O Guia Passo-a-Passo Para A Meiose

Ultimamente tenho falado muito da vida das células, particularmente como elas se preparam para se dividir e como se dividem.

Tenho falado de forma generalizada, mas há outro processo que ocorre em organismos que se reproduzem sexuadamente – a Meiose. Como verás neste artigo, a Meiose tem muitas semelhanças com a Mitose, mas dão-se em células diferentes (e podem dar-se ambas no mesmo organismo multicelular). Basicamente a Meiose é um tipo de divisão celular que leva à produção das “células sexuais”, os gâmetas, que por si só, são um pouco diferentes das células “normais” (num organismo multicelular as ditas células “normais” são chamadas células somáticas). Este processo dá-se após uma interfase normal, é como se fosse uma alternativa à mitose e, por isso, os cromossomas já foram duplicados na fase S, como seria normal para uma célula que se fosse dividir por mitose.

Para perceberes a Meiose, primeiro preciso de te explicar o conceito de haploidia.

Cada célula eucariótica tem um determinado conjunto de cromossomas (o cariótipo, referido neste artigo), mas alguns organismos têm mais que uma cópia desse conjunto de cromossomas. Vou-te dar o exemplo do ser humano: as nossas células têm um conjunto de 23 cromossomas, mas todas elas (com a exceção das células sexuais, os gâmetas, dos quais falo mais abaixo) têm duas cópias deste conjunto, ou seja, têm 23 PARES de cromossomas. Exatamente por termos duas cópias de cada cromossoma nós somos um organismo diploide, mas há organismos com apenas uma cópia, chamados haploides, e também há com mais que duas, os poliploides. As batatas são um bom exemplo de um organismo poliploide, podem ter até 6 cópias de cada cromossoma (6n, sendo “n” o número de cromossomas que, no caso da batata são 12). Por isso, cada célula pode ter até 72 cromossomas, dependendo da variedade de batata. [1]

Por exemplo, o ser humano normalmente é diploide, no entanto os gâmetas são haploides e, para formar um novo indivíduo o espermatozoide “entrega” o seu material genético, uma cópia de cada um dos 23 cromossomas do pai, ao ovócito II que contem uma cópia de cada cromossoma da mãe, num processo chamado fecundação. De uma forma mais rudimentar: a dada altura nós somos efetivamente gâmetas, é uma parte do nosso ciclo de vida em que somos haploides e tornamo-nos diploides quando se dá a fecundação (o embrião tem 23 cromossomas da mãe e 23 cromossomas do pai). Todos os organismos que se reproduzem sexuadamente têm uma fase considerada haploide e outra diploide (noutro artigo falarei melhor sobre os ciclos de vida). Esta “mistura” dos genes de dois indivíduos, que é a fecundação deriva da meiose, que, a partir de uma célula (por exemplo) diploide, produz quatro células haploides (já te mostro umas imagens para ser mais fácil).

Agora pergunto-te, onde é que se dá a meiose no ser humano? (acabei de te dar a resposta, indiretamente =P )

Como te disse no início, este processo é semelhante à Mitose, mas quão diferentes são exatamente?

Bem, a Meiose é um pouco como duas Mitoses seguidas (mais ou menos) e dá-se da seguinte maneira:

Podes ver também na Figura 1 (para teres uma ideia do que acontece na Meiose). Consegues adivinhar algumas diferenças apenas por olhar para a Figura 1?

Meiose
Figura 1 – Representação dos principais passos da Meiose num organismo diploide. Podem-se ver as duas cópias de cada cromossoma da primeira célula e a sua duplicação na primeira parte da Meiose (a Meiose I) e a recombinação dos cromossomas homólogos (continua a ler, já vais perceber). Imagem de [2]. Figura 1 – Representação dos principais passos da Meiose num organismo diploide. Podem-se ver as duas cópias de cada cromossoma da primeira célula e a sua duplicação na primeira parte da Meiose (a Meiose I) e a recombinação dos cromossomas homólogos (continua a ler, já vais perceber). Imagem de [2].

As principais diferenças notam-se logo na profase I que se pode subdividir em 5 “sub-fases”:

  • A primeira destas chama-se lepteno, onde os cromossomas condensam (como na prófase da mitose), mas ao mesmo tempo começa-se a formar uma estrutura proteica (o complexo sinaptonémico) que junta os cromossomas homólogos (mas apenas será visível ao microscópio na próxima fase). [2]
  • No zigoteno, a segunda fase, estes cromossomas já se encontram quase completamente emparelhados. A esta ligação entre os dois cromossomas homólogos forma a sinápse cromossómica e o conjunto das 4 cromátides (dos dois cromossomas duplicados na fase S) chama-se de tétrada.
  • No paquiteno termina o emparelhamento dos cromossomas e formam-se as estruturas para a troca de informação genética entre as cromátides dos cromossomas homólogos. A estas estruturas chamam-se nódulos de recombinação e é onde se vão dar os processos de crossing-over, nos quais os dois cromossomas se vão ligar e formar uma estrutura em cruz, os pontos de quiasma. Nestes pontos, as cromátides não-irmãs (do outro cromossoma homólogo) trocam informação genética entre si (Figura 2). [2, 3]

Então, mas as cromátides trocam informação? O DNA das células-filha não devia ser o mais próximo possível do das células-mãe?

Bem, isso é verdade na reprodução assexuada, mas na reprodução sexuada, para aumentar a variedade dos genes, ocorrem eventos de “mistura” das sequências genéticas. Digo “mistura” porque na realidade é a troca coordenada de informação, de modo a que a “mensagem” continue coerente. Os processos que aumentam a variabilidade genética, normalmente, são altamente controlados para que seja possível formar um novo individuo perfeitamente funcional, o que nem sempre acontece e origina doenças genéticas, em que o corpo não funciona como devia. A este processo chama-se recombinação genética.

 

Figura 2 – Recombinação genética entre cromossomas homólogos (cross-over) pelos pontos de quiasma. Imagem de [4].
Figura 2 – Recombinação genética entre cromossomas homólogos (cross-over) pelos pontos de quiasma. Imagem de [4].
  • A formação dos nódulos de recombinação e a dissolução dos complexos sinaptonémicos leva ao inicio do diploteno. Como os complexos sinaptonémicos foram dissolvidos os cromossomas ficam apenas ligados pelos pontos de quiasma e, por isso, começam a afastar-se um pouco (já não têm aquelas proteínas todas a obriga-los a estar juntos).[2]
  • Na fase final da prófase I, a diacinese, inicia-se a formação do fuso meiótico (basicamente o mesmo que o fuso mitótico, mas na meiose). A diacinese e a prófase I terminam com a dissolução do envelope nuclear. [2]

Inicio

  • Na metafase I os cromossomas homólogos alinham-se na zona equatorial da célula (a placa metafásica) e o fuso acromático liga-se aos seus centrómeros.
  • A anafase I começa com a dissolução dos pontos de quiasma e a separação dos cromossomas homólogos (levam consigo a sequência trocada no paquiteno). A posição dos cromossomas em relação aos polos é aleatória, pelo que qualquer um dos cromossomas homólogos de cada par (o paterno ou o materno) pode ir parar a qualquer um dos polos da célula. De outra forma: uma célula-filha tanto pode ter 13 cromossomas maternos e 10 paternos e a outra 10 maternos e 13 paternos, como uma pode ter só 1 da mãe e 22 do pai e a outra 22 da mãe e 1 do pai.
  • Na telofase I formam-se os núcleos das células-filha, os cromossomas voltam a dispersar-se ligeiramente e dá-se a citocinese.[2]

Inicio

Depois da primeira citocinese AS DUAS células-filha entram na “segunda Mitose” (na realidade é a Meiose II e é bastante mais simples que a Meiose I). Inicia-se com a profase II: voltam-se a compactar os cromossomas, a desmantelar o núcleo, a formar o fuso acromático e a orientar os cromossomas na placa metafásica, iniciando a metafase II. [2]

Na metáfase II liga-se o fuso meiótico aos centrómeros. Os ovócitos II (óvulos não fertilizados, por assim dizer) mantêm-se nesta fase até serem fecundados, enquanto que o espermatozóide termina a Meiose. [2]

Como agora as células-filha são haplóides (tenta-te lá lembrar do que isto quer dizer =P ), a anafase II dá-se da mesma forma que a Mitose, ou seja, as cromátides irmãs são separadas e puxadas para os polos (uma para cada polo). [2]

Na telofase II os invólucros nucleares são novamente montados em volta dos cromossomas, que se dispersam pelo núcleo, e dá-se a segunda citocinese, originando 4 células-filha.

Para saberes mais detalhes da Meiose I podes clicar aqui e ver como ocorre a Mitose.

Gostaste deste artigo? Partilha-o! Queres mais? Subscreve! Ainda tens dúvidas? Contacta-me! =D

 

Referências

  1. Polyploidy. The NSF Potato Genome Project; Available from: http://potatogenome.berkeley.edu/nsf5/potato_biology/polyploidy.php.
  2. Karp, G., Cell and Molecular Biology Concepts and Experiments. 7th ed. 2013, United States of America: John Wiley and Sons.
  3. University of Leicester. The cell cycle, mitosis and meiosis. Virtual Genetics Education Centre [cited 2016; Available from: http://www2.le.ac.uk/departments/genetics/vgec/schoolscolleges/topics/cellcycle-mitosis-meiosis.
  4. Boumphreyfr. Meiosis: schematic diagram of Crossover. 2009; Available from: https://simple.wikipedia.org/wiki/Meiosis#/media/File:Meiosis_crossover.png.

 

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *