Característica geral do processo
O processo de maturação dos espermatozoides inclui duas divisões meióticas consecutivas. Primeiro, o espermatócito primário (Esp I) se divide e, em seguida, o secundário (Esp II). É importante observar a especificidade da notação do material genético utilizada: o símbolo n indica o conjunto haploide de DNA, enquanto o símbolo c denota o conjunto haploide de cromossomos.
A primeira divisão é a principal responsável pela duração de todo o processo. É por isso que, na microscopia dos túbulos seminíferos, os espermatócitos primários são visualizados com maior frequência.
Primeira divisão da meiose (reducional)
A primeira divisão começa com a etapa preparatória (prófase I / intérfase I), durante a qual ocorre a replicação do DNA. Antes do início da síntese, a célula possui um conjunto de 2n, 2c. Após a duplicação do material genético, a ploidia dos Esp I pré-leptonênicos muda para 4n, 2c — formando uma quantidade tetraploide de DNA com um conjunto diploide de cromossomos. Cada cromossomo torna-se dicromatídeo.
O estágio mais longo é a prófase I, que dura cerca de um mês e inclui uma série de fases consecutivas:
- Pré-leptoteno: estágio preparatório em que o DNA é duplicado imediatamente antes da prófase. O período G2 acentuado está ausente.
- Leptoteno (estágio dos filamentos finos): os cromossomos começam a se espiralizar e tornam-se visíveis.
- Zigoteno (estágio dos filamentos emparelhados): ocorre a conjugação ativa, na qual os cromossomos homólogos ficam intimamente alinhados uns com os outros.
- Paquiteno (estágio dos filamentos espessos): a parte mais longa da prófase. Os cromossomos emparelhados tornam-se mais espessos e curtos, e formam-se complexos sinaptonêmicos proteicos. Com a descondensação parcial, ocorrem ativamente o crossing-over (troca de segmentos), o reparo radical do DNA e a síntese de mRNA, o que leva ao aumento do volume do núcleo e do citoplasma. Termina com a degradação dos complexos sinaptonêmicos.
- Diploteno (estágio dos filamentos duplos): os homólogos começam a se repelir; quiasmas (pontos de cruzamento do crossing-over) e tétrades tornam-se visíveis (cada par consiste em 4 cromátides).
- Diacinese: os quiasmas desaparecem, os homólogos se distanciam completamente, o envoltório nuclear se desintegra e o fuso de divisão é formado.
Na metáfase I, 46 cromossomos se alinham no equador da célula na forma de bivalentes. A principal diferença em relação à mitose ocorre na anáfase I: cromossomos homólogos inteiros com duas cromátides migram para os polos, em vez de cromátides irmãs. Na telófase I, os envoltórios nucleares se reconstituem e ocorre a citotomia, mas não há separação completa — as células permanecem conectadas por uma ponte citoplasmática.
O resultado da primeira divisão é a formação de espermatócitos de segunda ordem (Secondary Spermatocytes) com o conjunto 2n, 1c (23 cromossomos dicromatídeos). Essas células são geneticamente heterogêneas e dividem-se em grupos portadores do cromossomo X ou Y.
Segunda divisão da meiose (equacional)
A preparação para a segunda divisão (intercinese) ocorre muito rapidamente. A principal característica desta etapa é a ausência completa de replicação do DNA e da síntese de proteínas cromossômicas, uma vez que os cromossomos já consistem em duas cromátides.
A divisão em si procede de acordo com o tipo mitótico clássico, passando pela prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II. Durante a anáfase II, os 23 cromossomos separam-se e as cromátides-irmãs individuais migram para os polos.
Como resultado da segunda divisão, o número de células dobra em comparação com os Esp II. Formam-se espermátides precoces com um conjunto verdadeiramente haploide 1n, 1c. Assim como seus predecessores, as espermátides possuem um genoma único e são distribuídas em duas populações dependendo da presença dos cromossomos sexuais (X ou Y).
Para memorizar os estágios da prófase I, use a frase: «Leptoteno, Zigoteno, Paquiteno, Diploteno, Diacinese». Neste material, o pré-leptoteno também é destacado antes do leptoteno.
Questões de aulas e exames
Qual é a principal diferença entre a anáfase I da meiose e a anáfase da mitose?
Na anáfase I da meiose, cromossomos homólogos inteiros compostos por duas cromátides migram para os polos (os centrômeros não se dividem). Na mitose, cromátides-irmãs individuais migram.
Por que não ocorre duplicação do DNA antes da segunda divisão da meiose?
A fase S não é necessária na intercinese porque, após a primeira divisão, os cromossomos nos espermatócitos secundários já são dicromatídeos.
Qual é o conjunto genético dos espermatócitos primários e secundários?
Antes do início da divisão, os espermatócitos primários têm um conjunto de 4n, 2c (levando em conta a nomenclatura específica, onde n é o DNA e c são os cromossomos). Os espermatócitos secundários recebem o conjunto de 2n, 1c.
O que mais estudar sobre o tema
- Mecanismos de formação e função dos complexos sinaptonêmicos
- O processo de reparo radical do DNA no estágio de paquiteno
- O papel e o destino das pontes citoplasmáticas entre as células-filhas
- Diversidade genética das espermátides: distribuição dos cromossomos X e Y
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