Em qual tipo de divisão celular a troca de material genético?

A mitose e a meiose são dois tipos de divisão realizadas pelas células eucarióticas (células que possuem núcleo). Nem todos os organismos eucariontes realizam os dois tipos de divisão celular mas, quando realizam, a mitose e a meiose ocorrem em células diferentes do organismo ou etapas diferentes da vida.

A seguir falaremos sobre a importância da divisão celular para os organismos, em que momentos do ciclo de vida ocorrem e as principais etapas de cada tipo de divisão.

A importância da divisão celular

Exceto pelos vírus, que geram uma grande discussão sobre se são vivos ou não, já que não conseguem se reproduzir por conta própria, todos os seres vivos são compostos por células. 

Leia mais sobre a polêmica dos vírus nesse post.

De acordo com a Teoria Celular, as células são as unidades fundamentais dos seres vivos, e toda célula se origina de uma célula preexistente. Alguns organismos, como as bactérias e protozoários, são unicelulares e cada divisão da célula gera um novo organismo. Já os organismos multicelulares, como animais, plantas e alguns fungos, se originam a partir de uma primeira célula, o zigoto, que se divide muitas vezes para formar o organismo.

Assim, todos os seres vivos precisam que suas células se dividam para se reproduzir, crescer, se desenvolver e para o processo de reparo e manutenção dos tecidos e estruturas do corpo. 

As bactérias e as arqueas são organismos unicelulares e procariontes (não possuem núcleo celular). A cada divisão, chamada de fissão binária, geram um outro organismo. Como o processo gera novos organismos, é também considerado um tipo de reprodução assexuada. 

Já nos organismos eucarióticos, as células possuem muitos componentes e é necessária uma organização entre para que isso aconteça. A mitose e a meiose são dois tipos diferentes de divisão, em que acontece uma sequência ordenada de eventos para que a célula eucariótica se divida em duas ou quatro células, respectivamente. 

A mitose é o processo de divisão celular que gera duas células-filhas idênticas à célula-mãe. Ou seja, elas possuem a mesma quantidade de cromossomos que a célula original.

Além do crescimento e desenvolvimento do embrião e do organismo, é através da mitose que as células se multiplicam para regenerar os tecidos.

A mitose é apenas uma pequena fração do ciclo celular, que possui quatro fases: G1, S, G2 e M. As fases G1, S e G2 fazem parte da intérfase, um período em que a célula cresce e replica o material genético antes de se dividir. Na fase M ocorre a mitose propriamente dita (divisão do núcleo e cromossomos) e a citocinese (divisão do citoplasma).

O processo da mitose é contínuo, mas didaticamente é dividido em 5 estágios: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase. Nelas acontece uma sequência de eventos que incluem a fragmentação da membrana do núcleo, movimentação dos cromossomos, e reconstituição dos núcleos, tendo como resultado a divisão do núcleo e do material genético em dois.

Meiose

Já a meiose é o processo pelo qual uma célula-mãe gera quatro células-filhas, mas ao invés de terem a mesma quantidade de material genético, possuem a metade do que continha a célula-mãe.

A divisão do material genético é importante para a reprodução sexuada, pois na união dos gametas há a manutenção do número cromossômico da espécie. Caso contrário, a cada vez que dois gametas se unissem, a quantidade de cromossomos aumentaria, o que inviabilizaria a reprodução sexuada. 

As vantagens da reprodução sexuada

A mistura de genomas de dois indivíduos para gerar sua prole é o grande benefício da reprodução sexuada, pois confere variabilidade genética que, por sua vez, promove características diferentes nos indivíduos da espécie. Ter uma prole diferente entre si aumenta a chance de gerar indivíduos adaptados a sobreviver em diferentes cenários, caso haja uma mudança imprevisível do ambiente. Além disso, a reprodução sexuada também ajuda a diminuir a frequência de genes deletérios (prejudiciais) de uma população de forma mais eficiente, pois com a variabilidade entre os indivíduos, os genes deletérios não se acumulam e são gradativamente eliminados ao longo das gerações.

Como exemplo, nós humanos possuímos 23 pares de cromossomos (46 ao total), sendo que antes da meiose também ocorre a replicação do DNA e a célula fica com 46 cromossomos duplicados.

A meiose possui dois ciclos de divisão: a meiose I e a meiose II. No primeiro ciclo, os 46 pares de cromossomos duplicados são separados de maneira aleatória para cada célula-filha e cada uma fica com um conjunto de 23 cromossomos duplicados.

Além da separação dos cromossomos de origem materna e paterna de forma aleatória para as células-filhas, na meiose I também ocorre a recombinação gênica. Esses dois processos conferem variabilidade genética às células reprodutivas que estão sendo produzidas na meiose.

Já na meiose II as duas células-filhas se dividem novamente, separando a duplicação dos 23 cromossomos, resultando em 4 células com um conjunto de 23 cromossomos.

Recombinação gênica

Nós recebemos metade do nosso DNA da mãe e a outra metade do pai. Assim, a cada geração a contribuição de DNA de um ancestral que chega até nós cai pela metade e por isso muda quanto de DNA você compartilha com cada membro da sua família.

A metade de DNA que um pai passa para os seus filhos não é sempre a mesma, decorrente dos processos de separação aleatória dos pares de cromossomos e da recombinação que ocorrem durante a meiose.

Na recombinação ocorre a troca de partes entre o cromossomo de origem materna e o cromossomo de origem paterna. Quanto mais distantes os genes estão um do outro no cromossomo, maior a probabilidade de sofrerem recombinação, e quanto mais próximos, maior a chance de estarem em ligação gênica. 

Ligação gênica

A ligação gênica, também conhecida pelo termo em inglês linkage, acontece quando dois ou mais genes em um mesmo cromossomo são herdados juntos nos gametas, contrariando a Segunda Lei de Mendel ou Lei da Segregação Independente: “As diferenças de uma característica são herdadas independentemente das diferenças em outras características”. A ligação gênica é chamada de completa quando não ocorre recombinação gênica, ou de parcial, quando ocorre a recombinação gênica em alguma frequência.

Diferenças entre mitose e meiose

A mitose e a meiose diferem pela quantidade de divisões celulares, que resulta em um número diferente de células-filhas e da quantidade de cromossomos em cada uma delas.

A divisão celular e você

Para chegar em quem você é hoje, foram necessárias muitas e muitas divisões celulares. A meiose nas células de seus pais embaralharam o DNA e formaram os gametas. Depois, muitas mitoses aconteceram para que você crescesse e se desenvolvesse. E lá na origem dos gametas de seus pais está a resposta para muitas informações sobre sua ancestralidade e sobre sua saúde.

É por causa da separação aleatória dos cromossomos e da recombinação genética que ocorrem na meiose que não é transmitida ao DNA filho exatamente a metade de cada ancestralidade presente nos pais, e também o que explica o fato de algumas ancestralidades da família serem perdidas do DNA ao longo das gerações. 

Também pela variabilidade genética gerada na meiose que variações genéticas associadas ao desenvolvimento de doenças hereditárias podem ou não ser passadas aos descendentes.

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O que é a meiose?

A meiose é o processo de divisão celular que gera quatro células-filhas com a metade dos cromossomos que continha a célula-mãe. Esse é o processo que gera as células germinativas (reprodutivas).

Quais são as fases da mitose e meiose?

O processo da mitose é contínuo, mas didaticamente é dividido em 5 estágios: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase. Já a meiose possui dois ciclos de divisão: a meiose I (didaticamente dividida em prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I) e a meiose II (didaticamente dividida em prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II).

Qual é a função da mitose?

A mitose ocorre em células somáticas (não reprodutivas) com finalidade de gerar células para o desenvolvimento do zigoto, crescimento do organismo e reparo tecidual.

Qual a diferença entre a mitose e meiose?

A mitose e a meiose diferem pela quantidade de divisões celulares, que resulta em um número diferente de células-filhas e da quantidade de cromossomos em cada uma delas. Na mitose ocorre somente uma divisão, gerando duas células-filhas com mesma quantidade de cromossomos da célula-mãe. Na meiose ocorrem duas divisões, gerando quatro células-filhas com metade dos cromossomos da célula-mãe.

Em qual tipo de divisão celular ocorre a variabilidade genética por quê?

Como ocorre a divisão genética?

Quando a célula está em divisão seu material genético passa a ser chamado de?

Quais são os tipos de divisão celular?