A vida nas extremidades dos seus cromossomos

O material genético é o material de estudos de muitos pesquisadores, principalmente para os primeiros cientistas. A maior dúvida que se tinha era qual seria o material genético e como o DNA conseguia se manter estável ao longo das divisões celulares sem perder as suas características e funções. Até que descobriram a existência dos telômeros nas extremidades dos cromossomos que pode ser comparados com a capa protetora.

A cada célula produção de células é necessário a replicação do DNA e esse processo deve ocorrer antes da divisão celular para garantir que as novas células terão o seu material genético uma vez que é essencial para controlar as atividades celulares. Esse processo envolve duas etapas, sendo a primeira parte consiste na duplicação do DNA e a última a produção dos telômeros para corrigi a diferença de tamanho das fitas.

Os telômeros são complexos DNA-proteína situados na extremidade dos cromossomos lineares e possuem repetições consecutivas sendo ricas em guanina(G) (Figura 2). Essa estrutura tem a função de proteção contra a degradação, a recombinação e confere estabilidade do material. Essa região do cromossomo não é gênica, ou seja, não possui genes. Além disso, é responsável por prender os cromossomos na membrana nuclear, garantindo a estrutura tridimencional do núcleo e permitindo a melhor distribuição espacial dos mesmos.

Os telômeros são produzidos pela telomerase, que tem a capacidade de estender uma das fitas do DNA linear. Essa enzima é  um complexo de RNP (ribonucleoproteína) com grande peso molecular e formado por dois componentes principais: um RNA  e a parte protéica. (Figura 2) O primeiro componente é essencial para síntese do telômero, servindo como molde para alongar uma das extremidades do DNA. Já o segundo é responsável por duplicar uma sequência do telômero. Esse complexo possui uma alta conservação tanta na composição como na estrutura e isso é observado e em até organismos distantes evolutivamente. 

A partir de uma das extremidades das fitas produzias a transcriptase reversa vai estender ela e, posteriormente, a ajuda a produzir a outra extremidade concluindo a produção dos telômeros. 

Em organismos multicelulares, a enzima telomerase passa por uma ampla regulação em vários níveis, assim como o controle da sua expressão. Em humanos essa regulação do tamanho e a sua inativação em células somáticas esta relacionada com a supressão tumoral, diferenciação celular e apoptose.

É conhecido que alguns organismos apresentar a imortalidade se eles não forem predados ou se acontecer algo acidental que vai prejudicar a sua sobrevivência. Temos como exemplo de animais imortais a água viva e Tetrahynema. Porém, isso não acontece com os seres humanos. Nossas células somáticas vão perdendo parte do telômero e sofrendo o processo de encurtamento que não é reparado, pois a telomerase não se encontrada na sua forma ativa assim ocasiona o envelhecimento (Figura 3).

Leonard Hayflick descobriu uma quantidade média de quantidade de divisões celulares desde o nascimento dessas até a morte por envelhecimento. Dessa descoberta surgiu o limite de Hayflick que é o limite do encurtamento dos telômeros. No entanto existem células anormais que possuem a alta proliferação, sendo elas: células germinativas, célula- tronco embrionárias, células endoteliais, endometriais e os linfócitos T e B. 

Para comprovar que o encurtamento do telômero está diretamente relacionado ao envelhecimento, células humanas normal foram cultivadas em cultura com telomerase e observaram que elas viveram por mais tempo. No momento que ocorre a sinalização para a morte celular, o telômero perde a sua função de proteção e ele entra em crise, ou seja, ocorre a fusão dos cromossomos e a célula morre.

A elevada atividade da telomerase possibilita a célula uma maior capacidade de proliferação e essas passam a se dividir indefinidamente. Somando o descontrole celular, encurtamento dos telômeros (promovendo a instabilidade) e acúmulos de mutações, esses citados são grandes fatores que vão desencadear a formação de células cancerígenas.

O câncer ocorre quando a células adquirem mutações genéticas múltiplas que juntas modificam o controle da replicação e migração celular. Segundo INCA (Instituto Nacional do Câncer), o câncer é o nome dado a um conjunto doenças que têm em comum o crescimento desordenado de células que invadem os tecidos e órgãos, podendo espalhar-se por um processo chamado de metástase para outras regiões do corpo (Figura 4).

A enzima telomerase é fundamental em células cancerígenas para a sua proliferação e, por isso, ela tem sido alvo na tentativa de desenvolver drogas que possam agir nessas células e em outras doenças como uma maneira não invasiva para diagnosticar o câncer da forma mais rápida. Contudo, essa técnica não pode ser usada em todos os tipos de câncer, pois algumas células tumorais utilizam o chamado “alongamento alternativo dos telêmetros” (ALT).

O mecanismo de ALT consiste na permuta da região telomérica de cromossomos diferentes. O telômero de um cromossomo se pareia com a sua região complementar do outro cromossomo e assim ocorre a troca de regiões teloméricas.  

Leitura sugerida

• Jessus BB, Blasco MA. Telomerase at the intersection of cancer and aging 
• Cano MIN. A vida nas pontas. Ciência hoje vol. 39 • nº 229
• Mota MP, Figueiredo PA, Duarte JA. Teorias biológicas do envelhecimento,Revista Portuguesa de Ciências do Desporto, 2004, vol. 4, nº 1 [81–110]