, ATP (trifosfato de adenosina) é sintetizado ativamente.
2. Período Sintético - O material genético é duplicado.
3. Período pós-sintético - elementos celulares duplicam, aparecem proteínas que compõem o fuso de divisão.
Fases da mitose
A divisão do núcleo de uma célula eucariótica é um processo que requer a formação de uma organela adicional - o centrossomo. Ele está localizado próximo ao núcleo, e sua principal função é a formação de uma nova organela - o fuso de divisão. Essa estrutura ajuda a distribuir os cromossomos uniformemente entre as células filhas.
Há quatro fases da mitose:
1. Prófase: A cromatina no núcleo se condensa em cromátides, que se reúnem perto do centrômero para formar cromossomos em pares. Os nucléolos se desintegram e os centríolos se movem para os pólos da célula. Um fuso de fissão é formado.
2. Metáfase: Os cromossomos se alinham em uma linha no centro da célula, formando a placa metafásica.
3. Anáfase: as cromátides se movem do centro da célula para os pólos e, em seguida, o centrômero se divide em dois. Talo movimento é possível devido ao fuso de divisão, cujos fios se contraem e esticam os cromossomos em diferentes direções.
4. Telófase: núcleos-filhos são formados. As cromátides se transformam em cromatina novamente, o núcleo é formado e nele - os nucléolos. Tudo termina com a divisão do citoplasma e a formação de uma parede celular.
Endomitose
O aumento de material genético que não envolve divisão nuclear é chamado de endomitose. É encontrado em células vegetais e animais. Neste caso, não há destruição do citoplasma e da casca do núcleo, mas a cromatina se transforma em cromossomos e depois desspiraliza novamente.
Este processo produz núcleos poliplóides com maior conteúdo de DNA. Semelhante ocorre em células formadoras de colônias da medula óssea vermelha. Além disso, há casos em que as moléculas de DNA dobram de tamanho, enquanto o número de cromossomos permanece o mesmo. Eles são chamados de politeno e podem ser encontrados em células de insetos.
Significado da mitose
A divisão nuclear mitótica é uma forma de manter um conjunto constante de cromossomos. As células filhas têm o mesmo conjunto de genes que a mãe e todas as características inerentes a ela. A mitose é necessária para:
- crescimento e desenvolvimento de um organismo multicelular (a partir da fusão de células germinativas);
- mover as células das camadas inferiores para as superiores, bem como substituir as células sanguíneas (eritrócitos, leucócitos, plaquetas);
- restauração de tecidos danificados (em alguns animais, a capacidade de regeneração éuma condição necessária para a sobrevivência, como estrelas do mar ou lagartos);
- reprodução assexuada de plantas e alguns animais (invertebrados).
Meiose
O mecanismo de divisão nuclear das células germinativas é um pouco diferente do somático. Como resultado, são obtidas células que possuem metade da informação genética de seus predecessores. Isso é necessário para manter um número constante de cromossomos em cada célula do corpo.
A meiose ocorre em duas etapas:
- estágio de redução;
- estágio equacional.
O curso correto desse processo só é possível em células com um conjunto uniforme de cromossomos (diplóide, tetraploide, hexaproide, etc.). É claro que ainda é possível sofrer meiose em células com um conjunto ímpar de cromossomos, mas a prole pode não ser viável.
É este mecanismo que garante a esterilidade nos casamentos interespécies. Como as células sexuais contêm diferentes conjuntos de cromossomos, isso dificulta a fusão e a produção de descendentes viáveis ou férteis.
Primeira divisão da meiose
O nome das fases repete os da mitose: prófase, metáfase, anáfase, telófase. Mas há uma série de diferenças significativas.
1. Prófase: um conjunto duplo de cromossomos realiza uma série de transformações, passando por cinco estágios (leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno, diacinese). Tudo isso acontece graças à conjugação e cruzamento.
Conjugação é a união de cromossomos homólogos. Em leptóten entre eles são formadosfios finos, então no zigoto, os cromossomos são conectados em pares e, como resultado, são obtidas estruturas de quatro cromátides.
Crossingover é o processo de troca cruzada de seções de cromátides entre cromossomos irmãos ou homólogos. Isso ocorre no estágio de paquíteno. Os cruzamentos (quiasmas) de cromossomos são formados. Uma pessoa pode ter de trinta e cinco a sessenta e seis dessas trocas. O resultado desse processo é a heterogeneidade genética do material resultante, ou a variabilidade das células germinativas.
Quando chega o estágio de diplóteno, os complexos de quatro cromátides se quebram e os cromossomos irmãos se repelem. A diacinese completa a transição da prófase para a metáfase.
2. Metáfase: Os cromossomos se alinham perto do equador da célula.
3. Anáfase: Os cromossomos, ainda constituídos por duas cromátides, se afastam em direção aos pólos da célula.
4. Telófase: O fuso se quebra, resultando em duas células haploides com o dobro da quantidade de DNA.
Segunda divisão da meiose
Esse processo também é chamado de "mitose da meiose". No momento entre duas fases, a duplicação do DNA não ocorre, e a célula entra na segunda prófase com o mesmo conjunto de cromossomos que deixou após a telófase 1.
1. Prófase: os cromossomos se condensam, o centro da célula se separa (seus remanescentes divergem em direção aos pólos da célula), o envoltório nuclear é destruído e forma-se um fuso de divisão, localizado perpendicularmente ao fuso da primeira divisão.
2. Metáfase: os cromossomos estão localizados no equador, formadosplaca metafásica.
3. Anáfase: Os cromossomos se dividem em cromátides, que se separam.
4. Telófase: um núcleo é formado nas células filhas, as cromátides despiralizam em cromatina.
No final da segunda fase, de uma célula-mãe, temos quatro células-filhas com meio conjunto de cromossomos. Se a meiose ocorre em conjunto com a gametogênese (ou seja, a formação de células germinativas), a divisão é abrupta, desigual e uma célula é formada com um conjunto haplóide de cromossomos e três corpos de redução que não carregam a informação genética necessária. Eles são necessários para que apenas metade do material genético da célula-mãe seja preservada no óvulo e no esperma. Além disso, essa forma de divisão nuclear garante o surgimento de novas combinações de genes, bem como a herança de alelos puros.
Nos protozoários, há uma variante da meiose, quando ocorre apenas uma divisão na primeira fase, e na segunda há um crossing over. Os cientistas sugerem que esta forma é um precursor evolutivo da meiose normal em organismos multicelulares. Pode haver outras formas de fissão nuclear que os cientistas ainda não conhecem.
