A mitose e a meiose

Ordena as seguintes fases da mitose: anáfase, telófase, prófase e metáfase, e descreve numa frase o acontecimento mais característico de cada uma delas.

Observam-se quatro células animais em diferentes fases da mitose, numeradas de 1 a 4:

• Célula 1: cromossomas condensados dispersos e rutura do invólucro nuclear.

• Célula 2: cromossomas alinhados no plano equatorial.

• Célula 3: cromatídeos-irmãos separados a deslocar-se para polos opostos.

• Célula 4: cromossomas em polos celulares opostos e formação de um sulco de clivagem (estrangulamento).

Identifica que fase (prófase, metáfase, anáfase ou telófase) corresponde a cada célula numerada e justifica a tua resposta descrevendo uma característica observável em cada uma.

Explica a função biológica da mitose nos organismos multicelulares e apresenta dois exemplos de processos nos quais intervém de forma essencial.

Quantas células-filhas são obtidas após uma mitose e quantas após uma meiose completa? Indica também a ploidia dessas células-filhas relativamente à célula-mãe em cada processo.

O que é a fecundação? Fundamenta por que razão a meiose é imprescindível para que o número de cromossomas se mantenha constante de geração em geração nas espécies com reprodução sexuada.

Nas gónadas de um organismo diploide com $2n = 14$ isolam-se quatro células em diferentes etapas de divisão celular (denominadas A, B, C e D) e quantificam-se as suas estruturas cromossómicas:

• Célula A: Apresenta 7 bivalentes (tétradas) alinhados na placa equatorial, com um total de 28 cromatídeos.

• Célula B: Apresenta 14 cromossomas alinhados individualmente no equador celular, com 28 moléculas de ADN bicatenário no total.

• Célula C: Apresenta 7 cromossomas de 2 cromatídeos cada um, dispostos na placa equatorial.

• Célula D: Apresenta 7 cromossomas constituídos por um único cromatídeo não duplicado.

1. a) Identifica fundamentadamente a que fase concreta da mitose ou da meiose corresponde cada uma das células A, B, C e D.
2. b) Se durante a anáfase que se segue à etapa observada na Célula C ocorrer a não disjunção dos cromatídeos-irmãos de um cromossoma, prevê a dotação cromossómica exata das duas células-filhas derivadas diretamente dessa divisão.

Durante a prófase I da meiose ocorre o entrecruzamento (crossing-over). Explica em que consiste este fenómeno e que consequência tem para a variabilidade genética dos gâmetas.

Mediante técnicas de hibridação in situ fluorescente (FISH), marca-se com uma sonda verde o centrómero do cromossoma 3 paterno e com uma sonda vermelha o centrómero do cromossoma 3 materno em células de um indivíduo diploide. Ao microscópio observam-se três células bloqueadas em metáfase:

• Célula 1: Mostra um sinal duplo verde e um sinal duplo vermelho estreitamente associados formando pares na placa equatorial.

• Célula 2: Mostra o sinal duplo verde e o sinal duplo vermelho alinhados de forma independente ao longo da mesma placa equatorial.

• Célula 3: Mostra unicamente um sinal duplo vermelho alinhado na placa equatorial, sem presença do sinal verde em toda a célula.

1. a) Deduz fundamentadamente a que metáfase (mitótica, meiótica I ou meiótica II) corresponde cada uma das três células observadas a partir da presença, ausência e orientação dos centrómeros de ambos os homólogos.
2. b) Prevê que sinais fluorescentes e quantos cromatídeos do cromossoma 3 receberá cada uma das células-filhas após a anáfase da Célula 1 em comparação com a anáfase da Célula 2.

Um casal tem um filho com síndrome de Down (trissomia 21 regular). Para determinar a origem da anomalia, analisam-se os alelos de um marcador microssatélite situado muito próximo do centrómero do cromossoma 21, onde a taxa de sobrecruzamento é desprezável:

• Pai: homozigótico com o alelo $A_1$.

• Mãe: heterozigótica com os alelos $A_2$ e $A_3$.

• Filho com síndrome de Down: genótipo $A_1 A_2 A_3$.

1. a) Deduz fundamentadamente em que progenitor se produziu a falha meiótica e demonstra de forma inequívoca se a não disjunção ocorreu durante a anáfase I ou durante a anáfase II.
2. b) Se a falha de não disjunção tivesse ocorrido na outra divisão meiótica do mesmo progenitor, prevê que genótipos alternativos o filho poderia ter herdado relativamente aos alelos maternos e que percentagem dos quatro produtos dessa meiose teriam sido completamente euploides ($n = 23$).