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Curso: Biologia - Ensino Médio > Unidade 4

Lição 3: Ciclo celular e mitose

Fases do ciclo celular

O ciclo celular é composto de interfase (fases G₁, S, e G₂), seguido pela fase mitótica (mitose e citocinese) e fase G₀.

Introdução

Alguma vez você viu uma lagarta se transformar em borboleta? Se viu, provavelmente está familiarizado com a ideia de ciclo de vida. Borboletas passam por algumas transições bem espetaculares em seu ciclo de vida—passando de algo parecido com um verme em uma pupa para uma criatura gloriosa que flutua ao vento. Outros organismos, de seres humanos a plantas e bactérias, também apresentam um ciclo de vida: uma série de etapas de desenvolvimento pelas quais um indivíduo passa desde o momento em que nasce até o momento em que se reproduz.

O ciclo celular pode ser considerado como um o ciclo de vida de uma célula. Isto é, é a série de estágios de crescimento e desenvolvimento que uma célula passa entre seu "nascimento" - formação pela divisão de uma célula mãe - e reprodução - divisão para gerar duas células filhas.

Estágios do ciclo celular

Para se dividir, uma célula deve completar várias tarefas importantes: ela precisa crescer, copiar seu material genético (DNA), e dividir-se fisicamente em duas células-filhas. As células realizam estas tarefas em uma série de etapas previsíveis e organizadas que constituem o ciclo celular. O ciclo celular é um ciclo e não um caminho linear, porque ao final de cada um, as duas células-filhas podem começar novamente mesmo processo, a partir do início.

Em células eucarióticas, ou células com núcleo, os estágios do ciclo celular são divididos em duas fases principais: interfase e a fase mitótica (M).

Durante a interfase, a célula cresce e faz uma cópia de seu DNA.
Durante a fase mitótica (M), a célula separa seu DNA em dois conjuntos e divide seu citoplasma, formando duas novas células.

Interfase

Vamos entrar no ciclo celular assim que uma célula se forma, pela divisão de sua célula-mãe. O que esta célula recém-nascida deve fazer, em seguida, para crescer e se dividir? A preparação para a divisão acontece em três etapas:

Fase G $_{1}$ ‍. Durante a fase G $_{1}$ ‍, também chamada de primeira fase de intervalo, a célula cresce e torna-se fisicamente maior, copia organelas, e fabrica os componentes moleculares que precisará nas etapas posteriores.
Na grande maioria dos casos, as células realmente crescem antes da divisão. Entretanto, em determinadas situações durante o desenvolvimento, as células podem intencionalmente dividir-se em pedaços cada vez menores em várias rodadas sucessivas de divisão celular. Por exemplo, isso acontece bem no início do desenvolvimento do embrião da rã-de-unha-africana (Xenopus laevis). Veja um vídeo sobre as divisões celulares nos estágios iniciais de embriões de rãs no final do artigo.
Fase S. Na fase S, a célula sintetiza uma cópia completa do DNA em seu núcleo. Ela também duplica uma estrutura organizadora de microtúbulos chamada de centrossomo. Os centrossomos ajudam a separar o DNA durante a fase M.
Fase G $_{2}$ ‍. Durante a segunda fase de intervalo, ou fase G $_{2}$ ‍, a célula cresce mais, produz proteínas e organelas, e começa a reorganizar seu conteúdo em preparação para a mitose. A fase G $_{2}$ ‍ termina com o início da mitose.

As fases G

_{1}

e G

_{2}

juntas são chamadas de interfase. O prefixo inter significa entre, refletindo que a interfase ocorre entre uma fase mitótica (M) e a próxima.

Fase M

Durante a fase mitótica (M), a célula divide seu DNA duplicado e o citoplasma para formar duas novas células. A fase M envolve dois processos distintos relacionados à divisão: mitose e citocinesis.

Na mitose, o DNA nuclear da célula se condensa em cromossomos visíveis e é separado pelo fuso mitótico, uma estrutura especializada formada por microtúbulos. A mitose acontece em quatro etapas: prófase (algumas vezes dividida em prófase inicial e prometafase), metáfase, anáfase, e telófase. Você pode aprender mais sobre estes estágios no vídeo mitose.

Na citocinese, o citoplasma da célula é dividido em dois, formando duas novas células. A citocinese normalmente começa assim que a mitose termina, com alguma sobreposição. É importante notar que a citocinese ocorre de formas diferentes em células animais e vegetais.

Crédito da Imagem: "The cell cycle: FIgure 4" por OpenStax College, Biology (CC BY 3.0).

Em animais, a divisão da célula ocorre quando um conjunto de fibras citoesqueléticas chamado anel contrátil contrai-se em direção ao interior da célula e parte a célula em duas, um processo chamado de citocinese contrátil. A indentação produzida à medida que o anel se contrai para o interior da célula é chamada de sulco de clivagem. Células animais podem ser clivadas em duas, por compressão, porque são relativamente macias e moles.
Células de plantas são muito mais duras que células animais; elas são cercadas por uma parede celular rígida e têm uma pressão interna alta. Por isto, as células de plantas se dividem em duas através da construção de uma nova estrutura no meio da célula. Esta estrutura, conhecida como lamela média, é feita de membrana plasmática e componentes da parede celular disponíveis em vesículas, e ela divide a célula em duas.

Saída do ciclo celular e G $_{0}$ ‍

O que acontece às duas células-filhas produzidas numa rodada do ciclo celular? Isto depende de que tipo de células elas são. Alguns tipos de células dividem-se rapidamente, e nestes casos, as células-filhas podem entrar imediatamente em um novo ciclo de divisão celular. Por exemplo, muitos tipos de células em um embrião jovem dividem-se rapidamente, como as células em um tumor.

Outros tipos de células dividem-se lentamente ou não se dividem. Estas células podem deixar a fase G

_{1}

e entrar em um estado de repouso chamado Fase G $_{0}$ ‍. Em G

_{0}

, a célula não está ativamente se preparando para dividir, está apenas desempenhando suas funções. Por exemplo, pode conduzir sinais como um neurônio (como aquele no desenho abaixo) ou armazenar carboidratos como uma célula do fígado. G

_{0}

é um estado permanente para algumas células, enquanto outras podem reiniciar a divisão caso recebam os sinais corretos.

Quanto tempo dura o ciclo celular?

Células diferentes podem levar tempos diferentes para completar o ciclo celular. Uma típica célula humana pode levar cerca de 24 horas para se dividir, mas células de ciclo rápido de mamíferos, como aquelas que revestem o intestino, podem completar um ciclo a cada 9-10 horas quando mantidas em cultura

^{1, 2}

Tipos de células diferentes também dividem seu tempo entre as fases do ciclo celular de formas diferentes. Em embriões de rãs, por exemplo, as células não passam praticamente nenhum tempo em G

_{1}

e G

_{2}

e, em vez disso, circulam rapidamente entre as fases S e M, resultando na divisão de uma célula grande, o zigoto, em várias células menores

^{2, 3}

. Clique aqui para ver um vídeo legal e acelerado sobre a divisão de embriões de rã.

Créditos

Este artigo foi adaptado de “The cell cycle" por OpenStax Biology (CC BY 3.0). Baixe o artigo original sem custos em http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.85:52/The-Cell-Cycle.

O artigo adaptado está autorizado sob a licença CC BY-NC-SA 4.0

Trabalhos citados

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Referências

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Cooper, G. M. "The Eukaryotic Cell Cycle." In The Cell: A Molecular Approach. 2.a ed. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2000. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9876/

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