35.17: Distribuição do Conteúdo Citoplasmático

A citocinese segrega os cromossomos e organelas de uma célula em suas células-filhas. As organelas se dividem e crescem antes da divisão celular, mas não podem ser sintetizadas de novo; portanto, as células devem receber pelo menos uma cópia de cada organela para sobreviver. Atualmente, muitos dos detalhes de como as organelas estão distribuídas ainda não estão totalmente elucidados.

Distribuição de determinantes citoplasmáticos

O citoplasma contém várias organelas, bem como sais, proteínas e água. A distribuição de pequenas organelas como peroxissomos e lisossomos pode ser explicada pela difusão simples. Como cada célula possui múltiplas cópias de cada organela, as células-filhas têm uma alta probabilidade de receber pelo menos uma cópia da organela. No entanto, a distribuição de grandes organelas como o RE ou o cloroplasto requer mecanismos evolutivamente conservados mais complexos.

Avanços recentes na distribuição dos corpos de Golgi

O aparelho de Golgi se decompõe quando as células entram na mitose. Dois modelos possíveis podem explicar a distribuição do aparelho de Golgi nas células-filhas. De acordo com o primeiro modelo, durante a prófase, os túbulos de Golgi são clivados e pequenas pilhas de Golgi são liberadas. Estes são ainda fragmentados em vesículas e túbulos. Esses aglomerados mitóticos de Golgi (MGC) se dispersam no citoplasma e segregam nas células em divisão durante a anáfase. Os microtúbulos fusiformes guiam a distribuição do MGC de maneira ordenada. O segundo modelo levanta a hipótese de que as proteínas e membranas do Golgi são reabsorvidas no RE no início da mitose, permitindo que o Golgi se particione com o RE.

Avanços recentes na distribuição de mitocôndrias

As mitocôndrias são organelas críticas para a sobrevivência e crescimento celular. Durante a mitose, as mitocôndrias são divididas em fragmentos menores que podem então segregar entre as células-filhas. Uma proteína conservada DRP1 contrai a membrana mitocondrial externa e provoca a fissão mitocondrial. Cyclin B-Cdk1 e Aurora-A, duas quinases mitóticas, regulam a ativação de DRP1.

Avanços recentes na distribuição do retículo endoplasmático

O retículo endoplasmático interfásico (RE) é uma membrana contínua que sintetiza as membranas dos corpos de Golgi, endolisossomos, vesículas e membrana plasmática. Durante a mitose, o RE pode sofrer fragmentação ou permanecer como cisternas. Nas células HeLa, o RE é mantido como cisternas e está restrito ao córtex celular. O RE não é distribuído uniformemente e as cisternas centrais estão associadas ao fuso. O RE pode ser preso às paredes do córtex das células mitóticas antes de ser distribuído às células-filhas.

O citoplasma de uma célula contém muitas organelas diferentes. Cada organela difere em sua estrutura, função e número de cópias; Portanto, uma célula precisa usar estratégias distintas para separar cada tipo de organela adequadamente em suas células-filhas.

O envelope nuclear e o retículo endoplasmático estão diretamente conectados e, portanto, sua distribuição para as células-filhas é acoplada.

Na prófase, o envelope nuclear e as proteínas associadas se fundem com o retículo endoplasmático. O retículo endoplasmático em forma de folha se transforma em uma estrutura tubular e se reorganiza perto do córtex celular durante a metáfase.

Após a segregação cromossômica, o retículo endoplasmático circunda as cromátides irmãs e reforma o envelope nuclear.

Na mitose, as mitocôndrias sofrem fissão para produzir mitocôndrias fragmentadas que se espalham por toda a célula.

Durante a divisão celular, acredita-se que essas mitocôndrias fragmentadas sejam distribuídas para as células-filhas por meio de um processo estocástico ou aleatório e, em seguida, se fundam para recuperar sua forma e tamanho.

Uma única cópia do corpo de Golgi está presente na célula, e sua distribuição igual é vital para a sobrevivência celular. O corpo de Golgi se desmonta passo a passo antes de se segregar nas células-filhas.

A fita de Golgi contendo cisternas empilhadas se divide em várias mini pilhas, que são então desmontadas em vesículas.

Na anáfase, as vesículas de Golgi se fundem para formar cisternas, que então são reempilhadas. Então, gêmeos de pequeno e grande porte se formam perto do meio do corpo e do centrossomo, respectivamente, em telófase.

Finalmente, durante a citocinese, os corpos gêmeos menores de Golgi se fundem com os maiores para formar o único corpo de Golgi em cada célula-filha.

A divisão simétrica ocorre na maioria das células, onde uma célula produz duas células-filhas idênticas com o mesmo destino.

Em algumas células, a divisão assimétrica ocorre onde há uma herança desigual de determinantes do destino celular, resultando na produção de células-filhas não idênticas.

Por exemplo, as células-tronco podem sofrer divisão celular assimétrica para produzir uma célula-filha que se comporta como a célula-tronco-mãe, enquanto a outra célula-filha pode seguir uma linhagem celular diferente.