As 11 fases da meiose (e o que acontece em cada uma) - Médico - 2023

Contente

O surgimento da reprodução sexuada, ou seja, ser capaz de gerar descendentes geneticamente únicos por meio da combinação de genes de dois organismos distintos é, sem dúvida, um dos maiores marcos na evolução dos seres vivos.

Sem ele, basicamente, não estaríamos aqui. E apesar de por trás dela ocorrerem grandes adaptações e mudanças morfológicas e fisiológicas ao longo de milhões de anos de evolução, seu pilar é muito claro: a meiose.

Meiose é a divisão celular que não busca gerar cópias exatas da mesma célula, mas células com não apenas metade dos cromossomos, também geneticamente únicas. Estamos falando sobre os gametas sexuais, que tornam a fertilização possível.

Sem essa meiose, os organismos multicelulares não existiriam. No artigo de hoje, então, além de entender o que é a meiose e qual é seu objetivo, veremos em que fases ela se divide e quais são os eventos mais importantes que ocorrem em cada uma delas.

Recomendamos que você leia: "As 7 diferenças entre mitose e meiose"

O que é meiose?

A meiose é, junto com a mitose, um dos dois principais tipos de divisão celular. Ao contrário da divisão mitótica, que ocorre em todas as células do nosso corpo (para entendê-la melhor, vamos nos concentrar a partir de agora no ser humano, mas acontece em todos os organismos com reprodução sexuada), a meiose só acontece em células germinativas.

Mas o que são células germinativas? Bem, basicamente, aquelas células que, localizadas nos órgãos sexuais femininos e masculinos (ovários e testículos), têm a capacidade de realizar essa divisão mitótica, que resulta na geração de gametas sexuais femininos e masculinos, ou seja, óvulos. e esperma, respectivamente.

É um processo biológico complexo no qual, partindo de uma célula germinativa diplóide (2n, com 23 pares de cromossomos em humanos, dando origem a um total de 46), passa por diferentes ciclos de divisão que culmina na obtenção de quatro células haplóides (n, com um total de 23 cromossomos) que não apenas viram seu número de cromossomos reduzido pela metade, mas cada um deles é geneticamente único.

Ao contrário da mitose, que visa gerar duas células-filhas geneticamente idênticas à mãe, a meiose quer gerar quatro células haplóides totalmente únicas. Cada uma dessas células haplóides é um gameta, que, tendo metade dos cromossomos (n), quando unido ao gameta do outro sexo, irá gerar um zigoto diplóide (n + n = 2n) que começará a se dividir por mitose até dar ascensão a um ser humano.

Mas como tornar cada gameta único? Bem, embora veremos isso com mais profundidade quando analisarmos as fases, a chave é que durante a meiose ocorre o que é conhecido como cruzamento cromossômico, um processo de troca de fragmentos de DNA entre cromossomos homólogos. Mas vamos chegar lá.

O importante é ficar com a ideia geral. A meiose é uma divisão celular que ocorre apenas nos órgãos sexuais e na qual, a partir de uma célula germinativa diplóide, quatro gametas sexuais haplóides geneticamente únicos são obtidos que, ao realizarem a fecundação e se unirem aos do outro sexo, irão gerar um zigoto único. Cada ser humano é único graças a esta meiose.

Recomendamos que você leia: "As 7 fases da mitose (e o que acontece em cada uma)"

Em que fases se divide a meiose?

Biologicamente falando, a meiose é mais complexa do que a mitose. Mais do que tudo porque, embora a divisão mitótica consistisse em uma única divisão (com um total de 7 fases), a meiose requer duas divisões consecutivas com suas particularidades.

Nesse sentido, a meiose se divide, em primeiro lugar, em meiose I e meiose II. A seguir veremos o que acontece em cada um deles, mas é importante não perder a perspectiva: começamos com uma célula germinativa diplóide e queremos obter quatro gametas sexuais haploides. Com isso sempre em mente, vamos começar.

Você pode estar interessado: "As 4 fases da espermatogênese (e suas funções)"

Meiose I

A meiose I é, em linhas gerais, o estágio da divisão mitótica em que partimos de uma célula germinativa diplóide e terminamos tendo duas células-filhas também diplóides, mas que sofreram cruzamento cromossômico. O objetivo da primeira divisão mitótica é dar diversidade genética.

Mas então, nós já temos os gametas? Não. Na meiose I, obtemos o que é conhecido como gametócitos secundários. Estes devem entrar, quando chegar a hora, na meiose II. Mas vamos chegar lá. Por enquanto, vamos ver em quais fases isso está dividido.

Interface

A interface abrange todo o ciclo de vida da célula germinativa antes de entrar na meiose. Na hora de fazer a divisão meiótica, a célula, que, lembre-se, é diplóide (2n), duplica seu material genético. Neste momento, temos dois cromossomos homólogos de cada um. Quando a duplicação de cromossomos ocorre, a meiose propriamente dita é iniciada.

Prófase I

Na prófase I, que é o primeiro estágio da meiose, tétrades são formadas, que agora veremos o que são. Após a duplicação do material genético acontecer na interface, os cromossomos homólogos se juntam. E o contato se dá de tal forma que, cada cromossomo sendo constituído de duas cromátides (cada uma das duas unidades longitudinais de um cromossomo), se forma uma estrutura de quatro cromátides.

Sendo quatro, este complexo, que foi formado por um processo denominado sinapses, é denominado tétrade. E isso é essencial para que ocorra o tão esperado e necessário crossover cromossômico, que acontece nesta prófase.

Em termos gerais, as cromátides que pertencem a cromossomos homólogos se recombinam. Quer dizer, cada cromátide troca fragmentos de DNA com outro cromátide, mas não com sua irmã (a do mesmo cromossomo), mas com a do cromossomo homólogo.

Esse processo de troca de fragmentos de DNA entre cromossomos homólogos ocorre de forma totalmente aleatória, de modo que, ao final, são geradas combinações totalmente únicas de genes e informações genéticas diferentes daquela da célula germinativa inicial.

Nesse momento, após a realização do cruzamento cromossômico, nos locais onde ocorreu essa recombinação, formam-se os chamados quiasmas. Paralelamente, as cromátides irmãs (do mesmo cromossomo) permanecem unidas através do centrômero (estrutura que as limita), forma-se o fuso mitótico (conjunto de microtúbulos que irão direcionar o movimento dos cromossomos posteriormente) e as tétrades são alinhadas no equador vertical da célula. Quando eles estiverem alinhados, entramos na próxima fase.

Metafase I

A metafase I é o estágio da primeira divisão mitótica em que o fuso mitótico forma duas unidades conhecidas como centrossomas, duas organelas que se movem para pólos opostos da célula. Os microtúbulos nascem desses centrossomas que se movem em direção ao plano equatorial, juntando-se aos centrômeros das cromátides irmãs.

Neste ponto, eleAs tétrades formam uma placa metafásica centralmente alinhada e os centrômeros de cada um dos pólos são "ancorados" nas cromátides irmãs. Portanto, do conjunto de cromossomos homólogos, um deles está ligado ao centrossoma de um dos pólos e, o outro, ao do pólo oposto. Quando isso for alcançado, ele segue automaticamente para a próxima fase.

Anáfase I

Na anáfase I, cromossomos homólogos separados. Como já comentamos, cada um deles está ancorado em um pólo oposto da célula, portanto, quando os microtúbulos se distanciam do centrômero, cada cromossomo migra para um pólo diferente e inevitavelmente se separam.

Portanto, um cromossomo de cada par atinge cada pólo, uma vez que os quiasmas, que eram os sítios de junção entre os cromossomos homólogos onde ocorrera a recombinação, foram rompidos. Nesse sentido, apesar de as cromátides irmãs ainda estarem juntas, cada pólo recebeu um cromossomo como resultado do cruzamento.

Telófase I

Na telófase I, em cada pólo da célula, temos uma combinação aleatória de cromossomos, uma vez que estes foram separados de suas contrapartes. Já alcançamos o que queríamos, que era separar os cromossomos anteriormente recombinados. Em cada um dos pólos, a membrana nuclear se forma novamente, envolvendo esses cromossomos em dois núcleos opostos.

Mas não estamos interessados em uma célula binucleada. O que queremos é que seja dividido. Nesse sentido, na linha equatorial onde as tétrades se alinharam, o que se conhece como fenda se forma ao nível da membrana plasmática, um conjunto de proteínas (basicamente actina e miosina) que acabará formando uma espécie de anel ao redor da célula.

Citocinese I

Na citocinese I, esse anel de proteína começa a comprimir a célula binucleada. Ele se contrai como se fosse uma sucuri abraçando sua presa, então chega um momento em que esse anel acaba cortando a célula em duas.

E como cada núcleo estava em um pólo e o anel cortou bem no centro, obtemos duas células-filhas nãoinucleadas. Aqui termina a meiose I. O resultado? Obtenção de duas células com metade dos cromossomos, mas em que cada cromossomo tem duas cromátides irmãs. Essas células diplóides são conhecidas como gametócitos secundários.

Portanto, a primeira divisão meiótica consistiu em uma recombinação genética entre cromossomos homólogos e sua posterior separação, obtendo-se, assim, a partir de uma célula germinativa diplóide, dois gametócitos secundários diplóides.

Interkinesis

A intercinesia é um estágio intermediário entre a meiose I e a meiose II. É algo como uma pausa entre as duas divisões meióticas, embora em alguns organismos esse estágio não seja observado, eles vão diretamente para a segunda meiose sem parar. Portanto, não é considerado um estágio meiótico como tal. Ora, é interessante saber que, em algumas espécies, existe esse curto período de tempo que as separa.

Meiose II

Na segunda divisão meiótica, o que queremos é obter quatro gametas sexuais haplóides. Ou seja, é nessa fase que os próprios espermatozoides ou óvulos são formados, dependendo, é claro, do sexo. O objetivo da segunda divisão meiótica é formar os gametas.

Para isso, o que faremos nesta fase é separar as cromátides irmãs, pois, lembre-se, elas permaneceram unidas após a separação dos cromossomos homólogos. Vamos ver, então, como isso é alcançado e qual a importância dentro do nosso objetivo. Estas são as fases em que a meiose II é dividida.

Prófase II

A prófase II é muito semelhante à da mitose, embora mais simples, uma vez que duplicação de cromossomos não ocorre. Queremos que a célula se torne haplóide, então não faria sentido duplicar os cromossomos.

O que acontece é que os cromossomos se condensam novamente, tornando as duas cromátides irmãs visíveis para cada uma delas. Então, assim como na prófase I, mas sem cruzamento ou ligação cromossômica homóloga (basicamente porque não há mais homólogos), o fuso mitótico é formado.

Os dois centrossomas são formados nos pólos dessa nova célula e estendem os microtúbulos em direção aos centrômeros, as estruturas que, lembre-se, mantinham as cromátides irmãs de um cromossomo juntas.

Nesta fase, as cromátides desenvolvem o que é conhecido como cinetocoro. Cada um deles desenvolve um cinetocoro e cada um está na direção oposta ao outro, de modo que a cromátide A se comunica com um determinado polo e a cromátide B, com o polo oposto.

A prófase II termina com os cromossomos se alinhando no equador da célula, exatamente como na primeira divisão meiótica. Cada cromátide está ligada a microtúbulos em um pólo. E sua irmã, no pólo oposto.

Metáfase II

A Metáfase II é, em essência, a mesma que a Metáfase I, uma vez que consiste simplesmente em um alinhamento de cromossomos no plano equatorial da célula. Agora, obviamente, existem diferenças.

E é que, ao contrário da metáfase da primeira divisão meiótica, na metáfase II não há tétrades (os cromossomos homólogos há muito se separaram para formar duas células diferentes), mas na placa metafásica há apenas uma linha de cromossomos (anteriormente havia dois) em que cada um deles é composto por duas cromátides irmãs.

Anáfase II

Na anáfase II, os microtúbulos começam a se esticar a partir das cromátides. E como cada um deles tem seu próprio cinetocoro e oposto ao de sua irmã, ao receber forças em diferentes direções, cromátides irmãs irão separar.

Portanto, na segunda anáfase, as cromátides irmãs são finalmente separadas, pois cada uma delas migra para pólos opostos da célula. No momento em que o centrômero desaparece e as cromátides irmãs não estão mais juntas, cada uma delas é considerada um cromossomo individual. Estamos agora muito próximos do fim da jornada.

Telófase II

Na telófase II, como as cromátides irmãs já se separaram, o cinetocoro pode se desintegrar, pois simplesmente serviu para que os microtúbulos se ancorassem e pudessem separá-los. Na verdade, os próprios microtúbulos começam a desaparecer, pois a meiose está prestes a terminar e eles não são mais necessários.

Neste momento, temos dois conjuntos de cromossomos (que costumavam ser cada uma das cromátides) em pólos opostos da célula (não esqueçamos que isso está acontecendo simultaneamente em duas células, já que a meiose I terminou com a obtenção de dois gametócitos) , então começa a formar, mais uma vez, a membrana nuclear ao seu redor.

Os cromossomos começam a se descondentar para dar origem à cromatina. Quando toda a membrana nuclear se formou, nós temos um gametócito secundário binucleado. Mas não queremos isso. O que estamos procurando, novamente, é que essa célula se divida.

Nesse sentido, como aconteceu na telófase I, começa a se formar o anel que nos permitirá entrar naquela que, enfim, é a última fase da meiose.

Citocinese II

Na segunda citocinese, o anel protéico formado ao redor da placa equatorial começa a se contrair até fazer com que o gametócito se corte em dois. Cada uma dessas duas células obtidas é um gameta sexual. Quando a célula finalmente se divide em duas, termina a segunda divisão meiótica e, portanto, a própria meiose.

O resultado? A divisão de cada um dos dois gametócitos secundários em dois gametas sexuais haplóides que, após a maturação, podem se juntar aos do sexo oposto para dar lugar à fecundação e, portanto, à formação de uma nova pessoa.

Meiose sumária

Como podemos ver, partimos de uma célula germinativa diplóide na qual seus cromossomos homólogos se juntaram para realizar um cruzamento cromossômico no qual a diversidade genética foi gerada. Mais tarde, na meiose I, esses cromossomos homólogos se separaram e migraram para pólos opostos da célula.

Após esta migração e uma divisão da membrana, obtivemos dois gametócitos secundários diplóides cujos cromossomos ainda são constituídos por duas cromátides irmãs. E é aqui que a primeira divisão meiótica terminou.

Na segunda, o que aconteceu é que essas cromátides irmãs foram separadas, o que, após a divisão da membrana, permitiu a obtenção de, para cada gametócito, dois gametas sexuais haplóides. De uma célula germinativa, vamos para dois gametócitos diplóides. E de dois gametócitos, a quatro gametas sexuais também haplóides.

Dada a complexidade do processo, é surpreendente considerar que um homem saudável é capaz de produzir mais de 100 milhões de espermatozoides (o gameta do sexo masculino) por dia. A meiose acontece constantemente.

Recomendamos a leitura: "Qual é a vida útil média de um espermatozóide?"