meiose - Prof. Dorival

MEIOSE
Introdução
Como você já sabe nem todos os seres vivos se
reproduzem por meio do sexo. Na verdade, a reprodução
sexuada é mais custosa e até muitas vezes arriscada.
Quantos machos não colocam sua vida em risco “apenas”
para conseguir uma fêmea?
Mas, se a reprodução sexuada oferece estas
desvantagens porque tantas espécies a utilizam como
forma de reprodução?
A explicação mais completa nós veremos em
outro momento. Por hora, perceba apenas que ela permite
que haja uma nova combinação de alelos, formando
indivíduos únicos. Parte dos genes que você carrega
vieram de seu pai e outra parte de sua mãe. Dada a
imensa variedade de alelos existentes na espécie humana
(este raciocínio é válido também para outras espécies) é
praticamente impossível que mais alguém no planeta, a
menos que você tenha um irmão gêmeo univitelino,
carregue o mesmo pool de genes que você.
Tendo uma combinação nova de genes talvez
você resista a parasitas ou condições ambientais que
nem mesmo o organismo de seus pais aguentariam.
Se você estiver atento já deve ter percebido que
nem o macho nem a fêmea podem mandar todos os seus
genes para o filho. Se fosse assim a cada geração
dobraria o número de cromossomos dos indíviduos de
uma espécie. No caso do ser humano o pai mandaria 46 a
mãe mais 46 e nasceria uma criança com 92
cromossomos. Como você sabe isto é impossível.
Por isso o mecanismo de produção de gametas,
células especializadas para a reprodução sexuada, tem
que ser diferente da mitose. Enquanto que a mitose
produz células-filhas com o mesmo número de
cromossomos da célula-mãe, a meiose (tipo de divisão
celular que produz gametas nos animais) tem que produzir
células com a metade dos cromossomos. O número de
cromossomos da espécie é restaurado com a união do
gameta masculino com o feminino.
•
Leptóteno ‡ É nesta subfase que os cromossomos
começam a se condensar.
•
Zigóteno ‡ Os cromossomos
homólogos se juntam formando
pares, processo conhecido como
sinapse cromossômica. O que
mantém juntos os cromossomos
homólogos é uma substância
protéica que funciona como se
fosse uma cola. O nome dessa
estrutura é c o m p l e x o
sinaptonêmico.
•
Paquíteno ‡ No paquíteno o
complexo sinaptonêmico já está
formado. Com isso os pares de homólogos tornam-se
nitidamente unidos.
Estes pares formam o
que chamamos de
bivalente. Como cada
bivalente possui quatro
cromátides, podemos
também chamar estas
estrutras de tétrades. É
no paquíteno que
ocorre a permutação
ou crossing-over. Este
processo consiste na
troca de pedaços entre
cromátides homólogas.
Diplóteno ‡ Torna-se visível o
cruzamente
em
X
das
cromátides homólogas que
realizaram o crossing-over. O
nome dessa estrutura em X é
quiasma. Por isso dizemos que
no
diplóteno
ocorre
a
visualização dos quiasmas. Além
disso o complexo sinaptonêmico
é desfeito.
Diacinese ‡ Na diacinese os
cromossomos homólogos se
afastam um pouco, ocorrendo a terminalização dos
quiasmas. Além disso o envoltório nuclear é desfeito.
•
Fases da Meiose
Como já foi dito a meiose produz células com a
metade do número de cromossomos da célula-mãe. Mas
tem um detalhe. Na meiose, assim como na mitose,
durante a intérfase ocorre a duplicação do material
genético. Logo, se o DNA foi duplicado, para reduzir o
número de cromossomos a metade nas células-filhas é
preciso que haja duas divisões celulares. Por isso a
meiose produz quatro células filhas, todas haplóides.
A seqüência de eventos que levam a primeira
divisão da meiose é chamada de meiose I ou reducional.
A segunda seqüência é dita meiose II ou equacional.
•
Meiose I ou Reducional
A meiose I é tembém chamada de reducional
porque ao final dela são produzidas duas células com a
metade do número de cromossomos da célula-mãe. Ou
seja, já no final da meiose I as células serão haplóides.
Acompanhe abaixo as etapas da meiose I.
Metáfase I
Prófase I
Por ser uma fase muito longa e com muitos
detalhes a prófase I está dividida em 5 subfases. Vamos a
elas.
Sem o envoltório nuclear os cromossomos se
ligam ao fuso acromático, que foi montado durante a
prófase I.
O fuso, assim como na mitose, dispõe os
cromossomos no meio da célula, formando a placa
equatorial. Aqui existe uma diferença muito importante em
relação a mitose. Na meiose I os cromossomos
homólogos ficam um do lado do outro.
Entre a meiose I e a meiose II ocorre um pequeno
intervalo chamado de intercinese. Nesse intervalo não
ocorre duplicação de DNA.
Meiose II ou Equacional
Nessa fase acontecerá uma série de eventos com
as duas células–filhas formadas pela meiose I que
culminarão com a formação de quatro células. Essas
quatro células terão o mesmo número de cromossomos
que as duas células que lhes deram origem (por isso o
termo equacional). Só que ao invés dos cromossomos
serem duplicados eles serão simples.
Anáfase I
Prófase II
Assim como na anáfase da mitose, os
cromossomos serão puxados para os pólos da célula.
Só que na meiose tem uma diferença. Como os
cromossomos homólogos foram colocados um ao lado do
outro o fuso acromático não tem como se ligar aos dois
lados de um mesmo cromossomo. Lembre-se de que na
mitose como o fuso se ligava aos dois lados, um fuso
puxava para a direita e o outro para esquerda provocando
a quebra do centrômero e a separação das cromátides
irmãs. Como na anáfase I da meiose o fuso liga-se a
apenas um lado não ocorrerá a quebra do centrômero. Os
cromossomos serão puxados inteiros, cada homólogo
indo para o pólo diferente do seu par. O nome dessa
separação dos cromossomos homólogos é disjunção ou
segregação.
Os cromossomos voltam a se condensar, os
centríolos dirigem-se para os pólos da célula, formando o
fuso acromático e o envoltório nuclear se desfaz.
Telófase I
Os cromossomos homólogos já estão separados
nos pólos da célula e se descondesam parcialmente. O
envoltório nuclear se refaz dos dois lados e ocorre a
citocinese (divisão do citoplasma).
Metáfase II
Os cromossomos ligados ao fuso são
transportados ao equador (centro) da célula formando a
placa equatorial. Observe que como não há mais
homólogos nas células eles se dispõem um sobre o outro,
como na mitose. Dessa forma, o fuso consegue ligar-se
aos dois lados de cada cromossomo.
Anáfase II
Devido a tração do fuso em sentidos diferentes
ocorre a quebra do centrômero e as cromátides irmãs são
separadas.
Telófase II
O envoltório nuclear se refaz e o citoplasma se
divide formando 4 células-filhas.
Balanço da meiose I
Ao final da meiose I formam-se duas células com
metade do número de cromossomos. Mas observe que
cada cromossomo das duas células-filhas são duplos,
porque não houve a separação das cromátides na anáfase
I.
Além disso, essas duas células são haplóides
porque elas não possuem pares de cromossomos
homólogos. Os cromossomos foram segregados desde a
anáfase I.
Balanço da Meiose II
Formam-se 4 células haplóides. Seus
cromossomos são simples devido a separação das
cromátides na anáfase II.
A MEIOSE E A VARIABILIDADE GENÉTICA
Por que um casal, com exceção dos gêmeos
univitelinos, nunca produz dois filhos geneticamente
idênticos?
A resposta a essa pergunta está na meiose.
Durante a meiose ocorre dois rearranjos aleatórios de
alelos que torna possível uma produção imensa de
gametas diferentes.
Um deles ocorre na anáfase I com a segregação
cromossômica. Como você já sabe metade dos
cromossomos que possuímos vieram de nosso pai e a
outra metade de nossa mãe. Acontece que quando
formamos gametas não enviamos os cromossomos tal
qual recebemos. Ou seja, não é formado um
espermatozóide com os cromossomos que eu recebi de
meu pai e outro com os cromossomos que eu recebi de
minha mãe.
Esse processo na verdade é caótico. Ou seja, em
um espermatozóide eu posso estar enviando o
cromossomo número 1 que recebi de meu pai mas o
cromossomo 2 ser o que eu recebi de minha mãe e assim
por diante (observe na figura abaixo que podem haver
vários alinhamentos diferentes de cromossomos na
meiose. Essa é a base cromossômica da segunda lei de
Mendel – a lei da segregação independente dos fatores).
Considerando todas as possibilidades de
embaralhamento como a descrita acima para os nossos 46
cromossomos chegaremos a conclusão de que cada um
de nós pode produzir 8.4 x 106 gametas diferentes!
Mas ainda há outra possibilidade de produzir
mais gametas diferentes. É o crossing-over. Na medida
em que ocorre uma troca de pedaços de cromossomos
homólogos surgem novas combinações de alelos.