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Instituto Tocantinense Presidente Antônio Carlos – ITPAC/Palmas Sistemas Orgânicos Integrados IV – 5º período MED Sarah Lima Campos Interfase O que significam as fases da Interfase? Onde ocorrem as duas principais checagens (Checkpoints)? Quais as diferenças? Interfase - É a etapa que vai desde o fim de uma divisão celular e o início da divisão seguinte. Como os cromossomas estão pouco condensados e dispersos pelo núcleo não são visíveis a microscópio óptico. Neste período a célula aumenta o seu volume, tamanho e número de organelas. É a fase em que a célula cumpre suas atividades vitais e reúne condições para se dividir e originar células-filhas. Neste período, por microscopia, não visualizamos modificações quer no citoplasma como no núcleo. As células, porém, estão em intensa atividade sintetizando os componentes que irão constituir as células filhas. Está dividida em três fases: 1) Fase G1 ou pós-mitótico: É a mais longa do ciclo celular (cerca de 10h). Existe uma intensa atividade de biossíntese (proteínas, enzimas, RNA, etc.) e formação de mais organismos (organelas) celulares o que implica crescimento celular (grande aumento do citoplasma das células-filhas recém-formadas), o DNA é modificado pela ação de várias proteínas que se ligam às origens de replicação formando o complexo de pré‐replicação. No final desta fase a célula faz uma “avaliação interna” a fim de verificar se deve prosseguir o ciclo celular. Caso a avaliação seja negativa, as células não se vão dividir passando ao estado G0 (que dependendo da célula pode ter uma duração variada. As células diferenciadas não estão “em ciclo” mas sim em G0 que não é um período de dormência e pode não ser uma fase permanente. As células fazem síntese e secreção proteica e são altamente móveis). Se a avaliação for positiva as células em G0 podem voltar a entrar em ciclo de crescimento em resposta a vários estímulos e passa-se à fase seguinte sendo o processo irreversível. A reentrada em ciclo é altamente regulada pois pode levar ao aparecimento de cancro. A progressão em G1 é regulada por 2 checkpoints: • Ponto de restrição • Checkpoint dos danos no DNA em G1 Ambos os checkpoints estão ausentes em várias células tumorais. Estas células continuam a proliferar-se na ausência de sinais ambientais favoráveis ou danos no DNA. A transição entre as fases G1 e S dá-se pela regulação de expressão de genes necessários à progressão no ciclo celular através das proteínas pRb e E2F. O fator E2F ativa vários genes que codificam proteínas envolvidas na síntese de DNA e de oxiribonucleotídeos e estimula a transcrição de genes que codificam a ciclina E, A e CDK2. Assim, o fator E2F atua no fim da fase G1. A interação da pRb e E2F com regiões promotoras alvo impede a transcrição de vários genes bloqueando a progressão no ciclo celular. Para passar o ponto de restrição é necessária a fosforilação pela Cdk4/Cdk6 da pRb que se dissocia do E2F, permitindo que este ative a transcrição de genes necessários à entrada na fase S. 2) Fase S ou Período de Síntese: Antes da divisão celular, uma célula em “ciclo” necessita de duplicar correctamente o seu conteúdo em DNA. A replicação do DNA é iniciada nas origens de replicação distribuídas ao longo do DNA (replicação semi-conservativa do DNA). As células filhas recebem as informações genéticas que determinam suas características passando cada cromossoma a possuir dois cromatídios ligados pelo centrómero. À medida que as proteínas replicam o DNA, elas vão sendo inactivadas de modo a prevenir que o DNA possa ser replicado mais do que uma vez por cada ciclo celular. Ocorre também a duplicação dos centríolos e do centrossoma nesse período. Algumas fontes diziam que a duplicação dos centríolos era em G2 outras diziam que era em S, decidi colocar a sua duplicação em S. 3) Fase G2 ou pré-mitótico: Decorre desde o final da síntese de DNA até o início da mitose. Durante a Fase G2 as células certificam-se da qualidade do DNA e fazem os preparativos para a mitose com a síntese de biomoléculas essenciais à divisão celular. Esta, por sua vez, aumenta a síntese de proteínas gerando mais energia. Ocorre também a formação de proteínas que constituem os microtúbulos. A célula completa o crescimento e está preparada para a mitose. Um segundo Checkpoint dos danos no DNA existe em G2: Prevenindo a entrada em mitose na presença de DNA não replicado ou danificado, um “atraso” em G2 dá tempo à célula para tentar corrigir os erros no DNA antes de entrar em mitose. Caso os danos não sejam possíveis de reparar, a célula desencadeia um mecanismo de suicídio designado por apoptose. Defeitos neste mecanismo de controlo também pode levar ao aparecimento de cancro. Este checkpoint é pautado pelo MPF que regula a atividade de múltiplas proteínas envolvidas na replicação do DNA e mitose pela fosforilação delas em sítios regulatórios específicos, ativando algumas e inibindo outras, de modo a coordenar a sua atividade. O MPF é composto pela Ciclina B (a sub‐unidade reguladora necessária para a atividade catalítica da CDK1) e CDK1/CdC2 (necessária para a entrada em mitose). O checkpoint dos danos no DNA em G2 envolve 3 componentes: Sensores, Transmissores e Efetores. O MPF efetua: • Fragmentação do Golgi e RE (Fosforilação do GM130) • Formação do fuso • Quebra do invólucro nuclear (fosforilação das lâminas) • Condensação cromatina (fosforilação das condensinas) Referência 1. Alberts B, Bray D, Hopkin K, Johnson A, Lewis J, Raff M, et al. Fundamentos da Biologia Celular. 4th ed. Porto Alegre: Artmed; 2013.
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