Por que a metáfase é a melhor fase para a análise dos cromossomos?

Nesse blog, vamos continuar o assunto de Divisão Celular, mas com a parte de Meiose. Já começamos o assunto em um blog anterior, se você ainda não leu clique aqui.

A meiose é o nome dado ao processo de divisão celular através do qual uma célula tem o seu número de cromossomos reduzido pela metade. E essa redução do estoque cromossômico para a metade confere à meiose uma importância fundamental na manutenção do número constante de cromossomos da espécie.

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De fato, na fecundação, células haplóides (gametas) fundem-se originando outras, diplóides; e, através da meiose, células diplóides formam células haploides.

Embora a meiose seja contínua, a ocorrência de duas divisões nucleares sucessivas permite estudá-la em duas fases: meiose I ou primeira divisão meiótica e meiose II ou segunda divisão meiótica.

A meiose I é reducional, isto é, os núcleos resultantes apresentam a metade do número de cromossomos do núcleo original. A meiose II é equitativa, ou seja, o número de cromossomos dos núcleos resultantes é o mesmo dos núcleos que iniciaram o processo.

A primeira etapa da meiose

Prófase I

Primeira etapa da meiose, a prófase I apresenta cinco subfases: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese.

No leptóteno os cromossomos acham-se distendidos, assemelhando-se a longos e finos filamentos; nesse período, inicia-se o processo de condensação. Já no zigóteno é caracterizada pelo início do pareamento entre os cromossomos homólogos, processo denominado sinapse. Esse pareamento não se observa na mitose. Na terceira fase, o paquíteno, os cromossomos completam o pareamento. Cada cromossomo é constituído de duas cromátides – irmãs. Na fase do diplóteno, ocorre a complementação do fenômeno do crossing-over. Com isso, aumenta a variabilidade genética dos gametas, fenômeno de notável importância para o processo evolutivo da espécie. A região onde ocorre a permuta de genes denomina-se quiasma. A última fase diacinese é a fase na qual os quiasmas escorregam para as pontas das cromátides, determinando um processo chamado terminalização dos quiasmas.

Metáfase I

Os cromossomos homólogos pareados (tétrades) dispõem-se na região mediana da célula, organizando a placa equatorial. Os centrômeros acham-se ligados a fibras do fuso, que emergem de centríolos opostos entre si.

Anáfase I

Como os centríolos são opostos entre si, cada componente do par de homólogos migrará, nessa fase, para um dos pólos da célula, ou seja, para pólos opostos. É importante notar que, na anáfase I, não há divisão dos centrômeros. Portanto, não ocorre a separação de cromátides – irmãs e sim a migração de cada um dos cromossomos componentes do par de homólogos.

Telófase I

Caracteriza-se pela descondensação dos cromossomos e pela reorganização da carioteca e do nucléolo. Em seguida ocorre a citocinese, com a formação de duas células – filhas, cada uma com a metade do número de cromossomos da célula – mãe original.

A Meiose II

Muito semelhante à mitose, a meiose II também é um processo equitativo e apresenta para efeito de estudo as seguintes etapas: prófase II; metáfase II; anáfase II; telófase II.

Logo abaixo tem alguns exercícios, como eu tinha prometido!

1. (ENEM 2018) No ciclo celular atuam moléculas reguladoras. Dentre elas, a proteína p53 é ativada em resposta a mutações no DNA, evitando a progressão do ciclo até que os danos sejam reparados, ou induzindo a célula à autodestruição.

ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. Porto Alegre: Artmed, 2011 (adaptado).

A ausência dessa proteína poderá favorecer a:

a) redução da síntese de DNA, acelerando o ciclo celular.

b) saída imediata do ciclo celular, antecipando a proteção do DNA.

c) ativação de outras proteínas reguladoras, induzindo a apoptose.

d) manutenção da estabilidade genética, favorecendo a longevidade.

e) proliferação celular exagerada, resultando na formação de um tumor.

2. (ENEM PPL 2017) Para estudar os cromossomos, é preciso observá-los no momento em que se encontram no ponto máximo de 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.

Qual número corresponde à melhor etapa para que esse estudo seja possível?

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5

3. (ENEM 2ª APLICAÇÃO 2016) O paclitaxel é um triterpeno poli-hidroxilado que foi originalmente isolado da casca de Taxus brevifolia, árvore de crescimento lento e em risco de extinção, mas agora é obtido por rota química semissintética. Esse fármaco é utilizado como agente quimioterápico no tratamento de tumores de ovário, mama e pulmão. Seu mecanismo de ação antitumoral envolve sua ligação à tubulina, interferindo na função dos microtúbulos.

KRETZER, I. F. Terapia antitumoral combinada de derivados do paclitaxel e etoposídeo associados à nanoemulsão lipídica rica em colesterol – LDE. Disponível em: www.teses.usp.br. Acesso em: 29 fev. 2012 (adaptado).

De acordo com a ação antitumoral descrita, que função celular é diretamente afetada pelo paclitaxel?

a) Divisão celular.

b) Transporte passivo.

c) Equilíbrio osmótico.

d) Geração de energia.

e) Síntese de proteínas.

4. (ENEM PPL 2016) A figura apresenta diferentes fases do ciclo de uma célula somática, cultivada e fotografada em microscópio confocal de varredura a laser. As partes mais claras evidenciam o DNA.

Na fase representada em D, observa-se que os cromossomos encontram-se em

a) migração.

b) duplicação.

c) condensação.

d) recombinação.

e) reestruturação.

1. 5. (ENEM CANCELADO 2009) Quando adquirimos frutas no comércio, observamos com mais frequência frutas sem ou com poucas sementes. Essas frutas têm grande apelo comercial e são preferidas por uma parcela cada vez maior da população. Em plantas que normalmente são diploides, isto é, apresentam dois cromossomos de cada par, uma das maneiras de produzir frutas sem sementes é gerar plantas com uma ploidia diferente de dois, geralmente triploide. Uma das técnicas de produção dessas plantas triploides é a geração de uma planta tetraploide (com 4 conjuntos de cromossomos), que produz gametas diploides e promove a reprodução dessa planta com uma planta diploide normal.

A planta triploide oriunda desse cruzamento apresentará uma grande dificuldade de gerar gametas viáveis, pois como a segregação dos cromossomos homólogos na meiose I é aleatória e independente, espera-se que:

a) os gametas gerados sejam diploides.

b) as cromátides irmãs sejam separadas ao final desse evento.

c) o número de cromossomos encontrados no gameta seja 23.

d) um cromossomo de cada par seja direcionado para uma célula filha.

e) um gameta raramente terá o número correto de cromossomos da espécie.

RESOLUÇÃO: 

Questão 1: E

A ausência da proteína p53 impede que ocorra o sistema de reparo de danos no DNA, consequentemente, pode resultar em proliferação celular descontrolada e desenvolvimento de tumores.  

Questão 2: C

A melhor fase para se observar e estudar os cromossomos é a metáfase (3), porque nesse período, os cromossomos atingem o maior grau de condensação de sua cromátides irmãs.  

Questão 3: A

O fármaco atua na divisão celular mitótica das células, pois interfere na função dos microtúbulos, evitando-se a formação das fibras do fuso.  

Questão 4: A

A célula somática apresentada está em divisão celular mitótica e, na fase D, os cromossomos estão em anáfase, migrando para os polos.  

Questão 5: E

Em plantas diploides, os cromossomos homólogos na meiose dão origem a gametas haploides, isto é, com a metade número de cromossomos da planta diploide. Em uma planta triploide, após a meiose, ocorre a formação de gametas com o número de cromossomos variável, por isso ela não possui a capacidade de fecundação. Isso faz com que não ocorra a formação de sementes.  

E aí? Coloquem aqui nos comentários quantas vocês acertaram 🙂

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