Meiose e Gametogênese

Prévia do material em texto

Meiose e Gametogênese
Meiose
A divisão celular por Meiose ocorre nas
células germinativas das gônadas ou
meiócitos, produzindo os gametas
masculinos e femininos. Diferente da
Mitose, ao �nal da Meiose os gametas
gerados terão a quantidade de material
genético reduzida em relação a célula
inicial, quer dizer, a partir de uma célula
diplóide serão geradas células haplóides,
pois para manter o número de cromossomos
da espécie, os gametas devem ter a metade
do número de cromossomos presentes em
outras células. Na fecundação, ou seja, na
reprodução sexuada, o número diplóide é
restabelecido, gerando o zigoto.
Variabilidade Genética
Ao analisarmos as fases da Meiose iremos
nos deparar com processos que geram a
variabilidade genética para a formação dos
gametas. Desse modo, os descendentes irão
diferir dos seus genitores a despeito das
semelhanças observadas.
Dos processos, asseguram a variabilidade
genética durante a Meiose: o crossing-over
(recombinação ou permuta genética) e a
segregação independente dos homólogos.
Crossing- Over ou Permutação
É a troca de segmentos entre cromátides
não-irmãs do par de homólogos. Sendo
assim, no braço longo desses cromossomos
observamos três locis gênicos A, B e C, cada
qual com dois alelos: A, a, B, b, C e c. O
cromossomo em azul representa o
homólogo de herança paterna e carreira os
alelos A, B e C; o outro vermelho, de origem
materna, carreira os alelos a, b e c. Após o
crossing- over há troca do segmento
terminal das cromátides não-irmãs do par
homólogo, gerando recombinação nesses
cromátides, ou seja, uma nova combinação
de alelos que resultaram em dois gametas
recombinantes. As outras cromátides que
não sofreram o crossing- over permanecem
com a mesma sequência de alelos original
que resultarão em gametas não
recombinantes. Claro, estamos
considerando apenas este par de
cromossomos e também a ocorrência de
apenas um crossing entre as cromátides
não-irmãs do par de homólogos, porém
podem ocorrer vários ao longo da
cromátide, o que aumenta ainda mais a
variabilidade genética.
Segregação Independente
Nota: Os gametas terão uma combinação única
de cromossomos de herança paterna e materna.
A segregação independente gera diferentes
conjuntos haplóides dos cromossomos de
origem paterna e materna de acordo com a
disposição dos pares de homólogos na placa
metafásica na Meiose I. O número de
diferentes conjuntos haplóides gerados, ou
seja, onde teremos apenas um cromossomo
de cada par, é diretamente proporcional ao
número de pares de cromossomos da
espécie.
Nesta espécie, por exemplo, onde 2n = 6
cromossomos e n sendo o número de pares
de cromossomos, nesse caso 3, o número
possível de diferentes conjuntos haplóides
na formação dos gametas pode ser calculado
elevando 2 que representa um par, ao
número de pares de cromossomos, 3, ou seja
,há oito diferentes conjuntos haplóides para
a formação de gametas, como podemos
observar no esquema.
Síntese:
é o número de pares de cromossomos𝑛
= número de cromossomos2𝑛
= número de diferentes conjuntos haplóides2𝑛
de cromossomos.
Assim, ao exemplo:
𝑛 = 3
, pois cromossomos.2𝑛 = 6 2 (3) = 6
e , pois diferentes conjuntos2𝑛 = 8 23 = 8
haplóides de cromossomos.
No caso da espécie humana onde há 23 pares
de cromossomos, uma vez que o número
diplóide é de 46, o número de possíveis
combinações do conjunto haplóide é 2
elevado à 23, ou seja, 8.388.608 conjuntos
diferentes de cromossomos haplóides.
Observe a variabilidade genética, isso sem
considerar a ocorrência de crossing- over.
Síntese:
𝑛 = 23
, pois cromossomos.2𝑛 = 46 2 (23) = 46
, pois2𝑛 = 8. 388. 608 223 = 8. 388. 608
23 diferentes conjuntos haplóides de
cromossomos.
Etapas da Meiose
A Meiose ocorre em duas etapas: a Meiose I,
também chamada de divisão reducional, e a
Meiose II, também chamada de divisão
equacional.
Meiose I ou Reducional
Nota: Lembre-se que o material genético já foi
replicado na fase S da intérfase.
1. Prófase I
A Prófase I é a fase mais complexa e por
isso é subdividida em: Leptóteno, Zigóteno,
Paquíteno, Diplóteno e Diacinese.
● Leptóteno
A primeira fase da Prófase I, também
chamada de Leptonema, inicia a condensação
da cromatina. É difícil visualizar em um
microscópio óptico, mas cada cromossomo
já é constituído de duas cromátides irmãs.
● Zigóteno
Na etapa seguinte, também denominada
Zigonema, há o pareamento dos homólogos
que se aproximam muito em um processo
denominado de sinapse. Essa aproximação
se inicia da extremidade para o meio do
cromossoma e forma-se uma estrutura
proteica entre os homólogos, o complexo
sinaptonêmico, mantendo-os aproximados,
porém separados por aproximadamente 300
NM.
● Paquíteno e Diplóteno
No Paquíteno ou Paquinema, o
encurtamento (condensação) e a
espiralização dos cromossomos continua; as
cromátides já são visíveis e agora os
bivalentes passam a se chamar tétrades e
estão separados por 100 NM. Neste
momento, ocorre a formação dos pontos de
quiasma, local de interseção entre as
cromátides não- irmãs do par de homólogos,
representando o crossing-over, porém o
quiasma só será visível quando os
cromossomos se separam. Isso ocorre já no
Diplóteno, quando os homólogos se afastam
e o quiasma começa a se tornar evidente,
evidenciando ainda mais a estrutura
denominada tétrade.
● Diacinese
Última fase da Prófase I.
Nessa fase os cromossomos seguem se
afastando, as cromátides não-irmãs, onde
ocorreu o crossing- over, ainda
permanecem associadas pelo quiasma que
vai se movendo para o �nal da tétrade. Ao
�nal da Prófase I a membrana nuclear
desaparece, os centríolos já estão nos polos
da célula e as �bras do fuso se aderem, a
cada lado, dos centrômeros dos
cromossomos homólogos
2. Metáfase I
Os cromossomos atingem o seu grau
máximo de condensação, o quiasma terminal
ainda é visível (a região de troca entre as
cromátides) e parece ser o único ponto que
mantêm unidas as cromátides não-irmãs,
cada tétrade interage com as �bras do fuso
e estão dispostas perpendicularmente às
mesmas.
3. Anáfase I
Ocorre a disjunção (separação) do par de
homólogos que são tracionados pelas �bras
do fuso para cada um dos polos da célula.
Nota: a não-disjunção é um erro.
4. Telófase I
Os dois conjuntos haplóide de cromossomos
duplicados se agrupam nos polos opostos da
célula. Ocorre a reorganização do nucléolo,
a desespiralização da cromatina e a
formação do envoltório nuclear. Através de
citocinese a célula se divide em duas
células-�lhas haplóides, contendo apenas
um representante de cada par de
cromossomos com duas cromátides e estas
estruturas individuais são chamadas de
díades
Meiose II ou Equacional
Inicia-se com duas células-�lhas haplóides
resultantes da Meiose I.
Durante a Prófase II os cromossomos se
condensam e se �xam em um novo fuso. Na
Metáfase II ele se deslocam até o plano
equatorial da célula e em seguida as �bras
do fuso, ligadas ao cinetócoro a cada lado
dos centrômeros duplicados, tracionam cada
cromátide-irmã para os polos opostos,
ocorrendo desse modo a disjunção das
cromátides. Na Telófase II as cromátides
separadas, agora denominadas
cromossomos, reúnem-se nos polos e a
membrana nuclear se recompõe ao seu
redor. Cada uma das duas células que iniciou
a Meiose II dará origem a duas células-�lhas,
cada qual com um conjunto haplóide de
cromossomos com apenas uma cromátide
em cada. Do ponto de vista mecânico a
Meiose II é muito semelhante à Mitose, no
entanto, seus produtos são haplóides e ao
contrário dos produtos da Mitose, as células
produzidas na Meiose II não são
geneticamente idênticas, uma vez que já
ocorreu o crossing-over e a segregação
independente dos homólogos na Meiose I.
Gametogênese
Nota: As etapas da Meiose I e II no processo de
gametogênese masculina e feminino em seres
humanos é similarmente observado para outros
mamíferos.
Espermatogênese
Espermatogênese é a formação dos gametas
masculinos que ocorrem na puberdade. A
célula primordial deste processo é a
espermatogônia que cresce, duplica seu
material genético, tornando-se um
espermatócito primário. O espermatócito
primário é uma célula2n com duas
cromátides em cada cromossomo e é a
célula que inicia a Meiose I (reducional);
passa pela Prófase I, onde há o crossing-
over, chega à Metáfase, onde a tétrade unida
pelo quiasma está alinhada no plano
equatorial da célula. Na anáfase há
disjunção e segregação independente dos
homólogos, resultando na Telófase, em dois
espermatócitos secundários que são células
haplóides, porém cada representante do par
ainda possui duas cromátides cada.
Cada espermatócito secundário passará pela
segunda divisão meiótica ou Meiose
equacional, onde ocorre a Prófase, Metáfase
e, na Anáfase II, a disjunção das cromátides,
gerando duas espermátides a partir de cada
espermatócito secundário. As espermátides
se diferenciam no processo denominado
espermatogênese, formando ao �nal quatro
espermatozóides. Na espermatogênese, as
espermátides perdem quase todo
citoplasma, formando-se o �agelo.
Ovogênese
Ovogênese é o processo de formação dos
gametas femininos, durante este processo,
as células resultantes da Meiose I e II
recebem a mesma quantidade de material
genético, mas não recebem a mesma
quantidade de citoplasma. As ovogônias são
as células ovarianas primordiais neste
processo que, após a duplicação do material
genético, dão origem a um ovócito primário.
Em humanos e em diversas espécies
animais, a ovogênese não é contínua; a
primeira divisão do ovócito primário começa
no período embrionário, mas estaciona na
Prófase I. A Meiose I é reiniciada na
puberdade em cada ovócito primário dá
origem a um ovócito secundário e ao
primeiro corpúsculo polar. O ovócito
secundário é uma célula haplóide, onde cada
representante do par de homólogos ainda
possui duas cromátides. Esse mesmo
material genético está presente no
primeiro corpúsculo polar que, no entanto,
só recebe uma parte do citoplasma. O
ovócito secundário passa pela Meiose II e
origina a ovótide haplóide e o segundo
corpúsculo polar, já o primeiro corpúsculo
polar pode ou não sofrer a Meiose II e gerar
duas células haplóides. Os corpúsculos
polares resultantes da Meiose I e II acabam
por se degenerar e a ovótide se diferencia
em óvulo maduro após a fecundação.
Recapitulando
↪ A divisão celular por Meiose ocorre em
duas etapas: a Meiose I ou Reducional e a
Meiose II ou Equacional.
↪ Há várias diferenças em relação a Mitose:
entre elas o complemento cromossômico
das células- �lhas da Meiose é reduzido,
além disso há o crossing-over entre os
cromossomos homólogos e a segregação
independente, processos que geram a
variabilidade genética. Deste modo,
associamos as diferentes etapas da Meiose à
divisão das células germinativas primordiais
que resultam na formação dos gametas
masculinos e femininos para reprodução
sexuada.