Qual processo responsável pela separação dos fatores durante a formação dos gametas?

Leis de Mendel

1ª Lei de Mendel: Lei da Segregação dos Fatores

A comprovação da hipótese de dominância e recessividade nos vários experimentos efetuados por Mendel levou mais tarde à formulação da sua 1ª lei:

“Cada característica é determinada por dois fatores que se separam na formação dos gametas, onde ocorrem em dose simples”, isto é, para cada gameta masculino ou feminino encaminha-se apenas um fator.

Mendel não tinha ideia da constituição desses fatores, nem onde se localizavam.

As bases celulares da segregação

A redescoberta dos trabalhos de Mendel, em 1900, trouxe a questão: onde estão os fatores hereditários e como eles se segregam?

Em 1902, enquanto estudava a formação dos gametas em gafanhotos, o pesquisador norte americano Walter S. Sutton notou surpreendente semelhança entre o comportamento dos cromossomos homólogos, que se separavam durante a meiose, e os fatores imaginados por Mendel. Sutton lançou a hipótese de que os pares de fatores hereditários estavam localizados em pares de cromossomos homólogos, de tal maneira que a separação dos homólogos levava à segregação dos fatores.

Hoje sabemos que os fatores a que Mendel se referiu são os genes (do grego genos, originar, provir), e que realmente estão localizados nos cromossomos, como Sutton havia proposto. As diferentes formas sob as quais um gene pode se apresentar são denominadas alelos. A cor amarela e a cor verde da semente de ervilha, por exemplo, são determinadas por dois alelos, isto é, duas diferentes formas do gene para cor da semente.

Exemplo da primeira lei de Mendel em um animal

Vamos estudar um exemplo da aplicação da primeira lei de Mendel em um animal, aproveitando para aplicar a terminologia modernamente usada em Genética. A característica que escolhemos foi a cor da pelagem de cobaias, que pode ser preta ou branca. De acordo com uma convenção largamente aceita, representaremos por B o alelo dominante, que condiciona a cor preta, e por b o alelo recessivo, que condiciona a cor branca.

Uma técnica simples de combinar os gametas produzidos pelos indivíduos de F1 para obter a constituição genética dos indivíduos de F2 é a montagem do quadrado de Punnet. Este consiste em um quadro, com número de fileiras e de colunas que correspondem respectivamente, aos tipos de gametas masculinos e femininos formados no cruzamento. O quadrado de Punnet para o cruzamento de cobaias heterozigotas é:

Como referenciar: "Primeira Lei de Mendel" em Só Biologia. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2022. Consultado em 07/10/2022 às 08:19. Disponível na Internet em https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Genetica/leismendel3.php

Índice

Introdução

Assim como a mitose, a meiose também é um tipo de divisão celular, em que uma célula-mãe gera células-filhas.

A diferença principal entre as duas divisões é que, enquanto a mitose gera duas células idênticas entre si e idênticas à célula-mãe, a meiose tem como produto a formação de quatro células, todas com metade do material genético e dos cromossomos da célula inicial.

Desse modo, as células-filhas resultantes do processo de meiose não são idênticas à célula-mãe. Isto é, na meiose, uma célula diplóide (2n) gera quatro células haplóides (n). Além disso, durante a meiose, podem ocorrer processos nos quais as próprias células filhas, mesmo possuindo a mesma quantidade de DNA, não sejam idênticas entre si.

Devido a essa capacidade de gerar células diferentes entre si, a meiose garante variabilidade genética. Isso garante que indivíduos da mesma espécie possuam capacidades diferentes e adaptações diversas a diferentes condições.

A meiose, portanto, está relacionada aos processos reprodutivos, pois tem como função produzir células reprodutivas, tanto nos animais quanto nos vegetais.

Nos vegetais, esse processo se dá através da formação dos esporos, enquanto nos animais, da formação dos gametas. O processo de formação dos gametas é conhecido como gametogênese.

A capacidade de gerar células-filhas com metade do material genético da célula-mãe faz com que a meiose seja conhecida como Divisão Reducional (R!).

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Etapas da Meiose

Do mesmo modo que a mitose, uma célula diplóide (2n) que vai entrar em meiose também tem seu material genético duplicado na fase S da intérfase. Depois, entra na fase M, que é a fase de divisão celular, mas, nesse caso, a divisão é meiótica.

A meiose pode ser dividida em duas grandes etapas, cada uma contendo as mesmas nomenclaturas das fases da mitose (prófase, metáfase, anáfase e telófase):

• Meiose I: quando ocorre a redução do número de cromossomos presentes na célula. Uma célula diplóide (2n) gera duas células haplóides (n), através da separação dos cromossomos homólogos. Essa fase é chamada, portanto, de etapa Reducional;
• Meiose II: etapa em que cada uma das duas células geradas na meiose I sofre uma divisão equacional, separando as cromátides-irmãs e gerando, cada uma, duas células. O produto final do processo será quatro células haplóides (n). Essa fase recebe o nome de etapa Equacional.

Esquema da divisão por meiose.

Meiose I

Prófase I

Carioteca e nucléolo sofrem desagregação. Os centríolos já duplicados migram para os pólos opostos da célula e ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos. É nessa fase que pode ocorrer o processo de Crossing-Over.

• Cromossomos homólogos: cromossomos semelhantes em tamanho, tipos de genes, localidade desses genes e forma. Enquanto um foi herdado do gameta masculino, o outro, do gameta feminino (espermatozóide e óvulo, respectivamente, se forem animais de reprodução sexuada).

Metáfase I

Centríolos posicionam-se em lados opostos da célula. Os cromossomos homólogos são pareados e ocupam a região equatorial da célula. presos às fibras do fuso mitótico.

Célula germinativa animal em Metáfase I.

Anáfase I

As fibras do fuso se contraem por despolimerização, separando os cromossomos homólogos para os pólos das células.

Célula germinativa animal em Anáfase I.

Telófase I

Ocorre a separação do citoplasma através da Citocinese. Há um pequeno intervalo, chamado intercinese, antes das células, agora haplóides, ingressarem na meiose II.

Célula germinativa animal em Telófase I.

Meiose II

Prófase II

Cada célula possui um representante do par de cromossomos homólogos. O centríolo se duplica e migra para os pólos opostos da célula gerada.

Célula animal em Prófase II.

Metáfase II

Os cromossomos se prendem ao fuso pelos centrômeros e ocupam a região equatorial da célula. Como já houve a separação dos homólogos, na metáfase II não há pareamento.

Célula animal em Metáfase II.

Anáfase II

Cada cromossomo, homólogo ou não, ainda se encontra duplicado. Portanto, na Anáfase II ocorre o encurtamento das fibras do fuso mitótico, separando as cromátides-irmãs para os pólos opostos da célula.

Célula animal em Anáfase II.

Telófase II

Os cromossomos chegam à extremidade e sofrem descondensação. O fuso mitótico é desfeito e a carioteca e o nucléolo se reorganizam. Ocorre a citocinese como evento final, gerando quatro células haplóides (n).

Célula animal em Telófase II.

Variabilidade genética

Como dito anteriormente, na meiose ocorrem processos que podem gerar células-filhas diferentes entre si em material genético. Esses processos garantem a variabilidade genética.

São dois processos que diferenciam as células geradas na meiose: Crossing-Over e segregação independente dos homólogos.

Crossing-Over

Também é chamado de recombinação ou permutação.

O processo ocorre na Prófase I, quando acontece o pareamento de homólogos. Nesse pareamento, os cromossomos homólogos ficam tão próximos que podem, literalmente, trocar trechos de DNA das suas extremidades.

Dessa forma, um cromossomo de origem paterna pode conter em uma das cromátides-irmãs um trecho do cromossomo materno e vice-versa. Com isso, quando os cromossomos de uma célula durante a meiose I sofrem crossing-over, ao final são geradas quatro células diferentes em termos de material genético.

Esquema de Crossing-Over.

Segregação independente dos homólogos

A própria separação dos cromossomos homólogos na Anáfase I já pode garantir variabilidade entre as células geradas. A segregação independente relaciona todas as possibilidades de separação dos cromossomos existentes.

Por exemplo: em uma célula com três pares de cromossomos homólogos, há seis cromossomos ao todo, três de origem paterna (vindos do espermatozóide) e três de origem materna (contidos no óvulo). Ao separar esses cromossomos homólogos na Anáfase I, é possível gerar uma célula com um cromossomo paterno e dois maternos, dois paternos e um materno, três paternos e assim por diante.

O cálculo do número exato de células diferentes que podem ser geradas é dado por:

Número de células diferentes = 2N

Com N sendo o número de pares de cromossomos homólogos.

No exemplo acima, há três pares de homólogos. Pelo cálculo, portanto, há oito possibilidades diferentes de gametas que podem ser formados.

Esquema da Segregação Independente de Homólogos.