Meiose: o que é, função e características

A meiose é um processo essencial para a reprodução sexuada, responsável pela formação dos gametas, células que contêm metade do número de cromossomos da célula original. Esse mecanismo é composto por duas divisões sucessivas que reduzem o material genético pela metade, assegurando que, na fecundação, o número de cromossomos seja restaurado.

Além de garantir a manutenção do número cromossômico, a meiose permite a recombinação genética, contribuindo para a diversidade genética entre os descendentes. Assim, esse processo desempenha um papel fundamental na preservação e evolução das espécies.

A meiose é um tipo de divisão celular que ocorre em organismos que se reproduzem sexualmente. Esse processo é responsável pela formação de gametas (células sexuais, como óvulos e espermatozoides), garantindo a redução do número de cromossomos pela metade em relação à célula original. Dessa forma, quando ocorre a fecundação, o zigoto resultante terá o número correto de cromossomos.

O processo de meiose envolve duas divisões sucessivas: meiose I e meiose II. Durante a meiose I, ocorre o emparelhamento e a troca de material genético entre cromossomos homólogos (crossing-over), resultando em uma maior variabilidade genética. Na meiose II, as cromátides-irmãs são separadas, formando quatro células-filhas geneticamente distintas, cada uma com metade dos cromossomos da célula original. A meiose é crucial para a manutenção do número de cromossomos de uma espécie ao longo das gerações.

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Assim como a mitose, a meiose também é um tipo de divisão celular, em que uma célula-mãe gera células-filhas.

A diferença principal entre as duas divisões é que, enquanto a mitose gera duas células idênticas entre si e idênticas à célula-mãe, a meiose tem como produto a formação de quatro células, todas com metade do material genético e dos cromossomos da célula inicial.

Desse modo, as células-filhas resultantes do processo de meiose não são idênticas à célula-mãe. Isto é, na meiose, uma célula diplóide (2n) gera quatro células haplóides (n). Além disso, durante a meiose, podem ocorrer processos nos quais as próprias células filhas, mesmo possuindo a mesma quantidade de DNA, não sejam idênticas entre si.

Devido a essa capacidade de gerar células diferentes entre si, a meiose garante variabilidade genética. Isso garante que indivíduos da mesma espécie possuam capacidades diferentes e adaptações diversas a diferentes condições.

A meiose, portanto, está relacionada aos processos reprodutivos, pois tem como função produzir células reprodutivas, tanto nos animais quanto nos vegetais. Nos vegetais, esse processo se dá através da formação dos esporos, enquanto nos animais, da formação dos gametas. O processo de formação dos gametas é conhecido como gametogênese.

A capacidade de gerar células-filhas com metade do material genético da célula-mãe faz com que a meiose seja conhecida como Divisão Reducional (R!).

Do mesmo modo que a mitose, uma célula diplóide (2n) que vai entrar em meiose também tem seu material genético duplicado na fase S da intérfase. Depois, entra na fase M, que é a fase de divisão celular, mas, nesse caso, a divisão é meiótica.

A meiose pode ser dividida em duas grandes etapas, cada uma contendo as mesmas nomenclaturas das fases da mitose (prófase, metáfase, anáfase e telófase):

• Meiose I: quando ocorre a redução do número de cromossomos presentes na célula. Uma célula diplóide (2n) gera duas células haplóides (n), através da separação dos cromossomos homólogos. Essa fase é chamada, portanto, de etapa Reducional;
• Meiose II: etapa em que cada uma das duas células geradas na meiose I sofre uma divisão equacional, separando as cromátides-irmãs e gerando, cada uma, duas células. O produto final do processo será quatro células haplóides (n). Essa fase recebe o nome de etapa Equacional.

Esquema da divisão por meiose

Prófase I

Carioteca e nucléolo sofrem desagregação. Os centríolos já duplicados migram para os pólos opostos da célula e ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos. É nessa fase que pode ocorrer o processo de Crossing-Over.

Célula germinativa animal durante a Prófase I

• Cromossomos homólogos: cromossomos semelhantes em tamanho, tipos de genes, localidade desses genes e forma. Enquanto um foi herdado do gameta masculino, o outro, do gameta feminino (espermatozóide e óvulo, respectivamente, se forem animais de reprodução sexuada).

Metáfase I

Centríolos posicionam-se em lados opostos da célula. Os cromossomos homólogos são pareados e ocupam a região equatorial da célula. presos às fibras do fuso mitótico.

Célula germinativa animal em Metáfase I

Anáfase I

As fibras do fuso se contraem por despolimerização, separando os cromossomos homólogos para os pólos das células.

Célula germinativa animal em Anáfase I

Telófase I

Ocorre a separação do citoplasma através da Citocinese. Há um pequeno intervalo, chamado intercinese, antes das células, agora haplóides, ingressarem na meiose II.

Célula germinativa animal em Telófase I

Prófase II

Cada célula possui um representante do par de cromossomos homólogos. O centríolo se duplica e migra para os pólos opostos da célula gerada.

Célula animal em Prófase II

Metáfase II

Os cromossomos se prendem ao fuso pelos centrômeros e ocupam a região equatorial da célula. Como já houve a separação dos homólogos, na metáfase II não há pareamento.

Célula animal em Metáfase II

Anáfase II

Cada cromossomo, homólogo ou não, ainda se encontra duplicado. Portanto, na Anáfase II ocorre o encurtamento das fibras do fuso mitótico, separando as cromátides-irmãs para os pólos opostos da célula.

Célula animal em Anáfase II.

Telófase II

Os cromossomos chegam à extremidade e sofrem descondensação. O fuso mitótico é desfeito e a carioteca e o nucléolo se reorganizam. Ocorre a citocinese como evento final, gerando quatro células haplóides (n).

Célula animal em Telófase II

Como dito anteriormente, na meiose ocorrem processos que podem gerar células-filhas diferentes entre si em material genético. Esses processos garantem a variabilidade genética.

São dois processos que diferenciam as células geradas na meiose: Crossing-Over e segregação independente dos homólogos.

Crossing-Over

Também é chamado de recombinação ou permutação.

O processo ocorre na Prófase I, quando acontece o pareamento de homólogos. Nesse pareamento, os cromossomos homólogos ficam tão próximos que podem, literalmente, trocar trechos de DNA das suas extremidades.

Dessa forma, um cromossomo de origem paterna pode conter em uma das cromátides-irmãs um trecho do cromossomo materno e vice-versa. Com isso, quando os cromossomos de uma célula durante a meiose I sofrem crossing-over, ao final são geradas quatro células diferentes em termos de material genético.

Esquema de Crossing-Over

Segregação independente dos homólogos

A própria separação dos cromossomos homólogos na Anáfase I já pode garantir variabilidade entre as células geradas. A segregação independente relaciona todas as possibilidades de separação dos cromossomos existentes.

Por exemplo: em uma célula com três pares de cromossomos homólogos, há seis cromossomos ao todo, três de origem paterna (vindos do espermatozóide) e três de origem materna (contidos no óvulo). Ao separar esses cromossomos homólogos na Anáfase I, é possível gerar uma célula com um cromossomo paterno e dois maternos, dois paternos e um materno, três paternos e assim por diante.

O cálculo do número exato de células diferentes que podem ser geradas é dado por:

Número de células diferentes = 2^N

Com N sendo o número de pares de cromossomos homólogos.

No exemplo acima, há três pares de homólogos. Pelo cálculo, portanto, há oito possibilidades diferentes de gametas que podem ser formados.

Esquema da Segregação Independente de Homólogos

A meiose é um processo de divisão celular que ocorre em organismos que se reproduzem sexuadamente, resultando na formação de gametas (óvulos e espermatozoides). Ela consiste em duas divisões sucessivas, meiose I e meiose II, e reduz o número de cromossomos pela metade. Durante a meiose I, ocorre a troca de material genético entre cromossomos homólogos, o que promove variabilidade genética. Ao final do processo, quatro células-filhas geneticamente distintas são formadas, cada uma com metade do número de cromossomos da célula original. A meiose é essencial para a manutenção do número cromossômico de uma espécie e para a diversidade genética.

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