O que é um cromossomo
Um cromossomo é uma molécula longa de DNA associada a proteínas, entre elas as histonas, em torno das quais o DNA se enrola. O conjunto de DNA e proteínas é chamado de cromatina. Quando a célula não está se dividindo, a cromatina fica relativamente solta e a célula consegue ler as informações do DNA.
Na divisão, a cromatina se compacta muito. Nesse estado, cada cromossomo é visível ao microscópio óptico, depois de corado. Em células humanas comuns, há 46 cromossomos, organizados em 23 pares, sendo um conjunto de cada progenitor.
A palavra cromossomo vem do grego e significa corpo colorido, porque essas estruturas se destacam quando tratadas com corantes. O termo foi proposto em 1888 pelo anatomista alemão Wilhelm von Waldeyer, a partir das estruturas que Walther Flemming havia observado e descrito poucos anos antes. Antes de se saber que carregavam a hereditariedade, eram apenas estruturas curiosas dentro do núcleo.
Antes de dividir: copiar o DNA
O ciclo celular alterna fases de crescimento e de divisão. A maior parte da vida da célula ocorre na interfase, período em que ela cresce, trabalha e, em determinado momento, duplica o seu DNA. Esse passo é chamado de replicação.
Depois da replicação, cada cromossomo é formado por duas cópias idênticas, as cromátides-irmãs, unidas por uma região estreita chamada centrômero. É esse formato de X que costuma aparecer nas ilustrações e nas lâminas.
A célula também verifica se o DNA foi copiado sem erros antes de seguir. Existem pontos de checagem ao longo do ciclo, e quando há problemas, a divisão pode ser adiada para o reparo. Quando esses controles falham, as divisões podem sair do compasso, situação associada a doenças como o câncer.
Mitose: as etapas
A mitose é a divisão que produz duas células-filhas com o mesmo conjunto de cromossomos da célula original. Ela é dividida em etapas. Na prófase, os cromossomos se condensam e o fuso, uma rede de microtúbulos, começa a se formar. Na metáfase, os cromossomos se alinham no centro da célula.
Na anáfase, as cromátides-irmãs se separam e são puxadas para polos opostos pelo fuso. Na telófase, formam-se dois núcleos novos e os cromossomos se descondensam. A citocinese, o corte do citoplasma, divide a célula em duas. Em células animais, a membrana se estrangula; em plantas, forma-se uma parede no meio.
O fuso é formado por microtúbulos, filamentos de proteína que crescem e encurtam. Eles se prendem aos cromossomos em uma estrutura chamada cinetócoro, que fica no centrômero. A célula só avança para a anáfase quando todos os cromossomos estão corretamente presos, controle conhecido como ponto de checagem do fuso.
Como ver a mitose na prática
Uma lâmina clássica de aula usa a ponta da raiz de cebola, região onde as células se dividem com frequência. O tecido é tratado com um corante que se liga ao DNA e esmagado de leve entre a lâmina e a lamínula, para espalhar as células em uma única camada.
Ao microscópio, em aumento médio ou alto, a maioria das células mostra núcleo arredondado, as que estão em interfase. Algumas, em menor número, exibem cromossomos condensados em formas reconhecíveis. Identificar a fase exige comparar o que se vê com ilustrações, e a classificação de uma célula isolada às vezes é incerta.
Para quem prepara a lâmina, o esmagamento suave é o passo que mais pesa na qualidade: pressão demais rompe as células, e pressão de menos deixa camadas sobrepostas, que atrapalham o foco.
Meiose: dividir para fazer gametas
A meiose é a divisão que gera células reprodutivas, os gametas, como óvulos e espermatozoides. Ela ocorre em duas rodadas seguidas e resulta em células com a metade do número de cromossomos. Quando duas dessas células se unem na fecundação, o número original é restaurado.
Na meiose, cromossomos de cada par se aproximam e trocam trechos entre si, em um evento chamado de recombinação. Isso gera combinações novas de variantes de genes, uma das razões pelas quais irmãos de uma mesma família são diferentes entre si.
Antes da primeira divisão, os cromossomos de cada par, um de cada progenitor, se alinham lado a lado. Na segunda divisão, as cromátides se separam, como na mitose. O resultado são quatro células, cada uma com um conjunto de cromossomos.
Cariótipo: o retrato dos cromossomos
Cariótipo é o conjunto de cromossomos de uma célula, fotografado e organizado em pares por tamanho e forma. Para obtê-lo, células em divisão são tratadas de modo a parar o processo na metáfase, espalhadas em uma lâmina e coradas.
A análise do cariótipo permite contar os cromossomos e ver mudanças grandes de estrutura. Mudanças pequenas, de poucas letras do DNA, ficam fora do alcance dessa técnica. Alterações no número de cromossomos podem ter consequências para o desenvolvimento, e o tema é tratado em aconselhamento genético com profissionais de saúde.
Como o cromossomo se compacta
Um cromossomo humano contém uma molécula de DNA muito longa, que precisa caber dentro de um núcleo microscópico. Os modelos descrevem a compactação em níveis: o DNA se enrola nas histonas, e esse fio se dobra e se agrupa, até formar o cromossomo condensado.
Os níveis iniciais são bem estabelecidos. A organização exata dos níveis mais altos dentro do cromossomo ainda é discutida, e diferentes modelos propõem arranjos distintos. Por isso, a imagem simplificada em livros deve ser lida como um esquema, e não como uma fotografia da estrutura real.