Fase M: O que acontece nesta fase do ciclo celular?

As células são as unidades fundamentais da vida, sendo as entidades mais irredutíveis que retêm todas as propriedades básicas dos seres vivos, como a atividade metabólica e um meio de reprodução. Assim como organismos inteiros progridem através de sua própria versão de um ciclo de vida - nascimento, maturação, reprodução, envelhecimento e morte - as células individuais têm um ciclo de vida próprio, apropriadamente denominado de ciclo de célula.

(Algumas coisas vivas, deve-se notar, consistem apenas em uma única célula, fazendo "ciclo de vida" e "ciclo celular" proposições completamente sobrepostas para esses organismos.)

As células em organismos complexos não vivem tanto quanto as criaturas em que existem. O ciclo de vida da célula é geralmente mais previsível e fácil de separar em componentes bastante distintos do que o arco de vida de um animal moderadamente complexo.

Esses estágios incluem interfase e a Fase M, cada um dos quais inclui uma série de subestágios. A fase M abrange mitose, o processo pelo qual as células se reproduzem assexuadamente para criar novas células.

Mesmo o mais formidável ativo vulcões passam muito mais tempo dormentes do que em erupção, mas ninguém presta muita atenção aos períodos de repouso. Em certo sentido, as células são assim: a mitose é de longe a parte mais ocupada e dramática do ciclo celular, mas a célula na verdade passa a maior parte do tempo em interfase. Esta fase em si inclui G₁, S e G₂ estágios.

Uma célula recém-criada entra no primeiro lacuna (G₁) Estágio, durante o qual todos os conteúdos celulares (por exemplo, mitocôndrias, retículo endoplasmático, aparelho de Golgi e outros organelas) exceto para os cromossomos são duplicados.

No subsequente fase de síntese (S), todos os cromossomos da célula - em humanos, existem 46 - são duplicados (ou replicado, para usar o jargão da bioquímica).

No segundo lacuna (G₂) Estágio, a célula realiza uma verificação de controle de qualidade em si mesma, varrendo o conteúdo replicado em busca de erros e fazendo as correções necessárias. A célula então prossegue para o Fase M.

• Algumas células em tecidos nos quais a proliferação e o turnover são baixos, como o fígado, passam longos períodos de tempo em uma fase marcada G₀, com esta "rampa de saída" do ciclo típico que ocorre logo após a mitose ser concluída.

Durante a interfase, a célula cresce até o tamanho necessário para se dividir, fazendo cópias de seus vários elementos em etapas distintas ao longo do caminho. O fim do G₁ fase é sinalizada por uma proteína, marcando o que é chamado de G₁ ponto de verificação.

Um G semelhante₂ o ponto de verificação marca o início da fase M. Não há S₁ ponto de verificação, no entanto. Em algumas células, a fase S vai direto para a fase M.

Quando a célula não perde tempo verificando seu funcionamento em um G programado₂ fase, o evento que precede diretamente a fase M é a replicação do DNA (a replicação dos cromossomos) na fase S. Caso contrário, um G₂ fase de duração variável ocupa o ponto no ciclo celular imediatamente antes do início da mitose.

A mitose é um processo que ocorre em células eucarióticas (por exemplo, células vegetais, células de mamíferos e de outros animais, protistas e fungos) e resulta na produção de duas células filhas de uma célula-mãe, com as células-filhas sendo geneticamente idênticas à mãe e entre si.

É, portanto, assexuado, contrastando com meiose, um tipo de divisão celular que ocorre em certas células nas gônadas e envolve malabarismos e embaralhamento de material genético. Sua contraparte no mundo procarionte é fissão binária. Na maioria das células animais, o processo leva cerca de uma hora - uma pequena fração do tempo de vida de uma célula normal.

A palavra "mitose" significa "fio", pois descreve a aparência microscópica dos cromossomos que estão se preparando para se dividir e que, portanto, se condensaram em estruturas longas e de aparência linear. Mesmo sob um microscópio poderoso, cromossomos interfásicos, que se encontram difusamente no núcleo, são muito difíceis de visualizar.

É comumente acreditado que a mitose se refere à divisão em metades iguais da célula-mãe. Este não é o caso, pois a mitose se refere apenas a eventos dentro do núcleo envolvendo cromossomos. A divisão celular como um todo é chamada citocinese, enquanto a divisão nuclear (incluindo o envelope nuclear) é conhecida como cariocinese.

Classicamente, os quatro nomeados estágios de mitose incluem, na ordem em que ocorrem, prófase, metáfase, anáfase e telófase. Muitas fontes incluem a descrição detalhada de uma quinta fase, prometáfase, que é indiscutivelmente distinto de prófase e metáfase.

Cada uma dessas fases tem suas próprias maravilhas intrincadas, que serão detalhadas em breve. Mas geralmente é útil alinhar mentalmente cada fase da mitose com uma breve descrição do que ela envolve. Por exemplo:

• Prófase: Ocorre condensação cromossômica.
• Prometáfase: Fixação dos fusos.
• Metáfase: Os cromossomos se alinham.
• Anáfase: As cromátides se separam.
• Telófase: Reformas de membrana.

De qualquer forma, se um amigo lhe disser que a fase M tem quatro subestágios e outra pessoa afirma que são cinco, marque isso às prováveis ​​diferenças em suas idades (e, portanto, quando aprenderam sobre a fase M na escola) e considere ambos direito.

O aparecimento de cromossomos condensados ​​marca o início da prófase, da mesma forma que a formação de grupos distintos de pessoas conversando marca o início "oficial" de uma reunião social.

Quando a condensação da cromatina transforma o material genético em cromossomos totalmente formados, as cromátides irmãs de cada cromossomo replicado podem ser vistas unidas no Centrômero entre eles. O centrômero é o local onde um cinetocoro eventualmente se formará em cada cromátide.

Também em prófase, os dois centrossomas, que foram duplicados na interfase, começam a se mover em direção a lados opostos, ou pólos, da célula. Ao fazer isso, eles começam a montar o fuso mitótico, que consiste em fibras do fuso feito de microtúbulos que se estendem dos pólos da célula em direção ao centro e se ligam aos cinetocoros (entre outras estruturas).

Como você provavelmente poderia prever, as fibras do fuso são orientadas paralelas umas às outras e perpendiculares à linha final de divisão do cromossomo.

Além disso, em muitos eucariotos superiores, o envelope nuclear é degradado sob a ação das enzimas da proteína quinase durante esta fase, e será reconstruído do zero no final da mitose na telófase.

Mas em outros organismos, o envelope nuclear nunca é formalmente desmontado. Em vez disso, ele é estendido juntamente com a célula em sua totalidade, à medida que os cromossomos se separam e são nitidamente divididos de uma só vez.

Imagine-se em um corredor completamente escuro, tateando em direção a um conjunto de interruptores de luz que você sabe que está lá, mas não consegue intuir a posição exata. Mas você realmente quer beber água da cozinha, então você é persistente.

Isso se aproxima do comportamento das fibras do fuso quando suas extremidades "alcançam" e crescem em direção aos cromossomos de ambos os pólos da célula. "Na esperança" de se conectar aos cinetocoros que servem como locus de conexão das fibras do fuso, eles podem ser vistos parecendo sondar o citoplasma, retraia e sondar um pouco mais até que finalmente acertem seus alvos.

Em pouco tempo, as fibras do fuso de cada lado da célula se ligaram ao cinetocoro da cromátide em cada par que por acaso fica do mesmo lado da célula. Não há implicações genéticas dessa aleatoriedade porque cada cromátide tem exatamente o mesmo DNA de sua irmã.

As fibras do fuso então iniciam um "cabo de guerra" em um esforço para equilibrar seus esforços de uma forma que deixa os centrômeros dos cromossomos e, portanto, os próprios cromossomos, em um tipo linear de alinhamento.

No início de metáfase, a quebra do envelope nuclear prossegue até sua conclusão, exceto, é claro, em células que não perdem suas membranas nucleares. Mas a etapa de definição da metáfase, que normalmente é muito curta, é que os cromossomos se alinham ao longo do plano que servirá como a interface da divisão cromossômica.

Esta pequena superfície é chamada de placa metafásica, e, com a ideia de que a célula é como uma esfera muito pequena em mente, a posição desta placa é ao longo do equador da célula.

É possível que mais de um microtúbulo do fuso se conecte a um determinado cinetocore do mesmo lado, mas pelo menos um microtúbulo cinetocoro está ligado a cada pólo. Depois que os microtúbulos estão envolvidos em seu jogo de empurrar e puxar por tempo suficiente para chegar a um estado de tensão equilibrada, os cromossomos param de se mover e a metáfase termina.

Nesse ponto, as fibras do fuso podem acabar em dois outros lugares da célula além dos cinetocoros. Estes podem ser polar microtúbulos (também chamados interpolar microtúbulos), que se estendem além dos cromossomos alinhados e através do equador, quase até a origem do fuso mitótico oposto; ou astral microtúbulos, que vão desde o pólo do fuso até a membrana celular do mesmo lado.

Anáfase é o componente mais marcante visualmente da fase M porque envolve um movimento cromossômico rápido quando os cromossomos replicados se separam. Isso é realizado pelas cromátides irmãs em cada conjunto de cromossomos duplicados e alinhados, sendo puxados em direção aos pólos opostos da célula pelas fibras do fuso.

Isso é feito devido ao trabalho dos microtúbulos, mas é facilitado pela quebra do coesina proteínas que ligam o cinetocoro às fibras do cinetocoro. Na anáfase, a célula começa a se esticar de uma forma quase esférica (ou um círculo, se você estiver olhando para uma seção transversal) para uma forma quase ovóide (ou seja, uma elipse).

A anáfase pode ser vista como apresentando anáfase A, em que as fibras do fuso do cinetocoro separam os cromossomos conforme descrito, e anáfase B, em que as fibras astrais puxam os pólos ainda mais longe do equador e, portanto, mais distantes um do outro, puxando o fibras interpolares passando pelos cromossomos do mesmo lado e levemente bajulando-os para o passeio no mesmo direção.

Também um anel contrátil formas de proteínas actinas logo abaixo da membrana plasmática na anáfase; esse anel participa do "aperto" durante a citocinese que resulta na clivagem de toda a célula.

No início desta parte da fase M, os cromossomos na forma de núcleos filhos alcançaram extremidades opostas da célula. O fuso mitótico, tendo concluído o seu trabalho, é desmontado; imagine, digamos, alguns andaimes minúsculos construídos ao longo da lateral de um prédio minúsculo para permitir que a construção seja desmontada, viga por viga, e você começa a idéia.

Esta é realmente uma etapa de limpeza da fase M, análoga ao epílogo de um romance. O "enredo" foi resolvido no final da anáfase porque as cromátides chegaram a onde deveriam viajar, mas antes que os "personagens" possam seguir em frente, algumas tarefas domésticas são necessárias.

Dentro telófase, a membrana nuclear é remontada e os cromossomos se condensam. Isso não é exatamente como rodar o vídeo da prófase ao contrário, mas é quase isso. Dentro citocinese, a célula se divide em duas células-filhas idênticas, cada uma das quais se prepara para entrar na fase G1 e embarcar em um ciclo celular próprio.