Aula 32 - meiose - generalidades

Aula 32 - meiose - generalidades

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PROFº: HUBERTT GRÜN. Página 1

Introdução:

É um tipo de divisão em que uma célula dá origem a quatro células-filhas com a metade do número de cromossomos da célula inicial. A meiose é, portanto, um processo importantíssimo para a manutenção da carga genética das espécies ocorrendo na formação dos gametas. Através deste processo, células diplóides podem originar células haplóides, o que se faz através de duas divisões sucessivas. A primeira delas, uma divisão reducional, pela qual uma célula diplóide origina duas células haplóides (com redução dos cromossomos) e a outra, uma divisão equacional, em que cada uma das células haplóides resultantes da primeira divisão origina duas outras, porém com mesmo número de cromossomos.

Definição:

A meiose garante a existência de uma fase haplóide no ciclo de vida, que tem a fase diplóide restabelecida por meio da fecundação. Sem meiose, a reprodução sexuada não seria possível.

Organismos simples podem reproduzir-se através de divisões simples. Este tipo de reprodução assexuada é simples e direta e produz organismos geneticamente iguais. A reprodução sexual por sua vez envolve uma mistura de genomas de dois indivíduos, para produzir um indivíduo que diferem geneticamente de seus parentais.

O ciclo reprodutivo sexual envolve a alternância de gerações de células haplóides, com gerações de células diplóides. A mistura de genomas é realizada pela fusão de células haplóides que formam células diplóides. Posteriormente novas células diplóides são geradas quando os descendentes de células diplóides se dividem pelo processo de meiose.

Com exceção dos cromossomos que determinam o sexo, um núcleo de célula diplóide contém 2 (duas) versões similares de cada cromossomo autossomo, um cromossomo paterno e um cromossomo materno. Essas duas versões são chamadas de homólogas, e na maioria das células possuem existência como cromossomos independentes. Essas duas versões são denominadas de homólogos. Quando o DNA é duplicado pelo processo de replicação, cada um desses cromossomos é replicado dando origem às cromátides que são então separadas durante a anáfase e migram para os pólos celulares. Desta maneira cada célula filha recebe uma cópia do cromossomo paterno e uma cópia do cromossomo materno.

A meiose ocorre nas células produtoras de gametas. Os gametas masculinos e femininos (espermatozóides e óvulos) que são produzidos nos testículos e ovários, respectivamente as gônadas femininas e masculinas. Os gametas se originam de células denominadas espermatôgonias e ovogônias.

A meiose então é um processo que se verifica tanto nos órgãos sexuais masculinos quanto femininos. Através da meiose os gametas ficam com o número de cromossomos reduzidos à metade, ao estado denominado haplóide. Quando o gameta de origem materna se une ao gameta de origem paterna o número de cromossomos característico da espécie é restabelecido.

A meiose reduz a carga cromossomal de 2n para n. Desse modo, compensa-se a fecundação e mantêm-se constante o número de cromossomos de uma geração para outra. Na espécie humana, por exemplo, a meiose ocorre no ovário, originando óvulos (haplóides), e no testículo, originando espermatozóides (haplóides). A união do óvulo com o espermatozóide forma a primeira célula diplóide de uma pessoa, o zigoto.

A meiose como acontece nas células gaméticas, ou seja, nos óvulos. Para realizar uma clonagem, precisa-se passar pelo seu processo, que é quando é retirado o núcleo com 23 cromossomos e colocado o de 46.

2n = 46 cromossomos 1n = 23 cromossomos

Podemos definir meiose como sendo o processo pelo qual número de cromossomos é reduzido a metade.

Na meiose o cromossomo produzido possui apenas a metade do número de cromossomos, ou seja, somente um cromossomo no lugar de um par de homólogos. O gameta é dotado de uma cópia do cromossomo materno ou paterno.

A meiose é um processo que envolve 2 (duas) divisões celulares com somente uma duplicação de cromossomos.

Existem diferenças quanto ao momento do ciclo de vida em que ocorre a meiose. O ciclo de vida começa a partir da fecundação, podendo ocorrer meiose: Logo após a fecundação (meiose inicial ou zigótica); no meio do ciclo (meiose intermediária); no final do ciclo (meiose final).

A meiose inicial ou zigótica ocorre no ciclo de vida de algumas algas, protistas e fungos. Os indivíduos são haplóides e apenas os zigotos é diplóide.

A meiose intermediária ou espórica ocorre no ciclo de vida das algas multicelulares e das plantas. O produto da meiose são células que se diferenciam em esporos. Estes dão origem à fase haplóide do ciclo, que forma, por mitose, gametas ou outras estruturas relacionadas com a reprodução sexuada. Após a fecundação, reinicia-se com a fase diplóide.

Com isso, há alternância de gerações, também chamada metagênese, em que uma fase diplóide formadora de esporos por meiose se alterna com uma fase haplóide, relacionada com a reprodução sexuada, formadora de gametas por mitose.

Na meiose, quatro novas células serão criadas a partir de duas células. Cada uma destas novas células carregará metade do DNA de sua célula de origem.

A meiose se inicia quando o organismo está na fase de reprodução. A partir deste momento, haverá uma mistura de genes entre as duas células. É importante sabermos que este processo é bastante comum entre os organismos vivos como plantas, animais, e, até mesmo, alguns tipos de fungos.

Enquanto que na mitose apenas uma célula passa pelos estágios de divisão (prófase, metáfase, anáfase, telófase, interfase) para gerar duas células filhas, na meiose ocorrerá o mesmo, mas neste caso, duas células passarão ao mesmo tempo por este processo, para gerar quatro células filhas.

Para identificar os passos de cada célula durante a meiose, existe uma definição científica conhecida como Meiose I e Meiose I. De forma mais simples podemos entender que isto nada mais é do que duas células passando simultaneamente pelas “mesmas” etapas que ocorrem na mitose.

A meiose é um processo divisional, que, a partir de uma célula inicial com 2n cromossomos, leva à formação de células filhas com metade desse número. Também é definida como o processo que envolve duas divisões sucessivas do núcleo, acompanhada de uma só redução no número de cromossomos.

A divisão meiótica compreende duas fases: a reducional (meiose I) e a equacional (meiose I).

Ao invés de criar duas novas células com números idênticos de cromossomos (como na mitose), na meiose as células fazem uma segunda divisão (meiose I) logo após a primeira (meiose I). Nesta segunda divisão o número de cromossomos é divido ao meio. Com apenas a metade do número de cromossomos, as células são chamadas de haplóides. As células diplóides são exatamente o oposto das haplóides. As células em seu estágio normal são consideradas diplóides.

Na meiose, a fase da interfase (quando as células não se encontram em divisão) é bastante curta e nela não há duplicação do DNA. Representação esquemática básica da meiose.

Figura retirada da página: http://www.brasilescola.com/biologia/meiose.ht m

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Características: ش Resulta em quatro células geneticamente diferentes; ش Há redução do número de cromossomos; ش Normalmente ocorre permuta gênica entre os cromossomos homólogos; ش Ocorre em células germinativas; ش A duplicação do DNA antecede duas divisões celulares; ش Uma célula produzida por meiose não pode sofrer meiose.

A meiose só ocorre em células germinativas, com duas divisões sucessivas. A célula-mãe se divide em duas, que se dividem de novo, originando quatro células filhas com metade dos cromossomos da célula inicial: são os gametas, geneticamente diferentes entre si.

Dessa forma, a meiose tem papel fundamental na reprodução sexuada. E não se esqueça: durante a meiose normalmente há troca de genes entre cromossomos homólogos, o que aumenta a variabilidade gênica da espécie.

Conseqüências da Meiose:

Durante a meiose o material nuclear foi duplicado uma vez e dividido duas vezes, pelo que cada célula filha apresenta metade do número de cromossomos da célula diplóide inicial.

No entanto, mais importante que a redução do número de cromossomos é a conseqüência genética do processo: Na metáfase I a orientação ao acaso dos bivalentes causa uma mistura de material materno e paterno pelos dois núcleos filhos; Devido ao crossing-over, cada cromossomo contém genes de origem materna e paterna.

Se a célula inicial apresentar dois pares de cromossomos existirão 4 combinações possíveis, se tiver três pares serão 8 e se forem 4 pares de cromossomos, 16 combinações possíveis. A fórmula geral será 2n, o que na espécie humana corresponde a 223 combinações possíveis, ou seja, 8388608 possibilidades. Acresce ainda o crossing-over para baralhar as coisas e pode-se considerar impossível que uma célula resultante de meiose seja igual á célula que lhe deu origem.

A meiose difere da mitose em três aspectos fundamentais: ش Consiste em duas divisões sucessivas, originando 4 núcleos; ش Cada um dos 4 núcleos é haplóide, contendo metade do número de cromossomos da célula-mãe diplóide; ش Os núcleos haplóides produzidos contêm combinações gênicas inteiramente novas.

Por este motivo, as conseqüências genéticas e evolutivas da meiose são profundas. Devido á meiose e á fecundação os organismos diplóides existem numa variedade de formas, mesmo os da mesma espécie.

Erros na Meiose:

Aneuploidias: Há um aumento ou diminuição de um ou mais pares de cromossomos, mas não de todos. A maioria dos pacientes aneuplóides apresenta trissomia (três cromossomos em vez do par normal de cromossomo) ou, menos freqüente, monossomia (apenas um representante de um cromossomo).

O mecanismo cromossômico mais comum da aneuploidia é a não-disjunção meiótica, uma falha da separação de um par de cromossomos durante uma das duas divisões meióticas.

As conseqüências da não-disjunção durante a meiose I e a meiose I são diferentes:

Quando o erro ocorre na Meiose I, os gametas apresentam um representante de ambos os membros do par de cromossomos ou não possuem todo um cromossomo.

Figura retirada da página: http://www.ufv.br/dbg/bioano01/div36.htm

Figura retirada da página: http://www.ufv.br/dbg/bioano01/div36.htm

Quando o erro ocorre na Meiose I, os gametas anormais contêm duas cópias de um cromossomo parental (e nenhuma cópia do outro) ou não possuem um cromossomo.

Muito embora as aneuploidias sejam mais freqüentemente decorrentes de erros meióticos, deve-se ter sempre em mente a possibilidade delas resultarem de perda cromossômica ou de falta de disjunção das cromátides durante a primeira divisão mitótica do zigoto, ou durante a segmentação de um dos blastômeros. Em outras palavras, os indivíduos que manifestam aneuploidias podem ser conseqüência de acontecimentos pós-zigóticos.

Biologia: Reprodução sexuada nos eucariotos-Meiose ELIANA COLLUCCI da Folha de S.Paulo

Os eventos que ocorrem na meiose permitem a produção de gametas com metade do número de cromossomos da célula-mãe e a manutenção da variabilidade genética das espécies (substrato para a seleção natural).

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