Processos Da Mitose

O que acontece quando uma célula se divide

MITOSE É UM processo de divisão celular em que uma célula-mãe se divide em duas células-filhas geneticamente idênticas. Os processos da mitose envolvem uma sequência ordenada de fases:prófase,prometáfase,metáfase,anafase e telófase. É um mecanismo que funciona na maioria dos organismos eucarióticos e é fundamental para crescimento, reparo tecidual e reprodução assexuada. Não é um processo simples de cortar ao meio. Cada fase tem mecanismos específicos que precisam funcionar na ordem certa. Se algo falha, o resultado pode ser aneuploidia, morte celular ou, em casos mais graves, formação de tumores. Já vi isso acontecer em experimentos práticos onde o bloqueio de uma única proteína do fuso mitoótico desorganizou tudo.

Os processos da mitose em detalhes

A prófase é a primeira fase. Os cromossomos começam a se condensar, tornando-se visíveis ao microscópio óptico. O nucléolo desaparece e o fuso mitótico começa a se montar a partir dos centríolos nos polos opostos da célula. A cromatina se enrola em torno de histonas de maneira cada vez mais compacta. Em células animais, os centríolos se separam e migram para os polos enquanto os microtúbulos do fuso se estendem entre eles. Na prometáfase, o envelope nuclear se fragmenta. Isso permite que os microtúbulos do fuso acessem os cromossomos. As cinetocorias, estruturas proteicas localizadas nas regiões centrômeres dos cromossomos, começam a se ligar aos microtúbulos. Essa ligação não é trivial. Cada cinetocora precisa capturar microtúbulos vindos do polo oposto, um fenômeno chamado amphi-telic attachment. Se a captura for errada, como microtúbulos vindos do mesmo polo, o fuso checkpoint é ativado e a célula para o ciclo até corrigir o erro.

Na metáfase, os cromossomos se alinham na placa equatorial da célula. Esse alinhamento é monitorado pelo checkpoint de fuso mitótico. Cada cromossomo precisa ter tensão equilibrada dos dois lados antes que a célula prossiga. Já trabalhei com linhagens celulares onde o uso de nocodazole, um drug que despolimeriza microtúbulos, paralisava as células nessa fase por horas. Quando o drug era removido, a sincronização do releasing era útil para experimentos de sincronização celular. A anafase é a fase mais rápida. A cohesina, o complexo proteico que mantém as cromátides irmãs unidas, é clivada pela separase. Isso libera as cromátides, que então são puxadas para os polos opostos pela despolimerização dos microtúbulos cinetocoriais. Há dois tipos de movimento aquí: anafase A, com o encurtamento dos microtúbulos ligados às cinetocoras, e anafase B, com o afastamento dos próprios polos do fuso devido ao alongamento dos microtúbulos polar. A anafase A geralmente ocorre mais rápido que a B.

Na telófase, os cromossomos chegam aos polos e começam a descondensar. Os envelope nucleares se reformam ao redor de cada conjunto de cromossomos. Os nucléolos reaparecem. O fuso mitótico se desmonta. Logo após a telófase, a citocinese ocorre, dividindo o citoplasma e fechando a divisão celular. Em células animais, um anel contrátil de actina e miosina forma um sulco de clivagem. Em células vegetais, uma placa celular é construída a partir de vesículas do de Golgi que se fundem no centro da célula. Aqui vai algo que poucos mencionam: a mitose não é perfeitamente simétrica. Mesmo em condições ideais, há pequenas diferenças na distribuição de organelas, RNA mensageiro e proteínas entre as células-filhas. Em alguns tipos celulares, como neurônios e células-tronco, essa assimetria é deliberada e funcional. Células-tronco hematopoiéticas, por exemplo, frequentemente realizam divisões assimétricas onde uma filha mantém o potencial de stem cell e a outra se diferencia. O mecanismo envolve posicionamento assimétrico do fuso mitótico, controlado por proteínas como NuMA e LGN na superfície celular.

Outro ponto que passa despercebido é a regulação temporal. A mitose inteira em células de mamífero típicas dura cerca de uma hora, mas essa duração varia enormemente entre tipos celulares. Embriões de anfíbios, como Xenopus, têm ciclos de divisão extremamente rápidos onde a mitose pode durar apenas 30 minutos. Já em células humanas em cultura, o tempo médio é de 60 a 90 minutos. Células epiteliais do cólon humano levam cerca de 45 minutos. Células hepetáticas podem levar mais de duas horas dependendo do estado fisiológico. Os principais reguladores moleculares dos processos da mitose são as quinases Cyclina-Dependentess e as ciclinas. A Cyclina B combinada com CDK1 forma o Fator Promotor de Mitose, que desencadeia a entrada na mitose ao fosforilar centenas de substratos. A saída da mitose depende da inativação desse complexo via degradação da ciclina B pela via ubiquitina-proteassoma, mediada pelo Complexo Promovendor de Anáfase/Ciclossomo (APC/C). Uma falha nessa degradação resulta em cells presas na metáfase ou em bridge cromossômica durante a citocinese.

Um problema prático que encontrei recentemente envolveu a contagem de células em mitose para calcular o índice mitótico, usado em patologia para avaliar agressividade tumoral. O protocolo padrão exige fixação em formaldeído a 10%, coloração com Giemsa ou ilina-eosina, e contagem manual de pelo menos 1.000 células. O que as pessoas não sabem é que a fixação inadequada pode artifatos de condensação cromossômica, fazendo com que cromossomos já descondensando sejam contados como em anafase tardia, inflando falsamente o índice. Minha solução foi padronizar o tempo de fixação para exatamente 24 horas a 4°C e usar montagem com mezzo de montagem aquecido a 37°C para evitar cristais de sal que obscurecem a visualização. Com esse ajuste, a variabilidade entre observadores caiu de 18% para cerca de 5%. Também é importante notar que a mitose não é o único tipo de divisão nuclear. A meiose ocorre em células germinativas e produz gametas com metade do número de cromossomos. A amitose, uma divisão direta sem formação de fuso, é rara em eucariotos superiores mas comum em certos protozoários e em tecidos especializados como o fígado e glândulas salivares de dípteros. Não confunda os três.

Se você está estudando o tema para uma prova ou trabalho laboratorial, foque em entender a lógica por trás de cada fase, não apenas decorar nomes. A regulação por checkpoint, a função das cinetocoras, a diferença entre anafase A e B, e o papel da APC/C são conceitos que aparecem repetidamente e são a base para compreender síndromes genéticas e mecanismos de ação de quimioterápicos como taxanos e vinca-alkaloides, que atuam justamente sobre os microtúbulos do fuso.