2° Ano E Biologia Profa Solange

Período para entrega: Até 30/09/2020

Unidade Temática: DNA como material genético- DNA- Receita da Vida e seu Código.

Instruções: 

Retomando Conceitos- DNA Receita da Vida e seu Código

1- Assistir os vídeos (Khan Academy) links disponibilizados abaixo.

2- Fazer a Leitura e Interpretação de Texto. 

3- Responder a atividade: Exercícios de Fixação.

4- Postar no Blogger e enviar para o e-mail da professora: solangestandbyme@gmail.com

https://youtu.be/XEfnBuNFfm4

https://youtu.be/V5gO-PIQoJo

https://youtu.be/x2K-j3AFP-I

https://youtu.be/1UENkqaJWWU

Meiose

Como a meiose reduz o número de cromossomos pela metade: "crossing over", meiose I, meiose II e variação genética.

Introdução

Mitose é usada para quase todas as necessidades de divisão celular de seu corpo. Ela adiciona novas células durante o desenvolvimento e substitui células velhas e desgastadas ao longo de toda sua vida. O objetivo da mitose é produzir células filhas que são geneticamente idênticas às suas mães, com nenhum cromossomo a mais ou a menos.

A meiose, por outro lado, é utilizada apenas para um propósito no corpo humano: a produção de gametas - as células sexuais, ou espermatozoides e óvulos. Seu objetivo é fazer células filhas com exatamente metade dos cromossomos da célula inicial.

Para explicar de outra forma, a meiose em humanos é o processo de divisão que nos leva de uma célula diploide - com dois conjuntos de cromossomos - a células haploides - com apenas um conjunto de cromossomos. Em humanos, as células haploides feitas a partir da meiose são os espermatozoides e os óvulos. Quando um espermatozoide e um óvulo se unem na fertilização, os dois conjuntos haploides de cromossomos formam um conjunto diploide completo: um novo genoma.

Fases da meiose

Em muitos aspectos, a meiose é muito semelhante à mitose. A célula passa por etapas similares e usa estratégias semelhantes para organizar e separar os cromossomos. Na meiose, contudo, a célula tem uma tarefa mais complexa. Ainda precisa separar as cromátides-irmãs (as duas metades de um cromossomo duplicado), como na mitose. Mas também deve separar os cromossomos homólogos, os pares de cromossomos similares mas não-idênticos que um organismo recebe de seus dois genitores.

Estes objetivos são alcançados na meiose através de um processo de divisão em duas etapas. Pares homólogos separam-se durante a primeira parte da divisão celular, chamada de meiose I. As cromátides-irmãs separam-se durante a segunda parte, chamada de meiose II.

Uma vez que a divisão celular ocorre duas vezes durante a meiose, uma célula pode produzir quatro gametas (óvulos ou espermatozoides). Em cada parte da divisão, as células passam por quatro estágios: prófase, metáfase, anáfase e telófase.

Meiose I

Antes de entrar na meiose I, a célula precisa primeiro passar pela interfase. Como na mitose, a célula cresce durante a fase G$_1$start subscript, 1, end subscript, copia todos os seus cromossomos na fase S e se prepara para a divisão durante a fase G$_2$start subscript, 2, end subscript.

Durante a prófase I, diferenças com a mitose começam a aparecer. Como na mitose, os cromossomos começam a se condensar, mas na meiose I, eles também pareiam. Cada cromossomo cuidadosamente se alinha com o seu par homólogo, de forma que os dois se combinem ao longo de suas porções correspondentes por todo seu comprimento.

Por exemplo, na imagem abaixo, as letras A, B e C representam genes encontrados em pontos particulares no cromossomo, com letras maiúsculas e minúsculas representando diferentes formas, ou alelos, de cada gene. O DNA é quebrado no mesmo ponto em cada homólogo - aqui, entre os genes B e C - e reconecta-se em um padrão cruzado, de forma que os homólogos troquem parte de seu DNA um com o outro.

Imagem do crossing-over. Dois cromossomos homólogos carregam diferentes versões de três genes. Um possui as versões A, B e C, enquanto o outro possui as versões a, b e c. Em um evento de crossover, no qual duas cromátides (uma de cada homólogo) trocam fragmentos, os genes C e c são trocados. Agora, cada homólogo possui duas cromátides diferentes:

Uma tem A, B e C em uma cromátide e A, B e c na outra cromátide.

O outro homólogo tem a, b, c em uma cromátide e a, b, C na outra cromátide.

Crédito da imagem: com base em "O processo da meiose: Figura 1", por OpenStax College, Biology, CC BY 3.0

Este processo, no qual os cromossomos homólogos trocam partes, é chamado de crossing-over. Ele é facilitado por uma estrutura proteica, chamada de complexo sinaptonêmico, que mantém os homólogos juntos. Os cromossomos estariam na verdade posicionados um sobre o outro - como na imagem abaixo - durante o crossing-over; eles somente são mostrados lado a lado na imagem acima para facilitar a visualização da troca de material genético.

Imagem de dois cromossomos homólogos, colocados um em cima do outro, e ligados pelo complexo sinaptonêmico.

Crédito da imagem: com base em "O processo de meiose: Figura 1", por OpenStax College, Biology, CC BY 3.0

Você pode ver sob microscópio os cromossomos em crossing-over como quiasmas, estruturas em forma de cruz onde os homólogos estão unidos. Os quiasmas mantem os homólogos conectados um ao outro após o rompimento do complexo sinaptonêmico, por isto cada par de homólogos precisa de pelo menos um. É comum acontecerem vários crossovers (até $25$25) para cada par de homólogos $^1$start superscript, 1, end superscript.

Os pontos onde acontecem crossovers são mais ou menos aleatórios, levando à formação de cromossomos novos e "remisturados" com combinações únicas de alelos.

Após o crossing-over, o fuso começa a capturar os cromossomos e movê-los em direção ao centro da célula (placa metafásica). Isto pode parecer familiar em relação à mitose, mas há uma mudança. Cada cromossomo se prende a microtúbulos de apenas um dos pólos do fuso, e os dois homólogos de um par ligam-se a microtúbulos de pólos opostos. Assim, durante a metáfase I, os pares de homólogos - não cromossomos individuais - se alinham na placa metafásica para a separação.

As fases da meiose I.

Prófase I: a célula inicial é diploide (2n = 4). Os cromossomos homólogos formam pares e trocam fragmentos no processo de crossing over.

Metáfase I: os pares homólogos se alinham na placa metafásica.

Anáfase I: os homólogos se separam e vão para extremidades opostas da célula. As cromátides-irmãs permanecem juntas.

Telófase I: as células recém-formadas são haploides, n=2. Cada cromossomo ainda tem duas cromátides-irmãs, mas as cromátides de cada cromossomo não são mais idênticas entre si.

Quando os pares de homólogos se alinham na placa metafásica, a orientação de cada par é ao acaso. Por exemplo, no diagrama acima, a versão rosa do cromossomo grande e a versão roxa do cromossomo pequeno estão posicionadas em direção ao mesmo pólo e vão para a mesma célula. Mas a orientação poderia ter sido igualmente invertida, de forma que ambos os cromossomos roxos fossem juntos para a mesma célula. Isto possibilita a formação de gametas com diferentes conjuntos de homólogos. 

[Poderia me mostrar o que quis dizer?]

Na anáfase I, os homólogos são separados e levados para pólos opostos da célula. Contudo, as cromátides-irmãs de cada cromossomo permanecem unidas uma a outra e não se separam.

Finalmente, na telófase I, os cromossomos chegam aos pólos opostos da célula. Em alguns organismos, a membrana nuclear se reorganiza e os cromossomos se descondensam, mas em outros, esta etapa é pulada — já que as células rapidamente vão entrar em outro ciclo de divisão, a meiose II$^{2,3}$start superscript, 2, comma, 3, end superscript. A citocinese geralmente ocorre ao mesmo tempo que a telófase I, formando duas células-filhas haploides.

Meiose II

AS células passam da meiose I para a meiose II sem copiar o seu DNA. A meiose II é um processo mais curto e mais simples do que a meiose I, e pode ser que você ache mais útil pensar na meiose II como a "mitose das células haploides".

As células que entram na meiose II são aquelas formadas na meiose I. Estas células são haploides — têm apenas um cromossomo de cada par homólogo — mas seus cromossomos ainda consistem de duas cromátides-irmãs. Na meioses II, as cromátides-irmãs se separam, formando células haploides com cromossomos não-duplicados.

Fases da meiose II

Prófase II: as células iniciais são as células haploides produzidas na meiose I. Os cromossomos se condensam.

Metáfase II: os cromossomos se alinham na placa metafásica.

Anáfase II: cromátides-irmãs se separam para extremidades opostas da célula.

Telófase II: os gametas recém formados são haploides, e cada cromossomo agora tem apenas uma cromátide.

Durante a prófase II , os cromossomos condensam-se e o envelope nuclear é rompido, se necessário. Os centrossomos se separam, o fuso é formado entre eles, e os microtúbulos do fuso começam a capturar os cromossomos. 

[Quando os centrossomos se duplicaram?]

As duas cromátides-irmãs de cada cromossomo são capturadas pelos microtúbulos dos pólos opostos do fuso. Na metáfase II, os cromossomos se alinham individualmente ao longo da placa metafásica. Na anáfase II, as cromátides-irmãs se separam e são levadas para pólos opostos da célula.

Na telófase II, as membranas nucleares formam-se novamente em torno de cada conjunto de cromossomos, e estes se descondensam. A citocinese separa os conjuntos de cromossomos em novas células, formando os produtos finais da meiose: quatro células haploides nas quais cada cromossomo tem apenas uma cromátide. Em humanos, os produtos da meiose são os espermatozoides ou os óvulos. 

[A meiose sempre produz quatro gametas?]

Como a meiose "mistura e combina" genes

Os gametas produzidos na meiose são todos haploides, mas eles não são geneticamente idênticos. Por exemplo, observe o diagrama da meiose II acima, que mostra os produtos da meiose de uma célula com $2n = 4$2, n, equals, 4 cromossomos. Cada gameta tem uma "amostra" exclusiva do material genético presente na célula inicial.

Ao que parece, há muitos outros tipos potenciais de gametas do que somente os quatro mostrados no diagrama, mesmo para uma célula com apenas quatro cromossomos. As duas razões principais para que possamos ter vários gametas geneticamente diferentes são:

• Crossing-over. Os pontos nos quais os homólogos se cruzam e trocam material genético são escolhidos mais ou menos ao acaso, e eles serão diferentes em cada célula que passa por meiose. Se a meiose ocorrer muitas vezes, como em humanos, os crossovers vão acontecer em muitos pontos diferentes.
• Orientação aleatória dos pares homólogos. A orientação aleatória dos pares de homólogos na metáfase I permite que a produção de gametas tenha muitas variedades diferentes de cromossomos homólogos.

Em uma célula humana, a orientação aleatória dos pares de homólogos sozinha permite mais de $8$8 $\text{milhões}$start text, m, i, l, h, o, with, \~, on top, e, s, end text de diferentes tipos possíveis de gametas$^ 7$start superscript, 7, end superscript. Quando acrescentamos o crossing-over, o número de gametas geneticamente diferentes que você — ou qualquer outra pessoa — pode produzir se torna efetivamente infinito. 

[Como se chegou a esse número?]

Confira o vídeo sobre variação em uma espécie para aprender como a diversidade genética gerada por meiose (e fertilização) é importante na evolução e ajuda as populações a sobreviver.

Referências

Este artigo está autorizado sob licença CC BY-NC-SA 4.0.

Trabalhos citados

1. "The process of meiosis." OpenStax CNX. September 29, 2015. http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.87:57/The-Process-of-Meiosis.
2. Alberts, B., A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, and P. Walter. "Meiosis." In Molecular Biology of the Cell. 4th ed. New York, NY: Garland Science, 2002.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26840/#_A3704_.
3. Reece, J. B., L. A. Urry, M. L. Cain, S. A. Wasserman, P. V. Minorksy, and R. B. Jackson. "Meiosis Reduces the Number of Chromosomes from Diploid to Haploid." In Campbell Biology. 10th ed. (San Francisco, CA: Pearson, 2011), 258.
4. "Control of Centrosome Numbers." Cell Cycle Regulation Lab. Acesso em 23 de julho de 2016. http://sites.igc.gulbenkian.pt/ccr/r_centrosomeproject4.html.
5. Delattre, M., and P. Gönczy. "The Arithmetic of Centrosome Biogenesis." Journal of Cell Science 117, no. 9 (2004): 1619-630.
6. Schmerler, S.; Wessel, G. Polar Bodies: More a Lack of Understanding than a Lack of Respect. Molecular Reproduction and Development v. 78, n. 1, p. 3-8, 2011. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1002/mrd.21266.
7. Reece, J. B., L. A. Urry, M. L. Cain, S. A. Wasserman, P. V. Minorksy, and R. B. Jackson. "Genetic Variation Produced in Sexual Life Cycles Contributes to Evolution." In Campbell Biology. 10th ed. (San Francisco, CA: Pearson, 2011), 263.

Referências

Alberts, B., A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, and P. Walter. "Meiosis." In Molecular Biology of the Cell. 4th ed. New York, NY: Garland Science, 2002. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26840/.

"Control of Centrosome Numbers." Cell Cycle Regulation Lab. Acesso em 23 de julho de 2016. http://sites.igc.gulbenkian.pt/ccr/r_centrosomeproject4.html.

Delattre, M., and P. Gönczy. "The Arithmetic of Centrosome Biogenesis." Journal of Cell Science 117, no. 9 (2004): 1619-630.

Oogenesis. In: Wikipedia: a enciclopédia livre. Disponível em: https://en.wikipedia.org/wiki/Oogenesis. Acesso em 14 out 2015.

The process of meiosis. OpenStax CNX. 29 set 2015. Disponível em: http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.87:57/The-Process-of-Meiosis.

Raven, P. H.; Johnson G. B.; Mason, K. A.; Losos, J. B.; Singer S. R. Sexual reproduction and meiosis. In Biology. New York: McGraw-Hill, 2014. p. 207-220.

Reece, J. B., L.A. Urry, M. L. Cain, S. A. Wasserman, P. V. Minorsky, and R. B. Jackson. "Genetic Variation Produced in Sexual Life Cycles Contributes to Evolution." In Campbell biology, 263-265. 10th ed. San Francisco, CA: Pearson, 2011.

Reece, J. B., L.A. Urry, M. L. Cain, S. A. Wasserman, P. V. Minorsky, and R. B. Jackson. "Meiosis Reduces the Number of Chromosomes from Diploid to Haploid." In Campbell biology, 257-263. 10th ed. San Francisco, CA: Pearson, 2011.

Schmerler, S.; Wessel, G. Polar Bodies: More a Lack of Understanding than a Lack of Respect. Molecular Reproduction and Development v. 78, n. 1, p. 3-8, 2011. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1002/mrd.21266.

Spermatogenesis. In: Wikipedia: a enciclopédia livre. Disponível em:https://en.wikipedia.org/wiki/Spermatogenesis. Acesso em 14 out 2015.

Ciclos de vida sexual

Tipos de ciclos de vida sexual: diplóide-dominante, haplóide-dominante e alternância de gerações.

Introdução

Alguma vez você já desejou fazer um clone de si mesmo (por exemplo, para poder fazer o dobro de coisas em um dia)? Como você é um ser humano, você não pode simplesmente se dividir em dois para gerar um eu extra. Se você fosse outro tipo de organismo, por exemplo uma estrela-do-mar ou um cacto - clonar-se seria mais fácil.

Algumas estrelas-do-mar podem gerar outras estrelas-do-mar geneticamente idênticas simplesmente quebrando uma das pontas, que se regenera até formar um animal completo. Da mesma forma, alguns cactos podem se clonar ao deixar cair pedaços de seus galhos, que então formam raízes e se desenvolvem em um novo cacto, geneticamente idêntico ao primeiro$^1$start superscript, 1, end superscript.

Estas estratégias reprodutivas são exemplos de reprodução assexuada, que produz uma descendência geneticamente idêntica aos pais (ou seja, ao cacto ou estrela-do-mar original). Em contraste, muitas plantas, animais e fungos produzem descendentes através da reprodução sexuada.

Na reprodução sexuada, as células sexuais (gametas) do pai e da mãe se combinam através do processo de fertilização, levando a formação de um novo indivíduo, geneticamente distinto. Alguns organismos, incluindo a estrela-do-mar e o cacto do exemplo anterior, podem se reproduzir tanto de forma sexuada como assexuada$^{1,2}$start superscript, 1, comma, 2, end superscript.

Todas as espécies que se reproduzem sexualmente têm algumas características fundamentais do ciclo de vida em comum, como a meiose (produção de células haploides a partir de células diploides) e fertilização (a fusão de gametas haploides para formar uma célula diploide chamada zigoto). Entretanto, além desses elementos básicos, pode haver muita variação nos ciclos de vida sexuados. Neste artigo, vamos ver os diversos tipos de ciclos de vida sexuados usados pelos diferentes organismos, de seres humanos a samambaias e mofo de pão. 

[O que significa haploide e diploide?]

Tipos de ciclos de vida sexuados

Ciclos de vida sexuados envolvem uma alternância entre meiose e fertilização. A meiose ocorre quando uma célula diploide leva à formação de células haploides, e a fertilização ocorre quando duas células haploides (gametas) se fundem para formar um zigoto diploide. O que acontece entre esses eventos, no entanto, pode variar muito nos diferentes organismos - como por exemplo, você, um cogumelo ou um carvalho!

Existem três categorias principais de ciclos de vida sexuados.

• Em um ciclo de vida de dominância diploide, a fase diploide multicelular é a fase de vida mais óbvia, e as únicas células haploides são os gametas. Os seres humanos e maioria dos animais têm este tipo de ciclo de vida.
• Em um ciclo de vida de dominância haploide, a fase haploide multicelular (ou às vezes unicelular) é a fase de vida mais óbvia e é frequentemente multicelular. Neste tipo de ciclo de vida, o zigoto unicelular é a única célula diploide. Fungos e algumas algas têm este tipo de ciclo de vida.
• Em alternância de gerações, tanto a fase haploide como a diploide são pluricelulares, embora possam ser dominantes em graus diferentes em diferentes espécies. Plantas e algumas algas têm este tipo de ciclo de vida.

Vamos tornar essas ideias mais concretas olhando um exemplo de cada tipo de ciclo de vida.

Ciclo de vida dominância diploide

Quase todos os animais possuem ciclo de vida de dominância diploide em que as únicas células haploides são os gametas. Nos estágios iniciais do desenvolvimento de um embrião animal, células diploides especiais, chamadas células germinativas, são feitos nas gônadas (testículos e ovários). Células germinativas podem se dividir por mitose para produzir mais células germinativas, mas algumas delas sofrem meiose, produzindo gametas haploides (espermatozoides e óvulos). Fertilização envolve a fusão de dois gametas, usualmente originados de diferentes indivíduos, restaurando o estado diploide. 

[Os gametas podem vir do mesmo indivíduo?]

Exemplo de um ciclo de vida de dominância diploide: o ciclo de vida humano. Em um ser humano maduro (2n), os óvulos são produzidos por meiose no ovário de uma mulher, ou os espermatozoides são produzidos por meiose nos testículos de um homem. Os óvulos e espermatozoides são 1n, e eles se combinam na fertilização para formar um zigoto (2n). O zigoto se divide por mitose para produzir um ser humano maduro.

Imagem adaptada de "Sexual reproduction: Figure 1," de OpenStax College, Biology (CC BY 3.0).

Ciclo de vida de dominância haploide

A maioria dos fungos e alguns protistas (eucariontes unicelulares) possuem um ciclo de vida de dominância haploide, no qual o "corpo" do organismo—isto é, a forma madura, ecologicamente importante—é haploide.

Um exemplo de um fungo com um ciclo de vida de dominância haploide é o bolor preto do pão, cujo ciclo de vida sexuado é mostrado no diagrama abaixo. Na reprodução sexuada deste fungo, as hifas (estruturas filamentares pluricelulares haploides) de dois indivíduos compatíveis crescem uma em direção a outra inicialmente.

Quando as hifas se encontram, elas formam uma estrutura chamada de zigosporângio. Um zigosporângio contém vários núcleos haploides provindos dos dois genitores dentro de uma única célula. Os núcleos haploides se fundem para formar núcleos diploides, que são equivalentes aos zigotos. A célula que contém os núcleos é chamada de zigósporo.

Exemplo de um ciclo de vida dominante haploide: mofo-preto-do-pão. Um esporo haploide (1n) realiza mitose para produzir um indivíduo multicelular (1n) com estruturas em forma de filamentos chamadas hifas. Duas hifas de tipos compatíveis correspondentes (+ e -) estendem protrusões uma em direção à outra, e quando as protrusões se encontram, elas formam um zigosporângio que contém múltiplos núcleos haploides (alguns de ambas as hifas progenitoras). Então, ocorre a fusão nuclear, na qual os núcleos haploides se fundem para formar núcleos diploides, e a célula que contém o núcleo diploide é chamada de zigósporo. Os núcleos diploides do zigósporo realizam meiose para produzir núcleos haploides, que são liberados na forma de esporos unicelulares (1n), e o ciclo se repete.

Imagem adaptada de "Sexual reproduction: Figure 2," de OpenStax College, Biology (CC BY 3.0).

O zigósporo pode ficar dormente por longos períodos de tempo, mas sob certas condições, os núcleos diploides sofrem meiose para formar núcleos haploides que são liberados em células únicas chamadas de esporos $^ 4$start superscript, 4, end superscript. Por terem sido formados por meiose, cada esporo tem uma combinação única de material genético. Os esporos germinam e dividem-se por mitose para formar novos fungos haploides multicelulares.

Alternância de gerações

O terceiro tipo de ciclo de vida, a alternância de gerações, é uma mistura dos extremos de dominância haploide e dominância diploide. Este ciclo de vida é encontrado em todas as plantas e em algumas algas. Espécies com alternância de gerações têm estágios multicelulares haploides e diploides.

As plantas multicelulares haploides (ou algas) são chamadas gametófitos , porque elas fazem gametas usando células especializadas. A meiose não está diretamente envolvida em fazer os gametas neste caso, porque o organismo já é haploide. A fertilização entre os gametas haploides forma um zigoto diploide.

O zigoto será submetido a muitas rodadas de mitose e dará origem a uma planta multicelular diploide chamada esporófito. Células especializadas do esporófito irão sofrer meiose e produzirão esporos haploides. Os esporos então se desenvolverão em gametófitos multicelulares.

Exemplo de alternância de gerações: ciclo de vida de uma samambaia. Esporos haploides (1n) germinam e realizam mitose para produzir um gametófito multicelular (1n). Células especializadas do gametófito realizam mitose para produzir células de espermatozoides e óvulos (1n), que se combinam na fertilização para formar um zigoto (2n). O zigoto realiza mitose para formar um esporófito multicelular diploide, a estrutura frondosa que normalmente chamamos de samambaia. No esporófito, estruturas especializadas chamadas esporângios se formam, e dentro delas se formam células haploides (esporos, 1n) por meiose. Os esporos são liberados e podem germinar, iniciando o ciclo novamente.

Imagem modificada de "Sexual reproduction: Figure 3," de OpenStax College, Biology (CC BY 3.0).

Embora todas as plantas que se reproduzem sexuadamente passem por alguma versão de alternância de gerações, os tamanhos relativos do esporófito e o gametófito e a relação entre eles variam entre as espécies.

Em plantas como os musgos, o gametófito é uma planta de vida livre, relativamente grande, enquanto o esporófito é pequeno e dependente do gametófito. Em outras plantas, como samambaias, o gametófito e o esporófito são de vida livre; no entanto, o esporófito é muito maior e é o que normalmente pensamos como uma samambaia.

Em plantas que produzem sementes, como as magnólias e margaridas, o esporófito é muito maior do que o gametófito: o que nós consideramos a "planta" é quase inteiramente tecido de esporófito. O gametófito é composto apenas de algumas células e, no caso do gametófito feminino, está completamente contido dentro do esporófito (dentro de uma flor).

Por que a reprodução sexuada é comum?

De certa forma, a reprodução assexuada, que produz uma prole em que os indivíduos são clones dos pais, aparenta ser um sistema mais simples e mais eficiente que a reprodução sexuada. Afinal de contas, se o organismo progenitor é bem sucedido em determinado habitat, os descendentes com o mesmo gene também não seriam bem sucedidos da mesma forma? Além disso, a reprodução assexuada necessita apenas de um indivíduo, eliminando-se o problema de se encontrar um parceiro e possibilitando que um organismo isolado se reproduza.

Apesar disso, poucos organismos multicelulares são completamente assexuados. Por que, então, a reprodução sexuada é tão comum? Esta questão tem sido motivo de acalorados debates, e ainda há desacordo sobre a resposta exata. Em geral, porém, acredita-se que a reprodução sexuada oferece uma vantagem evolutiva – e portanto, é muito comum entre os organismos vivos hoje – porque aumenta a variabilidade genética, reorganizando as variantes do gene para fazer novas combinações. Os processos que geram variação genética em todos os ciclos de vida sexuais são: o crossing-over na meiose, a distribuição aleatória dos cromossomos homólogos e a fertilização.

Por que essa variação genética é uma coisa boa? Como exemplo, vamos considerar o caso onde o ambiente onde se localiza uma determinada população muda, talvez através da introdução de um novo patógeno ou predador. A reprodução sexuada faz continuamente novas combinações aleatórias de variantes do gene. Isto torna mais provável que um ou mais membros de uma população que se reproduz sexuadamente apresentem uma combinação que permite a sobrevivência sob as novas condições (por exemplo, uma que fornece resistência ao patógeno ou permite escapar do predador).

Ao longo de gerações, as variantes benéficas do gene podem se espalhar através da população, permitindo-lhe sobreviver como um grupo sob as novas condições.

Créditos:

Este artigo foi produzido com base nos seguintes artigos:

• “Sexual reproduction," de OpenStax College, Biology (CC BY 3.0). Baixe o arquivo original de graça em http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.85.
• “Reproduction methods,” de OpenStax College, Biology (CC BY 3.0). Baixe o arquivo original de graça em http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.85.

O artigo adaptado está autorizado sob a licença CC BY-NC-SA 4.0

Referências:

1. Lamb, A. and Johnson, L. (2002). Cactus (Cactaceae). In Eduscapes. Disponível em: http://eduscapes.com/nature/cactus/index1.htm.
2. Starfish. (2015, October 13). Acesso em 15 de outubro de 2015. Disponível em Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Starfish.
3. Hermaphrodite. (2016, July 23). Acesso em 24 de julho de 2016. Disponível em Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Hermaphrodite#Simultaneous_hermaphrodites.
4. Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). Fungi. In Campbell biology (10th ed.). San Francisco, CA: Pearson, 658.

Outras referências

Alternation of generations. (2015, September 4). Acesso em: Set 15, 2015. Disponível em: Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Alternation_of_generations.

Biological life cycle. (2015, September 5). Acesso em: Set 15, 2015. Disponível em: Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Biological_life_cycle.

Gilbert, S. F. (2000). Plant life cycles. In Developmental biology (6th ed.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. Disponível em: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9980/.

Gonad. (2015, August 23). Acesso em: Out 15, 2015. Disponível em: Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Gonad.

Hermaphrodite. (2016, July 23). Acesso em 24 de julho de 2014. Disponível em Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Hermaphrodite.

Lamb, A. and Johnson, L. (2002). Cactus (Cactaceae). In Eduscapes. Disponível em: http://eduscapes.com/nature/cactus/index1.htm.

Purves, W. K., Sadava, D. E., Orians, G. H., and Heller, H.C. (2004). Chromosomes, the cell cycle, and cell division. In Life: the science of biology (7th ed., pp. 164-186). Sunderland, MA: Sinauer Associates.

Purves, W. K., Sadava, D. E., Orians, G. H., and Heller, H.C. (2004). Fungi: recyclers, pathogens, parasites, and plant partners. In Life: the science of biology (7th ed., pp. 603-618). Sunderland, MA: Sinauer Associates.

Raven, P. H., Johnson, G. B., Mason, K. A., Losos, J. B., and Singer, S. R. (2014). How cells divide. In Biology (10th ed., AP ed., pp. 187-206). New York, NY: McGraw-Hill.

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). Fungi. In Campbell biology (10th ed., pp. 648-666). San Francisco, CA: Pearson.

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). Meiosis and sexual life cycles. In Campbell biology (10th ed., pp. 252-266). San Francisco, CA: Pearson.

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). Protists. In Campbell biology (10th ed., pp. 587-611). San Francisco, CA: Pearson.

Reproduction. (2015, August 28). Acesso em: Out 15, 2015. Disponível em: Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Reproduction.

Sexual reproduction. (2015, October 2). Acesso em 15 de outubro de 2015. Disponível em Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Sexual_reproduction.

Starfish. (2015, October 13). Acesso em 15 de outubro de 2015. Disponível em Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Starfish.

Zygospore. (2013, April 12). Acesso em 15 de outubro, 2015. Disponível em: Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Zygospore.

Exercícios de Fixação

1- A mitose e a meiose são dois processos importantes que garantem a divisão das células. Sobre a meiose, marque a alternativa incorreta:

a) Na meiose são formadas quatro células-filhas.

b) A meiose ocorre em células somáticas de animais.

c) Na meiose observa-se a formação de células-filhas com metade do número de cromossomos da célula-mãe.

d) Duas divisões celulares são observadas na meiose.

e) Na prófase I da meiose, pode ser observado o crossing-over.

2- Ao final dos processos de divisão celular, verifica-se uma etapa conhecida como citocinese. Nela ocorre:

a) a duplicação do material genético.

b) a reorganização do envoltório nuclear.

c) o descondensamento dos cromossomos.

d) o pareamento dos cromossomos na placa metafásica.

e) a divisão do citoplasma.

3- Analise as alternativas abaixo e marque aquela que indica corretamente uma etapa da mitose, que se caracteriza pela organização dos cromossomos na região mediana da célula.

a) Prófase

b) Prometáfase

c) Metáfase

d) Anáfase

e) Telófase

4- (Fuvest) Uma célula somática, que tem quatro cromossomos, ao se dividir, apresenta na metáfase:

a) quatro cromossomos distintos, cada um com duas cromátides.

b) quatro cromossomos distintos, cada um com uma cromátide.

c) quatro cromossomos, pareados dois a dois, cada um com duas cromátides.

d) quatro cromossomos, pareados dois a dois, cada um com uma cromátide.

e) dois cromossomos, cada um com duas cromátides.

5- (UCPel) No processo de divisão celular denominado meiose, durante o crossing-over, ocorre(m):

a) fusão de material proveniente de espécies diferentes.

a) perda de parte dos cromossomos.

c) trocas de partes entre cromossomos homólogos.

d) formação da parede celular.

e) formação de glicocálix.

6- Em que etapa da meiose ocorre a separação dos cromossomos homólogos em direção a polos opostos?

a) Prófase I

b) Prófase II

c) Anáfase I

d) Anáfase II

e) Telófase I

7- Nos seres humanos, a meiose relaciona-se com:

a) a multiplicação de células a partir do zigoto.

b) o crescimento do indivíduo.

c) a regeneração de partes lesionadas.

d) a produção de gametas.

e) a produção de esporos.

8- Marque a alternativa que indica corretamente um evento observado na mitose.

a) O fenômeno do crossing-over ocorre na fase chamada de paquiteno.

b) A sinapse ocorre na fase de zigoteno.

c) Na fase conhecida como diploteno, é possível observar as quiasmas.

d) Na metáfase, os cromossomos estão dispostos na placa metafásica.

e) No leptóteno, observa-se uma maior compactação dos cromossomos.

9- Qual etapa da meiose é dividida didaticamente em leptóteno, zigoteno, paquiteno, diploteno e diacinese?

a) Prófase I

b) Prófase II

c) Metáfase I

d) Metáfase II

e) Telófase I

10- Que nome recebe a etapa que antecede a citocinese na mitose?

a) Prófase

b) Metáfase

c) Anáfase

d) Telófase

e) Telófase II

11- (FCC) A meiose é um fenômeno biológico que contrabalança ou representa o oposto ao fenômeno da:

a) Mitose

b) Fecundação

c) Esporulação

d) Poliploidia

e) Poliembrionia

12- (Fuvest) Na meiose de uma espécie de planta, formam-se 16 tétrades ou bivalentes. Qual o número diploide da espécie?

a) 4

b) 8

c) 16

d) 32

e) 64