Estudo explica como informações não genéticas das células são hereditárias

O ser humano adulto tem 10 trilhões de células no corpo, todas com o mesmo DNA. Mas essas células se especializam em diferentes funções e 'ensinam' o trabalho para novas células quando se dividem. Pesquisa portuguesa mostra como isso acontece

Por Da Redação
Atualizado em 6 Maio 2016, 16h50 - Publicado em 28 dez 2011, 16h55

Existem características hereditárias que são passadas de geração para geração que, no entanto, não são genéticas. É o que se chama de epigenética. A forma como essas informações que não são genéticas são repassadas de maneira hereditária pelas células dos seres vivos quando elas se dividem ainda é um mistério para a ciência. Sabe-se que, em muitos casos, proteínas estão relacionadas com o fenômeno, mas não como ele funciona.

Um estudo divulgado pelo Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC), em Portugal, ajuda a jogar luz sobre esse processo. Os pesquisadores identificaram que uma estrutura de proteína chamada centrômero é muito importante na divisão perfeita das células. Essa estrutura existe em cada um dos 46 cromossomos das células e é o ponto de ligação entre os dois braços, ou cromatídeos, que os formam, dando a forma de um X. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Developmental Cell.

Todas as nossas células tem o mesmo DNA, mas desenvolvem funções diferentes. Algumas são neurônios, outras são células musculares, da pele, dos cabelos, dos pulmões e assim por diante. Para que isso ocorra, alguns genes são “desligados” e outros são “ligados” dentro de cada célula. Quando elas se dividem, suas “filhas” tem uma espécie de memória, com as funções que devem ou não estar ligadas. A epigenética (saiba mais) desenvolve seu papel nesse momento, garantindo que as novas células funcionem como as que lhes deram origem. Quando isso dá errado, as células podem se reproduzir com defeito e sem controle. Ou seja, em forma de tumor.

“No processo de divisão celular, todos os genes contidos nos nossos cromossomos são duplicados. O centrômero é a região que liga os novos cromatídeos e permite que o citoesqueleto das células se ligue a cada um desses cromatídeos e os puxe cada um para cada uma das células que se vai formar”, explica Mariana Silva, estudante de doutoramento e primeira autora do estudo, publicado na última edição do periódico Developmental Cell. “Por isso é muito importante que cada cromossomo contenha apenas um centrômero. Se não existir nenhum, os cromatídeos não se dividem, o citoesqueleto não se liga e uma das células filhas vai ficar com uma cópia a mais desse cromossomo. Se, por outro lado, existirem vários centrômeros no mesmo cromossomo, o citoesqueleto vai puxar em várias regiões desse cromossomo, podendo fazer com ele quebre e as células filhas não vão herdar toda a informação”, completa ela, em entrevista ao site de VEJA.

Saiba mais

EPIGENÉTICA

É um termo usado para se referir a características de organismos que não envolvem mudanças na sua sequência de DNA. As características epigenéticas desempenham um importante papel no processo de diferenciação celular.

CROMOSSOMO

É uma sequencia de DNA que contém os genes que determinam as características dos organismos. Tem dois braços, chamados cromatídeos, que se unem formando um X com a parte de cima mais alongada. O ser humano tem 46 cromossomos em cada célula.

CENTRÔMERO

É uma estrutura de proteína presente em todos os cromossomos de cada célula. Ele ‘prende’ os dois cromatídeos que formam o cromossomo.

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CITOESQUELETO

Conjunto de filamentos de proteínas que são responsáveis pela sustentação e forma de cada célula. É como se fosse a ‘pele’ da célula.

Segundo a pesquisadora, nos nossos cromossomos existem genes que potenciam e outros que previnem a formação de tumores. “Se uma célula ficar com uma cópia a mais de um cromossomo que contém muitos genes que potenciam a formação de tumores, existe a possibilidade de esta célula se tornar cancerigena e dar origem a um tumor”, explica. “Existem outras doenças que podem ocorrer devido a estes erros, como é o caso da trissomia 21 ou síndrome de Down. Neste caso, existe uma cópia a mais do cromossomo número 21”, completa.

Um proteína chamada CENP-A é a chave para o comportamento epigenético do centrômero. Ela garante sua herança por meio de uma memória molecular, segundo a pesquisa. A duplicação do DNA ocorre antes da duplicação do centrômero; um fenômeno ainda sem explicação. O mesmo processo controla as duas duplicações e envolve a proteína CDKs (em inglês, cyclin-dependent kinases). Quando ela está mais ativa, acontece apenas a duplicação do DNA e a da CENP-A é inibida. Depois ocorre o contrário.

Em laboratório, os cientistas inibiram a ação da proteína CDK em células humanas e de frangos. Com isso, novos centrômeros e a cópia do DNA foram feitos ao mesmo tempo durante a divisão das células.

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“O que nós descobrimos é um mecanismo muito simples pelo qual as células duplicam seu DNA e montam seus centrômeros. Usando a mesma maquinaria (CDKs) para estes passos, mas em sentidos opostos, a célula se assegura que as cópias terão o número correto de ambos os genes e centrômeros. Manter estes processos críticos separados pode ser importante para evitar erros”, explica Lars Jansen, coordenador da pesquisa. “Compreender esses princípios de herança epigenética é fundamental para a nossa compreensão de como os genes são regulados, como os genomas são organizados e o amplo espectro de doenças que resultam de erros nesses mecanismos”, conclui ele.