Reprodução sexuada e variabilidade genética

Na reprodução sexuada, a meiose e a fecundação asseguram a manutenção do número de cromossomas de uma espécie de geração em geração. Estes dois processos contribuem para a variabilidade genética entre os indivíduos, pois cada ovo e cada indivíduo adulto que surge após o respectivo desenvolvimento embrionário apresenta uma mistura de genes paternos e maternos. Por isso, os descendentes são semelhantes, mas não iguais.

As quatro células haplóides resultantes de uma meiose, apresentam o mesmo número de cromossomas mas não possuem entre si a mesma informação genética.

Os dois momentos fundamentais na meiose que permitem o aparecimento de novas combinações de genes nos gâmetas são:

• Durante a profase I ocorre o emparelhamento de cromossomas homólogos, podendo verificar-se a sobreposição dos seus cromatídios em locais designados por pontos de quiasma. Nesses pontos pode ocorrer troca de segmentos de cromatídios entre dois cromossomas homólogos - crossing-over. Como nas células diplóides um dos cromossomas do par tem origem paterna e outro tem origem materna, este fenómeno permite a troca de genes entre os cromossomas dos progenitores, originando novas combinações de genes nos gâmetas. O número de combinações genéticas é ainda mais elevado devido a este fenómeno.
• Durante a anáfase I, os diferentes pares de cromossomas homólogos separam-se independentemente uns dos outros, de modo que diversas combinações de cromossomas de origem materna e paterna possam ocorrer. A separação dos cromossomas ao acaso dirigida para cada pólo da célula contribui para a variação genética das células resultantes da meiose.

O número de combinações possíveis dos cromossomas de origem paterna e de origem materna nas células haplóides depende do número cromossómico da célula diplóide. Ou seja, o número possível de combinações é 2 elevado a n, sendo n o número de pares de cromossomas homólogos.

A descendência pode receber, no mesmo cromossoma, associações de genes que nunca antes tinham ocorrido.

Quando ocorre a fecundação, o número de possibilidades diferentes de combinações genéticas possíveis no ovo é igual ao produto das combinações genéticas possíveis nos dois gâmetas que se fundem.

Assim, os indivíduos apresentam um programa genético que contribui para o tornar único, diferindo dos progenitores e dos seus irmãos, devido aos fenómenos de meiose e fecundação:

• à meiose porque a separação dos cromossomas homólogos se efectua ao acaso e também devido ao fenómeno de crossing-over;
• à fecundação porque ocorre a união ao acaso dos gâmetas com informação genética diferente.

Reprodução sexuada

A reprodução sexuada constitui um processo quase universal de reprodução dos seres vivos eucariontes, podendo coexistir, no mesmo organismo com processos de reprodução assexuada.

Os indivíduos originados por reprodução sexuada não apresentam uma uniformidade de informação genética. Os descendentes possuem caracteres comuns entre si e com os progenitores, mas apresentam diferenças significativas em consequências dos fenómenos de fecundação e meiose que ocorrem.

A reprodução sexuada implica que ocorra a fusão de dois gâmetas, o gâmeta masculino e o gâmeta feminino. A célula resultante, o ovo ou zigoto, tem um conjunto de cromossomas que provém de cada um dos gâmetas. Cada par de cromossomas, um de origem materna e o outro de origem paterna, designam-se por cromossomas homólogos. Estes cromossomas têm forma e estrutura semelhantes e são portadores de genes para os mesmos caracteres. As células que possuem cromossomas homólogos designam-se por células diplóides e a sua constituição cromossómica representa-se por 2n.

Na fecundação verifica-se uma duplicação cromossómica. No entanto, a quantidade de material genético em cada espécie mantém-se constante de geração em geração. Isto implica que ocorra um processo de divisão nuclear, em que o número de cromossomas seja reduzido para metade. As células que contém apenas um cromossoma de cada par de cromossomas homólogos designam-se por células haplóides e representam-se por n.

Na reprodução sexuada, a fecundação e a meiose alternam entre si.

A meiose é o processo de divisão nuclear através do qual, a partir de uma célula com núcleo diplóide, se podem formar células com núcleo haplóide.

Na meiose ocorrem duas divisões sequenciais, a divisão I e a divisão II, que dá origem a quatro núcleos haplóides. A divisão I é reducional, porque o número de cromossomas fica reduzido; a divisão II é equacional, como a mitose.

A divisão I é precedida pela interfase. Durante a interfase, no período S ocorre a replicação do ADN constituinte dos cromossomas e no início da meiose, cada cromossoma é formado por dois cromatídios.

Divisão I- Divisão reducional

• Prófase I - ocorre o emparelhamento dos cromossomas homólogos - sinapse - formando-se díadas cromossómicas, mas como cada cromossoma do par de homólogos tem dois cromatídios designa-se por tetrada cromatídica. Surgem pontos de cruzamento entre dois dois cromatídios de dois cromossomas homólogos, os pontos de quiasma. Nesses pontos podem ocorrer quebra e troca de segmentos de cromatídios entre dois cromossomas homólogos - crossing-over. O nucléolo e a membrana nuclear desaparecem e inicia-se a formação do fuso acromático.
• Metáfase I - os pares de cromossomas dispõem-se na região equatorial do fuso, ficando os cromossomas de cada par de homólogos com os respectivos centrómeros orientados em pólos opostos e os pontos de quiasma na região equatorial. A orientação do par de homólogos é aleatória havendo depois a distribuição ao acaso de cromossomas maternos e paternos pelas células-filhas.
• Anáfase I - separação ao acaso dos homólogos e em seguida ocorre a ascensão polar devido à quebra dos pontos de quiasma e assim, um cromossoma de cada par de homólogos dirige-se para um pólo enquanto que o outro se dirige para um pólo oposto. Cada cromossoma sobe aos pólos com os seus dois cromatídios - redução para metade do número de cromossomas.
• Telófase I - um cromossoma de cada par de homólogos atinge os pólos. Desaparece o fuso acromático, reconstitui-se a membrana nuclear e inicia-se a individualização dos dois núcleos haplóides tens cada cromossoma dois cromatídios.

Divisão II - Divisão equacional

• Prófase II - os cromossomas constituídos por dois cromatídios tornam-se mais grossos e mais curtos. Organiza-se o fuso acromático e o invólucro nuclear desaparece.
• Metáfase II - os cromossomas encontram-se no seu máximo de encurtamento. Dispõem-se na zona equatorial do fuso acromático com os centrómeros no plano equatorial.
• Anáfase II - os centrómeros dividem-se e os dois cromatídios de cada cromossoma, que passam a constituir cromossomas independentes, separam-se e migram para pólos opostos da célula.
• Telófase II - os cromossomas atingem os pólos da célula e tornam-se mais finos e longos. Organiza-se o invólucro nuclear em volta de cada conjunto de cromossomas.

Aqui deixo um vídeo sobre a meiose.

http://www.youtube.com/watch?v=47vf2m-Iyb8