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As células eucarióticas, ou seja, aquelas que compõem protistas , fungos, plantas e animais, apresentam um andaime semelhante a um esqueleto, o chamado citoesqueleto (etimologicamente, “esqueleto celular”). Este citoesqueleto mantém a forma e a organização interna das organelas, permite vários movimentos e medeia o trânsito de estruturas e substâncias no nível intracelular. Um dos componentes do citoesqueleto são os microtúbulos., que são estruturas tubulares formadas por proteínas denominadas tubulinas alfa e beta. Entre outras funções, os microtúbulos participam da divisão celular facilitando a movimentação dos cromossomos, que por sua vez são estruturas compostas pelo ácido desoxirribonucléico, molécula que carrega o material genético.
Muitos tipos de células eucarióticas possuem um arranjo especializado de microtúbulos chamados centríolos, que são encontrados na região do citoplasma próxima ao envelope nuclear conhecido como centrossoma. Nas células em divisão, os centríolos aparecem rodeados por um grupo de filamentos curtos dispostos em forma de estrela: os ásteres.
A função dos ásteres durante a divisão celular
Antes de entrar na divisão celular, durante um estágio chamado interfase, as células duplicam seu material genético, suas organelas e estruturas como o centrossomo (juntamente com os centríolos que ele contém). No final da interfase, o centrossomo duplicado se divide, deixando dois centrossomos, cada um com um par de centríolos.
Terminada a interfase, as células iniciam sua divisão celular entrando na prófase, estágio durante o qual os microtúbulos se reorganizam para formar uma estrutura chamada fuso mitótico. A formação do fuso é precedida pelo aparecimento dos ásteres: cada áster migra para posições opostas dentro da célula, estabelecendo assim os polos a partir dos quais o fuso se formará.
O fuso mitótico já formado é composto por três tipos de fibras: as ásteres, que envolvem os centríolos e cujas pontas se irradiam em todas as direções; os microtúbulos do cinetócoro, que estão ligados em uma extremidade aos cinetócoros de cada cromossomo duplicado; e microtúbulos polares ou interpolares, que crescem sem encontrar um cinetócoro ao qual se ligar.
No final da prófase e no início da próxima fase, a metáfase, os microtúbulos dos ásteres são muito mais numerosos e mais curtos do que na interfase e não estabelecem contato com o par de centríolos circundantes.
Na etapa seguinte, a anáfase, o fuso se alonga devido à ação de proteínas que formam pontes entre os microtúbulos polares, puxando-os em direção ao pólo de onde vieram. Outros tipos de proteínas ligam os microtúbulos do áster à membrana ou às proteínas da célula subjacente (ou seja, uma das células que permanecerá após a ruptura da célula em divisão original); Isso contribui para o deslocamento dos centríolos e ásteres, para o alongamento da célula e para que os pólos celulares se tornem mais esféricos antes da separação das células-filhas.
Precisamente, a separação das células filhas ou citocinese é produzida pelo estrangulamento do citoplasma. Aqui, o papel dos microtúbulos do fuso não é muito claro, levando em conta experimentos em que eles foram removidos após a metáfase em células hedgehog, nas quais a citocinese ocorre normalmente e o áster desaparece no fuso. telófase, fase após a anáfase e antes da separação do citoplasma.
A questão sobre o papel dos ásteres na citocinese não é a única pendente de solução. Entre outras questões, resta determinar o mecanismo que permite que o raio de cada microtúbulo do áster não mude à medida que ele se expande, identificar o mecanismo de separação do áster do centrossomo e estabelecer como seu crescimento é inibido. Todas essas questões requerem o estudo de novos mecanismos moleculares, bioquímicos e biofísicos.
Fontes
Alfredo de Jesús Rodríguez-Gómez, Sara Frias-Vázquez. Mitose e sua regulação . Lei Pediátrica do México. 35(1): 55-86, 2014.
Paniagua, R., Nistal, M., Sesma, P., Álvarez-Uría, M., Fraile, B., Anadón, R., Sáez, F. Biologia Celular . 3ª edição. McGraw Hill Inter-American., Madri, 2007.
TJ Mitchison, M. Wühr, P Nguyen, K. Ishihara, A. Groen e CM Field. Crescimento, interação e posicionamento de ásteres de microtúbulos em células embrionárias de vertebrados extremamente grandes . Citoesqueleto (Hoboken) . 69(10): 738–750, 2012. doi:10.1002/cm.21050.
