Genética - Ciclo celular e controle do ciclo

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2021/2 @isabellabaihense.psi 
 
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Tópico 3 – Ciclo celular e controle do ciclo 
 
As fases do ciclo celular 
A vida da célula é dividida em dois períodos: interfase (maior período, é onde a célula fica fazendo o 
que ela foi programada para fazer) e divisão (mitose e meiose). 
A mitose ocorre em células somáticas (cria clones das células originais). 
A meiose ocorre em células germinativas (criam células diferentes das originais). 
3 tipos de células: lábeis (se divide muito no decorrer da vida – ex: células da pele/revestimento), 
estáveis (tem a capacidade de se dividir porém necessita de um estímulo externo para que isso ocorra) 
e permanentes (nunca vão se dividir – ex: neurônios e células da retina – ficam sempre em estado de 
G0). 
Fases da interfase: 
G1 – período logo após a divisão e antes que ocorra o estímulo 
para que esta se divida novamente (nas células permanentes, a 
fase G1 se torna G0). 
S – síntese de DNA (replica todo o material genético). 
G2 – finalização de todos os processos antes da divisão - 
verificações. 
Início da divisão: estímulo externo (substâncias químicas, 
hormonais, que são chamados de mitógenos). Os mitógenos são 
os estímulos que levam as células a sairem do período de G1 e 
iniciar a divisão celular. 
 
Controle do ciclo 
• Controle intracellular 
- checkpoints: pontos de verificação, no decorrer do ciclo celular, pra ver se está tudo ok e poder 
passar para a próxima fase do ciclo. 
- CDKs: proteínas quinases dependentes de ciclínas. São proteínas ativadoras das fases dos ciclos. 
Existe uma CDK pra cada fase do ciclo. 
 
Temos 3 grandes proteínas que são inibidoras do ciclo, caso algum erro ocorra, para que o erro não 
seja passado para as demais células: 
- pRB: proteína de Retinoblastoma. Faz um controle global do ciclo celular e impede que entre na fase 
S, evitando que a célula consiga repassar as defeituosas para as próximas fases do ciclo. Caso 
não haja nenhum defeito, as CDKs inibem a pRB e então a célula da continuidade ao ciclo 
celular. 
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- p21 e p53 trabalham em conjunto para detectar 
defeitos no DNA: 
* p53 estimula a verificação do DNA recém 
copiado. Para isso, ela (p53) ativa a p21 
(inibidora do CDK de fase S). Quando o 
CDK é inibido, o ciclo celular é 
interrompido momentaneamente, para 
a verificação do DNA. 
Caso algum erro seja detectado, há então a 
ativação de proteínas para reparo, para 
consertar o erro, impedindo que o 
mesmo seja passado a diante. 
Caso esse erro não consiga ser reparado pelas 
proteínas de reparo, há uma morte 
celular por apoptose, realizado pela p53. 
 
 
 
Fórmas de morte celular 
- Necrose (forma suja de morte celular, pois não é uma morte programada nem preparada pela célula): 
ruptura da membrana celular e exposição de tudo que está no interior da célula, para o 
ambiente. 
- Apoptose (morte celular programada, sem “bagunça”): 
principal forma de morte celular quando há um erro no ciclo. 
A célula irá se compactar, fragmentar e depois ser limpa 
(fagocitada pelo sistema imunilógico). 
Uma vez que a apoptose é iniciada, a célula não tem como 
voltar atrás, por isso existem a BAX e a BCL que atuam de 
forma contrária, para iniciar ou impedir a célula de entrar em 
apoptose. 
Para que haja apoptose, é necessário que existam as enzimas 
caspases, que degradam proteínas no interior das células. O 
último evento necessário para que ocorra a apoptose é a 
ruptura da mitocôndria, expondo ou liberando do seu interior 
o citocromo c (proteína da cadeia respiratória). Caso ocorra algum erro em alguma dessas 
proteínas que levam a apoptose, pode ser gerado o desenvolvimento de um câncer ou de um 
tumor. 
 Tumor: proliferação exarcebada de um tecido, em detrimento das células que estão ao seu redor, 
não saudável, que pode ser gerado por um erro no ciclo celular. 
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➢ O que leva ao desenvolvimento do câncer? 
A presença ou não de CDKs no ciclo celular, o controle também é feito por outros mecanismos, que 
têm como funcionalidade impedirem o andamento do ciclo celular. Em G1, importantes inibidores, 
p21, p53 e a proteína do retinoblastoma (pRb), possuem ação consideradas como supressora de 
tumor. Esses são exemplos de proteínas que têm como função impedirem que o ciclo celular progrida, 
por isso, recebem o nome de proteínas supressoras de tumor. Em indivíduos, onde a pRb não faz a 
sua ação, ocorre um crescimento descontrolado das células. Então, mesmo células com algum defeito 
se dividem e progridem no ciclo celular, levando ao desenvolvimento do câncer. Deste modo, as 
proteínas supressoras de tumor impedem que microerros que por ventura apareçam no DNA sejam 
repassadas às células filhas. Defeitos genéticos na proteína p53 são os principais responsáveis pelo 
desenvolvimento de tumores em humanos. 
➢ Como uma célula saudável inicia o processo de desenvolvimento de um tumor? 
O processo de replicação do material genético é um processo complexo que demanda a participação 
de um conjunto de enzimas e proteínas acessórias. Esse ponto é crucial para a correta divisão celular, 
uma vez que modificações no material genético podem gerar impactos a todas as linhagens daquela 
célula modificada. Todo o processo de síntese do DNA é baseado na complementariedade de bases 
nitrogenadas. A união entre essas bases é feita sempre de maneira complementar, ou seja, uma 
Adenina sempre se liga a uma Timina, uma Citosina liga-se sempre a uma Guanina. Caso haja qualquer 
erro no processo de complementariedade, haverá o desenvolvimento de uma mutação. A célula 
possui formas de verificar se as mutações foram geradas durante a cópia e, caso isso tenha acontecido, 
ela pode tentar reparar esses erros. Como o processo de cópia é muito complexo, durante a fase S, a 
célula volta toda a sua energia para a realização da cópia do DNA. A verificação de possíveis erros de 
cópia irá acontecer na próxima fase do ciclo, ou seja, em G2. 
➢ O controle do ciclo celular é importante para a célula? 
O ciclo é o que permite que à célula poder se dividir de maneira correta e controlada, evitando assim, 
que erros durante a replicação do material genético possam ser repassados para as células filhas. Esse 
controle intenso é o que impede que haja a replicação desenfreada, como é o caso do câncer. Não 
somente para a formação de um novo indivíduo, mas também para a manutenção da vida, sucessivas 
divisões são necessárias, de modo a manter sempre a jovialidade e a funcionalidade de um órgão. É 
constante no organismo a morte celular: milhões de células morrem a cada instante sendo preciso um 
ciclo constante de renovação celular. Nesse sentido, novas células são adicionadas ao sistema de 
modo a, especialmente, equilibrar as que foram perdidas e reduzir os danos provocados pelos erros 
acumulados durante o tempo. 
 
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➢ Como ele pode contribuir para o desenvolvimento de doenças? 
Anormalidades tanto nos genes estimuladores de divisão celular (chamados de oncogenes), como nos 
protetores ou bloqueadores do ciclo celular (chamados de genes supressores tumorais), podem 
conferir a uma célula vantagens de crescimento e desenvolvimento sobre as células normais. Cada 
uma das proteínas envolvidas no ciclo celular é codificada por um gene. Mutações nestes genes 
podem levar à desregulação do ciclo celular. Os genes que atuam de forma positiva, induzindo ou 
estimulando a progressão do ciclo, são chamados proto-oncogenes pois ao sofrerem mutações se 
tornarão oncogenes, cuja ação permitirá ganho de função à célula mutante. Ao contrário, as proteínas 
envolvidas no controle negativo do ciclo celular são codificadas pelos assim chamados genes 
supressores tumorais. Portanto, entendemos como o organismo controla o ciclo, tanto paraestimulá-
lo quanto para bloqueá-lo. E que sempre que há algum erro nesse controle, pequenos danos no DNA 
podem não ser eliminados, o que pode levar ao desenvolvimento de doenças.