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Os gametas, também conhecidos como células sexuais ou células germinativas, são distintos do resto das células do corpo porque carregam apenas 23 cromossomos – metade do número encontrado nas células somáticas.
Todas as células dos tecidos do corpo têm duas cópias de cada cromossomo, uma de cada pai. Os cromossomos humanos são numerados de 1 a 22, com o cromossomo restante - um cromossomo sexual - atribuído a uma letra em vez de um número:"X" ou "Y". Os cromossomos que compartilham o mesmo número – como o cromossomo 11 ou 18 – são homólogos e parecem idênticos ao microscópio, embora suas sequências de DNA possam ser diferentes. O cromossomo 9 que você herda de sua mãe parece visualmente idêntico ao que você herda de seu pai, apesar de possíveis diferenças de sequência.
Aproximadamente nove meses antes de você nascer, um espermatozóide e um óvulo se fundiram para formar o zigoto fertilizado que finalmente se desenvolveu em você. Como o gameta de cada pai contribui com 23 cromossomos, o zigoto resultante contém 46, preservando o número diplóide de cromossomos ao longo das gerações. O processo meiótico que produz gametas é essencial para manter essa contagem de cromossomos e para gerar a diversidade genética que sustenta a sobrevivência das espécies.
Noções básicas de divisão celular
O ácido desoxirribonucléico (DNA) é o modelo da vida. Nos procariontes – organismos como as bactérias – o material genético é normalmente um cromossomo único e circular que não possui membrana nuclear. Os eucariotos – plantas, animais, fungos – encerram o seu ADN num núcleo de membrana dupla. Seu material genético é organizado em cromossomos distintos, cada um envolvido em proteínas que ajudam a empacotar os longos filamentos de DNA. Organismos com mitocôndrias – organelas derivadas de antigas bactérias de vida livre – utilizam-nas para a respiração aeróbica e abrigam os seus próprios pequenos genomas circulares.
Os genes são segmentos específicos de DNA que codificam proteínas. Na
transcrição , um segmento de DNA é copiado em RNA mensageiro (mRNA), que então sai do núcleo para se ligar aos ribossomos no citoplasma. Pronto,
tradução converte o código do mRNA em uma cadeia polipeptídica, formando proteínas funcionais.
Antes de uma célula se dividir, todo o seu genoma é duplicado uma vez. Nos humanos, todos os 46 cromossomos sofrem replicação, garantindo que cada célula filha receba um conjunto completo de instruções genéticas.
A fissão binária em bactérias é um processo assexuado simples:o cromossomo único é duplicado e a célula se divide em duas filhas idênticas. A divisão eucariótica ocorre em duas formas distintas:
mitose , que produz células-filhas geneticamente idênticas, e
meiose , o que reduz o número de cromossomos pela metade e introduz variação genética.
Células de Gametas
Os gametas são produzidos nas gônadas – testículos nos homens e ovários nas mulheres. Nos homens, as células precursoras são chamadas espermatócitos; nas mulheres, são oócitos.
Os gametas contêm uma única cópia de cada cromossomo numerado e um cromossomo sexual. Cada cromossomo é um mosaico das contribuições maternas e paternas, tornando cada gameta geneticamente único.
Formação de gametas ou
gametogênese , incorpora duas etapas principais de randomização – cruzamento durante a meiose I e classificação independente – garantindo que não haja dois gametas idênticos.
Cromossomos
Os cromossomos são feixes de cromatina – DNA enrolados em proteínas histonas. Os octâmeros de histonas servem como carretéis em torno dos quais o DNA se enrola, formando nucleossomos que compactam o genoma. Durante a replicação, cada cromossomo permanece ligado à sua cópia recém-sintetizada em uma região chamada centrômero. As duas cromátides idênticas resultantes são chamadas de
cromátides irmãs . O centrômero geralmente está posicionado próximo a uma extremidade da cromátide, dando origem ao braço p curto e ao braço q longo.
Gametogênese:Mitose versus Meiose I e II
Mitose produz células-filhas com o mesmo conteúdo de DNA das células-mãe, enquanto a
meiose gera células com metade do número de cromossomos e introduz variação genética.
Antes da mitose, os cromossomos se condensam, alinham-se no equador da célula e, durante a anáfase, os microtúbulos puxam cada cromátide irmã para pólos opostos, formando duas células-filhas idênticas.
Em contraste, a meiose começa com a replicação do DNA de todos os 46 cromossomos. Na meiose I, os cromossomos homólogos emparelham-se para formar bivalentes e sofrem
crossing over , trocando material genético entre as cópias materna e paterna.
Orientação aleatória de cada bivalente ao longo da placa metafásica - conhecida como
sortimento independente —diversifica ainda mais a composição genética dos gametas. O número teórico de arranjos bivalentes distintos é 2^23, aproximadamente 8,4 milhões.
Após a meiose I, são produzidas duas células contendo cada uma 23 cromossomos com cromátides irmãs. A meiose II espelha a mitose, separando as cromátides irmãs para produzir quatro células haplóides, cada uma com 23 cromossomos.
Uma Breve Nota sobre Oogênese e Espermatogênese
A espermatogênese nos homens produz quatro espermatozoides viáveis de cada espermatócito primário, enquanto a oogênese nas mulheres produz um único óvulo maduro de cada ovócito primário.
As mulheres iniciam a meiose apenas uma vez na vida; o oócito primário resultante completa a meiose I na ovulação, liberando um óvulo que, se fertilizado, completará a meiose II. Os homens, por outro lado, produzem espermatozoides continuamente durante a vida adulta, com cada rodada da meiose II gerando múltiplos gametas, permitindo uma produção total muito maior.
