Mitose e Meiose são duas formas de divisão celular. Mitose produz duas células com o mesmo número de cromossomos da célula mãe: é por meio dela que o organismo cresce e repara tecidos. Meiose envolve duas divisões consecutivas, após as quais são formadas quatro células com metade do número de cromossomos: é assim que se formam as células sexuais. Nesta página, você encontrará as fases da mitose e meiose em ordem, o número de cromossomos e DNA em cada fase, crossing-over e conjugação, uma tabela comparativa entre mitose e meiose, e um simulador para autoavaliação.
Ciclo celular e interfase
A célula não se divide continuamente. Seu ciclo celular é o tempo desde o surgimento da célula até sua própria divisão, e consiste em duas partes desiguais: a longa interfase (preparação) e a curta divisão.
A interfase é dividida em três períodos:
- G1, pré-sintético — a célula cresce, sintetiza proteínas, aumenta o volume do citoplasma e das organelas;
- S, sintético — ocorre a reduplicação do DNA: cada cromossomo constrói sua segunda cromátide;
- G2, pós-sintético — a célula armazena energia, duplica os centríolos, prepara proteínas para o fuso mitótico.
O principal a ser lembrado é: a duplicação do DNA ocorre na interfase, antes mesmo do início da divisão. Tanto a mitose quanto a meiose começam já com material duplicado — com o conjunto 2n4c. A própria interfase não é considerada uma fase da mitose nem da meiose.
Na interfase, os cromossomos não são visíveis nem mesmo ao microscópio: eles estão descondensados e no núcleo na forma de cromatina. A estrutura do núcleo, dos cromossomos e do centrossomo, de onde partem os filamentos do fuso, é detalhada no material sobre a estrutura da célula vegetal e animal.
O que significa 2n2c: como contar cromossomos e DNA
Nas notações do tipo 2n4c, a letra n representa o número de cromossomos e a letra c a quantidade de DNA (mais precisamente, o número de cromátides). O conjunto haploide é n, o diploide é 2n. A notação 2n2c lê-se: «conjunto diploide de cromossomos, cada cromossomo com uma cromátide», e 2n4c — «conjunto diploide, cada cromossomo com duas cromátides».
O erro mais comum é contar os cromossomos pelas cromátides. Após a duplicação, o cromossomo parece duas hastes, mas é um cromossomo: ambas as cromátides estão presas a um centrômero. O número de cromossomos é igual ao número de centrômeros.
O ser humano tem 2n = 46. Isso significa que, no período G1, a célula tem 46 cromossomos e 46 moléculas de DNA (2n2c). Após o período S, ainda há 46 cromossomos, mas já são 92 moléculas de DNA (2n4c). E somente na anáfase da mitose, quando os centrômeros se separam, o número de cromossomos se torna 92 — 46 para cada polo.
Fases da mitose: prófase, metáfase, anáfase, telófase
As quatro fases da mitose passo a passo, com o número de cromossomos e DNA em cada uma, estão no esquema abaixo. Aqui, vamos analisar três questões que causam mais dúvidas.
Por que na anáfase de repente é 4n4c. Enquanto a célula está inteira, ela tem o dobro de cromossomos do que cada célula filha terá: os centrômeros se dividiram, e cada cromátide se tornou um cromossomo independente. Mas o conjunto é contado tanto para a célula inteira (4n4c) quanto para o polo (2n2c) — sempre verifique o que é perguntado nas questões.
Por que os cromossomos são contados na metáfase. É aqui que eles estão mais condensados e alinhados em uma fileira — são visíveis e podem ser contados. Por isso, o cariótipo é estudado a partir das placas metafásicas.
Como termina a divisão. A divisão do citoplasma é chamada de citocinese, e na célula vegetal ela ocorre de forma diferente da animal: a parede celular cresce de dentro para fora, do centro para as bordas, porque a parede celular rígida impede que a célula se estrangule ao meio.
Meiose I: conjugação, crossing-over e separação de homólogos
A meiose é duas divisões consecutivas após uma única duplicação do DNA. A primeira divisão é chamada de reducional: é nela que o número de cromossomos é reduzido pela metade. A ordem das fases e os conjuntos estão no esquema abaixo.
Por que o conjunto é reduzido justamente aqui. As cromátides não se separam na anáfase I — os cromossomos inteiros se separam, portanto, cada polo recebe um conjunto haploide de cromossomos duplicados: n2c, e não nc. Eles só se tornarão cromossomos de uma cromátide após a segunda divisão.
Para que servem a conjugação e o crossing-over. Um par de homólogos que se aproximou (bivalente) consiste em dois cromossomos e quatro cromátides. A troca de segmentos entre cromátides não irmãs mistura genes maternos e paternos dentro de um mesmo cromossomo — é daí que surge a variabilidade hereditária.
O acaso que decide muito. Cada par de homólogos se orienta para os polos independentemente dos outros. Em humanos, isso resulta em 2²³ ≈ 8,4 milhões de combinações de conjuntos, mesmo antes de qualquer crossing-over.
Entre as divisões, ocorre um curto intercinese — e não há período sintético nele: o DNA não é duplicado pela segunda vez.
Meiose II: separação de cromátides
A segunda divisão da meiose é chamada de equacional — ela ocorre de acordo com as regras da mitose, mas em uma célula haploide. As fases com os conjuntos estão no esquema abaixo.
O que é importante entender aqui. No equador, alinham-se cromossomos individuais, não bivalentes: os homólogos não têm com quem se conjugar, eles se separaram na divisão anterior. Desta vez, os centrômeros se dividem — as cromátides irmãs se separam.
Por que todas as quatro células são diferentes. Primeiro, o crossing-over trocou segmentos entre cromátides não irmãs de dois homólogos, e depois os próprios homólogos se separaram em células com combinações aleatórias. Por isso, a meiose não produz cópias, mas sim um novo conjunto de genes a cada vez — é isso que garante a diversidade da prole.
Número de cromossomos e DNA nas fases da mitose e meiose
As questões «quantos cromossomos e moléculas de DNA em tal fase» são resolvidas mecanicamente se você mantiver em mente apenas duas regras: a quantidade de DNA só aumenta no período S, e o número de cromossomos só muda onde as cromátides se separam. Abaixo está o conjunto para cada fase.
| Fase | Cromossomos e DNA |
|---|---|
| Interfase | |
| Período pré-sintético (G1) | 2n2ccromossomos de uma cromátide |
| Período sintético (S) | 2n4cDNA duplicado |
| Período pós-sintético (G2) | 2n4cpreparação para a divisão |
| Mitose | |
| Prófase | 2n4c |
| Metáfase | 2n4ccromossomos no equador |
| Anáfase | 4n4ccromátides separadas, 2n2c em cada polo |
| Telófase | 2n2cem cada uma das duas células |
| Meiose I | |
| Prófase I | 2n4cconjugação e crossing-over |
| Metáfase I | 2n4cbivalentes no equador |
| Anáfase I | 2n4chomólogos separados, n2c em cada polo |
| Telófase I | n2cem cada uma das duas células |
| Meiose II | |
| Prófase II | n2c |
| Metáfase II | n2ccromossomos individuais no equador |
| Anáfase II | 2n2ccromátides separadas, nc em cada polo |
| Telófase II | ncem cada uma das quatro células |
Diferenças entre mitose e meiose: tabela comparativa
Há muitas semelhanças entre as duas divisões: ambas ocorrem após a duplicação do DNA na interfase, ambas têm nomes de fases iguais, ambas usam o fuso mitótico e terminam com a divisão do citoplasma. Por isso, é útil nomear primeiro as semelhanças e depois as diferenças em forma de tabela.
| Característica | Mitose | Meiose |
|---|---|---|
| Número de divisões | Mitose: uma | Meiose: duas consecutivas — meiose I e meiose II |
| Quantas células são formadas | Mitose: duas | Meiose: quatro |
| Conjunto das células filhas | Mitose: 2n — igual ao da célula mãe | Meiose: n — metade, haploide |
| Conjugação e crossing-over | Mitose: não | Meiose: sim, na prófase I |
| O que se alinha no equador na metáfase | Mitose: cromossomos individuais em uma fileira | Meiose: na metáfase I — bivalentes em duas fileiras, na metáfase II — cromossomos individuais |
| O que se separa na anáfase | Mitose: cromátides irmãs | Meiose: na anáfase I — cromossomos homólogos inteiros, na anáfase II — cromátides |
| Prófase | Mitose: curta e simples | Meiose: prófase I longa e complexa |
| Resultado genético | Mitose: células com o mesmo conjunto de genes da célula mãe | Meiose: células com novas combinações de genes, todas diferentes |
| Onde ocorre | Mitose: em células somáticas: crescimento, renovação e reparo de tecidos, reprodução assexuada | Meiose: na formação de células sexuais em animais e esporos em plantas |
Significado biológico da mitose e meiose
Significado da mitose — na precisão. As células filhas recebem exatamente o mesmo conjunto de cromossomos e genes da célula mãe, por isso a mitose garante:
- o crescimento do organismo e o aumento do número de células;
- a renovação de tecidos e a cicatrização de lesões (regeneração);
- a clivagem do zigoto após a fertilização;
- a reprodução assexuada e vegetativa — desde a divisão de uma ameba até a reprodução de uma planta por estaca.
Significado da meiose — em duas coisas ao mesmo tempo.
Primeiro: a constância do número de cromossomos da espécie. Se as células sexuais fossem diploides, a cada fertilização o número de cromossomos dobraria. A meiose reduz o conjunto pela metade, e na fusão dos gametas (n + n), o zigoto volta a ter o conjunto diploide 2n.
Segundo: a variabilidade combinatória. Novas combinações de genes surgem três vezes: durante o crossing-over na prófase I, durante a separação aleatória e independente de homólogos na anáfase I, e durante o encontro aleatório de gametas na fertilização. Apenas pela separação independente, um ser humano pode produzir 2 elevado à potência de 23 — mais de oito milhões — de gametas com conjuntos de cromossomos diferentes. É essa diversidade que fornece material para a seleção natural.
Em animais, a meiose ocorre na formação de células sexuais nas gônadas; em plantas, na formação de esporos.
Análise de exercícios
Exemplo 1. Quantos cromossomos e DNA em diferentes fases da mitose
Questão: A mosca-das-frutas tem 2n = 8. Determine o número de cromossomos e moléculas de DNA na prófase, anáfase e telófase da mitose.
Passo 1. Ponto de partida. Antes da divisão, no período G1, o conjunto é 2n2c: 8 cromossomos e 8 moléculas de DNA. No período S, o DNA duplicou, tornando-se 2n4c — ainda há 8 cromossomos, mas 16 moléculas de DNA.
Passo 2. Prófase. Nada se separa, o conjunto é o mesmo: 8 cromossomos, 16 moléculas de DNA (2n4c).
Passo 3. Anáfase. Os centrômeros se dividiram, cada cromátide se tornou um cromossomo independente: o número de cromossomos se tornou 16, e o número de moléculas de DNA também 16 (4n4c). Cada polo, no entanto, recebe 8 cromossomos.
Passo 4. Telófase. O citoplasma se divide, e em cada uma das duas novas células há 8 cromossomos e 8 moléculas de DNA (2n2c).
Verificação da lógica: o número de moléculas de DNA nunca aumentou durante a própria mitose — ele apenas foi dividido ao meio entre as células.
Exemplo 2. Conjunto nas fases da meiose
Questão: O milho tem 2n = 20. Quantos cromossomos e moléculas de DNA há na célula no final da telófase I e no final de toda a meiose?
Passo 1. Antes da meiose, o DNA duplicou: 20 cromossomos e 40 moléculas de DNA (2n4c).
Passo 2. Anáfase I. Cromossomos homólogos inteiros se separam para os polos, os centrômeros não se dividem. Cada polo recebe 10 cromossomos, e cada um tem duas cromátides.
Passo 3. Final da telófase I. Em cada uma das duas células, há 10 cromossomos e 20 moléculas de DNA (n2c).
Passo 4. Meiose II. Não houve duplicação de DNA, então na anáfase II as cromátides simplesmente se separam. Ao final da meiose, formam-se quatro células, cada uma com 10 cromossomos e 10 moléculas de DNA (nc).
Resposta: após a primeira divisão, 10 cromossomos e 20 moléculas de DNA; após a segunda, 10 cromossomos e 10 moléculas de DNA.
Exemplo 3. Identificar a divisão pela descrição
Questão: «Na célula, 12 estruturas são visíveis, cada uma consistindo em quatro cromátides. Elas se alinharam no equador em duas fileiras». Que divisão é essa e qual fase? Qual o conjunto inicial da célula?
Passo 1. Uma estrutura com quatro cromátides é um bivalente, ou seja, um par de cromossomos homólogos que se aproximaram. Bivalentes só existem na meiose: a conjugação ocorreu na prófase I.
Passo 2. Os bivalentes estão no equador em duas fileiras — isso significa que a fase é metáfase I.
Passo 3. Um bivalente contém dois cromossomos. Há 12 bivalentes, o que significa que há 24 cromossomos, e o conjunto inicial da célula é 2n = 24. O número de moléculas de DNA nesta fase é 48 (2n4c).
Resposta: metáfase da meiose I, 2n = 24, conjunto da célula 2n4c.
Como não errar: se cromossomos individuais de duas cromátides estivessem alinhados no equador em uma fileira, seria metáfase da mitose (com 2n) ou metáfase II (com conjunto haploide).
Erros comuns
-
Achar que o DNA duplica na prófase, antes da divisão.
A duplicação (reduplicação) do DNA ocorre no período S da interfase, muito antes da prófase. Tanto a mitose quanto a meiose começam com o conjunto 2n4c.
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Contar cromossomos pelas cromátides: ver 46 cromossomos de duas cromátides e escrever «92 cromossomos».
O número de cromossomos é igual ao número de centrômeros. Enquanto as cromátides estão unidas por um centrômero, é um cromossomo: 46 cromossomos e 92 moléculas de DNA. Haverá 92 cromossomos apenas na anáfase, quando os centrômeros se separarem.
-
Afirmar que na anáfase da mitose se separam cromossomos homólogos.
Na anáfase da mitose, separam-se cromátides irmãs do mesmo cromossomo. Cromossomos homólogos se separam apenas uma vez durante toda a divisão — na anáfase I da meiose.
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Pensar que o DNA duplica novamente antes da segunda divisão da meiose.
Na interfase não há período sintético. Uma duplicação de DNA — duas divisões: é por isso que o conjunto final é reduzido pela metade.
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Atribuir o crossing-over à mitose ou à metáfase I.
O crossing-over ocorre na prófase I da meiose, quando os homólogos estão unidos no bivalente (conjugação). Na mitose, os homólogos não se conjugam, portanto, não há crossing-over.
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Escrever que a meiose produz quatro células idênticas, e que o número de cromossomos é reduzido pela metade em cada uma das duas divisões.
O conjunto é reduzido pela metade apenas na primeira divisão — que é chamada de reducional. A segunda divisão não reduz o número de cromossomos na célula, ela separa as cromátides. E as quatro células resultantes são geneticamente diferentes: o crossing-over e a separação aleatória de homólogos lhes dão diferentes combinações de genes.
-
Chamar a interfase de primeira fase da mitose.
A interfase é parte do ciclo celular, não uma fase da divisão. A mitose tem quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Mas não se pode resolver problemas de contagem de cromossomos sem a interfase: é no seu período S que o conjunto se torna 2n4c.
Perguntas e respostas
Qual a diferença entre mitose e meiose, em resumo?
Mitose é uma divisão, resultando em duas células com o mesmo conjunto 2n e o mesmo conjunto de genes. Meiose são duas divisões consecutivas após uma duplicação do DNA, resultando em quatro células com conjunto haploide n, e todas elas diferem na combinação de genes. Além disso, apenas na meiose há conjugação e crossing-over, e na anáfase I separam-se cromossomos homólogos inteiros, não cromátides.
Quantas células são formadas na mitose e na meiose?
Na mitose — duas células com conjunto 2n2c. Na meiose — quatro células com conjunto nc. Daí a diferença de propósito: a mitose aumenta o número de células idênticas, a meiose prepara as células sexuais.
Em qual fase ocorre o crossing-over?
Na prófase da primeira divisão da meiose. Crossing-over é a troca de segmentos iguais entre cromátides não irmãs de cromossomos homólogos. Isso só é possível quando os homólogos estão próximos no bivalente, ou seja, após a conjugação.
O que é conjugação de cromossomos e bivalente?
Conjugação é a aproximação de cromossomos homólogos em pares ao longo de todo o comprimento na prófase I da meiose. O par resultante é chamado de bivalente: ele contém dois cromossomos e quatro cromátides (por isso às vezes é chamado de tétrade). Na metáfase I, são os bivalentes que se alinham no equador, não cromossomos individuais.
Por que na anáfase da mitose o conjunto é escrito como 4n4c?
Porque os centrômeros se dividiram, e cada cromátide anterior se tornou um cromossomo independente. O número de moléculas de DNA permaneceu o mesmo (4c), mas o número de cromossomos temporariamente dobrou — para 4n. Assim que o citoplasma se dividir, cada uma das duas células terá o conjunto usual 2n2c.
Onde no corpo ocorre mitose e onde ocorre meiose?
Mitose ocorre em células somáticas: nas zonas de crescimento, na pele, na mucosa intestinal, na medula óssea, na cicatrização de feridas. Meiose em animais ocorre nas gônadas durante a formação de células sexuais, e em plantas — durante a formação de esporos.
A interfase faz parte da mitose?
Não. A interfase é a preparação para a divisão e parte do ciclo celular. A mitose tem quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Mas problemas de contagem de cromossomos não podem ser resolvidos sem a interfase: é no seu período S que o conjunto se torna 2n4c.
