O ciclo celular

O crescimento e a divisão de uma célula são orquestrados em um processo altamente controlado e ordenado denominado ciclo celular.

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O ciclo celular contém 4 estágios; Fase gap 1 (G1), fase de síntese (S), fase gap 2 (G2) e fase mitose (M). Para a maioria das células humanas, um único ciclo celular leva aproximadamente 24 horas. No entanto, em tecidos onde há uma necessidade constante de renovação e substituição celular, como o revestimento do intestino, o processo é muito mais curto, levando apenas 9 horas.

Interfase

G1, S e G2 são todas cumulativamente chamadas de interfase envolvendo o crescimento de uma célula e a replicação de seu DNA. Inicialmente na fase G1, a célula cresce fisicamente e aumenta o volume de proteínas e organelas. Na fase S, a célula copia seu DNA para produzir duas cromátides irmãs e replica seus nucleossomos. Finalmente, a fase G2 envolve mais crescimento celular e organização do conteúdo celular.

Mitose

Durante a fase M, a célula se divide em duas células-filhas. O DNA inicialmente se condensa para formar cromossomos que são separados por um fuso mitótico. Esta fase M é dividida em 4 estágios; prófase, metáfase, anáfase e telófase.

Prófase: O DNA se condensa para formar cromossomos e fusos mitóticos começam a se formar entre os dois nucleossomos. Esses fusos então começam a se ligar aos cinetocoros nos cromossomos e organizá-los no centro da célula.

Metáfase: os cromossomos que são ligados por seus cinetocoros são puxados para o centro da célula, formando uma linha chamada a placa metafásica. A célula então garante que todos os cromossomos estejam ligados em dois cinetóforos separados, um em cada cromátide irmã, em uma fase chamada ponto de verificação do fuso. Isso confirma que cada nova célula conterá uma quantidade uniforme de material de DNA quando a célula se dividir.

Anáfase: Depois que a célula passar por este ponto de verificação, ela entrará em anáfase. Coesinas, que mantêm os cromossomos juntos, são clivadas e os microtúbulos ligados começam a encurtar. Esse processo separa as cromátides irmãs em pólos opostos da célula. Os microtúbulos restantes, que não estão ligados aos cromossomos, se alongam e forçam as duas metades da célula a se afastarem uma da outra.

Telófase: neste ponto, a célula está quase completamente dividida. Dentro da telófase, o DNA se descondensa e o fuso mitótico é quebrado antes que dois núcleos separados se desenvolvam.

Citocinese

Assim que o DNA é dividido, a célula física se divide em um processo chamado citocinese. Inicialmente, um anel contrátil se forma no centro, dividindo e comprimindo a célula ao meio. Isso forma um recuo chamado sulco de clivagem, que eventualmente divide a célula em duas células-filhas idênticas.

Controle do ciclo celular

No geral, esse processo é altamente controlado por várias proteínas, que atuam para estimular e inibir o ciclo celular. A ciclina e as cinases dependentes de ciclina (CDKs) estão entre as proteínas mais importantes envolvidas na estimulação do ciclo. Os níveis de ciclina aumentam e diminuem em diferentes estágios do ciclo, o que estimula a função de CDKs cuja presença é estável, mas só pode funcionar na presença de ciclinas. Os CDKs funcionam para fosforilar muitas proteínas diferentes que são necessárias para a passagem de pontos importantes no ciclo celular, chamados de pontos de verificação.

Esses pontos de verificação estão presentes no final do G1 e no início do G2, funcionando para garantir que os os processos de cada estágio são realizados antes de a célula entrar ou sair da fase S. Há também um ponto de verificação da fase M (o ponto de verificação do fuso) que garante que os cromossomos estejam alinhados corretamente, conforme descrito anteriormente.

Em geral, esses pontos de verificação funcionam para garantir a integridade do genoma e evitar danos ao DNA. Se uma célula não atender aos requisitos do ponto de verificação, o ciclo celular é interrompido e o DNA pode ser reparado, ou se o DNA não pode ser reparado, a apoptose pode ser estimulada.

Se esses pontos de verificação forem perdida devido a proteínas mutantes, o ciclo celular não é mais controlado e pode levar à replicação descontrolada, por exemplo, mutações no gene TP53 levam a muitos tipos de câncer.

Esta proteína está envolvida no ciclo celular parada e transcrição de proteínas envolvidas no reparo do DNA ou apoptose. Portanto, a perda desse gene significa que o ciclo celular não pode ser interrompido e o DNA não pode ser reparado, resultando em crescimento tumoral.

No geral, o ciclo celular é um processo essencial para o crescimento e reparo dos tecidos. Está organizado em 4 fases distintas; Fase G1, fase S, fase G2 e fase M, e controlada pela presença de pontos de verificação.A perda de controle está implicada no câncer, como mutações que resultam na perda da parada do ciclo e no reparo do DNA, o que demonstra a importância da regulação correta.

Leitura adicional

• Todo o conteúdo de biologia celular
• Estrutura e função do núcleo celular
• O que são organelas?
• Estrutura do ribossomo
• Produção de proteínas: iniciação, Alongamento e rescisão

Citações