- O ciclo celular
- Regulamento
- Descrição da fase G1
- Subfases de G1
- Pontos de controle ou "restrição"
- O ponto de verificação G1 / S
- Importância
- Referências
A fase G1 é uma das etapas em que se divide a interface do ciclo de vida de uma célula. Muitos autores referem-se a isso como "fase de crescimento", pois durante ela ocorre o crescimento mais significativo de uma célula.
Durante a fase G1, portanto, ocorrem várias alterações metabólicas intracelulares que preparam a célula para a divisão. A certa altura dessa fase, conhecida em alguns textos como "ponto de restrição", a célula se divide e segue para a fase S de síntese.
Fases do ciclo celular (Fonte: Richard Wheeler (Zephyris). Etiquetas espanholas de Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)
O ciclo celular
O ciclo celular consiste na sequência ordenada de eventos que ocorrem em uma célula em preparação para sua divisão. É geralmente definido como um processo dividido em 4 estágios pelos quais as células:
- aumento de tamanho (fase G1)
- copiar seu DNA e sintetizar outras moléculas importantes (fase de síntese ou fase S)
- preparar para a divisão (fase G2) e
- dividir (fase M ou mitose)
De acordo com o exposto, o ciclo celular pode ser dividido em dois grandes “momentos”: a interface e a mitose. A interface consiste nas fases G1, S e G2, que compreendem todos os processos entre uma divisão mitótica e outra, por isso se diz que uma célula passa a maior parte de sua vida na interface.
Regulamento
De acordo com as mensagens "estimuladoras" ou "inibitórias" que uma célula recebe durante a interface, ela pode "decidir" se entra ou não no ciclo celular e se divide.
Essas "mensagens" são transportadas por algumas proteínas especializadas, incluindo fatores de crescimento, receptores para esses fatores de crescimento, transdutores de sinal e proteínas reguladoras nucleares.
Além disso, as células também possuem checkpoints ou pontos de restrição nas diferentes fases, o que lhes permite garantir que o ciclo celular progrida corretamente.
Muitas das células "não reprodutivas" estão em constante divisão, razão pela qual se diz que estão sempre em um ciclo celular ativo.
As células que não se dividem ou que são células quiescentes passam da fase G1 para uma fase denominada G0, durante a qual podem permanecer viáveis por muitos meses e até anos (muitas das células do corpo humano estão nesta fase).
Células diferenciadas terminalmente não podem sair da fase G0 e entrar no ciclo celular, como é o caso de algumas células neuronais, por exemplo.
Descrição da fase G1
Conforme mencionado, a fase G1 do ciclo celular pode ser considerada uma fase de crescimento, uma vez que após a divisão celular, suas células filhas entram nesta fase e começam a sintetizar as enzimas e nutrientes necessários para a subsequente replicação do DNA e divisão celular.
Durante essa fase, uma grande quantidade de proteínas e RNA mensageiro também são produzidos, e sua duração é muito variável, geralmente dependendo da quantidade de nutrientes disponíveis para a célula.
Subfases de G1
A fase G1 pode ser descrita como consistindo em quatro “subfases”: competição (g1a), entrada ou entrada (g1b), progressão (g1c) e montagem (g1d).
A competição se refere ao processo pelo qual uma célula que entra em G1 absorve nutrientes e elementos extracelulares através de sua membrana plasmática. A entrada ou entrada consiste na entrada desses “materiais”, que contribuem para o crescimento da célula.
Esse crescimento ocorre durante a subfase de progressão, que termina quando esses materiais se reúnem para formar outras estruturas celulares e completar o progresso da célula para a fase G1 e em direção ao ponto de verificação.
Pontos de controle ou "restrição"
Todas as células possuem reguladores que permitem monitorar seu crescimento. No final da fase G1, há um ponto de verificação que garante que a síntese de proteínas ocorreu de maneira adequada e que todo o DNA celular está "intacto" e "pronto" para as fases subsequentes.
As "salvaguardas" especializadas encontradas neste ponto de verificação são proteínas conhecidas como quinases dependentes de ciclina ou CDKs, de quinases dependentes de ciclina, proteínas que também participam do início da divisão do DNA durante a fase S.
As quinases dependentes de ciclina são proteínas quinases que são caracterizadas por exigirem uma subunidade separada (uma ciclina) que fornece os domínios essenciais para a atividade enzimática.
Pontos de verificação do ciclo celular (Fonte: WassermanLab / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), via Wikimedia Commons e modificado por Raquel Parada)
São responsáveis pela adição de grupos fosfato em resíduos de serina e treonina localizados em domínios específicos de suas proteínas-alvo, alterando sua atividade.
Eles têm funções muito importantes tanto no controle da divisão celular quanto na modulação da transcrição gênica em resposta a diferentes sinais extra e intracelulares. Graças a essas proteínas, não apenas a fase G1, mas também a fase S e a fase G2 funcionam como um “relógio” do ciclo celular.
O ponto de verificação G1 / S
O checkpoint da fase G1 é um dos mais importantes e é nele que a célula “decide” se já cresceu o suficiente e se as condições nutricionais ao seu redor e dentro dela são adequadas para iniciar o processo de replicação genômica.
As proteínas quinases dependentes de ciclina da subfamília 2 (Cdk2), que dependem da ciclina E., participam desse ponto de transição de fase.
Uma vez que a célula "excede" este ponto de verificação e entra na próxima fase, a atividade de Cdk1 é "desligada" novamente, destruindo sua porção de ciclina, razão pela qual foi demonstrado que essas proteínas são inativas até que existem ciclinas disponíveis no citosol.
Importância
A fase G1 não é apenas essencial para o crescimento celular e para a preparação de estruturas subcelulares para divisão, mas seu ponto de controle é crítico do ponto de vista da regulação da proliferação celular.
A "desregulação" do controle da proliferação é um dos principais motores do desenvolvimento do tumor em diferentes tipos de tecidos, uma vez que muitos dos pontos de verificação do ciclo celular são "contornados" durante a tumorigênese.
Referências
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- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, Bretscher, A.,… & Matsudaira, P. (2008). Biologia celular molecular. Macmillan.
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- Tanase, C., Ogrezeanu, I., & Badiu, C. (2011). Patologia molecular dos adenomas hipofisários. Elsevier.