Durante a divisão celular, a segregação precisa dos cromossomos requer a regulação dinâmica das ligações dos microtúbulos aos cinetocoros, complexos proteicos que se reúnem nos centrômeros dos cromossomos. Os microtúbulos são polímeros longos e cilíndricos de subunidades de tubulina que desempenham papéis cruciais em vários processos celulares, incluindo a segregação cromossômica. Para garantir a segregação cromossômica adequada, os microtúbulos devem passar por ciclos de ligação e desprendimento dos cinetocoros.
Vamos nos aprofundar nos mecanismos pelos quais os microtúbulos se desprendem de suas ligações durante a divisão celular:
1. Fosforilação Mitótica:
- À medida que as células entram na mitose, quinases específicas, como a Aurora B quinase, são ativadas.
- Aurora B quinase fosforila vários componentes do cinetocoro e proteínas de ligação aos microtúbulos próximos.
- A fosforilação enfraquece as interações entre os microtúbulos e os cinetocoros, promovendo o descolamento dos microtúbulos.
2. Desestabilização das extremidades do microtúbulo Plus:
- As extremidades positivas dos microtúbulos são dinâmicas e sofrem polimerização e despolimerização.
- Durante a divisão celular, certas proteínas, como as proteínas motoras da cinesina-13, acumulam-se nos cinetocoros.
- Os motores Kinesin-13 desestabilizam o microtúbulo mais as extremidades, levando à catástrofe, uma rápida desmontagem do microtúbulo.
- A catástrofe faz com que os microtúbulos encurtem e se separem dos cinetocoros.
3. Quebra de Microtúbulos:
- Em alguns casos, os microtúbulos podem ser cortados ou quebrados para liberar suas ligações aos cinetocoros.
- Enzimas especializadas chamadas enzimas de ruptura de microtúbulos, como a catanina e a espastina, podem clivar os microtúbulos.
- A ruptura dos microtúbulos leva à geração de extremidades livres dos microtúbulos, que podem então sofrer despolimerização ou recolocação em diferentes cinetocoros.
4. Fluxo em direção ao pólo:
- Durante a anáfase, as cromátides irmãs separadas são puxadas em direção aos pólos opostos do fuso.
- Os microtúbulos que se separaram de um cinetocoro podem sofrer fluxo em direção aos pólos, deslizando ao longo das fibras do fuso em direção aos pólos do fuso.
- O fluxo em direção ao pólo é impulsionado por proteínas motoras, como a dineína e a cinesina, que se movem ao longo dos microtúbulos.
- Ao liberar suas ligações aos cinetocoros, os microtúbulos passam por rearranjos dinâmicos para permitir a segregação adequada dos cromossomos durante a divisão celular. A regulação precisa destes mecanismos de desprendimento é crucial para garantir a fidelidade e precisão da divisão celular. A desregulação das ligações dos microtúbulos pode levar ao desalinhamento cromossômico e à aneuploidia, que estão associadas a vários distúrbios e doenças genéticas.
