AulasCitologia

Fase S (síntese) do Ciclo Celular

É na fase s (síntese) que ocorre a replicação do DNA

Na fase S ocorre a duplicação do material nuclear da célula. Uma célula eucariótica típica tem dois genomas, ou seja, dois conjuntos inteiros de informação genética do organismo. Um dos genomas provém do pai, e o outro, da mãe. Por isso, a célula é dita diploide, ou seja, sua ploidia é 2n.

Sse o conteúdo de DNA da célula for 2C (a unidade C é arbitrária), ao final da fase S ele será 4C, e assim as duas células-filhas receberão, cada qual, exatamente a mesma quantidade de DNA contida originalmente na célula-mãe.

Fase s do ciclo celular
Ciclo celular típico de uma célula diploide (2n). Seu conteúdo de DNA é 2C e, ao final da fase S, será 4C, mas a célula continuará a ser diploide. No final da mitose (anáfase), ocorre a distribuição equitativa do conteúdo de DNA para as células-fi lhas

Além da mesma quantidade, elas receberão a mesma qualidade de DNA da célula-mãe, ou seja, o conteúdo de DNA, na mitose, é repartido igualmente entre as células-filhas. Elas serão, portanto, diploides, tal qual a célula-mãe.

Para a replicação do DNA, a molécula deve estar em sua fase de descondensação máxima. Em outras palavras, o DNA deve estar distendido, permitindo que enzimas afastem as duas hélices e, como vimos, dupliquem a molécula. Além de duplicação do DNA, ocorre na interfase a contínua produção de todos os constituintes celulares.

Mitocôndrias e cloroplastos se duplicam autonomamente, pois possuem DNA próprio. Também há intensa atividade de transcrição e tradução na interfase.

Nessa fase é possível que ocorram, espontaneamente, erros de duplicação do material genético. Esses erros podem ser significativos para o futuro da linhagem celular, pois a alteração de uma única base nitrogenada pode implicar a perda irremediável da informação no trecho de DNA afetado. Observe na figura abaixo um erro possível na duplicação do DNA.

Representação de um trecho de uma molécula de DNA com um erro de duplicação, apresentando uma base nitrogenada anormal (no destaque).

Existem diversas bases nitrogenadas, além das quatro que formam o DNA, e é possível que algumas delas sejam incorporadas a uma das fitas em formação. Como vimos, cafeína, xantina e hipoxantina são bases nitrogenadas e eventualmente podem se “intrometer” no DNA.

Essas alterações são detectadas por enzimas de reparo que monitoram constantemente as moléculas de DNA do núcleo e promovem a substituição da base nitrogenada errada pela base correta. Isso é possível, pois a base complementar do pareamento guarda a informação da base do pareamento original.

Por exemplo, em certo ponto da molécula de DNA pode haver um par citosina-hipoxantina, par não usual. A enzima de reparo tem o poder de inserir um grupo amina (NH2) na hipoxantina, que se

converte, assim, em guanina. A presença de citosina em um dos lados do pareamento garante que se restabeleça o pareamento original. Esse mecanismo de reparo é bastante eficiente.

Uma fita única, em caso de algum dano, teria a informação original irremediavelmente perdida. Além disso, a geometria da hélice dupla torna evidentes os erros de duplicação da molécula. Observe novamente a figura anterior e veja como uma base nitrogenada “intrometida” (no caso, a xantina) mudou a forma da dupla hélice, evidenciando o erro.

As lesões de pareamento de nucleotídeos que causam distorções na geometria da molécula de DNA são rapidamente reparadas por enzimas que removem a parte da cadeia anormal, gerando uma lacuna por alguns momentos. Essa lacuna é reconhecida por enzimas que atuam preenchendo-a com o pareamento normal, restabelecendo a sequência original do trecho da molécula.

Esse sistema de reparo de DNA é extremamente comum nos seres vivos, em arqueas, bactérias e eucariotos. Essas distorções da geometria molecular são facilmente induzidas por raios ultravioleta da luz solar, e, no caso humano, podem induzir a formação de tumores de pele, se ocorrerem falhas nesse sistema de reparo.

É assim interessante perceber como o DNA constitui uma molécula apropriada tanto para armazenar informação como para preservá-la quando ela é copiada, e restaurá-la, quando ocorrem problemas. A configuração em dupla fita facilita o processo de reparo, pois mantém a memória dos pareamentos.

Células com grandes danos no DNA emitem sinais capazes de paralisar o ciclo celular. Caso as enzimas de reparo não consigam deter a emissão desses sinais, a célula pode ter seu ciclo celular paralisado permanentemente, entrando no chamado G , ou sua morte pode ser induzida por apoptose.

O DNA duplicado da célula que se prepara para a divisão começa a se condensar e forma cromossomos duplicados, ou seja, com duas cromátides-irmãs. Em certo momento da mitose, os cromossomos atingem estado de condensação máxima, e ficam bem visíveis, como mostram as imagens da figura abaixo. Nessa forma, condensados, os cromossomos estão inativos e não produzem RNA.

Acima um esquema e foto de cromossomo com duas cromátides- -irmãs. Na foto (à direita), o cromossomo foi submetido a tratamento que remove algumas proteínas responsáveis por sua integridade. A ilustração (à esquerda) traz uma representação esquemática do mesmo cromossomo com a identificação das partes de uma cromátide.

Os cromossomos duplicados serão separados e divididos equitativamente pelas células-filhas, que receberão uma cromátide de cada um deles, sendo assim idênticas à célula-mãe em termos de quantidade e qualidade do DNA. As células-filhas herdam os mesmos cromossomos da célula da qual se originaram.

Veja também

Thiago Faruk

Thiago Faruk é biólogo formando pela USP e mestre em ensino de ciências e matemática pela Unicamp. É um grande prazer ser um colaborador do Planeta Biologia. Aqui minha função é produzir artigos e fazer curadoria de artigos que chegam até mim, fazendo correções, edições e oferecer aos nossos leitores o melhor conteúdo na área de biologia.

Artigos relacionados

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.

Botão Voltar ao topo