3 estágios da interfase

Os cientistas observaram o processo de divisão celular pela primeira vez no final do século XIX. A evidência microscópica consistente de células gastando energia e material para se copiar e se dividir refutou a teoria amplamente difundida de que novas células surgiram de geração espontânea. Os cientistas estavam começando a entender o fenômeno do ciclo celular; este é o processo pelo qual as células "nascem" por meio da divisão celular e, então, vivem suas vidas, realizando suas atividades celulares diárias, até que seja hora de elas próprias passarem pela divisão celular.

Existem muitas razões pelas quais uma célula pode não passar por uma divisão. Algumas células do corpo humano simplesmente não o fazem; por exemplo, a maioria das células nervosas acaba por parar de sofrer divisão celular, razão pela qual uma pessoa que sofre danos nos nervos pode sofrer déficits motores ou sensoriais permanentes.

Normalmente, porém, o ciclo de célula é um processo que consiste em duas fases: interfase e

TL; DR (muito longo; Não li)

Os três estágios da interfase são G₁, que significa Gap phase 1; Fase S, que significa fase de síntese; e G₂, que significa Gap phase 2. A interfase é a primeira das duas fases do ciclo celular eucariótico. A segunda fase é a mitose, ou fase M, que é quando ocorre a divisão celular. Às vezes, as células não deixam G₁ porque não são o tipo de célula que está se dividindo ou porque estão morrendo. Nestes casos, eles estão em um estágio denominado G₀, que não é considerada parte do ciclo celular.

Organismos unicelulares, como bactérias, são chamados procariontes, e quando eles se envolvem na divisão celular, seu propósito é reproduzir assexuadamente; eles estão criando descendentes. A divisão celular procariótica é chamada fissão binária em vez de mitose. Os procariotos normalmente têm apenas um cromossomo que nem mesmo é contido por uma membrana nuclear e não possuem as organelas que outros tipos de células possuem. Durante a fissão binária, uma célula procariótica faz uma cópia de seu cromossomo e, em seguida, anexa cada cópia irmã do cromossomo a um lado oposto de sua membrana celular. Em seguida, começa a formar uma fenda em sua membrana que pressiona para dentro em um processo chamado invaginação, até que se separa em duas células idênticas e separadas. As células que fazem parte do ciclo celular mitótico são as células eucarióticas. Eles não são organismos vivos individuais, mas células que existem como unidades cooperantes de organismos maiores. As células em seus olhos ou ossos, ou as células na língua do seu gato ou nas folhas de grama em seu gramado são todas células eucarióticas. Eles contêm muito mais material genético do que um procarionte, então o processo de divisão celular também é muito mais complexo.

O ciclo celular tem esse nome porque as células estão constantemente se dividindo, começando uma nova vida. Uma vez que a célula se divide, é o fim da fase de mitose, e ela imediatamente começa a interfase novamente. É claro que, na prática, o ciclo celular acontece de maneira fluida, mas os cientistas demarcaram fases e subfases dentro do processo para compreender melhor os blocos de construção microscópicos da vida. A célula recém-dividida, que agora é uma das duas células que antes eram uma única célula, está no G₁ subfase da interfase. G₁ é uma abreviatura para a fase “Gap”; haverá outro rotulado G₂. Você também pode ver estes escritos como G1 e G2. Quando os cientistas descobriram o trabalho celular fundamental e ocupado da mitose sob o microscópio, eles interpretou a interfase relativamente menos dramática como uma fase de repouso ou pausa entre as células divisões.

Eles chamaram G₁ encenar com a palavra “lacuna” usando essa interpretação, mas, nesse sentido, é um nome impróprio. Na realidade, G₁ é mais um estágio de crescimento do que um estágio de repouso. Durante esta fase, a célula está fazendo todas as coisas que são normais para seu tipo de célula. Se for um glóbulo branco, estará realizando ações defensivas para o sistema imunológico. Se for uma célula da folha de uma planta, estará realizando fotossíntese e trocas gasosas. É provável que a célula esteja crescendo. Algumas células crescem lentamente durante G₁ enquanto outros crescem muito rapidamente. A célula sintetiza moléculas, como ácido ribonucleico (RNA) e várias proteínas. Em um certo ponto no final do G₁ estágio, a célula tem que “decidir” se vai ou não passar para o próximo estágio de interfase.

Uma molécula chamada quinase dependente de ciclina (CDK) regula o ciclo celular. Esta regulação é necessária para prevenir a perda de controle do crescimento celular. A divisão celular fora de controle em animais é outra maneira de descrever um tumor maligno ou câncer. O CDK fornece sinais em pontos de verificação durante pontos específicos do ciclo celular para que a célula prossiga ou faça uma pausa. Certos fatores ambientais contribuem para que o CDK forneça esses sinais. Isso inclui a disponibilidade de nutrientes e fatores de crescimento e a densidade celular no tecido circundante. A densidade celular é um método particularmente importante de autorregulação usado pelas células para manter as taxas de crescimento de tecidos saudáveis. O CDK regula o ciclo celular durante os três estágios da interfase, bem como durante a mitose (também chamada de fase M).

Se uma célula atinge um ponto de verificação regulatório e não recebe um sinal para continuar com o ciclo celular (por exemplo, se estiver no final de G₁ em interfase e está esperando para entrar na fase S em interfase), há duas coisas possíveis que a célula poderia fazer. Uma é que ele pode pausar enquanto o problema é resolvido. Se, por exemplo, algum componente necessário estiver danificado ou faltando, reparos ou suplementação podem ser feitos, e então ele pode se aproximar do posto de controle novamente. A outra opção para a célula é entrar em uma fase diferente chamada G₀, que está fora do ciclo celular. Esta designação é para células que continuarão a funcionar da maneira que deveriam, mas não passarão para a fase S ou mitose e, como tal, não entrarão na divisão celular. A maioria das células nervosas humanas adultas são consideradas pertencentes ao grupo G₀ fase, uma vez que normalmente não prosseguem para a fase S ou mitose. Células do G₀ fase são considerados quiescentes, o que significa que estão em um estado de não divisão, ou senescentes, o que significa que estão morrendo.

Durante o G₁ No estágio de interfase, há dois pontos de verificação regulatórios pelos quais a célula deve passar antes de prosseguir. Avalia-se se o DNA da célula está danificado e, se estiver, o DNA deve ser reparado antes de prosseguir. Mesmo quando a célula está pronta para prosseguir para a fase S da interfase, há outro ponto de verificação para fazer certifique-se de que as condições ambientais - ou seja, o estado do ambiente imediatamente ao redor da célula - são favorável. Essas condições incluem a densidade celular do tecido circundante. Quando a célula tiver as condições necessárias para proceder de G₁ na fase S, uma proteína ciclina se liga ao CDK, expondo a parte ativa da molécula, que sinaliza para a célula que é hora de iniciar a fase S. Se a célula não atender às condições para passar de G₁ para a fase S, a ciclina não ativará o CDK, o que impedirá a progressão. Em alguns casos, como o DNA danificado, as proteínas inibidoras de CDK se ligam às moléculas de CDK-ciclina para evitar a progressão até que o problema seja corrigido.

Uma vez que a célula entra Fase S, deve continuar todo o caminho até o final do ciclo celular, sem voltar ou retroceder para G₀. Existem mais pontos de verificação ao longo do processo, no entanto, para garantir que as etapas sejam concluídas corretamente antes que a célula passe para a próxima fase do ciclo celular. O “S” na fase S significa síntese porque a célula sintetiza, ou cria, uma nova cópia de seu DNA. Nas células humanas, isso significa que a célula produz um novo conjunto de 46 cromossomos durante a fase S. Este estágio é cuidadosamente regulado para evitar que erros passem para o próximo estágio; esses erros são mutações. As mutações acontecem com bastante frequência, mas os regulamentos do ciclo celular impedem que muito mais delas aconteçam. Durante a replicação do DNA, cada cromossomo se torna extremamente enrolado em torno de fitas de proteínas chamadas histonas, reduzindo seu comprimento de 2 nanômetros para 5 mícrons. Os dois novos cromossomos irmãos duplicados são chamados cromátides. As histonas unem as duas cromátides correspondentes firmemente em parte ao longo de seus comprimentos. O ponto onde eles são unidos é chamado de centrômero. (Consulte Recursos para obter uma representação visual disso.)

Para aumentar os movimentos complicados que acontecem durante a replicação do DNA, muitas células eucarióticas são diplóides, o que significa que seus cromossomos estão normalmente dispostos em pares. A maioria das células humanas são diplóides, com exceção das células reprodutivas; estes incluem oócitos (óvulos) e espermatócitos (esperma), que são haplóides e têm 23 cromossomos. As células somáticas humanas, que são todas as outras células do corpo, têm 46 cromossomos, dispostos em 23 pares. Os cromossomos emparelhados são chamados de par homólogo. Durante a fase S da interfase, quando cada cromossomo individual de um par homólogo original é replicado, o resultantes duas cromátides irmãs de cada cromossomo original são unidas, formando uma figura que se parece com dois Xs colados juntos. Durante a mitose, o núcleo se dividirá em dois novos núcleos, puxando um de cada cromátide de cada par homólogo para longe de sua irmã.

Se a célula passar nos pontos de verificação da fase S, que estão especialmente preocupados em ter certeza de que o DNA não foi danificado, replicado corretamente e que se replicou apenas uma vez, então os fatores regulatórios permitem que a célula prossiga para o próximo estágio de interfase. Este é G₂, que significa Gap fase 2, como G₁. Também é um nome impróprio, pois a célula não está esperando, mas está muito ocupada durante esse estágio. A célula continua a fazer seu trabalho normal. Lembre-se daqueles exemplos de G₁ de uma célula foliar realizando fotossíntese ou de um glóbulo branco defendendo o corpo contra patógenos. Também se prepara para sair da interfase e entrar na mitose (fase M), que é o segundo e último estágio do ciclo celular, antes de se dividir e começar tudo de novo.

Outro ponto de verificação durante G₂ garante que o DNA foi replicado corretamente e o CDK permite que ele avance apenas se for aprovado. Durante G₂, a célula replica o centrômero que liga as cromátides, formando algo chamado microtúbulo. Isso se tornará parte do fuso, que é uma rede de fibras que guiará as cromátides irmãs para longe umas das outras e para seus lugares apropriados nos núcleos recém-divididos. Durante essa fase, mitocôndrias e cloroplastos também se dividem, quando estão presentes na célula. Quando a célula ultrapassa seus pontos de controle, ela está pronta para a mitose e conclui os três estágios da interfase. Durante a mitose, o núcleo se divide em dois núcleos, e quase ao mesmo tempo, um processo denominado citocinese irá dividir o citoplasma, ou seja, o resto da célula, em duas células. Ao final desses processos, haverá duas novas células, prontas para iniciar o G₁ estágio de interfase novamente.