Gametogênese
É o processo pelo qual os gametas são produzidos nos organismos
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
haploides. Na fecundação, a fusão de dois gametas haploides reconstitui o
número diploide 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 espermatozoide, irá se
desenvolver por mitoses consecutivas, originando um embrião em que todas
as células são haploides. Esse embrião haploide 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
pelos 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 espermatozoides 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 espermatozoides.
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 intrauterina, antes mesmo do nascimento do menino, e se
prolonga praticamente por toda a vida. As células primordiais dos
testículos, diploides, 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 diploides.
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
haploides, embora possuam cromossomos duplicados. Com a ocorrência da
segunda divisão meiótica, os dois espermatócitos de segunda ordem
originam quatro espermátides haploides.
Espermiogênese: É o processo que converte as
espermátides em espermatozoides, perdendo quase todo o citoplasma. As
vesículas do complexo de Golgi fundem-se, formando o acrossomo,
localizado na extremidade anterior dos espermatozoides. 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 espermatozoides. 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 trimestre da
gestação. Portanto, quando uma menina nasce, já possui em seus ovários
cerca de 400 000 folículos de Graff. É uma quantidade limitada, ao
contrário dos homens, que produzem espermatogônias durante quase toda a
vida.
Fase de crescimento: Logo que são formadas, as
ovogônias iniciam a primeira divisão da meiose, interrompida na prófase
I. Passam, então, por um notável crescimento, com aumento do citoplasma e
grande acumulação de substâncias nutritivas. Esse depósito
citoplasmático de nutrientes chama-se vitelo, e é responsável pela
nutrição do embrião durante seu desenvolvimento.
Terminada a fase de crescimento, as ovogônias transformam-se em
ovócitos primários (ovócitos de primeira ordem ou ovócitos I). Nas
mulheres, essa fase perdura até a puberdade, quando a menina inicia a
sua maturidade sexual.
Fase de maturação: Dos 400 000 ovócitos primários,
apenas 350 ou 400 completarão sua transformação em gametas maduros, um a
cada ciclo menstrual. A fase de maturação inicia-se quando a menina
alcança a maturidade sexual, por volta de 11 a 15 anos de idade.
Quando o ovócito primário completa a primeira divisão da meiose,
interrompida na prófase I, origina duas células. Uma delas não recebe
citoplasma e desintegra-se a seguir, na maioria das vezes sem iniciar a
segunda divisão da meiose. É o primeiro corpúsculo (ou glóbulo) polar.
A outra célula, grande e rica em vitelo, é o ovócito secundário
(ovócito de segunda ordem ou ovócito II). Ao sofrer, a segunda divisão
da meiose, origina o segundo corpúsculo polar, que também morre em pouco
tempo, e o óvulo, gameta feminino, célula volumosa e cheia de vitelo.
Na gametogênese feminina, a divisão meiótica é desigual porque
não reparte igualmente o citoplasma entre as células-filhas. Isso
permite que o óvulo formado seja bastante rico em substâncias
nutritivas.
Na maioria das fêmeas de mamíferos, a segunda divisão da meiose
só acontece caso o gameta seja fecundado. Curiosamente, o verdadeiro
gameta dessas fêmeas é o ovócito II, pois é ele que se funde com o
espermatozoide.
4. A Fecundação
Para que surja um novo indivíduo, os gametas fundem-se aos
pares, um masculino e outro feminino, que possuem papéis diferentes na
formação do descendente. Essa fusão é a fecundação ou fertilização.
Ambos trazem a mesma quantidade haploide de cromossomos, mas
apenas os gametas femininos possuem nutrientes, que alimentam o embrião
durante o seu desenvolvimento. Por sua vez, apenas os gametas masculinos
são móveis, responsáveis pelo encontro que pode acontecer no meio
externo (fecundação externa) ou dentro do corpo da fêmea (fecundação
interna). Excetuando-se muitos dos artrópodes, os répteis, as aves e os
mamíferos, todos os outros animais possuem fecundação externa, que só
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 espermatozoide faz
contato com a membrana vitelínica, a membrana do acrossomo funde-se à
membrana do espermatozoide (reação acrossômica), liberando as enzimas
presentes no acrossomo.
As enzimas do acrossomo dissolvem a membrana vitelínica e abrem
caminho para a penetração do espermatozoide. Com a fusão da membrana do
espermatozoide com a membrana do óvulo, o núcleo do espermatozoide
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 espermatozoides.
No interior do óvulo, o núcleo do espermatozoide, agora chamado
pró-núcleo masculino, funde-se com o núcleo do óvulo, o pró-núcleo
feminino. Cada pró-núcleo traz um lote haploide de cromossomos, e a
fusão resulta em um lote diploide, o zigoto. Nessa célula, metade dos
cromossomos tem origem paterna e metade, origem materna.
