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Gametogênese
1. Introdução
Gametogênese é o processo pelo qual os gametas são produzidos nos organismos dotados de reprodução sexuada. Nos animais, a gametogênese acontece nas gônadas, órgãos que também produzem os hormônios sexuais, que determinam as características que diferenciam os machos das fêmeas.
Por apresentar aspectos muito particulares, a gametogênese dos vegetais será abordada no curso de Botânica. Iremos, nessas aulas, tratar da gametogênese animal, com destaque para a gametogênese humana.
O evento fundamental da gametogênese é a meiose, que reduz à metade a quantidade de cromossomos das células, originando células haplóides. Na fecundação, a fusão de dois gametas haplóides reconstitui o número diplóide característico de cada espécie.
Em alguns raros casos, não acontece meiose durante a formação dos gametas. Um exemplo bastante conhecido é o das abelhas: se um óvulo não for fecundado por nenhum espermatozóide, irá se desensenvolver por mitoses consecutivas, originando um embrião em que todas as células são haplóides. Esse embrião haplóide formará um indivíduo do sexo masculino. O desenvolvimento de um gameta sem que haja fecundação chama-se partenogênese. Se o óvulo for fecundado, o embrião 2n irá originar uma fêmea.
Em linhas gerais, a gametogênese masculina (ou espermatogênese) e a gametogênese feminina (ovogênese ou ovulogênese) seguem as mesmas etapas.
2. A Espermatogênese
Processo que ocorre nos testículos, as gônadas masculinas. Secretam a testosterona, hormônio sexual responsável pelo aparecimento das características sexuais masculinas: aparecimento da barba e dos pêlos corporais em maior quantidade, massa muscular mais desenvolvida, timbre grave da voz, etc.
As células dos testículos estão organizadas ao redor dos túbulos seminíferos, nos quais os espermatozóides são produzidos. A testosterona é secretada pelas células intersticiais. Ao redor dos túbulos seminíferos, estão as células de Sertoli, responsáveis pela nutrição e pela sustentação das células da linhagem germinativa, ou seja, as que irão gerar os espermatozóides.
Nos mamíferos, geralmente os testículos ficam fora da cavidade abdominal, em uma bolsa de pele chamada bolsa escrotal. Dessa forma, a temperatura dos testículos permanece aproximadamente 1° C inferior à temperatura corporal, o que é ideal para a espermatogênese.
A espermatogênese divide-se em quatro fases:
Fase de proliferação ou de multiplicação : Tem início durante a vida intra-uterina, antes mesmo do nascimento do menino, e se prolonga praticamente por toda a vida. As células primordiais dos testículos, diplóides, aumentam em quantidade por mitoses consecutivas e formam as espermatogônias.
Fase de crescimento : Um pequeno aumento no volume do citoplasma das espermatogônias as converte em espermatócitos de primeira ordem, também chamados espermatócitos primários ou espermatócitos I, também diplóides.
Fase de maturação : Também é rápida, nos machos, e corresponde ao período de ocorrência da meiose. Depois da primeira divisão meiótica, cada espermatócito de primeira ordem origina dois espermatócitos de segunda ordem (espermatócitos secundários ou espermatócitos II). Como resultam da primeira divisão da meiose, já são haplóides, embora possuam cromossomos duplicados. Com a ocorrência da segunda divisão meiótica, os dois espermatócitos de segunda ordem originam quatro espermátides haplóides.
Espermiogênese : É o processo que converte as espermátides em espermatozóides, perdendo quase todo o citoplasma. As vesículas do complexo de Golgi fundem-se, formando o acrossomo, localizado na extremidade anterior dos espermatozóides. O acrossomo contém enzimas que perfuram as membranas do óvulo, na fecundação.
Os centríolos migram para a região imediatamente posterior ao núcleo da espermátide e participam da formação do flagelo, estrutura responsável pela movimentação dos espermatozóides. grande quantidade de mitocôndrias, responsáveis pela respiração celular e pela produção de ATP, concentram-se na região entre a cabeça e o flagelo, conhecida como peça intermediária.
3. A Ovogênese
Nos ovários, encontram-se agrupamentos celulares chamados folículos ovarianos de Graff, onde estão as células germinativas, que originam os gametas, e as células foliculares, responsáveis pela manutenção das células germinativas e pela produção dos hormônios sexuais femininos.
Nas mulheres, apenas um folículo ovariano entra em maturação a cada ciclo menstrual, período compreendido entre duas menstruações consecutivas e que dura, em média, 28 dias. Isso significa que, a cada ciclo, apenas um gameta torna-se maduro e é liberado no sistema reprodutor da mulher.
Os ovários alternam-se na maturação dos seus folículos, ou seja, a cada ciclo menstrual, a liberação de um óvulo, ou ovulação, acontece em um dos dois ovários.
A ovogênese é dividida em três etapas:
Fase de multiplicação ou de proliferação : É uma fase de mitoses consecutivas, quando as células germinativas aumentam em quantidade e originam ovogônias. Nos fetos femininos humanos, a fase proliferativa termina por volta do final do primeiro
acontece em meio aquático.
Quando a fecundação é externa, tanto os machos quanto as fêmeas produzem gametas em grande quantidade, para compensar a perda que esse ambiente ocasiona. Muitos gametas são levados pelas águas ou servem de alimentos para outros animais. Nos animais dotados de fecundação interna, as fêmeas produzem apenas um ou alguns gametas por vez, e eles encontram-se protegidos dentro do sistema reprodutor.
Além da membrana plasmática, o óvulo possui outro revestimento mais externo, a membrana vitelínica. Quando um espermatozóide faz contato com a membrana vitelínica, a membrana do acrossomo funde-se à membrana do espermatozóide (reação acrossômica), liberando as enzimas presentes no acrossomo.
As enzimas do acrossomo dissolvem a membrana vitelínica e abrem caminho para a penetração do espermatozóide. Com a fusão da membrana do espermatozóide com a membrana do óvulo, o núcleo do espermatozóide penetra no óvulo. Nesse instante, a membrana do óvulo sofre alterações químicas e elétricas, transformando-se na membrana de fertilização, que impede a penetração de outros espermatozóides.
No interior do óvulo, o núcleo do espermatozóide, agora chamado pró-núcleo masculino, funde-se com o núcleo do óvulo, o pró-núcleo feminino. Cada pró-núcleo traz um lote haplóide de cromossomos, e a fusão resulta em um lote diplóide, o zigoto. Nessa celula, metade dos cronossomos tem origem paterna e metade, origem materna.
A formação de gametas recebe o nome de gametogênese.
Gametas são células haplóides, formadas em órgãos especiais denominados gônadas, e que se destinam à reprodução e perpetuação da espécie.
As gônadas se dividem em masculinas e femininas.
Nos animais, as gônadas masculinas são os testículos e as femininas são os ovários.
É através da meiose que os testículos formam os gametas masculinos ou espermatozóides e os ovários formam os gametas femininos ou óvulos.
A gametogênese animal compreende a espermatogênese e a ovogênese.
A espermatogênese compreende três etapas.
Durante a organogênese, numerosas células embrionárias indiferenciadas (células germinativas) permanecem no interior dos testículos.
Fase de multiplicação ou germinativa: Começa por volta dos sete anos de idade. As células germinativas (2n) ou espermatogônias de 1ª ordem começam uma série de divisões mitóticas, originando espermatogônias de 2ª, 3ª ordem, até um número indeterminado de ordens. Essa etapa se prolonga por toda a vida do indivíduo.
Fase de crescimento: Começa na adolescência, sob o estímulo do FSH hipofisário. As espermatogônias se organizam em dois grupos, um que continuará a fase de multiplicação e outro que passa à fase de crescimento. Na fase de crescimento, cada
espermatogônia (2n) apenas aumenta de volume, tornando-se espermatócitos de 1ª ordem (2n). Essa fase é muito curta.
Fase de maturação: Começa imediatamente após a fase de crescimento. Cada espermatócito de 1ª ordem sofrerá uma meiose, originando quatro espermátides (n). Cada espermátide sofre modificações e se transfigura num espermatozóide (espermiogênese).
Mecanismos celulares: mitoses (multiplicação)
intérfase (crescimento)
meiose (maturação)
espermiogênese (diferenciação)
Estrutura do espermatozóide Acrossomo: Vesícula derivada do Complexo de Golgi, contendo enzimas para digerir a parede do óvulo.
Núcleo: Contém o conjunto cromossômico paterno.
Mitocôndrias: Fornecem energia (ATP) para o batimento flagelar.
Flagelo: Estrutura locomotora que garante o deslocamento do espermatozóide até o óvulo.
A ovogênese compreende, também, três fases básicas. Fase germinativa ou de multiplicação: Começa na vida intra-uterina e termina por volta da 15ª semana. As ovogônias (células germinativas) se multiplicam várias vezes.
Fase de crescimento: Logo após a 1ª fase, as ovogônias aumentam de volume e se transformam em ovócitos primários ou de 1ª ordem. Essa fase se prolonga até o 7º mês de desenvolvimento (4 meses).
Fase de maturação: A partir do 7º mês, todos os ovócitos primários (2n) passam por uma meiose, até o final da prófase I. Depois, toda a ovogênese paralisa e permanece assim até a adolescência. Ao nascer, a menina já possui um grande número de ovócitos primários em processo interrompido de meiose.
No início da puberdade, e dali por diante, sob o estímulo do FSH e LH hipofisários, continua o processo meiótico. Mas um ovócito apenas, de cada vez, completará a meiose e a fase de maturação, originando um óvulo (n).
Ao contrário da espermatogênese, cada ovócito primário formará um só óvulo e não
