Metafase

A divisão nuclear (mitose) de células de organismos eucarióticos com replicação do DNA pode ser dividida em quatro fases principais. A segunda fase principal é chamada Metafase no curso do qual os cromossomos se contraem em uma espiral e se posicionam no plano equatorial com aproximadamente a mesma distância para os dois pólos opostos. As fibras do fuso estão conectadas aos centrômeros dos cromossomos de ambos os pólos.

Qual é a metáfase?

A metáfase é a segunda de um total de quatro fases principais nas quais a divisão do núcleo das células eucarióticas, chamada mitose, pode ser dividida. Durante a metáfase, o arranjo dos cromossomos no chamado plano equatorial ou placa metafásica é característico.

Cada cromossomo consiste em quatro cromátides, duas das quais são "idênticas". As cromátides são inicialmente mantidas juntas por seu centrômero comum. Pequenas estruturas de proteínas se formam nos centrômeros, às quais as fibras dos pólos do fuso se fixam para puxar as cromátides irmãs para os pólos opostos. A separação das cromátides já faz parte da anáfase que se segue à metáfase.

Durante a metáfase são feitos todos os preparativos que são necessários para separar as cromátides dos centrômeros, a fim de poderem ser puxados para os pólos. Somente quando todos os centrômeros estão conectados com as fibras polares ou microtúbulos correspondentes, as ligações das cromátides em seu centrômero são liberadas de modo que seu deslocamento para o respectivo polo começa.

Função e tarefa

No corpo humano, há uma necessidade contínua de crescimento baseado na reprodução celular, que segue principalmente o princípio da divisão celular. Em células nucleadas de organismos únicos e multicelulares (eucariotos), as divisões incluem a divisão do citoplasma e seus núcleos celulares.

As duas células-filhas que resultam da divisão são idênticas em seus conjuntos de cromossomos diplóides com a respectiva "célula-mãe", de modo que o crescimento de certos tecidos no corpo é teoricamente ilimitado com base na divisão celular não sexual, desde que o processo de divisão não seja interrompido ou terminado por substâncias inibidoras do crescimento.

O processo de divisão celular também está ligado ao processo de divisão nuclear, conhecido como mitose. Na mitose, a segunda de um total de quatro fases principais é conhecida como metáfase. É um elo importante no processo de divisão central. A metáfase é importante para posicionar as cromátides do duplo conjunto de cromossomos no plano equatorial ou metaplaca de modo que possam ser traçadas pelos filamentos dos microtúbulos na direção dos dois pólos na anáfase subsequente.

Uma função particularmente importante da metáfase é verificar (checkpoint) e monitorar as fibras do fuso (microtúbulos) que emanam dos pólos. Deve-se garantir que os microtúbulos estejam conectados ao centrômero "correto". Isso garante que os dois conjuntos de cromossomos agrupados nos pólos durante a anáfase subsequente sejam absolutamente idênticos. Isso só pode ser alcançado tendo uma cromátide de um cromossomo em cada um dos dois pólos depois que o núcleo foi dividido.

Se, por exemplo, duas cromátides irmãs idênticas fossem encontradas em um dos dois pólos e estivessem faltando no outro pólo, isso levaria a distúrbios consideráveis ​​com a impossibilidade de crescimento celular posterior ou crescimento descontrolado. No caso das células do parênquima, haveria uma perda da funcionalidade específica das células.

Doenças e enfermidades

A mitose incorpora um processo muito complexo que envolve o risco de erros na replicação das fitas de DNA e na distribuição das cromátides nos dois pólos, às vezes com consequências de longo alcance. Por exemplo, a fixação “incorreta” de microtúbulos aos cinetocoros dos centrômeros pode ocorrer com relativa frequência. Por exemplo, certos cinetocoros podem permanecer livres, isto é, não conectados a um microtúbulo, ou ambas as cromátides estão conectadas a microtúbulos do mesmo pólo em seus centrômeros. Uma das funções mais importantes da metáfase consiste em verificar a fixação “correta” e completa dos microtúbulos ao cinetocore.

A separação dos cromossomos na anáfase normalmente só é liberada quando a verificação das fibras do fuso é bem-sucedida e todos os cinetocoros sinalizam a conexão correta. O checkpoint mitótico é implementado por um grupo de proteínas especializadas que suprimem ou lucram na transição para a anáfase se a adesão não corresponder ao valor alvo. O processo é algo comparável a um pit stop em uma corrida de Fórmula 1, quando todos os quatro montadores devem relatar a conclusão após trocar as rodas antes que o piloto da Fórmula 1 possa começar novamente.

Outro problema maior surge quando erros são cometidos ao quebrar as fitas de DNA. Isso pode levar à perda de função das células e à progressão contínua, rápida ou lenta de outras mitoses que não reagem mais aos inibidores de crescimento do próprio corpo. O crescimento desinibido caracteriza tumores benignos (benignos) ou malignos (malignos).

Outros problemas podem surgir da metilação do DNA. Quando as fitas de DNA são divididas, a atividade das metiltransferases do DNA pode levar à adição de grupos metil (-CH3) ao DNA. O processo não corresponde a uma mutação genética no sentido convencional, mas corresponde a uma mudança epigenética no gene afetado. A "metilação do gene" geralmente leva a mudanças fenotipicamente reconhecíveis no indivíduo afetado e é principalmente transmitida para a próxima geração de células - semelhante a uma herança.

A extensão em que o desenvolvimento de tumores benignos e malignos e a metilação do DNA podem ser atribuídos a processos dentro da metáfase não foi pesquisada adequadamente.