Durante a replicação celular, as células mantêm a sua identidade através de vários mecanismos principais:
1. Replicação do DNA:
- A replicação do DNA garante que cada nova célula-filha receba uma cópia precisa do material genético da célula-mãe.
- O processo envolve desenrolar a fita dupla do DNA, separar as duas fitas e sintetizar novas fitas complementares.
- As enzimas DNA polimerase adicionam novos nucleotídeos às cadeias em crescimento, seguindo as regras de emparelhamento de bases (A com T, C com G).
- Esta replicação garante a preservação da informação genética e da identidade celular.
2. Modificação de histonas:
- Histonas são proteínas em torno das quais o DNA se envolve para formar a cromatina, o material estrutural dos cromossomos.
- Durante a replicação, as histonas são modificadas para manter a estrutura correta da cromatina e regular a expressão genética.
- As enzimas adicionam ou removem grupos químicos (metil, acetil) a resíduos de aminoácidos específicos nas histonas, alterando sua carga e capacidade de ligação ao DNA.
- Essas modificações afetam a compactação e a acessibilidade da cromatina, impactando a atividade genética e garantindo a identidade celular adequada.
3. Herança Epigenética:
- Mecanismos epigenéticos, como metilação do DNA e modificações de histonas, podem ser herdados pelas células-filhas durante a replicação.
- Essas modificações influenciam os padrões de expressão gênica sem alterar a própria sequência do DNA.
- As marcas epigenéticas ajudam a manter a identidade celular, regulando a acessibilidade de genes específicos, garantindo que cada tipo de célula expressa o conjunto apropriado de genes.
- Estas marcas são copiadas e transmitidas durante a replicação, contribuindo para identidades celulares estáveis ao longo das gerações.
4. Manutenção dos Telômeros:
- Telômeros são sequências especializadas de DNA nas extremidades dos cromossomos que os protegem da degradação e fusão durante a replicação.
- Os telômeros encurtam a cada rodada de replicação do DNA e, eventualmente, as células entram em senescência (param de se dividir) ou sofrem apoptose (morte celular programada).
- Alguns tipos de células, como as células estaminais e as células germinativas, possuem mecanismos para manter o comprimento dos telómeros através da enzima telomerase, permitindo-lhes manter o seu potencial replicativo e evitar o envelhecimento celular.
5. Mecanismos de Controle de Qualidade:
- As células possuem vários mecanismos para detectar e corrigir erros de replicação que podem surgir durante a replicação do DNA.
- Os pontos de verificação de danos ao DNA interrompem o processo de replicação, permitindo que os mecanismos de reparo do DNA corrijam os erros antes de prosseguir.
- Se o dano for demasiado grave ou irreparável, as células podem desencadear a apoptose para evitar a propagação de ADN danificado e de mutações potencialmente prejudiciais.
Através destes mecanismos, as células duplicam e segregam fielmente o seu material genético durante a replicação, garantindo que cada célula-filha herda a mesma informação genética e identidade celular que a célula-mãe. Isso garante a preservação da identidade celular, o desenvolvimento adequado e a homeostase dos tecidos.
