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Ciclo celular, mitose e meiose 
 
A formação de uma nova célula somente é possível a partir de outra célula. Esse 
princípio da biologia foi descrito pela primeira vez no século 19, sendo denominado de 
doutrina celular. Esse entendimento foi fundamental para nossa compreensão da evolução 
e da formação e diferenciação de organismos: células surgem de células. Uma complexa 
sequência ordenada de eventos é necessária para a duplicação dos conteúdos celulares e 
sua divisão, o que se denomina ciclo celular. 
 Em organismos unicelulares, divisões celulares produzem novos organismos. 
Entretanto, nos pluricelulares, cadeias de células organizadas integram as diversas 
estruturas que realizam as diferentes funções em um organismo. Isso permite o 
crescimento e diferenciação dos organismos, bem como sua manutenção, com a 
substituição gradativa de células mortas. Deste modo, podemos descrever a função 
fundamental do ciclo celular como a transmissão das informações genéticas completas e 
íntegras para a próxima geração de células. Para tanto, deve haver crescimento (aumento 
da massa e do volume), duplicação de organelas e macromoléculas e uma cópia perfeita 
de cada cromossomo, com sua conseguinte segregação. Esta cadeia de eventos é 
coordenada por proteínas quinases, que surgiram ainda nas leveduras e têm sido 
conservadas até os mamíferos e aves, regulando, corrigindo e conferindo a duplicação do 
DNA, e por diversos fatores de crescimento, que controlam a proliferação celular e a 
diferenciação das estruturas. 
 De modo simplificado, o ciclo celular consiste em duas etapas: intérfase 
(crescimento celular, replicação do DNA e distribuição dos cromossomos duplicados às 
células filhas) e mitose (divisão celular). As células crescem progressivamente ao longo 
da intérfase, duplicando seu tamanho entre uma e outra mitoses. Para isso, entretanto, é 
necessário também duplicar o conteúdo cromossômico da célula. 
A intérfase inicia-se com a fase gap 1 (G1), que ocorre após a mitose e se estende 
até o início da fase S, com duração média de 11 h. Nesta etapa, a célula apresenta intensa 
atividade metabólica, crescendo e produzindo grande quantidade de proteínas, organelas 
e precursores da síntese do DNA (nucleosídeos), sendo sensível às condições 
extracelulares e coordenada por sinais extracelulares. Na ausência desses sinais, a célula 
entra em parada (G0), como ocorre em células altamente especializadas, incapazes de 
realizar mitose, como as musculares e nervosas. Ao final da fase G1, há um ponto de 
verificação (checkpoint) denominado ponto de restrição (G1/S), no qual é avaliado se a 
célula apresenta tamanho adequado e quantidades suficientes de proteínas e precursores 
de DNA para seguir para a divisão. 
Em seguida, se inicia a fase de síntese (fase S), com duração média de 8 h, na qual 
o conteúdo de DNA será duplicado, modificando temporariamente a ploidia da célula de 
2n para 4n, de modo que ao final do ciclo celular ambas as células-filhas apresentem a 
mesma configuração cromossômica. Esse processo é catalisado pela DNA polimerase, 
enzima responsável pela síntese do DNA. Após a duplicação, ou replicação, do DNA, há 
outro checkpoint (S/G2), no qual todo o conjunto cromossômico é conferido por 
mecanismos de reparo que evitam a presença e a transmissão de mutações espontâneas 
ocorridas no processo. Caso a célula não consiga reparar o local alterado, a célula entra 
em morte celular programa (apoptose), impedindo a propagação do conteúdo modificado 
ou de instabilidades genômicas para outras gerações de células. Diversas proteínas atuam 
na proteção do DNA nesta etapa, como a p53. Mutações no gene da p53 podem resultar 
na ausência o mau funcionamento desta proteína, o que está associado a alguns tipos de 
câncer em humanos. Nesta etapa também ocorre a produção de proteínas histonas, que 
permitem a estabilização do DNA condensado em cromatina. 
Finalizando a intérfase, na fase gap 2 (G2) ocorre a preparação para a mitose, na 
qual são produzidas proteínas não-histonas que se associarão temporariamente aos 
cromossomos durante a divisão celular, além do acúmulo do fator promotor da maturação 
(MPF), que desencadeia a mitose. O MPF é responsável, dentre outras coisas, por induzir 
a condensação dos cromossomos, dissolver a membrana nuclear e reorganizar o 
citoesqueleto para a montagem dos fusos mitóticos, em associação aos centríolos. Uma 
vez iniciada a fase G2, seu término conduz diretamente à divisão celular, pois não há 
checkpoint nesta transição. 
Então, a célula inicia a mitose por um estágio chamado de prófase, no qual as duas 
moléculas de DNA são desembaraçadas e posteriormente condensadas em forma de 
bastonetes, denominados cromátides-irmãs, que se mantem unidos por uma região 
central, o centrômero. Em seguida, ocorre gradativamente a dissolução do envelope 
nuclear, isso permite que os pares de cromátides-irmãs se liguem ao fuso mitótico, um 
conjunto de microtúbulos que orientam o material genético para a região central e 
posteriormente auxilia na segregação das cromátides-irmãs. Uma vez que estas estejam 
fixadas ao polos opostos do fuso, para os quais migraram os centríolos, nos quais 
ancoram-se os fusos, ocorre o alinhamento dos cromossomos formando uma estrutura na 
região equatorial da célula, denominada placa metafásica, caracterizando o estágio de 
metáfase. Então, a coesão das cromátides-irmãs é desfeita, sendo este o início do estágio 
da anáfase, no qual as cromátides-irmãs são separadas e puxadas para polos opostos do 
fuso. Em seguida, o fuso se desfaz e os cromossomos segregados são empacotados em 
núcleos separados no estágio de telófase. Por fim, ocorre a citocinese que cliva a célula 
em duas. Assim, cada célula-filha herda um dos dois núcleos, parte do citoplasma e as 
organelas, formando células completas em intérfase, reiniciando o ciclo. 
Entretanto, a mitose apenas explica a formação de células somáticas. Na formação 
de células gaméticas, outro evento de divisão celular ocorre, a meiose. Através deste 
processo, células haploides, com finalidade exclusivamente reprodutiva (gametas), são 
formadas a partir de células diploides. Isso implica na redução do número de 
cromossomos pela metade, por segregação das cromátides-irmãs de cada cromossomo, 
utilizando basicamente o mesmo ferramental molecular que opera a mitose. 
Porém, diferente do que ocorre na mitose, na formação de gametas ocorrem dois 
ciclos sucessivos de segregação dos cromossomos, cujas etapas são também similares à 
mitose. No primeiro (meiose I), porém, há uma condição exclusiva da meiose na 
segregação dos cromossomos homólogos. Durante a fase de paquíteno, na prófase da 
meiose I, um fenômeno genético de recombinação ocorre: o crossing over. Neste 
momento, os cromossomos homólogos, duplicados na intérfase que precedeu a meiose, 
estão completamente alinhados. Devido a afinidade química entre esses segmentos de 
material genético, rupturas e religações acontecem, permitindo um processo de troca de 
partes entre as cromátides-irmãs ou entre os cromossomos homólogos. Isso implica em 
um intenso processo de recombinação que aumenta enormemente a variabilidade na 
produção dos gametas, pois pode levar a perda ou ganho de sequências nucleotídicas, 
troca de genes ativos por outras versões, eventualmente não funcionais ou que expressam 
fenótipos distintos. Caso ocorra crossing over, esses segmentos permanecem 
quimicamente ligados, produzindo estruturas temporariamente presentes denominadas 
quiasmas, que são visíveis ao microscópio. Nesse sentido, a presença de quiasmas indica 
ter havido troca de material genético. 
Então, os pares de cromossomos homólogos, constituídos de suas cromátides-
irmãs unidas pelo centrômero, alinham-se no fuso meiótico. Em seguida, na anáfase I da 
primeira meiose, os homólogos duplicados são separados e segregados em dois núcleos-
filhos, dando origem a duascélulas diploides que entram em divisão novamente, agora, 
porém, sem haver replicação do DNA. Este ciclo é denominado de segunda meiose 
(meiose II), na qual as cromátides-irmãs são separadas e segregadas, de modo semelhante 
ao que ocorre na mitose, formando núcleos-filhos haploides distintos. Ao fim do 
processo, então, uma célula diploide precursora, após a meiose completa, origina quatro 
células haploides, com conteúdo de mais ou menos recombinado a partir da herança 
cromossômica materna e paterna herdada pelo indivíduo. 
O estudo do ciclo celular e das possibilidades de divisão celular facilitam o 
entendimento dos processos de manutenção e da biologia do desenvolvimento dos 
organismos, assim como dos processos que promovem a diversidade genética e suportam 
a reprodução sexual, característica de diversas espécies do planeta. Compreender bem 
essas etapas permite, ainda, a criação e a aplicação de diversas biotecnologias que atuam 
nessa maquinaria bioquímica para produzir efeitos extremamente específicos, seja no 
campo, na indústria, na área de saúde ou mesmo em aplicações destinadas à pesquisa.