18.6:

18.6: Duplicação do Centrossomo

Centrosome Duplication

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Molecular Biology

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Centrosome Duplication

18.5: The Mitotic Spindle

18.7: Microtubule Instability

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02:25 min

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April 07, 2021

Overview

O principal centro organizador dos microtúbulos (MTOC) nas células animais é o centrossomo. Um centrossomo tem dois centríolos cilíndricos em seu núcleo. Cada centríolo consiste em nove conjuntos de três microtúbulos mantidos juntos por proteínas. Os centríolos são posicionados em ângulos retos entre si e cercados por uma nuvem de proteína disforme chamada matriz pericentriolar ou material pericentriolar (PCM).

Para garantir que cada célula-filha receba um centrossomo após a divisão celular, a duplicação do centrossomo começa no início do ciclo celular. A duplicação do centrossomo é rigidamente regulada por controles do ciclo celular – como a quinase dependente de ciclina 2 (Cdk2) – para evitar que ocorra mais de uma vez por ciclo celular. Assim, no momento em que a célula atinge a mitose, ela tem dois centrossomas

.

A duplicação do centrossomo coincide com as fases do ciclo celular. Durante a fase G₁ do ciclo celular, os dois centríolos no centrossomo se separam, um processo chamado desorientação do centrossomo.

Durante as fases G₁ e S, os centrossomas são duplicados. Um novo centríolo, chamado procentríolo, começa a se formar e se alongar na base de cada um dos dois centríolos existentes. Os procentríolos se alongam através de S e G₂ até ficarem tão grandes quanto os centríolos mais antigos. Os quatro centríolos permanecem próximos dentro do PCM aumentado até que a célula entre em mitose.

Durante a fase G₂, a γ-tubulina e outras proteínas PCM se acumulam no centrossomo, um processo chamado maturação do centrossoma.

Durante a transição entre as fases G₂ e M, os centrossomas começam a se separar. Os dois centríolos-mãe se desconectam e as proteínas motoras dos microtúbulos separam os dois centrossomas.

Erros na regulação do centrossomo podem causar anormalidades no número de cromossomos e centrossomas. Anormalidades do centrossomo e defeitos na progressão do ciclo do centrossomo estão implicados em várias doenças, principalmente câncer. As proteínas supressoras de tumor e os oncogenes estão ligados a alterações prejudiciais nos centrossomas das células tumorais, tornando essas proteínas um alvo de tratamento atraente.

Transcript

Um centrossoma é o principal organizador de microtúbulos de uma célula eucariótica e desempenha um papel vital na formação do fuso mitótico, um arranjo bipolar de microtúbulos que separa as cromátides irmãs. Os dois pólos do fuso são formados por dois centrossomas opostos.

Antes do ciclo celular, no entanto, a maioria das células animais contém apenas um centrossomo no citoplasma. A quinase dependente de ciclina G1 / S ou complexo Cdk – consistindo de ciclina E e Cdk2 em células animais – ajuda a desencadear a duplicação do centrossomo, bem como a entrada no ciclo celular.

Cada centrossomo consiste em dois centríolos, que são encapsulados por uma matriz pericentriolar proteica.

A duplicação do centrossomo começa no início da fase G1, quando a separase realiza o desengajamento dos dois centríolos. Uma proteína pertencente à família da proteína quinase semelhante ao polo, Plk-4, é um importante regulador para a biogênese do centríolo em humanos.

Perto do início da fase S, um centríolo filho começa a crescer em ângulo reto com a base de cada centríolo.

Durante o G2, os centríolos filhos normalmente terminam de se alongar. Os quatro centríolos permanecem próximos no centrossomo até que a célula entre em mitose.

No início da mitose, o centrossomo se divide em dois, o que também é conhecido como disjunção do centrossomo. Os dois centrossomas resultantes contêm um par de centríolos e a matriz pericentriolar. Ambos os centrossomas nucleam um conjunto de microtúbulos, principalmente no centríolo-mãe, formando coletivamente o fuso mitótico.

O ciclo de vida do centrossoma e do cromossomo é semelhante em vários aspectos. Sua duplicação ocorre apenas uma vez por ciclo e ambas se duplicam por meio de um processo semiconservativo em que uma nova cópia é produzida a partir da cópia pai pré-existente.

Além disso, como os cromossomos, uma cópia do centrossomo é igualmente distribuída para cada célula-filha após a divisão.

A duplicação excessiva do centrossomo pode prejudicar a montagem do fuso mitótico e fazer com que os cromossomos se separem incorretamente, o que pode causar doenças como o câncer.

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Centrosome Microtubule Organizing Center Centriole Pericentriolar Matrix Cell Division Cell Cycle Controls Cyclin-dependent Kinase 2 Mitosis G1 Phase S Phase Procentriole Centrosome Disorientation G2 Phase Tubulin Accumulation Centrosome Maturation