Mitose
Mitose (do grego mitos, fio, filamento) é uma etapa na qual
as células eucarióticas dividem seus cromossomos entre duas células menores do
corpo.
Este processo dura, em geral, 52 a 80 minutos e é dividido
em quatro fases: Prófase, metáfase, anáfase e telófase.
É uma das fases do processo de divisão celular ou fase
mitótica do ciclo celular.
Definição
Um dos pressupostos fundamentais e principais da biologia
celular é o de que todas as células se originam a partir de células
pré-existentes, à excepção do ovo ou zigoto que, nos seres vivos com reprodução
sexuada, resulta da união de duas células reprodutivas (gâmetas), cada qual com
metade da informação genética de seus pais.
A mitose é um processo de divisão celular, já que, a partir
de uma célula formada, originam-se duas células com a mesma composição genética
(mesmo número e tipo de cromossomos), mantendo assim inalterada a composição e
teor de DNA característico da espécie (exceto se ocorrer uma mutação, fenômeno
menos comum e acidental).
Este processo de divisão celular é comum a todos os seres
vivos, dos animais e plantas multicelulares até os organismos unicelulares, nos
quais, muitas vezes, este é o principal, ou até mesmo o único, processo de
reprodução (reprodução assexuada).
Comportamento dos cromossomos na mitose
Walther Flemming, estudando células epidérmicas de
salamandra, notou alterações no núcleo de uma célula que se divide.
Primeiro, os cromossomos tornavam-se visíveis como fios
finos e longos no interior do núcleo (neste estágio, quando é possível ver
apenas um filamento, denominamos tal filamento como cromatina), ficando
progressivamente mais curtos e grossos ao longo da divisão celular
(vulgarmente: condensação).
Os primeiros citologistas concluíram, acertadamente, que
isso se deve ao fato de os fios cromossômicos enrolarem-se sobre si.
Flemming notou que,
quando os cromossomos se tornam visíveis pela primeira vez, no início da
divisão celular, eles estão duplicados, o que se torna evidente à medida que a
condensação progride.
Em uma etapa seguinte do processo de divisão, o limite entre
o núcleo e o citoplasma (Membrana nuclear), bem evidente nas células que não
estão se dividindo, desaparece e os cromossomos espalham-se pelo citoplasma.
Uma vez libertados do núcleo, os cromossomos deslocam-se
para a região equatorial (metáfase) da célula e prendem-se a um conjunto de
fibras, o fuso mitótico.
Imediatamente após terem se alinhado na região equatorial da
célula, os dois fios que constituem cada cromossomo, denominados
cromátides-irmãs, separam-se e deslocam-se para pólos opostos da célula
(anáfase), puxados por fibras do fuso mitótico, presas a seus centrômeros
(região onde as cromátides irmãs se unem).
Assim, separam-se dois grupos de cromossomos equivalentes,
cada um deles contendo um exemplar de cada cromossomo presente no núcleo
original.
Ao chegarem nos pólos da célula, os cromossomos
descondensam-se, em um processo praticamente inverso ao que ocorreu no início
da divisão.
A região ocupada pelos cromossomos em descondensação
torna-se distinta do citoplasma, o que levou os primeiros citologistas a
concluir que o envoltório nuclear era reconstituído após a divisão.
O emprego do microscópio eletrônico, a partir de segunda
metade do século XX, confirmou a existência de uma membrana nuclear, que se
desintegra no início do processo de divisão celular e reaparece no final.
Enquanto os dois núcleos-filhos se reestruturam nos pólos da
célula, o citoplasma divide-se, dando origem a duas novas células. Estas
crescem até atingir o tamanho originalmente apresentado pela célula-mãe.
Os primeiros estudiosos da mitose logo verificaram, que o
número, o tamanho e a forma dos cromossomos variam de espécie para espécie.
Os indivíduos de uma espécie, entretanto, geralmente
apresentam em suas células conjuntos cromossômicos semelhantes.
Por exemplo, uma célula humana tem 46 cromossomos (como as
células são diplóides, tais cromossomos são divididos em 23 pares) com tamanho
e formas características, de modo que se pode identificar uma célula de nossa
espécie pelas características de seu conjunto cromossômico (exceção feita a
casos excepcionais como, por exemplo, trissomias).
Os conjuntos cromossômicos típicos de cada espécie são
denominados cariótipos.
Ciclo celular
O ciclo celular compreende duas fases: a Intérfase e o
Período de Divisão Celular ou Fase Mitótica, este segundo também designado por
mitose.
Intérfase
Período que vai desde o fim de uma divisão celular e o
início da divisão seguinte.
Como os cromossomos estão pouco condensados e dispersos pelo
núcleo não são visíveis a microscópio óptico.
Nesta fase, por microscopia óptica, não visualizamos
modificações tanto no citoplasma quanto no núcleo.
As células, porém, estão em intensa atividade, sintetizando
os componentes que irão constituir as células filhas.
Compreende três fases:
Intervalo G1 ou pós-mitótico
Existe uma intensa atividade de biossíntese (proteínas,
enzimas, RNA, etc.) e formação de mais organelos celulares o que implica crescimento
celular.
No final desta fase a célula faz uma "avaliação
interna" a fim de verificar se ela cresceu o suficiente.
Caso a avaliação seja negativa, as células não se vão
dividir, passando ao estado G0 que dependendo da célula pode ter uma duração variada,
(Ex.: neurónios, fibras musculares, hemáceas, plaquetas, etc.) e se a avaliação
for positiva passa-se à fase seguinte.
Período S ou Período de Síntese
Vai ocorrer a auto-replicação semi-conservativa do DNA,
passando cada cromossomo a possuir dois cromatídios ligados pelo centrômero.
Intervalo G2 ou pré-mitótico
Decorre desde o final da síntese de DNA até o início da
mitose, com a síntese de biomoléculas essenciais à divisão celular.
Esta aumenta a síntese de proteínas gastando mais energia.
Ocorre também a duplicação dos centríolos (o que implica a
formação de dois pares) se a célula for animal (uma vez que estes não existem
em células vegetais).
Nesta fase haverá igualmente um período de "avaliação
interna"; conforme o sucesso da replicação semiconservativa do DNA no
período S, e conforme o espaço na célula é suficiente ou não para o
prosseguimento da mitose, haverá o desenvolvimento do processo para a fase
seguinte: Fase Mitótica.
Período de Divisão Celular ou Fase Mitótica
A mitose é o período durante o qual ocorre a divisão celular
que compreende duas fases, a mitose e citocinese.
Mitose
Processo durante o qual ocorrem transformações que levam à
divisão da célula, dando origem a duas outras com o mesmo número de cromossomos
com quatro principais fases:
Prófase; Metáfase; Anáfase; Telófase.
Prófase
No início da mitose, numa célula diplóide, o centrossomo e
os cromossomos encontram-se duplicados.
Na prófase os cromossomos começam a se condensar,
tornando-se visíveis ao microscópio óptico.
Cada cromossomo é constituído por dois cromatídios unidos
pelo centrômero, chamados cromossomos dicromatídeos.
Depois, os centríolos deslocam-se para pólos opostos da
célula, iniciando-se, entre eles, a formação do fuso acromático ou fuso
mitótico.
Entretanto, o invólucro nuclear desorganiza-se e os
nucléolos desaparecem. Essencial para a divisão dos cromossomos.
Prometáfase
A dissolução do envelope nuclear em fragmentos e seu
desaparecimento marca o início da segunda fase da mitose, a prometáfase.
Os microtúbulos que emergem dos centrossomas (centríolos),
nos pólos do aparelho mitótico, atingem os cromossomas, agora condensados.
Na região do centrómero, cada cromátide irmã possui uma
estrutura proteica denominada de cinetócoro.
Alguns dos microtúbulos do aparelho ligam-se ao cinetócoro,
arrastando os cromossomas.
Outros microtúbulos do aparelho fazem contacto com os microtúbulos
vindos do pólo oposto.
As forças exercidas por motores proteicos associados a estes
microtúbulos do aparelho movem o cromossoma até ao centro da célula.
Já se tornam visíveis por meio do microscópio óptico.
Metáfase
A metáfase é a fase mitótica em que os centrômeros dos
cromossomos estão ligados às fibras cinetocóricas que provêm dos centríolos,
que se ligam aos microtúbulos do fuso mitótico.
É a fase mais estável da mitose.
Os cromatídeos tornam-se bem visíveis e logo em seguida
partem-se para o início da anáfase.
É nesta altura da mitose que os cromossomos condensados se
alinham no centro da célula, formando a chamada placa metafásica ou placa
equatorial, antes de terem seus centrômeros duplicados e da ocorrência do
encurtamento das fibras cinetocóricas pelas duas células-filhas, fazendo com
que cada cromátide-irmã vá para cada pólo das células em formação.
Essa é a etapa em que os estudos do cariótipo são
realizados, pois os cromossomos estão totalmente condensados, tornando-se
visíveis.
Ocorre a duplicação dos centrômeros no final da metáfase e
no início da anáfase.
Anáfase
O centrômero duplica-se, separando dois cromatoplastídeos
que passam a formar dois cromossomos independentes.
As fibrilas ligadas a estes dois cromossomos encolhem, o que
faz com que estes se afastem e migrem para pólos opostos da célula - ascensão
polar dos cromossomos-filhos.
O que leva a que no final, em ambos os pólos haja o mesmo
número de cromossomos, com o mesmo conteúdo genético e igual ao da célula mãe.
Telófase
Na Telófase os cromossomos se descondensam, os cromossomos
filhos estão presentes nos dois pólos da célula e uma nova membrana nuclear
organiza-se ao redor de cada conjunto cromossômico.
Com a descondensação, os cromossomos retornam à atividade,
voltando a produzir RNA, e os nucléolos reaparecem.
Durante a telófase, os cromossomos descondensam tornando-se
menos visíveis.
O invólucro nuclear reorganiza-se em torno de cada conjunto
de cromossomos e reaparecem os nucléolos.
O fuso acromático desaparece e dá-se por concluída a
cariocinese.
No final da Telófase inicia-se o processo de Citocinese.
A Citocinese consiste na divisão do citoplasma que leva à
individualização das células-filhas.
Nas células animais (sem parede celular) forma-se na zona equatorial
um anel contrátil de filamentos proteicos que se contraem puxando a membrana
para dentro levando de início ao aparecimento de um sulco de clivagem que vai
estrangulando o citoplasma, até se separarem as duas células-filhas.
Como a divisão é feita
em forma de "estrangulamento", é chamada de citocinese centrípeta.
Nas células vegetais (com parede celular) como a parede
celular não permite divisão por estrangulamento, um conjunto de vesículas
derivadas do complexo de Golgi vão alinhar-se na região equatorial e fundem-se
formando a membrana plasmática, o que leva à formação da lamela mediana entre
as células-filhas.
Posteriormente ocorre a formação das paredes celulares de
cada nova célula que cresce da parte central para a periferia. (Como a parede
das células não vai ser contínua, vai possuir poros — plasmodesmos, que
permitem a ligação entre os citoplasmas das duas células).
Como a citocinese é feita de dentro para fora, é chamada
citocinese centrífuga.
Comparações entre a mitose e a meiose
A mitose ocorre em todas as células somáticas do corpo e,
por meio dela, uma célula se divide em duas, geneticamente semelhantes à célula
inicial.
Assim, é importante na regeneração dos tecidos e no
crescimento dos organismos multicelulares.
Nos unicelulares, permite a reprodução assexuada.
Já a meiose, nos seres pluricelulares, só ocorre em células
germinativas, com duas divisões sucessivas.
A célula-mãe se divide em duas, que se dividem de novo,
originando quatro células-filhas (três células-filhas no caso da oogénese) com
metade dos cromossomos da célula inicial: são os gametas, geneticamente
diferentes entre si.
Importância da mitose
Permite renovar as células com o mesmo material genético.
Nos seres unicelulares a mitose já possui o papel da reprodução
em si, uma vez que gera dois seres idênticos a partir de um.
Nos seres pluri ou multi celulares, a mitose possui três
funções básicas e são elas: Crescimento corpóreo; Regeneração de lesões;
Renovação dos tecidos.
Utilização da mitose pelos seres humanos
Este processo biológico é rentabilizado pelo homem de
diferentes modos: como uma técnica agrícola - regeneração de plantas inteiras a
partir de fragmentos (por exemplo, cultivo de begónias, roseiras, árvores de
fruta e outras); em laboratório - onde bactérias geneticamente modificadas são
postas a reproduzirem-se rápida e assexuadamente, através de duplicação
mitótica (por exemplo, para produzir insulina); na exploração de cortiça - a
casca dos sobreiros é regenerada por mitose; e em muitas outras actividades que
se tornam possíveis graças à existência deste processo de duplicação celular.