Mitose x Meiose: o que são, particularidades e como cai no Enem

A mitose e a meiose são os dois principais mecanismos de divisão das células eucarióticas, através destes processos, os seres vivos conseguem se reproduzir, crescer e regenerar células perdidas. Contudo, antes de avançar no tema, é importante que o estudante que está se preparando para o ENEM compreenda que as divisões celulares são precedidas por eventos preparatórios do ciclo celular.

Ciclo celular

O ciclo celular é o processo ordenado e regulado pelo qual uma célula eucariótica passa para crescer, replicar seu DNA, dividir-se e produzir duas células-filhas. É composto pela interfase (período de preparação) e a divisão celular (mitose ou meiose). Durante a interfase, a célula cresce, realiza suas funções normais e duplica seu material genético. Ao final da duplicação, os cromossomos passam a possuir duas metades idênticas, as cromátides-irmãs, e estão prontos para a divisão celular. 

Mitose

A mitose ocorre em células eucarióticas e nela uma célula-mãe divide-se em duas células-filhas geneticamente idênticas. Este processo pode ser dividido em cinco fases:

1. Prófase: a cromatina se condensa, tornando os cromossomos duplicados visíveis ao microscópio como estruturas distintas. O envelope nuclear começa a se desfazer, permitindo o contato do material genético com as fibras do fuso mitótico que se formam ao mesmo tempo,, no citoplasma. 

2. Metáfase: após atingirem o máximo de condensação, os cromossomos ligados às fibras do fuso mitótico alinham-se no centro da célula, formando a placa metafásica. Nesta etapa, ocorre uma verificação da integridade do DNA e, caso haja danos do material genético, a célula suspende sua divisão.

3. Anáfase: devido às alterações em sua estrutura, os centrômeros dos cromossomos se rompem e as cromátides-irmãs são puxadas para lados opostos da célula. Isso garante que cada célula-filha receba uma cópia completa do material genético.

4. Telófase: os cromossomos chegam aos polos opostos da célula e o envelope nuclear começa a se reconstituir ao redor de cada conjunto cromossômico. Ao mesmo tempo,, ocorre a descondensação dos cromossomos e a retomada do metabolismo normal da célula. Isso resulta na formação de dois núcleos filhos.

5. Citocinese: ocorre a divisão do citoplasma simultânea ou logo após a telófase. Em células animais, a membrana plasmática se contrai no centro da célula para dividi-la em duas (citocinese centrípeta). Em células vegetais, uma nova parede celular começa a formar-se no meio da célula (citocinese centrífuga).

Meiose

A meiose é um processo mais complexo que a mitose, pois ocorre em duas etapas. Seus objetivos são: (1) promover a redução à metade do número de cromossomos da célula; (2) gerar variabilidade genética através da segregação independente dos cromossomos e (3) recombinar alelos através da permutação cromossômica. Este processo pode ser dividido em duas grandes fases.

Meiose 1

A meiose 1 se inicia com os cromossomos duplicados após a interfase. Esta etapa é dividida de modo similar à mitose. Assim, tem-se:

Prófase 1: a fase mais complexa onde ocorre a condensação da cromatina e a permutação cromossômica. Além disso, na prófase 1 os cromossomos homólogos permutados permanecem ligados na região de permutação, formando regiões em X denominadas quiasmas. Ao final desta etapa, o envelope nuclear se desfaz e o par de cromossomos homólogos se liga às fibras do fuso que se formaram concomitantemente no citoplasma.

Metáfase 1: forma-se a placa metafásica dupla. As fibras do fuso presas aos pares de cromossomos homólogos (um de cada lado) levam ao posicionamento dos cromossomos no meio da célula. Como os cromossomos continuam ligados pelos quiasmas, a placa metafásica é dupla, formada por pares de cromossomos duplicados. 

Anáfase 1: os cromossomos homólogos são separados. Nesta etapa os quiasmas se desfazem e as fibras do fuso se encurtam para levar os cromossomos homólogos para lados opostos. É importante notar que os cromossomos homólogos possuem os mesmos genes (com alelos distintos às vezes), mas origens diferentes. Assim, cada um deles vem de um progenitor diferente. Entretanto, durante a anáfase 1, os cromossomos homólogos são separados de modo aleatório, ou seja, misturando-se cromossomos paternos e maternos e gerando conjuntos próprios nas células-filhas. Este fenômeno foi descrito por Walter Sutton e se alinha com o princípio mendeliano da segregação independente de fatores.

Telófase 1: surgem duas células haploides. Após sua separação, os conjuntos de cromossomos são empacotados em novos núcleos com a reorganização do envelope nuclear e a célula passa a possuir dois núcleos, cada um com metade do número inicial de cromossomos. Após a citocinese 1 (primeira divisão do citoplasma), a célula que tinha, por exemplo, 40 cromossomos (diploides), gera duas com 20 (haploides).

Meiose 2

Apesar da meiose 1 gerar duas células haploides através da separação dos cromossomos homólogos, os cromossomos das duas primeiras células-filhas ainda se encontram duplicados com duas cromátides cada. Assim, a meiose 2 dedica-se a promover a separação das cromátides num mecanismo idêntico à mitose. A meiose 2 termina gerando quatro células haploides e com cromossomos simples.

Meiose. Na meiose, uma célula-mãe diploide entra em divisão gerando duas células haploides com cromossomos duplicados. Logo após, estas duas células haploides dividem-se novamente para separar as cromátides gerando quatro células. Assim, na meiose uma célula gera quatro.

Importâncias da Mitose e da Meiose

A mitose desempenha um papel crucial na manutenção e crescimento de organismos multicelulares, permitindo a regeneração e substituição de células danificadas, além de contribuir para o desenvolvimento e o aumento do tamanho dos organismos. Por outro lado, a meiose é fundamental na reprodução sexual, pois reduz o número de cromossomos à metade, garantindo que os gametas (óvulos e espermatozoides) tenham uma mistura genética única. Em plantas a meiose gera esporos reprodutivos (meiose espórica) e, assim como em animais, isso promove a variabilidade genética entre as gerações, o que é essencial para a seleção natural e adaptação das espécies a diferentes ambientes. 

Mitose e Meiose no Enem

Os itens envolvendo a Mitose e a Meiose no Enem podem abordar o assunto de modo direto, exigindo que o estudante compreenda suas fases e principais acontecimentos ou de modo indireto, envolvendo doenças ou tecnologias associadas a estes mecanismos. 

Observe este item de 2016.

(ENEM) A figura apresenta diferentes fases do ciclo de uma célula somática, cultivada e fotografada em microscópio confocal de varredura a laser. As partes mais claras evidenciam o DNA.

Na fase representada em D, observa-se que os cromossomos encontram-se em

a) migração.

b) duplicação.

c) condensação.

d) recombinação.

e) reestruturação.

O item exige que o estudante reconheça os eventos da mitose e o momento da migração dos cromossomos para os pólos opostos da célula na anáfase. O gabarito, assim, é a alternativa A.

Outro item de 2018 aborda o ciclo celular em associação com a prevenção do câncer.

(ENEM) No ciclo celular atuam moléculas reguladoras. Dentre elas, a proteína p53 é ativada em resposta a mutações no DNA, evitando a progressão do ciclo até que os danos sejam reparados, ou induzindo a célula à autodestruição.

ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. Porto Alegre: Artmed, 2011 (adaptado).

A ausência dessa proteína poderá favorecer a

a) redução da síntese de DNA, acelerando o ciclo celular.

b) saída imediata do ciclo celular, antecipando a proteção do DNA.

c) ativação de outras proteínas reguladoras, induzindo a apoptose.

d) manutenção da estabilidade genética, favorecendo a longevidade.

e) proliferação celular exagerada, resultando na formação de um tumor.

Com a ativação da p53 devido aos erros do DNA, a célula bloqueia a progressão no ciclo e impede a proliferação exagerada que leva a tumores. O gabarito é alternativa E.

Em fim, é importante que o estudante que se prepara para o ENEM estudar mitose e meiose em seus mecanismos básicos e contextualizados. Deste modo, ele irá garantir um bom resultados quando itens sobre o tema aparecerem na prova.