Quais são as etapas da meiose que aumentam a variabilidade?

Organismos procarióticos, como bactérias, podem ser minúsculos (eles consistem em uma única célula), mas eles têm tanto indo para eles: a diversidade genética não é uma preocupação, e o trabalho de cada célula é se dividir em duas células apenas gosto disso. Isso é chamado fissão binária.

Nos eucariotos, as células são mais complexas e contêm muito mais DNA (a matéria genética da vida) do que suas contrapartes procarióticas. Este DNA é dividido em cromossomos; os humanos têm 46 na maioria das células. Os cromossomos, por sua vez, ficam dentro de um núcleo ligado à membrana. A maioria das células se divide por mitose, que é semelhante à fissão binária e tem o mesmo resultado: células-filhas idênticas.

Células especializadas nos órgãos conhecidos como gônadas (ovários nas mulheres, testículos nos homens) se dividem de maneira diferente. Este processo, denominado meiose, compartilha muita sobreposição com a mitose. Mas sem dois processos críticos na meiose, chamados de recombinação (ou crossing over) e sortimento independente, a meiose não acrescentaria diversidade genética.

Quando você pergunta: "Como a meiose cria diversidade genética em uma espécie?" o que você está realmente pedindo, mais o nível básico é: "Quais fases da meiose são responsáveis ​​por produzir a variação genética vista nos gametas?"

Por enquanto, apenas saiba que essas fases são duas em número e são rotuladas prófase 1 e metáfase 2. Essa terminologia possivelmente enigmática ficará clara em breve.

É melhor aprender a mitose antes de lidar com a meiose. Mitose é um processo que inclui quatro fases. A mitose começa depois que as células duplicaram todos os seus cromossomos para formar (em humanos) 46 conjuntos de gêmeos idênticos, chamados de cromátides irmãs.

A mitose consiste em prófase, metáfase, anáfase e telófase. Nessas etapas, em ordem, as cromátides irmãs se tornam mais condensadas, formam uma linha, são separadas e "observam" enquanto o núcleo se divide em torno delas e forma dois núcleos filhos. Então, a célula como um todo se divide (citocinese).

Meiose é dividido em duas etapas: meiose 1 e meiose 2. Cada um deles tem as mesmas quatro etapas que são iguais às da mitose, com o número anexado no final para indicar qual estágio da meiose está em andamento.

Na prófase 1, em vez de 46 pares de cromátides irmãs se alinhando para se dividir, 23 grupos de quatro cromossomos se alinham. Isso ocorre porque os cromossomos correspondentes da mãe e do pai "se encontram"; combinar os dois conjuntos de cromátides-irmãs resulta em uma tétrade ou bivalente. Portanto, imediatamente, a mitose e a meiose diferem substancialmente.

Na metáfase 1, as tétrades se alinham de uma forma aleatória útil, descrita a seguir. Na anáfase 1, os conjuntos "mãe" e "pai" de cromossomos unidos são separados e, na telófase 1, a célula se divide. Cada uma das novas células-filhas sofre meiose 2, que é uma divisão mitótica simples. O resultado são quatro gametas com 23 cromossomos, em vez dos 46 que outras células têm.

Travessia na meiose, também chamada recombinação, é a "troca" de DNA que ocorre depois que os cromossomos homólogos (o cromossomo dado pelo pai e o cromossomo dado pela mãe de um determinado número) "se encontram" na prófase 1.

Portanto, quando esses cromossomos são separados na anáfase 1, nenhum deles é o mesmo que começou.

Sortimento independente na meiose é o alinhamento aleatório de tétrades na metáfase 1 ao longo da linha final de divisão do núcleo. "Aleatório" neste sentido significa que há uma chance igual de que as cromátides derivadas da mãe em uma tétrade se alinhem em ambos os lados da linha de divisão.

Isso significa que em uma célula com 23 partes divisórias, cada uma das quais podendo ir de uma de duas maneiras, há 2²³ ou 8,4 milhões de gametas possíveis.

Isso, junto com a variação contribuída pela recombinação, não deve ser surpresa que duas pessoas (além de gêmeos) nunca sejam exatamente iguais!