Genética

O que são células germinativas?

Células germinativas são as células que originam os gametas, que por sua vez dão origem a todas as vidas que usam sexo pra reprodução. Nelas, estão contidos metade dos cromossomos de ambos os genitores, que irão se fundir no momento da fecundação, originando a primeira célula somática: o zigoto. O zigoto, sofre então sucessivas divisões mitóticas e se diferencia em tecidos e órgãos.

Uma característica estrutural marcante é que células germinativas são haplóides, pois possuem o número cromossômico reduzido pela metade (n). Essa característica estrutural as difere das células somáticas, que possuem os cromossomos aos pares (2n), sendo portanto, diplóides, no caso dos humanos.

Gametogênese: a origem das células germinativas

Gametogênese: A formação dos gametas! 

O que sabemos, é que a linhagem germinativa primordial, são células tronco germinativa que irão formar os gametas de toda forma de vida sexual, incluindo plantas. No caso dos humanos, ainda na fase embrionária da mulher, a gametogênese, nesse caso, chamada ovogênese ou oogênese, se inicia antes de seu nascimento, originando os ovócitos imaturos. O processo se completa após a puberdade e o ciclo continua até e menopausa. A ovogênese ocorre nos ovários, dando origem aos óvulos.

Nos homens, a gametogênese, nesse caso,  espermatogênese se inicia na puberdade e são contínuas na vida masculina. A espermatogênese ocorre nos testículos e dão origem aos espermatozóides.

Divisão celular na gametogênese

As divisões celulares Mitose e Meiose, estão envolvidas tanto na espermatogênese como na ovogênese. Sabemos que mitose é a divisão celular que mantém o conjunto cromossômico nas células descentendes. A meiose é a divisão celular que reduz o conjunto cromossômico pela metade, ou seja, essa é uma etapa fundamental para na gametogênese. Mas afinal, qual a importância dessas divisões celulares para a formação dos gametas? 

1. Espermatogênese: O processo de formação dos gametas masculinos, ou seja, os espermatozóides. Com duração de aproximadamente 60 dias as células germinativas do homem entram em mitose, originando espermatogônias A e B. As espermatogônias B, irão originar os espermatócitos primário ou espermatócito I, por mitose. Já as espermatogônias A, continuam em divisões mitóticas. Os espermatócitos primários, por sua vez, passarão pelo processo de meiose I, originando dois espermatócitos secundários, cada um com 23 cromossomos. Em seguida, um processo de meiose II origina quatro espermátides a partir dos espermatócitos secundários. 

Em seguida, as espermátides passam por um processo de amadurecimento. A esse processo, dá-se o nome de espermiogênese e ocorre da seguinte forma:

  • Etapa 1: Formação do acrossoma, localizado na cabeça dos espermatozóide, o acrossoma é repleto de enzimas digestivas que irão romper a parede do óvulo;
  • Etapa 2: Redução do citoplasma, diminuindo o tamanho do espermatozóide;
  • Etapa 3: Desenvolve-se o flagelo que garante a movimentação do espermatozóide.

Depois do processo de maturação, o espermatozóide fica armazenado no túbulo seminífero, do testículo. Abaixo, na figura 1a, podemos ver as etapas da espermatogênese; 1b, mostra a anatomia do espermatozóide com as principais estruturas.

Figura 1: a) Processo da gametogênese masculina. Mostrando as divisões, as células geradas e seus respectivos números cromossômicos (expressos em n ou 2 n); b) Anatomia do espermatozóide, evidenciando as principais estruturas.

2. Ovogênese ou ovulogênese: O processo de formação dos gametas femininos, ou seja, os óvulos. As células germinativas da mulher, após divisões mitóticas originam as ovogônias. As ovogônias armazernam diversas substâncias que as fazem aumentar em volume, passando a ser denominadas ovócitos primários ou ovócito I. Essas fases ocorrem ainda no período embrionário da mulher. Esses ovócitos, iniciam a divisão meiótica I, ainda antes do nascimento, mas a divisão não passa da prófase I.

Somente na puberdade, quando inicia os ciclos ovarianos, é que o ovócito primário finaliza a meiose I. Originam-se então, um ovócito secundário e um primeiro corpúsculo polar. O ovócito secundário é liberado somente no momento da ovulação, entrando em meiose II e parando na metáfase. Somente em caso de fecundação, a meiose II é concluída, originando o óvulo e o segundo corpúsculo polar. Caso não ocorra a fecundação, o ovócito secundário se degenera em 24 horas.

Nota: O ovócito secundário tem sido popularmente chamado de óvulo. Vale ressaltar que é o ovócito que é fecundado pelo espermatozóide. Abaixo, na figura 2a, podemos ver as etapas da ovogênese; 2b, mostra a anatomia do óvulo ou ovócito secundário, com as principais estruturas.

Figura 2: a) Processo da gametogênese feminina. Mostrando as divisões, as células geradas e seus respectivos números cromossômicos (expressos em n ou 2 n); b) Anatomia do ovócito ou óvulo, evidenciando as principais estruturas.

Existem divisões marcantes entre os dois processos de gametogênese e que merecem ser destacadas. A tabela 1, mostra algumas diferenças principais.

Anomalias cromossômicas e as células germinativas

Conforme foi falado em Mutação: A matéria prima da evolução, anomalias estruturais, como as cromossômicas, trazem consequências graves à saúde. Naquele texto, falamos sobre as anomalias associadas às mutações. Percebemos aqui que se as mutações ocorrem nas células germinativas, os portadores podem sofrer as consequências desse erro genético. Existem outros tipos de alterações que não foram abordadas no texto sobre mutação, pois não são erros mutacionais e sim alterações no número dos cromossomos, causadas por falhas nos mecanismos de aderência das cromátides irmãs pelos microtúbulos.

Durante a divisão celular, tanto na mitose como na meiose, os cromossomos se duplicam, formando as cromátides irmãs. As cromátides irmãs, permanecem juntas até a etapa da anáfase. Nessa etapa, estruturas chamadas microtúbulos ligados ao cinetócoros dos cromossomos separam e levam os cromossomos homólogos para pólos opostos das células. Acontece que um erro durante essa separação, pode ocorrer e esse erro chama-se não-disjunção. Quando esse erro ocorre durante a formação dos gametas, células podem ter cromossomos a mais ou a menos. Algumas anomalias, estão elencadas na tabela 2  abaixo:

A figura 3 apresentada abaixo, mostra como os erros associados a não-disjunção podem ocorrer.

Figura 3: Não-disjunção meiótica e a origem da síndrome de Down. A não-disjunção da meiose I produz gametas anormais. A não disjunção da meiose II produz um gameta com dois cromossomos idênticos, um gameta sem o cromossomo 21 e dois gametas normais.

Contributos evolutivos das células germinativas

É importante deixar claro que, em termos de evolução, as células germinativas exercem um papel fundamental. Toda a herança genética, é transferida por essa linhagem celular. A vida acontece pela fusão dos 23 cromossomos de ambos os gametas, masculino e feminino. Uma mutação genética nessas células, pode ser comprometedora para o indivíduo portador dessa anomalia. Erros de disjunção tem o mesmo efeito que uma mutação.

Referências:

Simmons, S. &. (2013). Fundamentos da genética. Journal of Chemical Information and Modeling.

Persaud, M. (2000). Embriologia Basica. Guanabara Koogan.

Schoenwolf, G. C., Bleyl, S. B., Brauer, P. R., & Francis-West, P. H. (2009). Larsen’s Human Embriology-Fourth edition. In Larsen’s Human Embryology.

Wessel, G. M. (2016). Chapter Thirty-Two – Germ Line Mechanics — And Unfinished Business. In Essays on Developmental Biology Part B.

https://www.genome.gov/

  • Alcides Walter

    21 janeiro 2021

    Desejo êxitos! Está a contribuir para o desenvolvimento da ciência.

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