Quais dois processos únicos da meiose são responsáveis pela variação genética?

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A meiose é o processo de divisão das células especializadas na reprodução: os gametas. Estas células estão envolvidas com a reprodução sexuada, sendo que cada uma delas, produzidas por indivíduos de sexos diferentes, carrega em seu material genético as informações do pai ou da mãe para a união com o gameta do sexo oposto e formação da célula-ovo. Essa união, denominada fecundação, é responsável pela formação do patrimônio genético do indivíduo gerado.

A meiose pode ser dividida em meiose I e meiose II.

Meiose I

É dividida em prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I.

Prófase I

Devido à sua complexidade, é subdividida em cinco fases: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese.

• Leptóteno: inicia-se a condensação dos cromossomos já duplicados.
• Zigóteno: os cromossomos homólogos se emparelham, alinhando-se em um fenômeno chamado sinapse cromossômica. Nesse processo, ocorre a formação de uma estrutura chamada complexo sinaptonêmico, que une intimamente os cromossomos neste emparelhamento.
• Paquíteno: ocorre a troca de pedaços entre cromossomos homólogos, onde alguns genes que se encontravam no cromossomo paterno passam para o cromossomo materno e vice-versa. Esse fenômeno, conhecido como crossing over ou permutação, é de grande importância biológica, pois aumenta a variabilidade genética.
• Diplóteno: o complexo sinaptonêmico se desarranja e os cromossomos homólogos se separam, mas ainda com as cromátides-irmãs unidas. Nesta fase é visível regiões dos cromossomos em X, denominados quiasmas, que correspondem a pontos dos cromossomos que se cruzaram na permutação.
• Diacinese: os cromossomos homólogos se separam definitivamente, mas mantém-se unidos pelos quiasmas, que deslizam para as extremidades bivalentes. Esse fenômeno recebe o nome de terminalização dos quiasmas. Por fim, o envelope nuclear se desintegra e os pares de cromossomos homólogos, ainda associados pelos quiasmas, espalham-se no citoplasma.

Na metáfase, os cinetócoros (proteínas localizadas no centrômero dos cromossomos) dos cromossomos homólogos prendem-se às fibras do fuso mitótico formado na prófase I, ficando dispostos no plano equatorial da célula. Contudo, de forma diferente do que ocorre na mitose, cada cromossomo duplicado prende-se às fibras de ambos os polos da célula. As fibras então se encurtam e fazem com que os cromossomos homólogos sejam puxados para cada lado da célula.

Anáfase I

Nesta fase, os cromossomos, cada um constituído por duas cromátides unidas pelo centrômero, são puxados e dispõem-se em cada um dos polos da célula.

Telófase I

Na telófase, os cromossomos já separados e dispostos em polos opostos passam a se descondensar. O fuso mitótico é desfeito, os envelopes nucleares se reorganizam e os nucléolos reaparecem. Cada núcleo formado possui metade do número de cromossomos da célula-mãe, o que caracteriza à meiose uma divisão reducional. As duas células filhas são formadas com a divisão do citoplasma na citocinese e inicia-se a meiose II.

Meiose II

É subdivida em prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II.

A segunda divisão meiótica é muito semelhante a primeira. Simultaneamente, as duas células-filhas formadas na meiose I já entram no processo de prófase II, com a condensação dos cromossomos e o desaparecimento dos nucléolos.

Seguindo a metáfase II, os cromossomos ligados às fibras do fuso mitótico alinham-se no plano equatorial da célula e os microtúbulos começam a puxar as cromátides-irmãs para os polos, marcando a anáfase II. Com os cromossomos dispostos já nos polos, a célula inicia a telófase II. Nessa fase os cromossomos passam a se descondensar, os nucléolos reaparecem e os envelopes nucleares se reorganizam, finalizando a segunda divisão da meiose.

Diferenças entre meiose e mitose

O fenômeno meiótico se assemelha ao mitótico em diversos pontos: formação do fuso mitótico, desaparecimento da carioteca e movimento dos cromossomos tanto para o meio como para os polos das células. Todavia, algumas diferenças básicas entre os dois processos podem ser destacadas para a compreensão da redução do padrão cromossômico na meiose:

• Metáfase: na metáfase I da meiose, cada cromossomo duplicado liga-se aos microtúbulos de apenas um polo do fuso, enquanto na metáfase de mitose cada cromossomo duplicado liga-se aos microtúbulos dos polos celulares opostos;
• Anáfase: na meiose, a anáfase separa os cromossomos homólogos duplicados, e não as cromátides-irmãs, como na mitose. Isso ocorre por conta do tipo de ligação dos cromossomos com o fuso durante a metáfase.
• Telófase: na meiose, embora os cromossomos estejam duplicados, não há pares de homólogos nos núcleos formados como na mitose, pois eles são separados na anáfase I.

Referência:

AMABIS, José Mariano; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia das Células 1. 4ª edição. São Paulo: Editora Moderna, 2015.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/citologia/meiose/