Biologia Celular e Molecular

Ciclo Celular: interfase e mitose

O ciclo da divisão celular ou, mais abreviadamente, o ciclo celular se refere às modificações sofridas pela célula desde a sua formação até a sua divisão em duas células filhas.

Há duas amplas etapas no ciclo celular. Uma delas é a fase mitótica (M), que é caracterizada pela divisão do núcleo (mitose) e a divisão do citoplasma (citocinese). A outra fase, a intérfase, é aquela em que a célula não apresenta evidentes mudanças morfológicas nucleares e persiste até que aconteça a próxima divisão.

ciclo celular

A intérfase é dividida em três períodos: G1, S e G2. O período G1 é geralmente a fase do ciclo mais variável em duração. Células que se proliferam bastante têm um G1 menor, como por exemplo as células da medula óssea, que vão formar hemácias e certos glóbulos brancos do sangue. Já as células que se reproduzem muito pouco como as do tecido do músculo liso, permanecem maior tempo no G1. Algumas raramente se reproduzem, como por exemplo os neurônios.

Durante o período S ocorre a duplicação do DNA, que é feita de modo semiconservativo, ou seja, as cadeias de dupla-hélice se separam com a ajuda da enzima helicase e, a partir de cada uma delas, uma nova cadeia é sintetizada com o auxílio da DNA-polimerase, utilizando a cadeia existente como molde e refazendo a hélice dupla. Essa duplicação inicia-se em numerosos pontos ao longo da cadeia de DNA e progride por curtos trechos (réplicons) até encontrar novas regiões em duplicação.

No período G2 ocorrem os preparativos necessários para a próxima mitose, com síntese de RNA e proteínas essenciais à fase mitótica, uma vez que a síntese desses compostos é interrompida e se reinicia somente após o término da divisão.

A mitose é subdividida, para fins didáticos, em quatro etapas: prófase, metáfase, anáfase e telófase. A prófase se caracteriza pela condensação gradual do DNA. Quando o DNA não está condensado é denominado cromatina, quando condensado (com auxílio de proteínas com essa função) passa a se chamar cromossomo, que é formado por duas cromátides, cada uma correspondente a uma cópia do DNA duplicado na fase S, sendo que as duas cromátides estão ligadas pelo centrômero.

Ainda na prófase, os nucléolos vão se desorganizando, enquanto os centríolos, também duplicados na fase S, emigram, um par para cada polo da célula. Os microtúbulos do citoesqueleto se organizam para formar os feixes de microtúbulos partindo dos dois pares de centríolos.

No fim da prófase (prometáfase) o envoltório nuclear se desorganiza e os microtúbulos do fuso têm acesso aos cromossomos.

Na metáfase a condensação cromossômica atinge o máximo. Os microtúbulos partindo dos centríolos formam o fuso mitótico. Os cromossomos, ligados aos microtúbulos, se dispõem numa placa, na zona correspondente ao equador da célula. Nesta fase, as duas cromátides e o centrômero são facilmente visíveis, devido à condensação intensa dos dois filamentos de DNA.

Na anáfase ocorre a divisão dos cromossomos e inicia-se a migração das cromátides (agora cromossomos-filhos) para os polos, sendo os microtúbulos responsáveis pelo movimento.

A telófase inicia-se quando os cromossomos filhos alcançam os respectivos polos e caracteriza-se pela descondensação da cromatina, a reorganização dos nucléolos, a reconstrução do envoltório nuclear e a desconstrução do sistema microtubular mitótico.

A citocinese tem início na anáfase e termina após a telófase com a formação das duas células-filhas. Na célula animal, as proteínas actina e miosina atuam na zona equatorial da célula-mãe, ocasionando um movimento de contrição que progride até a divisão do citoplasma, cada parte recebendo a mesma quantidade de conteúdo citoplasmático. Já na célula vegetal, ocorre a formação de uma divisória ao longo do equador (placa celular), resultado da fusão de membranas do complexo de Golgi, que formará a nova membrana plasmática dessa região.

 

O crescimento e divisão celular devem manter um equilíbrio com a manutenção das características celulares essenciais. Por exemplo, a conservação do tamanho celular nas células-filhas obriga que o crescimento interfásico se compense com a divisão mitótica. Além disso, para que o ciclo celular seja iniciado, deve ocorrer o estímulo mitogênico adequado, que acontece a partir da ligação de um fator de crescimento a um receptor específico na membrana plasmática, no citoplasma ou no núcleo. Esta ligação inicial desencadeia uma cascata de ativação de proteínas transdutoras de sinal, que enviam o sinal mitogênico até o núcleo, sendo genes-alvo aqueles que codificam proteínas reguladoras do ciclo celular, como ciclinas e quinases.

Assim, células no período G1 que não obtiveram quantidades de nutrientes necessárias ou não atingiram o tamanho requerido, por meio de mecanismos de regulação, permanecem em um estado denominado G0, fase característica de células que não dividem, permanecendo indefinidamente na intérfase. Se estimuladas pelos fatores de crescimento, essas células retomam novamente à atividade proliferativa, entrando em G1 → S → G2 → M.

Tecidos cujas células possuem curto período G1, ou seja, proliferam com frequência, são os mais sensíveis pelos tratamentos que afetam reguladores do ciclo celular (drogas ou radiações), razão pela qual os pacientes com câncer em tratamento quimioterápico apresentam queda de cabelo ou problemas intestinais. O princípio do tratamento é atacar células que se proliferam com frequência justamente porque essa é uma característica das células tumorais (metástase), entretanto o tratamento não é capaz de diferenciar células saudáveis de células doentes, dessa forma, as células saudáveis que naturalmente possuem curto período de ciclo celular também ficam incapacitadas de se proliferarem como deveriam.

As células que são destinadas à reprodução passam por outro processo de divisão, a Meiose, que transforma uma célula diplóide (2n) em quatro células haplóides (n), esse tipo de divisão você pode ver aqui.

Para saber mais:

http://www.ciclocelular.com.br/

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia2/nucleo11.php

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