Resumo de biologia: Divisão celular: Mitose

Características da mitose

Mitose é um processo de divisão celular, onde uma célula-mãe, origina duas células-filhas, geneticamente iguais, ou seja, com mesma ploidia e quantidade de cromossomos da célula inicial, em uma divisão chamada de equitativa (E!), com eventos que permitem que o material genético seja distribuído de maneira igual entre as células, após a replicação semiconservativa . Em pluricelulares, esse processo é importante para o crescimento do organismo, para reposição de células e reprodução assexuada, como brotamento e fissão binária, enquanto unicelulares eucariontes utilizam a mitose como modo de reprodução assexuada.

Células que apresentam alta capacidade mitótica se encontram em tecidos de rápida renovação, como o tecido epitelial; as células-tronco, que tem a capacidade de originar diferentes tipos celulares e as células tumorais, que apresentam um conjunto de mutações que as impedem de controlar de modo adequado o ciclo celular, sofrendo sucessivas divisões, formando os tumores que podem ocasionar câncer. O processo de apoptose é importante para evitar o surgimento de células tumorais, mas quando essa autodestruição celular não funciona como deveria, a proliferação exagerada de células mutantes pode levar a falência de múltiplos órgãos.

 

Ciclo celular e a mitose

Quando uma célula entra em processo de divisão, ela abandona a fase G1 e entra na fase S, momento em que ocorre a replicação semiconservativa do DNA, onde uma fita antiga serve de molde para a construção de uma nova cadeia polinucleotídica complementar, formando cópias de DNA idênticas (caso não ocorra mutações) denominadas cromátides-irmãs, que se prendem umas às outras pelo centrômero.

Quando em G2, é possível notar a presença de dois centrossomos, estruturas celulares compostas por um par de estruturas cilíndricas chamadas centríolos, encontradas em células animais e em algumas células vegetais. Formados por proteínas do citoesqueleto, denominadas de tubulina, os centríolos são orientados perpendicularmente uns aos outros, com proteínas radiais a sua volta, denominadas fibras do áster, e atuam na organização e funcionamento do fuso mitótico, conjunto de proteínas responsáveis pela separação das cópias de DNA durante a divisão.

Em células de fungos e vegetais do grupo das angiospermas e gimnospermas, os centrossomos e as fibras do áster não estão presentes, portanto, a divisão é denominada acêntrica e anastral, enquanto nas células de animais, a presença de centríolos e fibras do áster determinam uma divisão cêntrica e astral.
 

Etapas da mitose (prófase, metáfase e anáfase)

O processo de mitose compreende 4 fases: prófase, metáfase, anáfase, telófase. Na prófase, os cromossomos iniciam a condensação e começam a se tornar visíveis ao microscópio óptico, não há mais nucléolos, o envelope nuclear começa a desintegrar-se, e os centríolos, quando presentes, movem-se para polos opostos da célula, iniciando a organização das fibras do fuso mitótico, também chamadas de fibras do fuso acromáticas, que iniciam a interação com os centrômeros dos cromossomos, em regiões denominadas cinetócoros, local de ancoragem das fibras do fuso.

Na metáfase, os cromossomos atingem seu grau máximo de condensação, alinham-se na região central da célula, conhecida como placa equatorial ou placa metafásica e os microtúbulos do fuso mitótico encontram-se ligados aos centrômeros dos cromossomos, preparando-se para a separação posterior. Algumas substâncias são capazes de desorganizar as fibras do fuso, não permitindo o alinhamento dos cromossomos, sendo possível a identificação do cariótipo celular, que é a contagem do número de cromossomos das células de um organismo.
Durante a anáfase, os microtúbulos do fuso mitótico encurtam-se, separando as cromátides para os polos opostos da célula, isso garante que cada célula filha receba uma cópia idêntica e completa do material genético.
 

Etapas da mitose (telófase) e Citocinese

A telófase é a fase da mitose subsequente a anáfase, na qual os cromossomos alcançam os polos opostos da célula, e descondensam, permitindo que a cromatina retorne ao estado mais relaxado, produzindo novos nucléolos, o envelope nuclear reconstitui-se ao redor dos cromossomos em cada um dos polos da célula, formando núcleos filhos e as fibras do fuso são completamente despolimerizadas. Nessa fase, temos dois novos núcleos iguais entre si e a célula original.

A citocinese inicia-se praticamente de modo simultâneo a telófase, onde as células serão separadas em duas novas células filhas. Em células animais, ocorre a formação de um sulco de constrição formadas por proteínas de actina e miosina que se aprofunda até a separação completa do citoplasma, chamado de citocinese centrípeta, enquanto em células vegetais, ocorre a formação de uma nova parede celular no centro da célula, que se expande até separar as células filhas, processo chamado de citocinese centrífuga. Após a citocinese, as células filhas iniciam um novo ciclo, reiniciando a interfase, entrando em G1, na qual ocorre atividade e crescimento celular.
 

Identificação da ploidia durante a divisão celular

A ploidia celular refere-se ao número de conjuntos completos de cromossomos presentes em uma célula e um dos métodos que usamos para determinar o cariótipo (conjuntos de  cromossomos) de uma espécie é através da contagem cromossômica. Durante a interfase, o material genético encontra-se em cromatina, formado por longos filamentos de DNA, mas durante a divisão, o material genético condensa, formando bastões curtos e grossos, visíveis ao microscópio óptico, portanto utilizamos substâncias que bloqueiam a formação de fibras do fuso, como a colchicina e a vimblastina, interrompendo a divisão celular na metáfase, assim é possíveis visualizar os cromossomos dispersos e com base no número e na presença ou ausência de cromossomos homólogos, é possível determinar a ploidia da célula.

Para a identificação de pares de cromossomos homólogos, somente o tamanho das estruturas não seria o suficiente para a correta determinação da ploidia celular, então utilizamos também o posicionamento dos centrômeros, estruturas que ligam as cromátides irmãs em um cromossomo condensado e duplicado. Cromossomos que apresentam o centrômero na região central, são chamados metacêntricos, caso o centrômero seja acima ou abaixo do meio das cromátides, é denominado submetacêntrico, se a localização do centrômero for próxima a região terminal do cromossomo, ele é denominado acrocêntrico e chamamos de telocêntrico o cromossomo que apresenta o centrômero localizado na extremidade.

Quando analisamos o cariótipo normal de células somáticas humanas, identificamos a presença de 46 cromossomos, formando 23 pares de homólogos, mas em alguns indivíduos, um desses pares apresentam somente algumas regiões de homologia, sendo de modo geral de tamanhos diferentes, identificados como os cromossomos sexuais X e Y. Indivíduos do sexo biológico masculino tem em suas células somáticas 22 pares de cromossomos autossômicos, que determinam as características em geral, e um par de cromossomos sexuais, denominados X, de origem materna, e Y, de origem paterna, que determinam a formação do aparelho reprodutor masculino, enquanto indivíduos do sexo biológico feminino apresentam os 22 pares de autossomos e um par de cromossomos sexuais X, um de cada genitor.