Divisão Celular

O ciclo celular refere-se à sequência de eventos ao longo da vida de uma célula típica - envolvendo crescimento, replicação do DNA e preparação para a divisão celular. Para organismos que se reproduzem sexualmente, a vida começa como um zigoto, um óvulo fertilizado. Com o tempo, essa única célula original cresce e se divide de maneira controlada para produzir um indivíduo multicelular e complexo. As células continuam esse processo, especialmente para manter e reparar os tecidos durante o envelhecimento.

Agora vamos dar uma olhada mais de perto. Nos eucariotos, o DNA de fita dupla é especialmente organizado dentro de um núcleo ligado à membrana para acomodar o espaço limitado da célula. No primeiro nível de compactação, o DNA é enrolado firmemente em torno de proteínas específicas chamadas histonas. Essa combinação de partículas de proteína de DNA é então repetida e empacotada em matrizes conhecidas como nucleossomos, que, junto com o DNA ligante, formam fibras de cromatina enroladas. Finalmente, proteínas fibrosas adicionais compactam ainda mais a cromatina, empacotando longos comprimentos de DNA em unidades fortemente condensadas. Reconhecidos como cromossomos, dependendo da fase de divisão celular.

Para se preparar para a divisão, as células devem passar pela interfase, que é dividida em três estágios. G1, S e G2. Em G1, a primeira fase de lacuna, uma célula-filha recém-gerada cresce em tamanho e se prepara para a duplicação de DNA na próxima fase. Agora, em S, a fase de síntese, as células duplicam seu DNA nuclear, que permanece empacotado como cromatina. As células também duplicam os centrossomas, as estruturas organizadoras dos microtúbulos que formam o aparelho do fuso mitótico. Finalmente, no G2, a segunda fase de lacuna, as células continuam a crescer, multiplicar organelas e proteínas necessárias para a mitose e reabastecer seus estoques de energia. A célula está agora pronta para entrar no primeiro estágio da mitose.

Composta por cinco estágios únicos, a mitose é uma forma de divisão em que o material genético de uma célula é dividido entre duas células-filhas. Primeiro, durante a prófase em humanos, a cromatina nucléica se condensa em cromossomos em forma de X, compostos por pares de cromátides irmãs ligadas nas junções do centrômero. Simultaneamente fora do núcleo, os centrossomas migram para lados opostos da célula. Ao fazer isso, os bastonetes de microtúbulos começam a crescer a partir de cada um. Seja para o interior ou exterior da célula, formando um aparelho de fuso em forma de teia. Em seguida, o envelope nuclear se dissolve durante a prometáfase, expondo os cromossomos a outros conteúdos da célula. As estruturas proteicas também aparecem em ambos os lados dos centrômeros, uma para cada cromátide. Uma vez que esses cinetocoros se formam, os microtúbulos internos que se estendem se prendem a eles, com cada cromátide irmã sendo amarrada a um pólo diferente.

A mitose então progride para a metáfase, onde o aparelho do fuso reorganiza os cromossomos para que sejam orientados de forma semelhante em uma linha fixa ao longo do equador da célula. Durante a anáfase, os microtúbulos afixados pelo cinetócoro encurtam. E as cromátides irmãs, agora chamadas individualmente de cromossomos, são separadas. Essas e outras dinâmicas de microtúbulos também alongam a célula. Finalmente, os cromossomos pousam em lados opostos das células durante a telófase. E o aparelho do fuso se desfaz. O material genético se solta e surgem dois envelopes nucleares, um ao redor de cada conjunto de cromossomos. Durante a telófase, um processo distinto, não tecnicamente um estágio de mitose, chamado citocinese, também divide a célula. Assim, o resultado final da mitose é um par de células geneticamente idêntico ao seu precursor.

Infelizmente, as mutações podem causar danos aos genes que controlam a regulação do ciclo celular, o que leva à divisão celular sem controle. Nesse caso, cada divisão celular sucessiva produz células-filhas com ainda mais danos ... e a regulação defeituosa do crescimento acaba levando à formação de massas celulares chamadas tumores.

Neste laboratório, você examinará os diferentes estágios da mitose usando células da ponta da raiz da cebola. E então examine o que acontece quando o controle do ciclo celular é perdido.