Por Kevin Beck Atualizado em 30 de agosto de 2022

Os organismos procarióticos, como as bactérias, são unicelulares, mas reproduzem-se eficientemente através da fissão binária, produzindo células-filhas idênticas. Em contraste, as células eucarióticas contêm muito mais ADN – as células somáticas humanas transportam 46 cromossomas dentro de um núcleo ligado à membrana – e normalmente dividem-se por mitose, o que também produz descendentes geneticamente idênticos.

Os gametas, as células reprodutivas produzidas nas gônadas (ovários e testículos), são formadas por um processo de divisão distinto chamado meiose. Embora a meiose compartilhe muitas características com a mitose, ela introduz dois mecanismos críticos – recombinação (crossing over) e sortimento independente – que geram diversidade genética. Sem essas etapas, a meiose não contribuiria para a variação entre os indivíduos.

Como a meiose aumenta a diversidade genética

Quando perguntamos como a meiose cria diversidade genética, estamos na verdade perguntando quais etapas do processo introduzem variação nos gametas. Duas fases – prófaseI e metáfaseII – são especialmente importantes para produzir as diferenças que observamos.

Recapitulação:Mitose em Eucariotos

A mitose consiste em quatro fases:prófase, metáfase, anáfase e telófase. Após a replicação do DNA, uma célula humana possui 46 cromátides irmãs. Durante a prófase, as cromátides se condensam; na metáfase eles se alinham no equador da célula; a anáfase separa as cromátides; e a telófase reforma dois núcleos, seguida de citocinese para criar duas células-filhas idênticas.

Meiose:dois estágios, quatro fases cada

A meiose é dividida em meioseI e meioseII, cada uma refletindo os quatro estágios mitóticos. Na prófase I, em vez de 46 pares de cromátides irmãs, os 23 pares de cromossomos homólogos (um de cada progenitor) formam pares para formar tétrades – um grupo de quatro cromátides. Esse emparelhamento é a primeira dica de como a meiose difere da mitose.

Durante a metáfase I, as tétrades alinham-se aleatoriamente ao longo do fuso. Na anáfase I, os cromossomos homólogos (os pares parentais) se separam, mas cada cromossomo ainda contém duas cromátides irmãs. A telófase I e a citocinese dividem a célula em duas células haplóides, cada uma com 23 cromossomos.

Cada uma dessas duas células entra então na meiose II, um processo que se assemelha a uma única rodada de mitose. O resultado são quatro gametas haplóides, cada um carregando 23 cromossomos em vez dos 46 encontrados nas células somáticas.

Crossing Over (Recombinação)

O cruzamento ocorre durante a prófase I, quando cromossomos homólogos trocam fisicamente segmentos de DNA. Essa “troca” de material genético significa que quando os cromossomos são separados na anáfase I, as cromátides resultantes não são idênticas às suas originais. A recombinação embaralha os alelos, criando novas combinações que aumentam a diversidade.

Variedade Independente

A classificação independente refere-se à orientação aleatória das tétrades durante a metáfase I. Cada par de cromossomos tem chances iguais de se alinhar em ambos os lados do fuso, o que significa que a segregação dos cromossomos em gametas é estocástica. Com 23 pares, existem 2 ^ 23, ou 8,4 milhões, combinações possíveis de gametas apenas a partir deste mecanismo.

Combinada com a variação introduzida pela recombinação, a meiose garante que não há dois gametas idênticos – exceto no raro caso de gêmeos idênticos – destacando a notável diversidade genética produzida pela reprodução sexuada.