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Curso: Biblioteca de Biologia > Unidade 36

Lição 1: Curso intensivo: Biologia

Meiose: Onde começa o sexo

Hank vai fundo ao âmago da questão sobre meiose, o tipo especial de divisão celular necessária para a reprodução sexual nos organismos eucarióticos. Versão original criada por EcoGeek.

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Transcrição de vídeo

RKA11E Reprodução. A reprodução é sempre um tópico popular. É um que não me importo em dizer que estou pessoalmente interessado. O tipo de reprodução que nos é mais familiar, é claro, a reprodução sexual, onde um espermatozoide encontra o óvulo e compartilham informações genéticas. E aí, o óvulo fertilizado se divide pela metade, e essas metades também se dividem pela metade, e assim por diante, para fazer um ser vivo com trilhões de células que fazem coisas especializadas. Se você não estiver impressionado pelo fato de que todos nós viemos uma única célula, e nos tornamos isso, então eu não sei o que te impressiona. Me diga uma coisa, meus amigos, se reprodução sexual começa com células sexuais, o espermatozoide e o óvulo, de onde é que o espermatozoide e o óvulo vem? Ah, cara! Como é que as células sexuais se formam de maneira que cada uma delas tenham apenas metade da informação genética que a prole resultante vai ter? Aliás, por que nossas células sexuais não são exatamente iguais? Porque meu irmão John e eu somos diferentes? Com certeza, nós dois usamos óculos, nós dois nos parecemos como uma versão alta do Doctor Who, mas nós dois temos cor de cabelos diferentes e narizes diferentes. E claro, eu sou muito melhor em Assassin's Creed. Pelo que sabemos, nós dois viemos das duas mesmas pessoas, com os mesmos dois conjuntos de DNA. A resposta para essa pergunta, e muitos dos da vida, é a meiose. No último episódio falamos sobre como a maioria das suas células, seu corpo ou células somáticas, se clonam através do processo de mitose. Mitose replica uma célula, com um conjunto completo de 46 cromossomos em duas células filhas, que são idênticas entre si. Mesmo que a maioria das suas células possam se clonar, você não pode se clonar, e por um bom motivo. Na verdade, motivos. Se mitose fosse o único tipo de divisão celular que existisse, isso significaria que: você seria o clone de um dos seus pais, o que minimamente seria muito esquisito, ou metade das suas células seria clones de sua mãe, e metade seria clones de seu pai. Sabe? Metade puxa o pai, metade puxa a mãe. E aí você seria bem estranho. Mas não é assim que funcionamos, fazemos coisas melhores. Embora todas as células do seu corpo contenha uma mesma mistura de DNA, 46 cromossomos agrupados em 23 pares, um de cada par é de sua mãe e o outro é de seu pai. Os pares de cromossomos são bastante similares, mas eles não são idênticos. Eles contêm versões dos mesmos genes ou alelos no mesmo local, para cada característica. Como eles são tão similares, chamamos os pares de pares de cromossomos homólogos. Homólogo é uma palavra comum em genética, ela significa que duas coisas têm o mesmo homo, relação logos, mesmo se forem um pouco diferentes. Porém, existem algumas células especiais que você tem apenas metade da quantidade, 23 cromossomos. Essas são as células espermatozoide e óvulo. Essas são as células haploides, elas têm a metade de um conjunto inteiro de cromossomos, e elas precisam uma da outra para fazer o conjunto de 46 completo. A criação desses tipos de células requer um processo similar à mitose, mas com um resultado completamente diferente. E isso é a meiose, que é quando uma célula diploide especializada divide-se pela metade duas vezes, produzindo quatro células separadas. Cada uma das quais sendo geneticamente distinta das outras. Meiose se parece muito com a mitose, exceto pelo 2. Ela passa pelos mesmos estados que mitose: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Passa por essas etapas de novo e, convenientemente, elas têm o mesmo nome, mas com 2 no final. Elas são como sequência, assim como nos filmes "A Premonição", as sequências têm basicamente a mesma trama, mas com novos atores. A matéria prima para esse o processo está nos ovários ou no testículo, dependendo do que... bem, você sabe do que depende. Suas células diploide, chamada ócitos primários ou espermatócitos primários, dependem do tipo de gameta que eles fazem. Homens produzem espermatozoides, você sabe, ao longo de suas vidas adultas. Enquanto que mulheres nascem com uma certa quantidade de óvulos, que elas vão liberar por muitos anos após a puberdade. Talvez você queira voltar e assistir o episódio anterior sobre mitose, porque é lá que detalhamos cada estágio do processo. Quando você terminar de assistir, a gente começa a fazer os fabricantes de bebês. Assim como mitose, existe um período entre as rodadas de divisão celular, onde a célula está se preparando para a próxima grande divisão. E essa é chamada intérfase, onde os atores principais estão se replicando. Os longos cordões de DNA no núcleo começam a duplicar, deixando duas cópias de cada cordão. Para refrescar sua memória sobre como DNA faz isso, fizemos um vídeo inteiro sobre isso que você pode assistir depois voltar aqui. Um processo muito similar ocorre com o centrossomos, um conjunto de cilindros de proteínas próximos ao núcleo, que regula como todos os materiais vão mover ao longo dessas proteínas, e que parecem uma corda chamadas microtúbulos. E isso nos traz a primeira rodada da meiose prófase I. É algo próximo ao que ocorre na mitose, os centrossomos começam a se direcionar para os cantos da célula, desenrolando os microtúbulos. E o DNA se aglomera com algumas proteínas e forma cromossomos. Cada cromossomo é ligado à sua cópia duplicada para fazer um cromossomo duplo em forma de "x". Mantenha em mente que uma vez anexado, cada cromossomo único é chamado de cromatídeo, cada uma de um lado do "x". Cada cromossomo duplo tem dois cromatídeos. Aqui na meiose prófase I inclui dois passos adicionais, e muito importantes. Intercruzamento e recombinação homóloga. Lembre-se que o objetivo aqui é terminar com quatro células sexuais, em que cada uma tem apenas um cromossomo único de cada um dos pares homólogos. Mas ao contrário da mitose, onde todas as cópias são iguais, aqui cada cópia vai ser diferente do restante. Cada cromossomo duplo se alinha próximo ao seu homólogo, e aí está a versão do cromossomo da sua mãe alinhada próximo à versão do seu pai. Se você olhar, você vai observar que esses dois cromossomos duplos, cada um dos cromatídeos totalizam 4 cromatídeos. Observe que um cromatídeo de cada "x" vai se agarrar com o outro "x", este é o cruzamento. Enquanto eles estão agarrados, eles trocam sessões de DNA, e essa é a recombinação. As sessões que eles trocam são da mesma localidade em cada cromossomo, portanto, cada um está fornecendo seu código genético, como a cor do cabelo ou odor corporal. Em retorno, recebe os genes do outro cromossomo para essa característica. É importante o que acabou de acontecer aqui, a criação de novas combinações de genes em um único cromossomo. Este é o objetivo de se reproduzir dessa forma. A vida seria menos estressante se pudéssemos nos clonar, mas então, clonaríamos todas as nossas combinações de genes ruins, e não seríamos capazes de mudar e se adaptar ao ambiente. Lembre-se que um dos pilares da seleção natural é a variação, e essa é uma ponte principal dessa variação. O que mais? Como todos os quatro cromatídeos trocaram algum segmento de DNA aleatoriamente, significa que todos os quatro informativos são diferentes. Cada cromatídeo vai acabar em uma célula sexual separada, e por isso, os óvulos produzidos pela mesma mulher tem um código genético levemente diferente, o mesmo para os espermatozoides nos homens. Por isso, meu irmão John e eu somos diferentes. Apesar de termos sido feitos dos mesmos conjuntos de DNA, por causa da sorte loteria genética que acontece na recombinação, eu tenho essa juba de cabelo lustroso, e o John acabou com aquele lixo de feixe marrom. E não se esqueça das minhas habilidades como no Assassin's Creed. Mas é claro que é aquele par de cromossomos, que nem sempre passa pelo entrecruzamento ou recombinação, e esses são os cromossomos sexuais. Se você for do sexo feminino, você tem dois cromossomos belos, totalmente capacitados. Eles são seus cromossomos "x". Como eles são mesmo, eles podem fazer o entrecruzamento inteiro e a recombinação. Mas se você for como eu, do sexo masculino, você tem um daqueles cromossomos "x" e outro do seu pai, que é meio feio, baixo e curto. Não tem muita informação genética nele. Durante a prófase, o "x" não quer saber do "y" baixinho, porque eles não são homólogos, portanto, eles não se combinam, e porque par "x" e "y" destes cromossomos, vão dividir depois em cromatídeos únicos. Metade dos quatros espermas resultantes vão ser "x", levando a uma prole feminina, e metade vão ser "y", levando a uma prole masculina. O que vem agora é outra proeza surpreendente do alinhamento. Essa é a metáfase I. Da mitose, você deve lembrar que todos os cromossomos se posicionam em uma única fila movidos por proteínas motoras, então, eram puxados pela metade, mas não aqui. Na meiose, de cada cromossomo se alinha próximo ao seu parceiro homólogo, com o qual ele já trocou alguns genes. E depois, os pares homólogos estão separados e migra para uma das extremidades da célula. E isso é a anáfase I. A fase final da primeira rodada, telófase I, ocorre basicamente da mesma forma que na mitose. A membrana nuclear se reforma, o nucléolo se forma dentro dela. Os cromossomos vão novamente para cromatina, uma dobra chamada clivagem se forma entre as células, e então, os dois novos núcleos se separam um do outro. As células se separam em um processo chamado citocinese, ocorrendo literalmente o movimento celular, e esse é o final da primeira rodada. Agora temos duas células haploides, cada uma com 23 cromossomos duplos, que são novas combinações únicas dos pares de cromossomos originais. Nessas novas células, os cromossomos ainda são duplicados e estão conectados aos centrômeros. Eles ainda se parecem com "x". Mas lembrem-se: a meta terminar com quatro células, portanto, é hora para aquelas sequências. Aqui, o processo é o mesmo que o da mitose, exceto, que a meta aqui não é duplicar os cromossomos duplo, mas sim separá-los em cordas únicas de cromossomos. Por causa disso, não existe replicação de DNA envolvida na prófase II. Aqui o DNA simplesmente se ajunta aos cromossomos, e a infraestrutura que os move, os microtúbulos, estão de volta ao lugar. Na metáfase II, os cromossomos são movidos e alinhados no meio da célula. Na anáfase II, as formativas se separam em cromossomos únicos, os cromossomos se desenrolam cromatina, a dobra se forma em uma clivagem, e a separação final da citocinese marca o final da telófase II. Da célula original com 46 cromossomos, agora temos quatro novas células com 23 cromossomos cada. Se forem espermatozoides, todas as quatro células resultantes são do mesmo tamanho, mas cada uma tem informação genética levemente diferente. Metade vão gerar meninas e metade vão gerar meninos. Mas se esse for processo de fazer óvulos, isso é um pouco diferente. O resultado é apenas um óvulo. Voltando um pouco, durante a telófase I, mais das coisas boas no interior da célula, o citoplasma, as organelas vão mais para dentro de uma células que dividem do que para outras. Em telófase II, quando é hora de dividir novamente, a mesma coisa acontece com mais coisas indo para dentro de uma das células do que dentro da outra. As grandes e velhas células remanescentes se tornam em óvulos, com mais dos nutrientes citoplasmas e organelas que vão ser necessárias para fazer um novo embrião. As outras três células que foram produzidas, as pequenas, são chamadas corpos polares. Elas são inúteis e seres humanos, embora elas sejam úteis em plantas. Nas plantas, esses corpos polares também são fertilizados, e se tornam endosperma. Essa é assim a coisa rígida, cheia de proteínas que moemos no trigo ou pipocamos em pipoca. É a basicamente os nutrientes que alimenta o embrião da planta, a semente. E isso é tudo. Provavelmente você ficou bastante empolgado quando eu comecei a falar sobre reprodução, mas aí depois eu fiquei falando por um longo tempo sobre células haploides e diploides. Pelo menos, agora você pode dizer que sabe mais sobre o milagre da reprodução. Isso não é um milagre. Isso é ciência.