Meiose (transcrição)

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Meiose 
 
A mitose é um processo que tem como objetivo replicar todo material genético e segregá-lo de 
maneira igual, gerando duas células-filhas que são geneticamente idênticas à célula original. 
Para este processo ocorrer é necessário uma série de modificações de fases que estão 
incorporadas dentro do ciclo celular. 
Veremos os eventos que ocorrem na meiose, que se valem dos mesmos mecanismos 
moleculares e fases apresentadas na mitose. 
A grande diferença entre mitose e meiose é que, no caso da meiose, vai haver uma redução da 
quantidade do material genético a metade, não tem uma duplicação e segregação igualitária do 
DNA. neste caso terá uma redução do DNA para formar células chamadas de células haploides, 
que são as gametas. 
As gametas masculinas e femininas são células haploides porque elas apresentam apenas uma 
parte do material genético. Uma célula somática, uma célula do corpo, ela é uma célula que 
apresenta 23 pares de cromossomos, porque 23 cromossomos vieram do pai e os outros 23 
cromossomos vieram da mãe. Durante o processo de fecundação esses pares, que são os 
cromossomos homólogos, se reconhecem/agregam para formar os pares de cromossomos. 
Essas células são células diploides. 
No momento que eu tenho uma célula somática dando origem a uma célula reprodutora, a uma 
gameta, e isso gera uma redução do material genético, a célula sai do seu estado diploide, de 
23 pares de cromossomos, para um característica haploide, para apenas 23 cromossomos, já 
que a meiose é um processo reducional. 
 
A meiose é um mecanismo reducional 
 
A figura, na folha seguinte, evidencia a diferença entre mitose e meiose. 
A mitose é um processo que tem como objetivo duplicar todo o material genético para gerar duas 
células-filhas geneticamente iguais a célula-mãe. 
A meiose é um processo reducional, que diminui a quantidade de DNA nas células-filhas a 
metade da encontrada na célula-mãe. 
No exemplo temos apenas um par de cromatinas homólogas, em vermelho o homólogo paterno 
e, em cinza, o homólogo materno. 
No caso da mitose, essa cromatina se duplica para formar os cromossomos duplicados, cada 
um com seu par de cromátide-irmã. Tem um alinhamento desses cromossomos duplicados de 
tal maneira no fuso mitótico que, durante o processo de segregação, cada cromátide-irmã vai 
para uma célula-filha, gerando então células com mesmo conteúdo genético da célula -mãe. 
No caso da meiose, tem a cromatina do pai e a cromatina vinda da mãe, ocorre a duplicação 
dessas cromatinas, gerando os cromossomos que foram provenientes da duplicação do DNA. A 
meiose I separa esses cromossomos homólogos, então tem uma inserção desses cromossomos 
no fuso de tal maneira que na meiose I tem a separação desses cromossomos que foram 
previamente duplicado. Não tem a segregação das cromátides-irmãs, na verdade tem a 
segregação dos cromossomos homólogos. A meiose II, que é de fato um evento reducional, irá 
separar as cromátides-irmãs. E, neste caso, tem a produção de 4 células, cada uma delas 
contendo apenas uma cromatina proveniente da célula somática. Esse perfil, em humanos, é 
característico das gametas, porque durante o processo de fecundação este perfil diploide será 
restabelecido quando o espermatozoide encontrar o óvulo. 
 
 
 
 
Pareamento dos cromossomos homólogos e recombinação 
 
Esse processo reducional durante a meiose, é um evento que 
permite uma grande variabilidade genética, não só por causa 
dos processos de fecundação, mas durante o próprio processo 
de geração das gametas, pode ocorrer troca de material 
genético entre os cromossomos homólogos que foram gerados 
durante a fase S. Esse processo só é possível devido ao 
pareamento que ocorre entre os cromossomos homólogos. 
 Aqui tem o cromossomo parental que foi duplicado e o 
cromossomo maternal que foi duplicado. Esses cromossomos 
são cromossomos homólogos, cada um deles apresentam um 
par de cromátides-irmãs. Essas estruturas apresentam regiões 
complementares ao longo de toda sua extensão, e essa 
complementariedade permite o pareamento desses 
cromossomos homólogos. Durante esse pareamento ocorre interação entre o material genético 
de uma cromátide com outra, o que permite a formação desse quiasma que induz a troca de 
segmentos de material genético. Esse processo é chamado de crossing-over e aumenta muito 
a variabilidade genética que a própria mitose já é responsável por criar. 
Os cromossomos homólogos pareados são chamados de bivalente, e esse processo de 
pareamento dos bivalentes se dá durante a meiose I, especificamente dentro da prófase I. 
Todas as fases/eventos que foram apresentados na mitose também são presentes na meiose, 
só que temos a meiose I com a prófase 1, pro-metáfase, metáfase, anáfase e telófase seguida 
de citocinese. Depois a meiose II com a prófase 2 pro-metáfase 2, metáfase 2, anáfase 2, telófase 
2 e citocinese 2, que de fato vai reduzir o material genético. 
Mas o que eu quero que saiba é que a própria duplicação da cromatina, gerando os 
cromossomos homólogos que se pareiam durante a prófase 1, já permite a troca de material 
genético entre cromátides desses cromossomos homólogos que leva o aumento da variabilidade 
genética tão importante para determinar novas características de um indivíduo. 
 
A prófase meiótica I é subdividida em cinco etapas 
 
Durante a prófase 1 existe o pareamento dos cromossomos homólogos e troca de material 
genético (crossing-over) que aumenta a variabilidade. 
A prófase 1 é subdividida em 5 fases: 
1. Leptóteno: homólogos se condensam e pareiam e inicia a recombinação genética. 
2. Zigoteno: o complexo sinaptonêmico começa a formar-se em locais onde os homólogos estão 
associados intimamente e os eventos de recombinação estão ocorrendo. 
3. Paquíteno: o processo de formação está completo e os homólogos estão unidos por sinapses 
ao longo de todo seu comprimento. O estágio de paquíteno pode persistir por dias ou mais tempo, 
4. Diplóteno: separação do homólogos com a desorganização dos complexos sinaptonêmico se 
a concomitante condensação e o encurtamento dos cromossomos. 
5. Diacinese: separação dos cromossomos homólogos. 
A imagem ↑ mostra os cromossomos homólogos. Então temos o cromossomo homólogo 
paternal, com as cromátides 1 e 2 (cromátides-irmãs), e o cromossomo homólogo maternal, com 
as cromátides 3 e 4 (cromátides-irmãs). 
Durante o leptóteno, tem o início da condensação dessas cromátides-irmãs e pareamento dos 
cromossomos homólogos. 
No zigóteno, inicia-se a formação do complexo sinaptonêmico, que é um complexo proteico que 
vai unir os cromossomos homólogos. 
No paquíteno, a formação desse complexo está completa. 
No diplóteno e diacinese, tem a desestruturação do complexo sinaptonêmico e separação dos 
cromossomos homólogos, justamente para eles serem segregados para cada célula no processo 
de anáfase 1. 
Essas são as fases dentro da prófase 1, responsáveis pelos processos de separação dos 
cromossomos e do crossing-over. 
 
Uma grande variedade de gametas podem ser formadas durante a meiose 
 
O processo de meiose gera uma grande variabilidade de gametas, 
isso ocorre porque, durante o processo de segregação que se dá na 
meiose II das cromátides-irmãs, essa segregação é aleatória e 
depende exclusivamente de como os cromossomos se ligam ao fuso 
mitótico. 
 Então, neste exemplo, tem uma célula que apresenta três pares de 
cromossomos. Essa é a condição diploide dessa célula, ter três pares 
de cromatinas. A condição haploide dessa célula é ter, na verdade, 
três cromatinas por célula. A quantidade de gametas variáveis que 
essa célula pode gerar é de 8, tem oito possibilidades de combinações 
diferentes que podem gerar essas oito gametas diferentes. 
Para saber a quantidade de tipos variados de gametas que podem ser 
informados eu posso simplesmente utilizar a equação de 2n (2 elevado 
a n), onde n é o número de cromatinas no estado haploide. 
 Então se essa célula, no estado diploide, tem seis cromatinas, no 
estadohaploide, a célula gameta, vai ter três cromatinas. Ou seja, vai 
ser 23 = 8. Temos aqui as 8 possibilidades de distintas. 
O homem, tem 23 pares de cromatinas em células diploides (= 46 cromatinas), por 
consequência, uma célula haploide, uma gameta, vai ter 23 cromatinas. 
Para saber a possibilidade de gametas diferentes que pode ser gerado tem que 
colocar 223 = 8.400.000 gametas diferentes e possibilidade de elas serem formadas. 
Entretanto, essa variedade aumenta ainda mais se levar em consideração o 
crossing-over, a recombinação entre as cromátides não homólogas do bivalente. 
Essa troca de material genético aumenta ainda mais essa variedade de gametas. 
Então é praticamente impossível quantificar quantas diferentes gametas um 
indivíduo pode produzir. 
 
A meiose não é a prova de erros 
 
O processo de divisão celular que ocorre na meiose é algo extraordinário, porque a nossa célula 
diploide vai duplicar todo o material genético, gerando 96 cromatinas. E essas 96 cromatinas 
precisam ser segregadas para formar gametas onde apresentarão apenas 23 cromatinas. E aí, 
durante o processo de fecundação terá a restituição da condição diploide. 
Existem muitos erros que ocorrem durante esse processo de divisão, erros que podem ser fatais 
(não geram zigoto viável) ou erros de segregação que pode gerar um indivíduo viável. 
Esses erros de separação de cromatinas, durante o processo de meiose, é muito comum em 
mulheres, porque os óvulos param durante a meiose I, e só vão dar continuidade a meiose I no 
processo de ovulação. E a meiose 2 só ocorre quando há fecundação desse ovócito secundário. 
 Aqui tem um erro de segregação de cromossomos, 
muito comum, que leva a síndrome de Down, que ocorre 
devido a um erro de segregação do cromossomo 21. 
 Tem aqui o cromossomo 21, o homólogo paterno em 
azul e o materno em vermelho, ocorre então a duplicação 
dessas cromatinas, gerando os cromossomos homólogos. 
E, durante a meiose I, tem uma segregação errônea 
desses cromossomos homólogos, de modo que uma célula 
fica sem um desses cromossomos e a outra célula ganha 
2 cromossomos homólogos. Na meiose II tem uma célula 
com duas cópias do cromossomo 21, enquanto tem outras 
células sem a cromatina 21. Se este ovócito for fecundado 
por um espermatozoide, terá, durante o processo de 
fecundação, a restituição da condição haploide. Só que, 
neste caso, tem duas cópias da cromatina 21, neste caso 
específico, o feto terá três cópias do cromossomo 21. A trissomia do cromossomo 21 que é 
determinante para o quadro clínico apresentado por indivíduos que têm Síndrome de Down.