A proteína dos centrômeros

De acordo com o estudo publicado na edição do dia 16 de setembro da revista Nature, pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade da Pensilvânia, EUA, conseguiram definir a estrutura da molécula CENP-A (do inglês, centromere protein A), a qual exerce grande importância na forma como o DNA se duplica e se move durante a divisão celular em direção às células-filhas.

A divisão celular - processo que ocorre nos seres vivos, através do qual uma célula, chamada célula genitora, se divide em duas (mitose) ou em quatro (meiose) células-filhas, com toda a informação genética relativa à espécie. Este processo faz parte do ciclo celular. Nos organismos unicelulares como os protozoários e as bactérias a divisão celular está vinculada à reprodução assexuada ou vegetativa. 

Em duas das fases do processo de divisão das células (metáfase e anáfase) que ocorrem seguidamente, os cromossomos ficam presos no centrômero pelas fibras do fuso, terminando com a divisão do citoplasma da célula (citosinese). É nesse momento que a CENP-A se torna tão importante, pois ela é responsável pela formação do centrômero. A ausência dessa molécula pode causar a perda de cromossomos inteiros e, consequentemente, a produção de células com um número alterado de cromossomos. A partir do centrômero, as fibras do fuso puxam as cromátides-irmãs, por um processo de encurtamento, até os pólos da célula.  

Diversos estudos têm mostrado que parte da divisão celular é controlada por processos epigenéticos, os quais afetam as proteínas circulares que mantém o DNA conectado. Essas proteínas são formadas pelas histonas – principais proteínas que compõem a cromatina – que ao sofrerem alguma alteração química, podem fortalecer ou afrouxar a interação com o DNA.

Os centrômeros são especificados epigeneticamente e a histona H3, variante da CENP-A, é estruturada na cromatina de todos os centrômeros ativos. Modificações encontradas na H3 levaram os pesquisadores a acreditar na possibilidade da CENP-A marcar a localização física dos centrômeros.

A epigenética refere-se a todas as mudanças reversíveis e herdáveis no genoma funcional que não alteram a seqüência de nucleotídeos do DNA. Inclui a análise de como os padrões de expressão são passados para os descendentes, o mecanismo de mudança da expressão espaço temporal de genes, durante a diferenciação de um tipo de célula, e de como fatores ambientais podem mudar a maneira como estes são expressos.

Neste estudo, os pesquisadores determinaram a estrutura cristalina da CENP-A-H4 (heterotetrâmero subnucleossoma humano) e a partir dessa informação foi possível mostrar como a proteína destaca especificamente o centrômero de cada cromossomo e a forma pela qual a marca epigenética é copiada de forma correta em cada divisão celular. Essas informações levaram os cientistas a concluir que a proteína muda a forma do nucleossomo – unidade fundamental da cromatina formada a partir das proteínas histônicas.

Os pesquisadores conseguiram mostrar que a CENP-A-H4 provoca mudanças na forma do nucleossomo, tornando-o mais rígido, quando comparado com outros nucleossomos que não contém essa molécula.  A formação de várias cópias da CENP-A-H4 cria uma área epigenética única e que é diferente das outras partes do cromossomo. Dessa forma, ela substitui a histona H3 nos nucleossomos localizados no centrômero.

A conclusão a que chegaram o grupo de cientistas é a de que a CENP-A-H4 tem a função de marcar a localização dos centrômeros por meio da reestruturação do nucleossomo.