O fuso mitótico é uma estrutura complexa que desempenha um papel crucial na divisão celular, garantindo a correta distribuição dos cromossomos para as células filhas. Neste artigo, iremos explorar a estrutura do fuso mitótico, como ele é formado durante a divisão celular, sua função na segregação dos cromossomos e como essa estrutura evoluiu ao longo do tempo. Vamos abordar os principais componentes do fuso mitótico, suas interações e regulação, além de discutir sua importância para a manutenção da integridade genômica e a reprodução celular.
Importância do fuso mitótico no processo de divisão celular e segregação cromossômica.
O fuso mitótico é uma estrutura essencial no processo de divisão celular, garantindo a correta segregação dos cromossomos durante a mitose. A formação do fuso mitótico ocorre a partir da organização de microtúbulos que se estendem a partir dos centrossomos opostos da célula.
A função principal do fuso mitótico é garantir que cada célula filha receba o número correto de cromossomos durante a divisão celular. Isso é fundamental para manter a estabilidade genética e evitar a formação de células com aneuploidia, que podem levar a doenças genéticas e câncer.
Além disso, o fuso mitótico também é responsável por orientar os cromossomos durante a metáfase, garantindo que cada par de cromátides irmãs seja corretamente alinhado no plano equatorial da célula antes da separação durante a anáfase.
Em termos evolutivos, o fuso mitótico é uma estrutura altamente conservada em organismos eucarióticos, demonstrando sua importância fundamental para a sobrevivência e reprodução das células.
Conheça os diferentes tipos de fusos mitóticos presentes nas células em divisão celular.
O fuso mitótico é uma estrutura essencial para a correta divisão celular, garantindo a distribuição equitativa dos cromossomos para as células filhas. Existem diferentes tipos de fusos mitóticos, cada um com suas características específicas.
O fuso mitótico pode ser classificado em dois tipos principais: o fuso astral e o fuso acromático. O fuso astral é caracterizado pela presença de microtúbulos que se estendem a partir dos centríolos nas extremidades opostas da célula, formando uma estrutura em forma de estrela. Já o fuso acromático é composto por microtúbulos que se estendem a partir dos centrômeros dos cromossomos, formando uma estrutura mais linear.
Além disso, existem variações desses tipos de fusos mitóticos, como o fuso bipolar, que é caracterizado pela presença de dois centrossomos opostos e microtúbulos que se estendem a partir de ambos os lados da célula. Esse tipo de fuso é comum em células animais.
A formação do fuso mitótico ocorre durante a prófase da divisão celular, quando os centrômeros dos cromossomos se ligam aos microtúbulos do fuso. Essa interação é fundamental para a correta segregação dos cromossomos durante a anáfase, garantindo que cada célula filha receba a quantidade correta de material genético.
A função do fuso mitótico é garantir a segregação correta dos cromossomos durante a divisão celular, evitando erros na distribuição do material genético. Além disso, o fuso mitótico também desempenha um papel importante na determinação do posicionamento dos núcleos das células filhas.
Em termos de evolução, os fusos mitóticos são estruturas altamente conservadas ao longo da história evolutiva, refletindo a importância fundamental da divisão celular para a sobrevivência dos organismos. A compreensão dos diferentes tipos de fusos mitóticos e de seu funcionamento é essencial para o estudo da biologia celular e do desenvolvimento dos organismos.
Formação do fuso acromático: entenda o que é e como ocorre seu processo de formação.
O fuso acromático é uma estrutura importante durante a divisão celular, responsável por garantir a correta separação dos cromossomos durante a mitose. Sua formação ocorre a partir de microtúbulos que se organizam a partir dos centríolos presentes nas células.
Para entender como ocorre a formação do fuso acromático, é importante observar que o processo se inicia durante a prófase da mitose. Neste estágio, os centríolos se separam e migram para os polos opostos da célula, formando os chamados ásteres. A partir dos centríolos, os microtúbulos começam a se estender em direção ao centro da célula, formando a estrutura conhecida como fuso acromático.
Os microtúbulos do fuso acromático se ligam aos cromossomos através de proteínas especiais chamadas cinetocoros, garantindo que cada cromossomo seja corretamente alinhado e separado durante a divisão celular. Este processo é crucial para garantir que cada célula filha receba a quantidade correta de cromossomos, mantendo a estabilidade genética do organismo.
Em resumo, a formação do fuso acromático é um processo fundamental para a divisão celular, garantindo a correta segregação dos cromossomos e a formação de células filhas geneticamente idênticas à célula mãe. É importante compreender a importância desta estrutura para a manutenção da integridade genética e o correto funcionamento dos processos celulares.
Mitose: processo de divisão celular que envolve etapas específicas e fundamentais para reprodução celular.
A mitose é um processo fundamental para a reprodução celular, garantindo que as células filhas recebam a mesma quantidade de material genético da célula-mãe. Este processo envolve diversas etapas bem definidas e crucial para a manutenção da integridade genética das células.
Uma das estruturas mais importantes durante a mitose é o fuso mitótico, responsável pela separação dos cromossomos durante a divisão celular. O fuso mitótico é uma estrutura formada por microtúbulos, que se organizam de forma a garantir a correta distribuição dos cromossomos para as células filhas.
A formação do fuso mitótico ocorre durante a prófase da mitose, quando os centríolos se separam e migram para os polos opostos da célula. Os microtúbulos emanados dos centríolos se ligam aos cromossomos, formando o fuso mitótico que irá garantir a correta segregação dos cromossomos durante a divisão celular.
A função do fuso mitótico é essencial para que cada célula filha receba a mesma quantidade de cromossomos, garantindo a estabilidade genética e a correta divisão celular. Qualquer erro na formação ou funcionamento do fuso mitótico pode resultar em aneuploidia, uma condição em que as células possuem um número anormal de cromossomos.
Em termos de evolução, o fuso mitótico é uma estrutura altamente conservada, presente em praticamente todos os organismos eucarióticos. Isso demonstra a importância fundamental do fuso mitótico para a reprodução celular e a sobrevivência dos organismos multicelulares.
Fuso mitótico: estrutura, formação, função e evolução
O fuso mitótico ou acromático, também conhecido como mecanismo mitótico, é uma estrutura celular composta por microtúbulos de natureza proteica formados durante a divisão celular (mitose e meiose).
O termo acromático se refere à não coloração com os corantes orceína A ou B. O fuso participa da distribuição equitativa do material genético entre as duas células filhas, resultante da divisão celular.
A divisão celular é o processo pelo qual os dois gametas são gerados, que são células meióticas, e as células somáticas necessárias para o crescimento e desenvolvimento de um organismo a partir do zigoto.
A transição entre duas divisões consecutivas constitui o ciclo celular, cuja duração varia amplamente de acordo com o tipo de célula e os estímulos aos quais está exposta.
Durante a mitose de uma célula eucariótica (uma célula que possui um núcleo verdadeiro e organelas delimitadas por membrana), ocorrem várias fases: fase S, prófase, prometofase, metáfase, anáfase, telófase e interface.
Inicialmente, os cromossomos se condensam, formando dois filamentos idênticos, chamados cromatídeos. Cada cromatídeo contém uma das duas moléculas de DNA geradas anteriormente, ligadas entre si por uma região chamada centrômero, que desempenha um papel fundamental no processo de migração para os polos antes da divisão celular.
A divisão mitótica ocorre ao longo da vida de um organismo. Estima-se que, durante a vida humana, ocorram cerca de 10 17 divisões celulares no corpo . A divisão meiótica ocorre em células produtoras de gametas, ou células sexuais.
Estrutura e treinamento
Relação com o citoesqueleto
O fuso acromático é considerado um sistema longitudinal de microfibrilas proteicas ou microtúbulos celulares. É formado no momento da divisão celular, entre centrômeros cromossômicos e centrossomas nos pólos celulares, e está relacionado à migração de cromossomos para gerar células filhas com a mesma quantidade de informação genética.
O centrossoma é a região onde os microtúbulos se originam do fuso acromático e do citoesqueleto. Esses microtúbulos do fuso são feitos de dímeros de tubulina emprestados do citoesqueleto.
No início da mitose, a rede microtubular do citoesqueleto celular é desarticulada e o fuso acromático é formado. Após a divisão celular, o fuso é desmontado e a rede de microtúbulos do citoesqueleto é reorganizada, retornando a célula à sua condição de repouso.
É importante diferenciar que existem três tipos de microtúbulos no aparelho mitótico: dois tipos de microtúbulos com fuso (microtúbulos cinetocore e polares) e um tipo de microtúbulo aster (microtúbulos astrais).
A simetria bilateral do fuso acromático é devida a interações que mantêm suas duas metades unidas. Essas interações são: laterais, entre as extremidades positivas sobrepostas dos microtúbulos polares; ou são interações terminais entre os microtúbulos dos cinetocoros e os cinetocoros das cromátides irmãs.
Ciclo celular e fuso acromático: fase S, prófase, prometofase, metáfase, anáfase, telófase e interface.
A replicação do DNA ocorre durante a fase S do ciclo celular, depois ocorre a migração da prófase dos centrossomas para pólos opostos da célula e os cromossomos também se condensam.
Prometaphase
Na fase prometofásica, ocorre a formação de maquinaria mitótica, graças à montagem dos microtúbulos e sua penetração no núcleo. As cromátides irmãs unidas pelos centrômeros são geradas e estas, por sua vez, se ligam aos microtúbulos.
Metáfase
Durante a metáfase, os cromossomos se alinham no plano celular equatorial. O fuso é organizado em um fuso mitótico central e em um par de ásteres.
Cada áster é constituído por microtúbulos em forma de estrela que se estendem dos centrossomas ao córtex celular. Esses microtúbulos astrais não interagem com os cromossomos.
Diz-se então que o áster irradia do centrossomo para o córtex celular e participa tanto na localização de todo o aparelho mitótico quanto na determinação do plano de divisão celular durante a citocinese.
Anáfase
Posteriormente, durante a anáfase, os microtúbulos do fuso acromático são ancorados por um final positivo aos cromossomos através de seus cinetocromos e por um final negativo a um centrossoma.
A separação das cromátides irmãs ocorre em cromossomos independentes. Cada cromossomo anexado a um microtúbulo de cinetocoro se move em direção a um polo celular. Simultaneamente, ocorre a separação dos polos celulares.
Telófase e citocinese
Finalmente, durante a telófase e a citocinese, as membranas nucleares ao redor dos núcleos infantis se formam e os cromossomos perdem sua aparência condensada.
O fuso mitótico desaparece quando os microtúbulos são despolimerizados e a divisão celular ocorre na interface.
Mecanismo de migração cromossômica
O mecanismo envolvido na migração dos cromossomos em direção aos polos e a subsequente separação dos polos um do outro não é exatamente conhecido; Sabe-se que as interações entre o cinocócoro e o microtúbulo do fuso anexado a ele estão envolvidas nesse processo.
Enquanto cada cromossomo migra para o polo correspondente, ocorre despolimerização do microtúbulo anexado ou do ceto-microtúbulo. Acredita-se que essa despolimerização possa gerar o movimento passivo do cromossomo anexado ao microtúbulo do fuso.
Acredita-se também que possa haver outras proteínas motoras associadas ao cinetocoro, nas quais a energia da hidrólise do ATP seria aproveitada.
E sta servem para impulsionar a migração cromossomo energia ao longo dos microtúbulos à sua extremidade assim – chamado de “menos” onde o centrossoma é.
Em uníssono, a despolimerização da extremidade do microtúbulo que une o cinetocoro, ou extremidade “mais”, também pode contribuir para o movimento do cromossomo.
Função
O fuso acromático ou mitótico é uma estrutura celular que cumpre a função de ancorar os cromossomos através de seus cinetocores, alinhando-os com o equador celular e, finalmente, direcionando a migração das cromátides para os pólos opostos da célula antes de sua divisão, permitindo a distribuição Material genético equitativo entre as duas células filhas resultantes.
Se ocorrerem erros nesse processo, é gerada a falta ou excesso de cromossomos, o que se traduz em padrões anormais de desenvolvimento (a ocorrer durante a embriogênese) e várias patologias (a ocorrer após o nascimento do indivíduo).
Outras funções para verificar
Há evidências de que os microtúbulos do fuso acromático participam na determinação da localização das estruturas responsáveis pela divisão citoplasmática.
A principal evidência é que a partição celular ocorre sempre na linha média do eixo, onde as fibras polares se sobrepõem.
Evolução do mecanismo
Evolutivamente, foi selecionado como um mecanismo muito redundante, no qual cada etapa é realizada pelas proteínas motoras dos microtúbulos.
Acredita-se que a aquisição evolutiva dos microtúbulos se deva a um processo de endossimbiose, no qual uma célula eucariótica absorveu do meio uma célula procariótica que apresenta essas estruturas acromáticas do fuso. Tudo isso poderia ter acontecido antes do início da mitose.
Esta hipótese afirma que as estruturas proteicas microtubulares poderiam originalmente ter cumprido uma função de propulsão. Então, ao se tornar parte de um novo organismo, os microtúbulos constituiriam o citoesqueleto e, posteriormente, a maquinaria mitótica.
Na história evolutiva, houve variações no esquema básico da divisão celular eucariótica. A divisão celular representou apenas algumas fases do ciclo celular, que é um processo importante.
Referências
- Bolsover, SR, Hyams, JS, Shephard, EA, White, HA e Wiedemann, CG (2003). Biologia celular, um curso breve. Segunda edição pp 535. Wiley-Liss. ISBN: 0471263931, 9780471263937, 9780471461593
- Friedmann, T., Dunlap, JC e Goodwin, SF (2016). Avanços na genética. Primeira edição Elsevier Academic Press. pp 258. ISBN: 0128048018, 978-0-12-804801-6
- Hartwell, L., Goldberg, ML, Fischer, J. e Hood, L. (2017). Genética: dos genes aos genomas. Sexta edição McGraw-Hill pp 848. ISBN: 1259700909, 9781259700903
- Mazia, D. & Dan, K. (1952). O Isolamento e Caracterização Bioquímica do Aparelho Mitótico de Células Divisórias. Anais da Academia Nacional de Ciências, 38 (9), 826-838. doi: 10.1073 / pnas.39.9.826
- Yu, H. (2017). Genética de Comunicação: Visualizações e Representações. Palgrave Macmillan UK. Primeira Edição ISBN: 978-1-137-58778-7, 978-1-137-58779-4