Gametogênese

Nesta aula de Biologia para o Enem você vai revisar como os hormônios orquestram a produção dos gametas. Vem com a gente revisar a gametogênese para mandar bem no Enem e nos vestibulares!

Os gametas são células essenciais para a realização da reprodução sexuada. Nesta aula você vai revisar o processo pelo qual eles são produzidos na espécie humana: a gametogênese.

O que é gametogênese?

Os gametas são células especiais. Eles são produzidos de maneira diferenciada com um único objeto: participar da reprodução sexuada. São eles que vão possibilitar a mistura de material genético que ocorre nesse tipo de reprodução.

Nos seres humanos, há dois tipos de gametogênese: a espermatogênese e a ovulogênese. A espermatogênese é responsável por produzir os gametas masculinos: os espermatozoides.

Já a ovulogênese é responsável pela produção dos gametas femininos – os óvulos.

O que são gametas?

Como você viu acima, os gametas são células que participam do processo de reprodução sexuada, também chamada de reprodução gâmica. Eles são responsáveis por carregar material genético de cada um dos progenitores e permitir a mistura desse DNA, aumentando a variabilidade genética da espécie.

Os gametas são células que se diferenciam das demais do nosso organismo por um motivo especial: elas são células haploides, também chamadas de n cromossomos.

Isso quer dizer que, ao contrário das demais células do nosso organismo (que são diploides ou 2n cromossomos), os gametas possuem 23 cromossomos e não 46.

Essa redução no número de cromossomos presentes nos gametas é gerada por um tipo especial de divisão celular: a meiose.

Esse processo ajuda na manutenção do número de cromossomos da espécie. Isso porque se os gametas tivessem 46 cromossomos como as demais células, a cada fecundação o número de cromossomos dobraria: 46 cromossomos + 46 cromossomos = 92 cromossomos. Na geração seguinte: 92 cromossomos + 92 cromossomos = 194 cromossomos. E assim por diante.

Sendo assim, com a redução de cromossomos pela metade a cada gametogênese, o número de cromossomos da espécie é mantido: 23 cromossomos do espermatozoide + 23 cromossomos do óvulo = 46 cromossomos no zigoto.

Gametogênese – Ovulogênese

A ovulogênese é processo através do qual os gametas femininos são produzidos. Esse processo se inicia ainda na vida embrionária da mulher. Ou seja, enquanto uma mulher está se desenvolvendo dentro da barriga da sua mãe, durante a gestação.

Durante esse período, as células germinativas primordiais (2n cromossomos) presentes nos ovários do embrião feminino começam a se proliferar através de sucessivas mitoses. Essas mitoses geram, então, células chamadas de ovogônias que também têm 2n cromossomos (46).

Em seguida, a maior parte dessas ovogônias começam a crescer, aumentando o volume do seu citoplasma. Esse crescimento se deve ao acúmulo de nutrientes no citoplasma, que chamamos de vitelo.

Na espécie humana, assim como nos demais mamíferos vivíparos, as células-ovo são oligolécitas, pois possuem pouco vitelo quando comparadas à células-ovos de outros animais.

Porém, esse pouco vitelo que se acumula é muito importante para o desenvolvimento do embrião enquanto ele ainda não desenvolveu os anexos embrionários que o sustentarão durante o seu desenvolvimento embrionário.

Os ovócitos

Dessa maneira, forma-se um terceiro estágio: os ovócitos primários, também diploides (2n). Após a sua formação, os ovócitos primários começam então a entrar em meiose. Porém, esse processo é logo interrompido na primeira etapa da meiose I, na prófase I.

Ali eles permanecem estagnados nessa etapa do processo de ovulogênese. Sendo assim, quando uma menina nasce, ela possui cerca de 400.000 ovócitos primários em seus ovários.

Pouco mais de 400 desses ovócitos chegarão a ser maturados ao longo da vida de uma mulher. Porém, esse processo de maturação acontecerá anos após o nascimento dessa menina, na fase que chamamos de puberdade.

Nessa fase, o corpo feminino passa a produzir hormônios que irão fazer com que suas características sexuais secundárias apareçam. Formam-se os seios, surgem pelos pubianos, os quadris começam a se alargar.

Juntamente com esse processo visível no lado externo do corpo, em seu interior, nos ovários, o processo estagnado na fase embrionária retoma seu desenvolvimento.

A menstruação

A partir da primeira menstruação, também conhecida como menarca, o corpo feminino passa a apresentar ciclos hormonais que conhecemos como ciclo menstrual. Esse ciclo acontece a cada 28 dias aproximadamente.

Em cada ciclo menstrual, um dos ovócitos I presentes nos ovários irá continuar seu desenvolvimento estimulado pelos hormônios produzidos pelo organismo feminino. Um desses hormônios, produzido pela hipófise e chamado de folículo estimulante (FSH), irá estimular as células ovarianas e induzirá a finalização da meiose I por um dos ovócitos I presente nos ovários.

Ao fim da meiose I, há a formação de um ovócito secundário (II) e de um glóbulo polar. O glóbulo polar é um pequeno envoltório que contém metade da carga genética do ovócito I (23 cromossomos duplicados). Após algum tempo ele realiza a meiose II, formando dois glóbulos polares que, em seguida, degeneram e são reabsorvidos pelo organismo. Já o ovócito II, uma célula n cromossomos, será secretado pelo ovário.

Ciclo menstrual e a ovocitação

Sendo assim, o gameta secretado pelas mulheres durante a “ovulação” é um gameta que ainda não terminou a meiose. Isso quer dizer que esse gameta já teve redução em seu número de cromossomos (ele tem n cromossomos), porém, seus 23 cromossomos ainda estão duplicados.

A liberação do ovócito II ocorre por volta do 14º dia do ciclo menstrual, ou seja, 14 dias após o primeiro dia da menstruação.

O ovócito II só realiza a meiose II caso ele seja fecundado por um espermatozoide. Nesse caso, há novamente a formação de um glóbulo polar e, ao mesmo tempo, do óvulo. O óvulo tem uma curtíssima duração, uma vez que se forma concomitantemente com a penetração do espermatozoide, tornando-se rapidamente um zigoto após a fecundação.

aula de gametogenese - fases da ovulacao
Imagem 1: Desenho esquemático resumindo as fases da ovulação.

Dessa maneira, se fôssemos realmente levar ao pé-da-letra o termo “ovulação”, poderíamos dizer que apenas as mulheres que já estiveram grávidas algum dia ovularam. Sendo assim, o termo mais correto para a liberação do gameta feminino e finalização da ovulogênese seria “ovocitação”.

Espermatogênese

Assim como ocorre nas mulheres, a produção de gametas nos homens inicia-se ainda na fase embrionária. No período em que o embrião masculino está se desenvolvendo na barriga de sua mãe, as células primordiais (2n) presentes nos testículos começam a sofrer mitoses sucessivas e dão origem às células chamadas de espermatogônias (2n).

Porém, ao contrário do que ocorre nas mulheres, as espermatogônias não iniciam a meiose na fase embrionária. Outra diferença é que as mitoses para produzir espermatogônias continuam durante toda a vida do homem. Já nas mulheres, como você acabou de ver, todas as ovogônias que elas terão ao longo da vida já nascem com elas.

Isso acontece porque os homens produzem uma quantidade infinitamente maior de gametas do que as mulheres ao longo de suas vidas. Para você ter uma ideia, a cada relação sexual um homem libera cerca de 200 milhões de espermatozoides em uma ejaculação. Enquanto as mulheres produzem geralmente apenas um gameta a cada ciclo menstrual.

Sendo assim, os homens precisam de uma constante reposição de espermatogônias para a produção de novos gametas.

Puberdade

Na puberdade, assim como nas mulheres, os homens passam a produzir hormônios que estimularão a formação das características sexuais secundárias e a produção de espermatozoides.  Os testículos passam a ser estimulados pelos hormônios FSH e LH (presentes também nas mulheres e produzidos pela hipófise).

Esses hormônios estimulam células presentes nos testículos, chamadas de células de Leydig, a produzirem testosterona. Além disso, esses hormônios, juntamente com a testosterona, estimulam as espermatogônias presentes nos túbulos seminíferos (tubinhos presentes nos testículos) a se diferenciarem formando os espermatócitos I (2n). Em seguida, essas células iniciam a meiose.

gametogênese e espermatogênese
Imagem 3: A imagem acima é uma composição onde vemos do lado esquerdo um desenho esquemático de um testículo e do lado direito uma fotografia obtida através de microscópio óptico. Na fotomicrografia podemos ver em roxo os túbulos seminíferos cortados transversalmente (é como se você estivesse olhando para dentro deles). As espermatogônias encontram-se na periferia dos túbulos, enquanto que as demais fases do desenvolvimento estão colocadas em direção à luz (centro) dos túbulos. É possível, inclusive, notar que algumas células do centro possuem fiozinhos que correspondem ao flagelo apresentado por cada espermatozoide maduro.

Ao fim da divisão da meiose I, são formados dois espermatócitos II para cada espermatócito I. Os espermatócitos II são células haploides (n), porém ainda possuem os seus cromossomos duplicados. Sendo assim, iniciam a meiose II.

A meiose II produz, para cada espermatócito I que iniciou a divisão, quatro espermátides. As espermátides são células arredondadas, sem mobilidade. Sendo assim, estas células passam por um processo de diferenciação em que ocorre a formação do flagelo, estrutura que caracteriza o espermatozoide e permite que ele “nade” até o óvulo.

espermatogênese
Imagem 4: Desenho esquemático resumindo o processo da espermatogênese.
Para resumir o que você aprendeu sobre gametogênese, veja esta videoaula do Professor Guilherme, do canal Biologia Prof. Guilherme:

Agora, para finalizar sua revisão e testar seus conhecimentos, faça os exercícios de gametogênese que selecionei para você:
Questão 01 – (PUCCamp/SP/2019)

Nos humanos a gametogênese inicia-se a partir da divisão meiótica de células que se encontram nas gônadas. A partir de uma célula que inicia a divisão meiótica são formados, nas mulheres e nos homens, respectivamente,

a) quatro óvulos e quatro espermatozoides.

b) dois óvulos e dois espermatozoides.

c) um óvulo e um espermatozoide.

d) quatro óvulos e um espermatozoide.

e) um óvulo e quatro espermatozoides.

Gab: E

Questão 02 – (FPS PE/2018)

Durante o processo de formação dos gametas, as células germinativas primordiais sofrem modificações e originam os espermatozoides e os óvulos. Acerca desse tema, assinale a alternativa correta.

a) As espermatogônias são originadas por sucessivas divisões mitóticas das células germinativas.

b) As ovogônias são células haploides.

c) As espermátides são originadas durante a meiose I.

d) O ovócito primário origina duas células de tamanhos iguais com n cromossomos.

e) O processo de diferenciação do ovócito secundário independe da fecundação.

Gab: A

Questão 03 – (UEA AM/2017)

A figura representa a gametogênese humana, o processo de formação de gametas masculinos e gametas femininos.

exercício de gametogênese

(César da Silva Júnior e Sezar Sasson. Biologia, 2011. Adaptado.)

Considerando as fases e as células representadas na figura, é correto afirmar que:

a) na ovogênese todo o processo de formação de óvulos ocorre na vida intrauterina, enquanto na espermatogênese os espermatozoides só irão se formar a partir da puberdade.

b) os gônias são diploides, porém os citos I são haploides na espermatogênese e diploides na ovogênese.

c) para que ocorra a formação do polócito II (segundo corpúsculo polar) é necessário que o ovócito II seja fecundado pelo espermatozoide.

d) ao longo da vida de um casal de 60 anos de idade, o número de óvulos produzidos pela mulher é ¼ do número de espermatozoides produzidos pelo homem.

e) durante o período de maturação dos citos II, na espermatogênese ocorre meiose enquanto na ovogênese ocorre mitose.

Gab: C

Sobre o(a) autor(a):

Juliana Evelyn dos Santos é bióloga formada pela Universidade Federal de Santa Catarina e cursa o Mestrado em Educação na mesma instituição. Ministra aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007 e é coordenadora pedagógica do Blog do Enem e do Curso Enem Gratuito.