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Meiose

Última atualização em 19 de agosto de 2022

O que é meiose?

A meiose é o processo em animais eucarióticos e sexualmente reprodutores que reduz o número de cromossomos em uma célula antes da reprodução. Muitos organismos empacotam essas células em gametas, como ovos e espermatozóides. Os gametas podem então se encontrar, durante a reprodução, e fundir para criar um novo Zygote. Como o número de alelos foi reduzido durante a meiose, a combinação de dois gametas produzirá um zigoto com o mesmo número de alelos que os pais. Em organismos diplóides, são duas cópias de cada gene.

Função da meiose

A meiose é necessária para muitos animais de reprodução sexual para garantir o mesmo número de cromossomos na prole que nos pais. O ato de fertilização inclui duas células se fundindo para se tornar um novo zigoto. Se o número de alelos de cada gene não for reduzido para 1 nos gametas que produzem o zigoto, haverá 4 cópias de cada gene na prole. Em muitos animais, isso levaria a muitos defeitos de desenvolvimento.

Em outros organismos, a poliploidia é comum e pode existir com muitas cópias do mesmo gene. No entanto, se o organismo não puder sobreviver se for poliploidia, a meiose deve ocorrer antes da reprodução. A meiose ocorre em duas divisões distintas, com fases diferentes em cada uma.

Fases de meiose

Antes da meiose, o DNA é replicado, como na mitose. A meiose então consiste em duas divisões celulares, conhecidas como meiose I e meiose II. Na primeira divisão, que consiste em diferentes fases, o DNA duplicado é separado em células filhas. Na próxima divisão, que segue imediatamente a primeira, os dois alelos de cada gene são separados em células individuais.

A seguir, são apresentadas as descrições das duas divisões e as várias fases, ou estágios de cada meiose. Lembre -se, antes que a meiose inicie, o DNA normalmente diplóide foi duplicado. Isso significa que existem 4 cópias de cada gene, presentes em 2 conjuntos completos de DNA, cada conjunto com 2 alelos. No diagrama abaixo, os cromossomos vermelhos são os herdados da mãe, o azul do pai.

No início do diagrama a seguir, o DNA já foi replicado, e é por isso que os cromossomos vermelhos e azuis se parecem com a letra “X”. Cada um desses cromossomos “X” consiste em duas cromátides irmãs – clonou o DNA da replicação. Eles estão conectados no centrômero para armazenamento, mas podem se separar em cromossomos individuais.

Fases da meiose i

Profase i

A prófase I, o primeiro passo na meiose I, é semelhante à prófase na mitose, pois os cromossomos se condensam e se movem em direção ao meio da célula. O envelope nuclear degrada, que permite que os microtúbulos originários dos centríolos em ambos os lados da célula se conectem aos cinetocores nos centrômeros de cada cromossomo. Ao contrário da mitose, os cromossomos combinam com seu parceiro homólogo. Isso pode ser visto nos cromossomos vermelhos e azuis que combinam no diagrama. Esta etapa não ocorre em mitose. No final da prófase I e no início da metafase I, os cromossomos homólogos são iniciados para cruzamento.

Entre a prófase I e a metafase I, os cromossomos homólogos podem trocar partes de si mesmas que abrigam os mesmos genes. Isso é chamado de cruzamento e é responsável pela outra lei da genética, a lei da variedade independente. Esta lei afirma que as características são herdadas independentemente uma da outra. Para características em diferentes cromossomos, isso certamente é verdade o tempo todo. Para características no mesmo cromossomo, a travessia torna possível que o DNA materno e paterno se recombine, permitindo que as características sejam herdadas de um número quase infinito de maneiras.

Metafase i

Na metafase I da meiose I, os pares homólogos de cromossomos se alinham na placa da metafase, perto do centro da célula. Esta etapa é chamada de divisão reducional. Os cromossomos homólogos que contêm os dois alelos diferentes para cada gene estão alinhados para serem separados. Como visto no diagrama acima, enquanto os cromossomos se alinham na placa da metafase com seu par homólogo, não há ordem de que lado os cromossomos maternos ou paternos se alinhem. Esse processo é a razão molecular por trás da lei da segregação.

A lei da segregação nos diz que cada alelo tem a mesma chance de ser repassado aos filhos. Na metafase I da meiose, os alelos são separados, permitindo que esse fenômeno aconteça. Na meiose II, eles serão separados em gametas individuais. Na mitose, todos os cromossomos se alinham em seus centrômeros, e as cromátides irmãs de cada cromossomo se separam em novas células. Os pares homólogos não se emparam em mitose e cada um é dividido ao meio para deixar as novas células com 2 alelos diferentes para cada gene. Mesmo que esses alelos sejam o mesmo alelo, eles vieram de uma fonte materna e paterna. Na meiose, o revestimento de cromossomos homólogos deixa 2 alelos nas células finais, mas estão nos cromatídeos irmãos e são clones da mesma fonte de DNA.

Anáfase i

Assim como a anáfase da mitose, os cromossomos agora são puxados para os centríolos em cada lado da célula. No entanto, os centrossomas que mantêm os cromátides irmãos juntos não se dissolvem na anáfase I da meiose, o que significa que apenas os cromossomos homólogos são separados, não cromatídeos irmãos.

Telfásico i

Na telófase I, os cromossomos são retirados completamente e novos envelopes nucleares se formam. A membrana plasmática é separada pela citocinese e duas novas células são efetivamente formadas.

Resultados da meiose i

Duas novas células, cada um haplóide em seu DNA, mas com 2 cópias, são o resultado da meiose I. Novamente, embora existam 2 alelos para cada gene, eles estão em cópias irmãs de cromátides uma da outra. Estes são, portanto, considerados células haplóides. Essas células descansam um pouco antes de entrar na segunda divisão de meiose, meiose II.

Fases da meiose II

Profase II

A prófase II se assemelha à prófase I. Os envelopes nucleares desaparecem e os centríolos são formados. Os microtúbulos se estendem através da célula para se conectar aos cinetocores de cromatídeos individuais, conectados por centrômeros. Os cromossomos começam a ser puxados em direção à placa da metáfase.

Metafase II

Agora semelhantes à mitose, os cromossomos se alinham com seus centrômeros na placa da metafase. Uma cromátide irmã está em cada lado da placa da metafase. Nesta fase, os centrômeros ainda estão ligados pela proteína coesina.

Anáfase II

As cromátides irmãs se separam. Eles agora são chamados de cromossomos irmãs e são puxados para os centríolos. Esta separação marca a divisão final do DNA. Ao contrário da primeira divisão, essa divisão é conhecida como divisão equacional, porque cada célula acaba com a mesma quantidade de cromossomos que quando a divisão começou, mas sem cópias.

Tlophase II

Como na telófase I anterior, a célula agora está dividida em dois e os cromossomos estão em extremidades opostas da célula. A citocinese ou a divisão plasmática ocorre e novos envelopes nucleares são formados em torno dos cromossomos.

Resultados da meiose II

No final da meiose II, existem 4 células, cada uma haplóide e cada uma com apenas 1 cópia do genoma. Essas células agora podem ser desenvolvidas em gametas, ovos em fêmeas e espermatozóides nos homens.

Exemplos de meiose

Meiose humana

A meiose humana ocorre nos órgãos sexuais. O testículo masculino produz espermatozóides e ovários fêmeas produzem ovos. Antes que esses gametas sejam feitos, no entanto, o DNA deve ser reduzido. Os seres humanos têm 23 cromossomos distintos, existindo em pares homólogos entre o DNA materno e paterno, o que significa 46 cromossomos. Antes da meiose, o DNA na célula é replicado, produzindo 46 cromossomos em 92 cromatídeos irmãs. Cada par de cromátides irmãs possui um conjunto correspondente (materno ou paterno) de cromossomos irmãs. Esses pares são conhecidos como cromossomos homólogos. Durante a meiose I, esses cromossomos homólogos se alinham e dividem. Isso deixa 23 cromossomos em cada célula, cada cromossomo que consiste em cromátides irmãs. Esses cromatídeos podem não ser mais idênticos, pois o cruzamento pode ter ocorrido durante a metáfase I da meiose I. Finalmente, a meiose II ocorre e as cromatídeos irmãs são separadas em células individuais. Isso deixa 4 células, cada uma com 23 cromossomos ou 4 células haplóides.

Moscas da fruta

As moscas da fruta têm 4 pares de cromossomos ou 8 cromossomos em células regulares. Antes da meiose ocorre, cada cromossomo é replicado, deixando 8 cromossomos e 16 cromátides irmãs. Meiose eu ocorre e existem 2 células, cada uma com apenas 4 cromossomos. Cada cromossomo ainda é feito de cromátides irmãs, e algumas travessuras podem ter ocorrido durante a metáfase I. meiose II agora ocorre nessas duas células. No total, 4 células são criadas novamente. No entanto, essas células têm 4 cromossomos. Quando dois gametas se reúnem para criar uma nova mosca de frutas, o Zygote resultante terá 8 cromossomos de 4 pares de cromossomos irmãos, 4 provenientes de cada pai.

Termos de biologia relacionados

  • Haplóide – Organismo com apenas uma cópia de cada gene em cada célula, ou gametas com isso.
  • Diplóide – duas cópias de cada gene, por célula.
  • Poliploiddominance – múltiplas (mais de duas) cópias de cada gene por célula.
  • Cromatídeos irmãs – o DNA replicado que existe como um único cromossomo até se separar na anáfase.

Questionário

1. Uma célula está passando pela meiose. As cromátides irmãs estão alinhadas na placa da metafase. Que fase da meiose é essa? A. Metafase I B. Profase II C. Metafase II

Resposta à pergunta nº 1

C está correto. Esta é a metafase II. Na metafase I, os cromossomos homólogos são alinhados na placa da metafase. Essa é uma diferença extremamente importante entre os dois. A metafase II é como a mitose, enquanto a metafase I resulta na redução da ploidia.

2. Um organismo adulto possui 60 cromossomos ou 30 cromossomos homólogos. 30 são derivados maternos, 30 são derivados paternalmente. Quantos cromossomos existem em cada célula após a mitose? A. 60 cromossomos, 30 homólogos. B. 120 cromossomos, 60 homólogos. C. 30 cromossomos, sem homólogos.

Resposta à pergunta nº 2

A está correto. A mitose produz o mesmo número de cromossomos. Essencialmente, a mitose produz um clone exato da célula -mãe.

3. Um organismo adulto possui 60 cromossomos ou 30 pares homólogos de cromossomos. 30 são derivados maternos, 30 são derivados paternalmente. Quantos cromossomos existem em cada célula após a meiose? A. 30 cromossomos, sem cromossomos homólogos. B. 60 cromossomos, 30 cromossomos homólogos. C. 120 cromossomos, 60 cromossomos homólogos.

Resposta à pergunta nº 3

A está correto. A meiose reduz a ploidia de cada célula. Efetivamente, isso significa que apenas uma cópia de cada cromossomo, a cópia materna ou paterna, será retida em cada célula. As cópias homólogas de cada cromossomo são classificadas na placa da metafase na metafase I. Cada cópia consiste em duas cromátides irmãs, que são separadas após a metafase II. Dessa forma, o Gamete final terá 30 cromossomos, nenhum dos quais terá uma cópia. Assim, quando dois gametas se encontram, eles podem criar um zigoto com 30 pares homólogos de cromossomos, ou 60 no total.

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