Meiose
A meiose é um tipo especial de divisão celular. Ao contrário da mitose, a forma como as células normais do corpo se dividem, a meiose resulta em células que têm apenas metade do número usual de cromossomos, um de cada par. Por esta razão, a meiose é freqüentemente chamada de divisão de redução. No longo prazo, a meiose aumenta a variação genética, de uma forma que será explicada mais tarde.
A reprodução sexual ocorre quando um espermatozóide fertiliza um óvulo. Os óvulos e espermatozóides são células especiais chamadas gametas, ou células sexuais. Os gametas são haplóides; eles têm apenas metade do número de cromossomos como uma célula corporal normal (chamada de célula somática). A fertilização restaura os cromossomos nas células do corpo para o número diplóide.
O número básico de cromossomos nas células do corpo de uma espécie é chamado de número somático e é rotulado de 2n. Em humanos 2n = 46: temos 46 cromossomos. Nas células sexuais, o número de cromossomos é n (humanos: n = 23). Assim, em organismos diplóides normais, os cromossomos estão presentes em duas cópias, uma de cada progenitor (23x2=46). A única exceção são os cromossomos sexuais. Em mamíferos, a fêmea tem dois cromossomos X, e o macho tem um cromossomo X e um Y.
Um cariótipo é o número cromossômico característico de uma espécie eukaryote. A preparação e o estudo dos cariótipos faz parte da citogenética, a genética das células.
Todos os eucariotas que reproduzem a meiose sexual. Isto também inclui muitos organismos unicelulares. A meiose não ocorre em arcaea ou bactérias, que se reproduzem por processos assexuados, como a fissão binária.
A travessia ocorre entre os cromossomos homólogos
A meiose como parte da reprodução sexual
O significado da fertilização
A prole recebe um conjunto de cromossomos de cada progenitor de modo que, no geral, metade de sua hereditariedade vem de cada progenitor. Mas os dois conjuntos de cromossomos não são idênticos aos cromossomos dos pais. Isto porque eles são alterados durante a divisão de redução por um processo chamado de cruzamento.
O significado da meiose
Isto é duas vezes:
1. Primeiro, reduzir os cromossomos em cada óvulo ou espermatozóide a um só conjunto.
Os dois cromossomos de um par não são idênticos porque em qualquer locus específico dos cromossomos pode haver alelos (formas do gene) diferentes nos dois cromossomos. Pense em cada par de cromossomos, um conjunto de cada um dos pais. De cada par, apenas um vai para cada gameta. Assim, em primeiro lugar, os gametas diferem por causa de cada par, o gameta pode ter o cromossomo do pai ou da mãe. Isto é chamado de "sortimento independente".
2. Permitir que o cruzamento ocorra entre cada par de cromossomos parentais. Mudanças de cruzamento que os alelos se situam em um determinado cromossomo.
Assim, embora descritos como cromossomos da "mãe" e do "pai", na prática os cromossomos gameta não são todos iguais aos cromossomos dos pais. Isto se deve ao fato de que bits de cromossomos têm sido trocados no processo de meiose.
Embora os gametas tenham apenas um conjunto de cromossomos, esse conjunto é uma mistura embaralhada de material genético de ambos os pais. Cada óvulo ou espermatozóide pode ter uma seleção diferente de alelos dos cromossomos dos pais.
Assim como no baralho de cartas, muitas combinações diferentes de genes podem ser produzidas sem mudança (mutação) em qualquer gene individual. Entretanto, as mutações ocorrem, e podem acrescentar alelos que não estavam na população antes. De qualquer forma, o embaralhamento aumenta a variedade da descendência, e a variedade dá pelo menos alguns dos descendentes uma chance maior de sobreviver em tempos difíceis. O embaralhamento de alelos que ocorre na meiose pode ser a razão pela qual a reprodução sexual existe de todo.
"Não é difícil pensar em razões pelas quais as populações sexuais deveriam ter vantagens a longo prazo em relação às pessoas assexuadas". Elas podem evoluir mais rapidamente para atender às circunstâncias em mudança"...
Casos especiais
Partenogênese cíclica
Vários táxons bastante grandes (grupos de organismos) usam partenogênese cíclica. Isto é quando várias gerações nascem por nascimento virgem, e então ocorre uma geração com reprodução sexual normal. Exemplos incluem afídeos e cladóceros (pequenos crustáceos chamados pulgas d'água). Os pulgões geralmente funcionam da seguinte forma: quando o tempo está bom, e seus hospedeiros de plantas estão no seu melhor, eles usam partenogênese. No final da estação, quando o tempo piora, eles usam a reprodução sexual. Este sistema de reprodução é chamado de apogamia.
Entre partenogênese, os ovos contêm apenas o material genético da mãe, e não são fertilizados. Os óvulos podem ser produzidos tanto por meiose quanto por mitose. Quando ocorre a meiose, o cruzamento produz uma impressão digital genética que difere um pouco da da mãe. Assim, a descendência partenogenética da mosca verde não é idêntica e apresenta alguma variação genética: alguns segmentos cromossômicos diferem por causa da meiose. A mitose produziria uma descendência idêntica.
Entre estes taxa partenogênicos estão várias espécies que abandonaram completamente o sexo.
Perda da sexualidade
Alguns poucos organismos eucariotas perderam completamente a capacidade de reprodução sexual e, portanto, não têm meiose. Estes incluem os rotíferosBdelloid, que só se reproduzem por partenogênese.
Detalhes da meiose
A meiose pode ser dividida em meiose I e meiose II.
Meiose I
A função da primeira divisão é permitir a travessia. Assim como a mitose, a meiose inclui prófase, metáfase, anáfase e telophase.
Profase I
Os cromossomos tornam-se visíveis, o envelope nuclear desaparece e os centrioles (na parte superior e inferior do núcleo) começam a formar fibras de fuso que envolvem os cromossomos.
Nesta fase, cada cromossomo é dividido em dois cromossomos irmãos, mantidos juntos pelos centrômeros. Os cromossomos pareados têm agora quatro cromossomos (2 conjuntos de 'irmãs') pressionados juntos. O cruzamento ocorre entre dois cromossomos não irmãs; os outros dois permanecem sem cruzamentos. O cruzamento resulta na troca de segmentos de cada um dos cromatídeos participantes, DNA e proteína cromatina associada. Geneticamente, o processo é chamado de recombinação.
Metafase I
Os cromossomos se alinham ao longo do equatorial (a linha central) das fibras do fuso em pares homólogos.
Anáfase I
Os cromossomos são divididos para que haja quantidades iguais em ambos os lados da célula. Como existem 46 cromossomos em uma célula humana, 23 terminam em ambos os lados.
(A citocinese, a divisão das células em duas, ocorre. A célula se divide).
Telophase I
As duas células filhas são completamente divididas, um núcleo forma um envelope e os cromossomos se tornam menos visíveis. Há 23 cromossomos em cada uma dessas células.
Meiose II
As duas células se preparam para dividir novamente em uma etapa conhecida como intercinese ou interfase II. Ambas as células passarão pela meiose II.
Profase II
Os cromossomos se tornam visíveis, o envelope nuclear desaparece e os centrioles formam as fibras do fuso.
Metafase II
Os cromossomos se alinham ao longo da linha do meio nas fibras do fuso
Anáfase II
Os cromossomos são divididos em seus dois cromossomos. Os cromossomos são os dois fios de DNA (ácido desoxiríribo-nucleico) que compõem o cromossomo. Eles são unidos por uma conexão intermediária chamada centrômero.
(A citocinese ocorre. A célula se divide).
Telophase II
As células estão completamente divididas. São criadas as reformas do envelope nucléico e quatro novas células com DNA diferente.
Nos homens, todas as quatro células se transformam em esperma. Nas fêmeas, apenas uma se torna um óvulo maduro, enquanto as três restantes se tornam reabsorvidas pelo corpo.
Eventos envolvendo meiose, mostrando o crossover cromossômico
Problemas
Em humanos, há certas condições que são causadas por meiose que deu errado. Exemplos disso são:
- Síndrome de Down - trissomia do cromossomo 21
- Síndrome de Patau - trissomia do cromossomo 13
- Síndrome de Edwards - trissomia do cromossomo 18
- Síndrome de Klinefelter - cromossomos X extras em homens - ou seja, XXY, XXXY, XXXXY
- Síndrome de Turner - falta de um cromossomo X nas fêmeas - ou seja, XO
- Síndrome do Triplo X - um cromossomo X extra em fêmeas
- Síndrome XYY - um cromossomo Y extra em homens
Perguntas e Respostas
P: O que é meiose?
R: A meiose é um tipo de divisão celular que resulta em células com metade do número normal de cromossomos, uma para cada par. É também conhecida como uma divisão redutora.
P: Como a meiose aumenta a variação genética?
R: A meiose aumenta a variação genética através da criação de novas combinações de genes por meio de reticulação durante a fase I da prófase e segregação aleatória durante a fase I da anáfase I. Como a meiose aumenta a variação genética?
P: O que são células germinativas?
R: Os gâmetas são células especiais chamadas células germinativas ou células haplóides que têm apenas a metade dos cromossomos de uma célula corporal normal (chamada de célula somática).
P: O que é um número de célula somática?
R: O número básico de cromossomos nas células do corpo de uma espécie é chamado de número somático, e é denotado 2n. Em humanos, 2n = 46, portanto, temos 46 cromossomos.
P: Quantos cromossomos existem nos gametas?
R: Há n cromossomos nos gametas, que em humanos são 23 cromossomos. Assim, em organismos normais diplóides, há dois exemplares de cada cromossomo - um de cada um dos pais (23x2=46). As únicas exceções a essa regra são os cromossomos sexuais; nos mamíferos, as fêmeas têm dois cromossomos X e os machos têm um cromossomo X e um Y.
P. Ocorre meiose em arcaéia ou em bactérias?
R: Não, a meiose não ocorre em arcaéia ou em bactérias, elas se reproduzem por simples divisão celular.
P: Existe reprodução sexual entre organismos unicelulares?
R Sim, a reprodução sexual ocorre entre organismos unicelulares, pois eles também usam a meiose para se reproduzir sexualmente.
