Qual é a importância da meiose para os animais na formação dos zigotos?

A reprodução sexuada está relacionada com processos que envolvem troca e mistura de material genético entre indivíduos de uma mesma espécie. Os gametas, células sexuais femininas e masculinas, unem-se e formam uma única célula, o ovo ou zigoto.

Cada gameta tem metade dos cromossomas de qualquer outra célula do individuo, por esta razão existe um processo que permite a redução dos cromossomas, a MEIOSE.

Quando os gametas feminino e masculino se unem ocorre a fecundação, facilmente se percebe que se não ocorresse a redução para metade dos cromossomas o novo ser teria o dobro dos cromossomas e como tal não seria possível manter as características da espécie, pois em cada espécie a quantidade de material genético mantém-se constante de geração em geração.

Os diferentes espécies têm diferentes números de pares de cromossomas, no caso do humano são 23 pares, 23 vêm da mãe e os outros 23 do pai. Cada par de cromossomas um vindo da mãe e outro do pai são chamados de CROMOSSOMAS HOMÓLOGOS, e são portadores de genes para as mesmas características. Todas as células, com exceção dos gametas, têm estes cromossomas homólogos e designam-se por células DIPLÓIDES (também designadas por 2n). As resultantes da divisão celular que reduz para metade o número de cromossomas é a célula HAPLÓIDE (também designada por n) - Gametas.

fonte: Terra, Universo de vida, pág.76 - Porto Editora

Fecundação e meiose, dois processos fundamentais na reprodução sexuada

6.2.1. Meiose e fecundação

MEIOSE

A meiose é o processo de divisão nuclear a partir do qual uma célula diplóide forma células haplóides. cada célula no final do processo apresenta apenas um cromossoma do par de cromossomas homólogos.

Na meiose ocorrem duas divisões que podem ser sequenciais, Meiose I e II, que podem ser sequenciais ou ter uma interfase entre elas, mais ou menos longa, originando 4 células haplóides. A divisão I é reducional - separação dos cromossomas homólogos, e a Meiose II é equacional - separação dos cromatídeos, como a mitose.

A meiose ocorre nos órgãos de formação dos gametas, ou sejam as gónadas. Os gametas animais são o óvulo e o espermatozoide e nos vegetais a oosfera, grão de pólen e esporos.

As duas divisões celulares sucessivas contém 4 subfases.

O processo inicia-se, antes da divisão propriamente dita, na INTERFASE. Processo semelhante à interfase da Mitose das células somáticas.

Temos, então, 3 fases:

G1- inicio do crescimento celular (intervalo de tempo entre o final da meiose e o inicio da fase S).

S- O DNA é duplicado.

G2- Síntese de proteínas e crescimento celular (intervalo de tempo entre o final da fase S e inicio da meiose).

Na interfase o núcleo está bem individualizado pela membrana nuclear.

Começa o processo de Meiose I - divisão reducional.

Este processo está subdividido em 4 fases: Prófase I, Metáfase I, Anáfase I, Telófase I.

PRÓFASE I

 É a fase mais longa e complexa.

O núcleo das células aumenta de volume, a membrana nuclear e o nucléolo desagregam-se.

Os cromossomas já duplicados condensam-se e tornam-se mais espessos e mais curtos.

Os cromossomas homólogos (um do pai outro da mãe) associam-se formando pares (processo designado por SINAPSE) e designam-se por DÍADAS cromossómicas ou BIVALENTES.

Começa a visualizar-se dois cromatídeos em cada cromossoma bivalente, formando a TÉTRADAS cromatídica e ocorre a permuta de material genético em determinados pontos, chamados de  QUIASMAS,  designado por CROSSING-OVER - quebra e trocas entre segmentos dos cromossomas homólogos que é uma fonte de variabilidade genética nas populações com a formação de gametas recombinantes.

Nas células animais os centríolos dividem-se e deslocam-se para os polos opostos e forma-se o fuso acromático. Começa a migração das díadas cromossómicas para a zona equatorial do núcleo.

Crossing-over

http://assets.openstudy.com/

Os cromossomas homólogos de cada bivalente  colocam-se aleatoriamente na placa equatorial, unidos pelo centrómero às fibras do fuso acromático.

Nesta fase, comparando com a Metáfase da Mitose, não são os centrómeros que se localizam no plano equatorial do fuso acromático mas os pontos de quiasma.

ANÁFASE I

Os cromossomas homólogos separam-se (redução cromática), os pontos de quiasma rompem e os cromossomas deslocam-se aleatoriamente para os polos opostos. Esta ascensão deve-se à retração das fibras do fuso acromático retraem. Ocorre separação dos homólogos sem que haja separação dos centrómeros.

Cada um dos conjuntos cromossómicos que se separam e aleatoriamente ascendem aos pólos são haplóides (n) – e possuem informações genéticas diferentes, contribuindo para a variabilidade genética dos novos núcleos.
 

Os cromossomas ao chegarem aos pólos, os cromossomas começam a sua desespiralização, tornando-se finos e longos.
O fuso acromático começa a desaparecer e os nucléolos reaparecem as membranas nucleares, formando dois núcleos haplóides (n).
 

Em certas células ocorre a citocinese (o citoplasma divide-se), originando duas células-filhas individualizadas que seguem com a meiose II após uma curta interfase.
 

não irá ocorrer replicação do DNA

PRÓFASE II

Os cromossomas com dois cromatídeos ligados pelo centrómero condensam-se, os nucléolos e as membranas nucleares voltam a desintegrar-se. Há formação dos fusos cromáticos após a divisão dos centrossomas.

Os cromossomas alinham-se no plano equatorial, presos pelo centrómero às fibras do fuso acromático. Cada um dos cromatídeos -irmãos estabelece ligação apenas com um dos microtúbulos (centrossoma) .

Dá-se a divisão longitudinal do centrómero e os cromatídeos-irmãos que ascendem aleatoriamente a polos opostos. Cada cromatídeo passa a ser considerado um cromossoma (ganha individualidade).

Os cromossomas atingem os pólos e começam a desespiralizar, tornando-se finos, longos e invisíveis ao microscópio.
O fuso acromático desorganiza-se, desaparece e os nucléolos e as membranas nucleares diferenciam-se, formando quatro núcleos haplóides (n)
 

Citocinese 

O citoplasma divide-se originando quatro células-filhas haplóides.

Nas células animais forma-se um anel contráctil de microfilamentos  (proteínas) e as células individualizam-se. Nas células vegetais dá-se ainda a síntese da parede no final da citocinese.
 

imagens retiradas de http://www.infoescola.com/citologia/meiose/

núcleos haplóides

Principais diferenças entre as fases da Meiose I e II

Fases	Meiose I	Mitose I
		imagens retiradas de http://www.infoescola.com/citologia/meiose/

adaptado de: http://tanya-biologia.blogspot.pt/

Regulação da Meiose

Durante a Meiose, por vezes, pode ocorrer alguns erros que podem levar a alteração na sequência dos genes, denominadas, como já referido, por mutações genéticas. Estas mutações podem ser visíveis ao microscópio se a anomalia envolver um grande número de genes ou, até mesmo, o número de cromossomas.

Estas mutações podem ter estar relacionados com vários factores, como os químicos e químicos e podem ter consequências graves, ou serem benéficas para a espécie.

O síndrome de Down, ou trissomia 21 é um exemplo de uma mutação em que a alteração é no número de cromossomas.

cariótipo de uma pessoa com Trissomia 21

http://testget.site88.net/sindrome.htm

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/sindrome-de-down/index.php

A união dos gametas é um processo aleatório o que contribui para um aumento de variabilidade genética dos descendentes.

A meiose é importantíssima para a reprodução, pois é ela que conduz a formação das células sexuais mas a fecundação é também muito importante na reprodução, pois é através desta que os seres repõem a quantidade de cromossomas da espécie.

Existem proteínas especializadas no mecanismo da regulação da meiose, tal como há na mitose que irão atuar na Interfase no final da fase G1 e inicio da S, que corresponde ao momento que a célula começa a dar entrada para a divisão nuclear (meiose); na Prófase I em especial nos processos de Crossing-over em que pode ocorrer perda, troca ou repetição de DNA, e na Metáfase II.

Embora haja muitos pontos de controlo, pode ocorrer os erros, em especial nas fases Anáfase I e II(cada nova célula tem de conter um representante de casa cromossoma homólogo).

Todos estes "erros" originam anomalias contidas nos novos gametas que se formaram e que se forem usados na fecundação, irão originar seres com informação genética diferente da normal da espécie.