17.3: O Sistema de Controle do Ciclo Celular

O ciclo celular é um conjunto organizado de eventos que leva a célula a se dividir em duas células-filhas, cada uma contendo cromossomos idênticos à célula-mãe. É o ciclo celular que leva à formação de um organismo inteiro a partir de um zigoto unicelular. Além disso, a divisão celular também funciona na renovação ou reparo de tecidos em eucariotos multicelulares adultos. Por exemplo, na medula óssea, as células-tronco se dividem para formar novas células sanguíneas. Embora essencial para várias funções, a divisão celular na ausência de um mecanismo de controle leva ao câncer e a muitas doenças genéticas.

Para garantir que a replicação do DNA ocorra corretamente e que cada célula-filha herde o número certo de cromossomos, a célula possui mecanismos de vigilância que compõem o sistema de controle do ciclo celular. Existem pelo menos dois métodos conhecidos de controle do ciclo celular. Um desses processos inclui uma cascata de fosforilações de proteínas que faz a transição de uma célula de uma fase para a próxima. Além disso, há uma série de pontos de verificação que monitoram a conclusão de eventos essenciais e, se necessário, atrasam a progressão para a próxima fase. Em cada ponto de verificação, as proteínas reguladoras impedem que a iniciação celular entre na próxima fase até que os erros da fase anterior sejam corrigidos.

A primeira forma de regulação inclui uma família altamente regulamentada de quinases. A ativação da quinase requer interação com uma segunda subunidade expressa em pontos fixos do ciclo celular. Este componente secundário é denominado como uma “ciclina” específica de fase que se combina com sua parceira “quinase dependente de ciclina” (CDK), formando um complexo ativo, cada um dos quais exibe especificidade de substrato distinta. A fosforilação e a desfosforilação regulatórias ajustam a função dos complexos ciclina-CDK, garantindo uma progressão bem definida.

A segunda forma de regulação do ciclo celular – controle de ponto de verificação, é mais um mecanismo de vigilância. Os pontos de verificação do ciclo celular identificam defeitos em eventos cruciais, como replicação do DNA e segregação cromossômica. Por exemplo, o dano ao DNA desencadeia uma cascata de sinalização que ativa vários inibidores do ciclo celular. Esses inibidores se ligam a proteínas críticas do ciclo celular para interromper o ciclo até que o risco de mutação seja eliminado.