Mitose

Etapas da mitose: I ao III prófase, IV metáfase, V e VI anáfase, VII e VIII telófase.

Mitose é o processo pelo qual as células eucarióticas dividem seus cromossomas entre duas células filhas. Este processo dura, em geral, 90 a 120 minutos e é dividido em quatro etapas: profase, metafase, anafase e telofase. 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 ascendentes.

A mitose é um processo de divisão celular conservativa, já que a partir de uma célula inicial, originam-se duas células com a mesma composição genética (mesmo número e tipo de cromossomos), mantendo assim inalterada a composição e teor de ADN 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 cromossomas 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, 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 (carioteca) 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 Interfase e o Período de Divisão Celular ou Fase Mitótica, este segundo também designado por mitose.

Interfase

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, 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 organismos (organelas) celulares o que implica crescimento celular. No final desta fase a célula faz uma “avaliação interna” a fim de verificar se deve prosseguir o ciclo celular. Caso a avaliação seja negativa, as células não vão se dividir passando ao estado G0 (que dependendo da célula pode ter uma duração variada, (Ex.: neurônios, fibras musculares, hemáceas, plaquetas, etc.) e se a avaliação for positiva passa-se à fase seguinte sendo o processo irreversível.

Período S ou Período de Síntese

Vai ocorrer a auto-replicação semi-conservativa do DNA, passando cada cromossomo a possuir dois cromatídios ligados pelo centrómero.

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 na formação de dois pares) se a célula for animal (uma vez que estes não existem em células vegetais).

Período de Divisão Celular ou Fase Mitótica

Período durante o qual vai ocorrer a divisão celular que compreende duas fases, a Mitose e Citocinese.

Mitose

Processo contínuo durante o qual vão ocorrer transformações que levam à divisão do núcleo. De acordo com o cientista Wellington Lopes Bento existem quatro divisões essenciais que são:

Prófase

No início da mitose, numa célula animal diplóide, o centrossomo e os cromossomos encontram-se duplicados. Na prófase os cromossomos condensam, tornando-se visíveis ao microscópio óptico. Cada cromossomo é constituido por dois cromatídios unidos pelo centrómero, chamados cromossomos dicromatídeos. Depois os centrossomos 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.

Metáfase

Para alguns autores é precedida pela Prometáfase. A Metáfase (do grego μετά =depois and φάσις= estágio) 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. Os cromatídeos tornam-se bem visíveis e logo em seguida partem-se para o início da anáfase. É à altura da mitose, no ciclo celular eucariótico, que os cromossomos condensados alinham-se no centro da célula, formando a chamada placa metafásica ou placa equatorial de cromossomas, antes de terem seus centrômeros repartidos em decorrência do encurtamento das fibras cinetocóricas pelas duas células-filhas, fazendo com que cada cromátide-irmão vá para cada pólo das células em formação.

Anáfase

Quebram-se os centrómeros, separando-se os dois cromatídios que passam a formar dois cromossomas independentes. As fibrilas ligadas a estes dois cromossomas encolhem, o que faz com que estes se afastem (migrem) para pólos opostos da célula — Ascensão Polar dos cromossomas-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, porém cada cromossomo tem apenas uma cromatíde.

Telófase

Na Telófase os cromossomos se descondensam e uma nova carioteca organiza-se ao redor de cada conjunto cromossômico. Com a descondensação, os cromossomos retornam à atividade, voltando a produzir RNA, e os nucléolos reaparacem.

Durante a telofase os cromossomas 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 citocinese. formando assim um monte de crianças remelentas.

Citocinese

Divisão do citoplasma que leva à individualização das células-filhas.

Nas células animais (sem parede celular) forma-se na zona equatorial um anel contráctil 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 separem as duas células-filhas.

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).

Esquema do ciclo celular: I=Interfase, M=Mitose. A duração da mitose em relação às outras fases encontra-se exagerada.

Comparações entre a mitose e a meiose

Ver artigo principal: 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 propagar com fidelidade o programa genético.

As células-filhas recebem um número de cromossomos idênticos ao da célula-mãe e a mesma informação genética permitindo a estabilidade genética de geração em geração.

Permite o crescimento e a regeneração de tecidos dos seres pluricelulares.

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, etc.); 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; na extracção de lã das ovelhas - o pêlo volta a crescer naturalmente pelo processo mitótico; e em muitas outras actividades que se tornam possíveis graças à existência deste processo de duplicação celular.