A meiose e como nossos corpos formam óvulos e espermatozoides

A meiose é um tipo especial de divisão celular que ocorre apenas nas gônadas — ovários e testículos — para criar as células reprodutivas, conhecidas como gametas. Um óvulo e um espermatozoide são exemplos de gametas, e cada um deles carrega 23 cromossomos, exatamente metade da quantidade presente em outras células do corpo humano. Quando um óvulo é fertilizado por um espermatozoide, esses dois conjuntos se combinam para gerar uma célula inicial com 46 cromossomos, que é o padrão para uma pessoa.

O que é meiose e por que é importante

A divisão celular dos gametas

A meiose é um mecanismo biológico que permite a reprodução sexual ao produzir células com metade do material genético. Diferentemente de outras divisões celulares que ocorrem no corpo — usadas para crescimento, cicatrização e renovação de tecidos — a meiose é exclusiva da reprodução. Sem esse processo, seria impossível combinar a herança genética de dois pais e gerar um filho geneticamente novo.

O processo envolve duas divisões celulares consecutivas, cada uma com suas próprias fases. Ao final, uma célula inicial pode produzir quatro células diferentes, cada uma com a metade dos cromossomos originais. Esse resultado é tão fundamental que qualquer falha nele pode afetar a viabilidade de um embrião ou levar a condições genéticas.

Cromossomos e hereditariedade

O corpo humano contém 46 cromossomos organizados em 23 pares. Cada par consiste em um cromossomo herdado da mãe e outro do pai. Durante a meiose, esses pares precisam se separar e distribuir de forma que cada gameta receba apenas um cromossomo de cada par. Essa distribuição garante que, quando o óvulo e o espermatozoide se encontrem na fertilização, a célula resultante tenha o número completo de 46 cromossomos e a combinação genética única de ambos os pais.

Meiose I – reduzindo o número de cromossomos

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O processo de pareamento cromossômico

A primeira divisão da meiose, chamada Meiose I, é conhecida como divisão reducional porque seu papel principal é reduzir pela metade o número de cromossomos. Ela começa com uma fase chamada prófase I, na qual os cromossomos se organizam aos pares e se posicionam um muito perto do outro. Durante esse momento crítico, ocorre um fenômeno chamado crossing over, ou permutação genética, onde os cromossomos trocam fragmentos pequenos de DNA. Essa troca embaralha a informação genética, garantindo que cada cromossomo seja uma mistura da herança de avós diferentes em vez de uma cópia exata.

A troca de fragmentos de DNA é um dos mecanismos que gera diversidade genética entre irmãos. Mesmo que compartilhem os mesmos pais, dois irmãos nunca terão exatamente a mesma estrutura genética porque os fragmentos trocados variam a cada meiose.

Como os cromossomos se distribuem

Na metáfase I, cada par de cromossomos se alinha no centro da célula, mas de forma aleatória. Um cromossomo do par pode estar voltado para um lado da célula enquanto o outro cromossomo do par está voltado para o outro lado. Essa orientação é independente para cada par, significando que a célula não segue uma regra fixa sobre qual cromossomo vai para qual lado. Essa aleatoriedade é outra razão pela qual óvulos e espermatozoides produzidos pela mesma pessoa são geneticamente diferentes um do outro.

Após a metáfase I, os cromossomos se separam e migram para polos opostos da célula. A célula então se divide, formando duas células, cada uma com 23 cromossomos, metade da quantidade original. Essas duas células prosseguem para a segunda divisão sem passar por nenhuma fase intermediária de replicação, o que é crucial para manter o número reduzido de cromossomos.

Meiose II – finalizando a divisão

Separação das cromátides-irmãs

A Meiose II é a segunda e última divisão. Cada uma das duas células resultantes da Meiose I carrega 23 cromossomos, mas cada cromossomo ainda é composto por duas cromátides-irmãs, duas cópias ligadas uma à outra. O objetivo da Meiose II é separar essas cromátides-irmãs para que cada célula filha receba apenas uma.

Durante a Meiose II, as cromátides-irmãs se alinham no centro da célula e depois são puxadas para lados opostos. Quando a divisão se completa, cada cromátide se torna um cromossomo independente em uma célula nova. Ao final de toda a meiose, uma célula inicial gera quatro células, cada uma com 23 cromossomos únicos e sem duplicações.

Meiose versus mitose

Dois processos diferentes de divisão

A mitose é o tipo de divisão celular que ocorre na maioria das células do corpo para crescimento e reparação. Ela começa com uma célula que tem 46 cromossomos e termina com duas células, cada uma também com 46 cromossomos idênticos à célula original. Nenhuma redução de cromossomos ocorre; as duas células-filhas são geneticamente iguais à mãe.

A meiose, por outro lado, começa com uma célula com 46 cromossomos e produz quatro células, cada uma com 23 cromossomos. Além disso, essas quatro células não são idênticas entre si. A combinação de crossing over durante a Meiose I e a distribuição independente dos cromossomos asseguram que cada gameta seja geneticamente diferente.

Sem mitose, o corpo não conseguiria crescer nem se recuperar de ferimentos. Sem meiose, a reprodução sexual não seria possível. Os dois processos trabalham em harmonia: mitose mantém o número de cromossomos nos tecidos do corpo, enquanto meiose reduz-o especificamente nos gametas para a reprodução.

Variabilidade genética e diversidade

Recombinação de DNA

A variabilidade genética entre as pessoas resulta de duas características da meiose: a recombinação (crossing over) e a distribuição independente dos cromossomos. O crossing over embaralha genes herdados dos avós paternos e maternos, criando novas sequências. A distribuição independente garante que cada óvulo e cada espermatozoide receba uma combinação diferente de cromossomos.

Essas duas características geram uma diversidade quase infinita de possibilidades genéticas, tornando improvável que dois gametas da mesma pessoa sejam geneticamente idênticos.

Combinações únicas em cada geração

Durante a fertilização, o óvulo e o espermatozoide combinam suas informações genéticas. Cada pessoa recebe exatamente 23 cromossomos da mãe e 23 do pai, totalizando 46. Mas como cada gameta é único em suas combinações, cada filho de um casal tem uma combinação genética própria, diferente de seus irmãos.

Essa variabilidade é a razão pela qual irmãos não são idênticos geneticamente, com exceção de gêmeos monozigóticos que se originam de um único óvulo fertilizado que se dividiu por mitose. A meiose e a fertilização juntas garantem que a espécie humana mantenha diversidade genética, importante para a saúde e adaptação da população.

Onde e quando ocorre a meiose

Nos ovários da mulher

Nas mulheres, a meiose começa nos óvulos dentro dos ovários, mas o cronograma é peculiar. A primeira divisão da meiose (Meiose I) é iniciada antes do nascimento e logo depois interrompida numa fase chamada diplóteno. Cada óvulo fica nesse estado suspenso até a mulher ovular.

Quando um óvulo é ovulado, geralmente por volta do meio do ciclo menstrual, a Meiose I finalmente se completa, produzindo um óvulo secundário e um corpo polar. Só se o óvulo for fertilizado é que a Meiose II ocorre. Se nenhuma fertilização acontecer, o óvulo degenera e nenhuma Meiose II ocorre.

Por causa desse padrão, todas as mulheres nascem com seus óvulos já parados na primeira divisão. Com o passar dos anos, esses óvulos envelhecem sem completarem sua divisão, o que aumenta o risco de erros cromossômicos com a idade reprodutiva.

Nos testículos do homem

Nos homens, a meiose segue um padrão bem diferente do das mulheres. Ela não começa antes do nascimento, mas sim durante a puberdade, quando células nos testículos iniciam continuamente o processo de meiose. Essa produção contínua de gametas ocorre durante todos os anos reprodutivos do homem, permitindo a geração contínua de novos espermatozoides.

Erros na meiose – quando o processo falha

Não disjunção cromossômica

Apesar de ser um processo altamente organizado, a meiose às vezes falha. Um dos erros mais comuns é a não disjunção, que ocorre quando um par de cromossomos ou suas cópias não se separam adequadamente durante a divisão. Quando isso acontece, uma célula pode terminar com um cromossomo a mais, enquanto outra fica com um cromossomo a menos.

Se um óvulo ou um espermatozoide com um número anormal de cromossomos participar de uma fertilização, a célula resultante terá um número anormal também. Essa condição é chamada aneuploidia.

Consequências da aneuploidia

Nem toda aneuploidia é compatível com a vida. Muitos embriões com números cromossômicos incorretos não se desenvolvem e ocorre um aborto espontâneo antes de a gravidez ser percebida. Outros embriões conseguem se desenvolver mas nascem com uma condição genética.

A síndrome de Down é um exemplo de aneuploidia viável. Pessoas com síndrome de Down têm três cópias do cromossomo 21 em vez de duas, uma situação chamada trissomia 21. O risco dessa condição aumenta significativamente com a idade da mãe durante a gravidez. Uma mulher aos 20 anos tem um risco menor que uma mulher aos 40 ou 45 anos.

Se alguém recebe um diagnóstico de aneuploidia durante uma gravidez, um obstetra ou geneticista pode explicar as implicações específicas e as opções disponíveis. Profissionais de saúde especializados em medicina fetal e aconselhamento genético são os mais apropriados para discutir esses tópicos em detalhes.

Fonte: Tua Saúde