Questão 2 Unicamp 2020 - 2ª fase - dia 2
Células imortalizadas são capazes de proliferar em cultura. A imortalização ocorre quando mecanismos de morte celular são desativados, permitindo a manutenção das células. Por meio de técnicas específicas, é possível isolar uma ou mais células e deixá-las proliferarem em cultura, dando origem a outras células com características semelhantes. As células HeLa foram isoladas de um câncer uterino e são as primeiras células humanas a se estabelecerem como linhagem imortalizada.
a) Utilizando células HeLa, um experimento avaliou os efeitos antitumorais do nocodazol, um agente que interfere na polimerização dos microtúbulos. Os gráficos abaixo apresentam a quantidade de DNA no grupo HeLa controle (painel A) e no grupo HeLa na presença de nocodazol (painel B). Explique por que no painel B há concentração de células estacionadas na fase G2/M.
b) As células do painel A são originárias de células somáticas. Considerando que sejam células germinativas, qual seria a quantidade de DNA no final da meiose? Justifique sua resposta.
a) O nocodazol é um agente que interfere na polimerização dos microtúbulos, filamentos proteicos formados por inúmeras unidades da proteína tubulina. Os microtúbulos são componentes do citoesqueleto, que exercem funções diversas como:
- formação de cílios e flagelos, responsáveis pelo movimento celular e movimento de moléculas na superfície celular;
- transporte de vesículas no citoplasma, incluindo vesículas de exocitose, constantemente formadas em células secretoras;
- formação das fibras do fuso durante as divisões celulares (mitose e meiose).
As fibras da divisão celular começam a ser formadas na primeira fase denominada prófase. A fibras crescem pela polimerização de monômeros de tubulina a partir dos centrossomos localizados em polos opostos da célula. As extremidades livres destas fibras se ligam aos centrômeros dos cromossomos, o que favorece os eventos que ocorrerão nas fases posteriores conforme listado a seguir:
- na metáfase, as fibras garantem o posicionamento dos cromossomos na placa equatorial da célula;
- na anáfase, ocorre o encurtamento das fibras devido à despolimerização das mesmas, o que acarreta na separação das cromátides irmãs (na mitose e na meiose II) ou na separação dos cromossomos homólogos (na meiose I).
Para interpretar os painéis fornecidos, é fundamental que o aluno tenha conhecimento sobre o ciclo celular: toda divisão celular é antecedida pela interfase, fase responsável por preparar a célula para a divisão celular que está por vir. A interfase ocupa a maior parte do ciclo celular e é subdividida em três momentos: G1, S e G2, sendo a fase S responsável por duplicar a quantidade de DNA através do processo de replicação. Algumas células (como os neurônios) mantêm-se em uma interfase diferenciada em G0, condição na qual a célula está exercendo suas atividades vitais, porém, não está se preparando para a divisão celular.
O painel A fornecido pelo exercício mostra as quantidades de DNA nas células do grupo controle, ou seja, sem a adição do nocodazol. A célula em G0 ou no início de G1 apresenta quantidade de DNA igual a 40. Após a fase S, a célula atinge G2 com quantidade de DNA igual a 80, o que é justificável pelo fato de a fase S ser responsável pela duplicação da quantidade de DNA. Com a presença de microtúbulos intactos, após G2, a célula prossegue para a divisão celular (M) que após separação das cromátides irmãs e citocinese durante a mitose, reestabelece a quantidade de DNA inicial igual a 40.
O painel B, e perfil diferenciado, mostra as quantidades de DNA nas células que sofreram a adição do nocodazol, que interfere na formação dos microtúbulos. A célula em G0 ou no início de G1 apresenta quantidade de DNA igual a 40. Após a fase S, a célula atinge G2 com quantidade de DNA igual a 80, assim como no painel A. Porém, sem a formação dos microtúbulos, a divisão celular (M) não irá progredir corretamente, já que não ocorrerá a separação das cromátides irmãs durante a mitose, e a quantidade de DNA nas células-filhas será mantida em 80.
b) A meiose é um tipo de divisão celular reducional responsável por formar células haploides (n) a partir de células diploides (2n). Em animais, a meiose permite a formação de gametas com metade do número cromossômico que o organismo adulto. Na espécie humana, especificamente, a partir de uma célula com 46 cromossomos, a meiose origina células com 23 cromossomos que podem ser óvulos ou espermatozoides. Assim como na mitose, a meiose é precedida pela interfase na qual há duplicação da quantidade de DNA da célula. Entretanto, a quantidade de DNA nas células-filhas será diferente, uma vez que a meiose consiste em duas divisões nucleares consecutivas, conforme é exibido no diagrama resumido abaixo:
Conforme o diagrama acima, a célula germinativa que possui quantidade de DNA igual a 40 em G1, deverá atingir a quantidade igual a 80 após a fase S e formar células-filhas com quantidade de DNA igual a 20 no final da meiose.
Imagens: REECE, J. B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015 / Lopes, Sônia. Bio 1: conect live. 3. Ed. São Paulo: Saraiva, 2018.