Estudo dirigido P2 - Biologia Celular

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Citoesqueleto 
 1. Actina é a principal proteína do citoesqueleto da 
 maioria das células. Quais são as características 
 estruturais dessa proteína? 
 ↪ é o maior componente dos filamentos finos das 
 células musculares e do citoesqueleto, podendo se 
 apresentar de duas maneiras diferentes: actina G 
 de formato globular, presente em soluções de baixa 
 força iônica, e a actina F de formato fibroso, que é 
 uma forma polimerizada da actina G devido ao 
 aumento da força iônica. A actina G é uma molécula 
 bipartida com uma fenda onde está ligado o 
 ATP-ADP. A actina F tem uma aparência de 
 filamento duplo. 
 2. Que nucleotídeo fica complexado à actina? Onde 
 se insere esse nucleotídeo? 
 ↪ A actina se liga a ATP, a qual é hidrolisada em 
 ADP momentos após a incorporação do monômero 
 de actina ao filamento. 
 3. O que são proteínas motoras? 
 ↪ são aquelas que conduzem o transporte celular. 
 As proteínas motoras se ligam aos microtúbulos e 
 usam energia derivada da hidrólise de ATP para se 
 deslocar ao longo do microtúbulo. 
 4. Qual é a proteína motora que funciona sobre 
 filamentos de actina? 
 ↪ Trilhos para miosina 
 5. Como ocorre a contração muscular? 
 ↪ O filamento de miosina é como uma flecha com 
 duas pontas, onde os dois conjuntos de cabeças estão 
 posicionados em direções opostas, a partir do centro 
 da mesma. Um conjunto de cabeças se liga a filamentos 
 de actina sob uma dada orientação, movendo-os nessa 
 direção; o outro conjunto de cabeças se liga a outros 
 filamentos de actina, em orientação oposta, movendo- 
 os rumo a essa direção oposta. O efeito geral consiste 
 no deslizamento dos filamentos opostamente orientados, 
 o que faz com que esse feixe seja capaz de gerar uma 
 força de contração. 
 6. Como são classificadas as proteínas de filamentos 
 intermediários? 
 ↪ podem ser agrupados em quatro classes: (1) 
 filamentos de queratina em células epiteliais; (2) 
 filamentos de vimentina e relacionados à vimentina em 
 células do tecido conetivo, células musculares e células 
 de suporte do sistema nervoso (células da neuroglia), (3) 
 neurofilamentos em neurônios, e (4) lâminas nucleares, 
 que fortalecem a membrana nuclear de todas as células 
 animais. 
 7. Como são montados os filamentos intermediários? 
 ↪ são formados por proteínas fibrosas de cadeia 
 longa, e cada proteína é formada por um domínio 
 central em forma de bastão que permite a formação de 
 dímeros estáveis pelo enrolamento de pares sobre si 
 mesmo, e na extremidade direita uma cabeça 
 amino-terminal globular e na esquerda uma cauda 
 carboxi-terminal globular. Dois desses dímeros 
 enrolados se associam formando um tetrâmero e os 
 tetrâmeros se associam formando um protofilamento e 
 um filamento intermediário na sua conformação final 
 semelhante a um cabo. 
 8. Qual é o erro genético que ocasiona a 
 epidermólise bolhosa? 
 ↪ queratina truncada (?); o problema genético 
 interfere na produção de colágeno e queratina - 
 proteínas que unem as células das camadas externa e 
 interna da epiderme -, devido a falta de adesão entre 
 as células, qualquer atrito leva a formação de bolhas e 
 descolamento da pele. 
 9. Quais são as características dos microtúbulos? 
 ↪ desempenham um papel essencial na organização 
 de todas as células eucarióticas, são polímeros longos e 
 ocos que se estendem por todo o citoplasma e 
 coordenam o transporte intracelular das organelas e de 
 outros componentes celulares. São polares, se não 
 fossem, não poderiam funcionar como direcionadores do 
 transporte intracelular. 
 10. Qual é a principal proteína dos microtúbulos? 
 ↪ a tubulina, cada molécula sendo composta por um 
 dímero de proteínas globulares semelhantes 
 denominadas alfa-tubulina e beta-tubulina ligadas 
 fortemente entre si pelas ligações não-covalentes. 
 11. Assim como a actina, também a tubulina se liga a 
 um nucleotídeo. Que nucleotídeo é esse? Qual 
 subunidade da tubulina se liga a ele? 
 ↪ GTP, cada dímero livre de tubulina contém uma 
 molécula de GTP fortemente associada que é hidrolisada 
 para GDP momentos após a adição da subunidade ao 
 microtúbulo. Assim, a extremidade de um microtúbulo em 
 crescimento é composta unicamente por subunidades de 
 tubulina-GTP. 
 12. Que tipo de organização os microtúbulos 
 assumem durante a mitose? 
 ↪ Na divisão celular, a célula em mitose > 
 microtúbulos dinâmicos, ocorre desagregação rápida 
 dos microtúbulos seguido pelo rearranjo formando o 
 fuso mitótico. O fuso fornece a maquinaria que irá 
 segregar os cromossomos para as células-filhas antes da 
 divisão celular. 
 Adesão e junções celulares 
 1. Quais são as moléculas de adesão celular? 
 ↪ selectinas, integrinas, superfamília das ig (ICAMs) e 
 caderinas. 
 2. Quais os tipos de interações entre as moléculas? 
 Descreva-os. 
 ↪ interação homofílica (mesmo tipo de células), 
 interação heterofílica (entre células de diferentes 
 tipos) 
 3. Quais os tipos de junções célula-célula? Fale 
 rapidamente sobre cada uma delas. 
 ↪ junções aderentes : são estáveis envolvendo o 
 citoesqueleto, possuem alfa e beta cateninas que ligam 
 a E-caderina (epitélio) na membrana citoplasmática, ao 
 cinturão de filamentos de actina e miosina. Controlam a 
 forma da célula; 
 ↪ desmossomo : estável envolvendo as moléculas do 
 citoesqueleto, são placas protéicas de adesão grudadas 
 na face citosólica das membranas citoplasmáticas das 
 células adjacentes e conectadas por proteínas ligantes 
 de membranas. Asseguram a força e a rigidez à 
 camada epitelial inteira; 
 ↪ junções compactas : tipo bloqueadora, sua função é 
 a obstrução do espaço extracelular, para impedir que 
 escape líquido por entre as células, permitindo que uma 
 camada de células de células atuem como uma barreira 
 impermeável; 
 ↪ junções tipo fenda ; funcionam como conexões 
 diretas entre os citoplasmas de células adjacentes, 
 formam canais abertos através da membrana 
 plasmática, permitindo a difusão de íons e pequenas 
 moléculas. 
 4. Quais junções fazem parte do complexo juncional? 
 ↪ aderentes, desmossomos e compactas. 
 5. O que são integrinas? De quais junções elas 
 participam? 
 ↪ são heterodímeros constituídos por 2 subunidades 
 alfa e betas. Participam das adesões focais e 
 hemidesmossomos 
 6. Quais os tipos de junções célula-matriz 
 extracelular? Fale rapidamente sobre cada uma 
 delas. 
 ↪ Adesões focais são junções grandes, proeminentes e 
 duráveis, formadas por integrinas que são conectadas a 
 filamentos de actina intracelulares; 
 ↪ Hemidesmossomos: integrinas ancoram a célula à 
 laminina da lâmina basal. 
 Sinalização celular 
 1. O que são receptores celulares, ligantes, vias de 
 sinalização e efeitos biológicos? 
 ↪ Receptores: são proteínas que interagem com seus 
 ligantes, ativando vias de sinalização intracelulares, 
 gerando efeitos biológicos; 
 ↪ Ligantes são substâncias capazes de ativar 
 receptores e desencadear efeitos biológicos; 
 ↪ Vias de sinalização são reações em cascata no meio 
 intracelular, que traduzem os sinais extracelulares, via 
 ativação de segundos mensageiros; 
 ↪ Efeitos biológicos são correspondentes ao tipo celular 
 e à natureza do ligante. 
 2. Quaisos tipos de receptores celulares? 
 Descreva-os. 
 ↪ (1) receptores acoplados à proteínas G: O receptor 
 ativa uma proteína localizada na membrana (proteína G) 
 para retransmitir os sinais ao interior da célula e gerar 
 efeitos biológicos. Proteínas integrais que se inserem na 
 membrana citoplasmática, utilizam vias sinalizadoras e 
 dependentes de segundos mensageiros. A ativação do 
 receptor pelo ligante promove mudança conformacional 
 na unidade alfa: ocorre a troca do GDP por GTP. A 
 subunidade alfa se dissocia do complexo Beta y e ativa 
 uma unidade efetora, iniciando cascatas de reações 
 que resultam em efeitos biológicos. 
 ↪ (2) receptores com atividade enzimática: O receptor 
 sofre autofosforilação ou fosforila um substrato, dando 
 início à sinalização. Possuem atividade enzimática 
 intrínseca, sofrem auto-fosforilação de proteínas 
 efetoras na superfície interna da membrana 
 citoplasmática. São considerados receptores e 
 efetores, pois já iniciam a sinalização diretamente a 
 partir de sua ativação pelo ligante. 
 ↪ (3) receptores do tipo canal iônico: o receptor 
 permite a passagem de determinados íons, alterando o 
 potencial de membrana e gerando efeitos biológicos. 
 Constituídos por subunidades transmembrânicas que 
 delimitam um canal específico. O influxo ou efluxo iônico 
 altera o potencial de membrana, gerando efeitos 
 biológicos (não há disparo de via sinalizadora). 
 ↪ (4) receptores intracelulares: o receptor localiza-se 
 no citoplasma; o complexo droga-receptor migra para o 
 núcleo e regula a transcrição gênica. Formam complexos 
 com o ligante no interior da célula; o complexo liga-se a 
 sequências específicas do DNA e regula a transcrição 
 gênica (também não há disparo de via sinalizadora no 
 citoplasma). 
 3. Descreva a via do fosfolipídeo inositol. 
 ↪ a via do fosfolipídio inositol desencadeia aumento do 
 cálcio intracelular 
 4. Como a proteína quinase C (PKC) é ativada? 
 ↪ Desencadeia várias respostas celulares, fosforilando 
 outras proteínas em resíduos de Ser e Thr. É ativada 
 por DAG e por Ca2+, podendo ser definida como um 
 transdutor celular, convertendo os sinais enviados por 
 hormônios e por segundos mensageiros em fosforilação 
 de proteínas. É fundamental em processos de 
 sinalização, uma vez que sinais que estimulam 
 receptores acoplados à proteína G, receptores tirosina 
 quinase e proteínas tirosina quinase citoplasmáticas 
 promovem a geração de DAG. 
 5. O que são segundos mensageiros? Dê exemplos. 
 ↪ Uma segunda classe de substâncias entra em ação 
 após desencadeamento do sinal inicial, os segundos 
 mensageiros. Eles transmitem o sinal porque se ligam a 
 proteínas de sinalização específicas ou a proteínas alvo 
 e alteram seu comportamento. 
 6. Descreva a via Ras, Raf, Map quinase. 
 ↪ 
 7. Como AKT promove a sobrevivência celular? 
 ↪ Akt ativada promove a sobrevivência celular. Ela o faz 
 por meio da fosforilação e consequente inibição da 
 proteína denominada Bad. Esta, no seu estado não 
 fosforilado, promove apoptose (uma forma de morte 
 celular) por se ligar e inibir uma proteína, a Bcl2, a qual 
 impede a apoptose. Ao ser fosforilada pela Akt, a Bad 
 libera Bcl2, que agora bloqueia a apoptose, promovendo 
 assim, a sobrevivência celular. 
 Ciclo celular, mitose e meiose 
 1. Quais as fases do ciclo celular? Descreva os eventos 
 que acontecem em cada uma delas. 
 ↪ G1, S, G2, M 
 ↪ Fase G1 : intervalo entre o término da fase M e o ínicio 
 da fase S; para conduzir a célula para G1, a célula deve 
 inativar os complexos S-Cdk e M-Cdk, a eliminação das 
 ciclinas ocorre pelo bloqueio de sínteses de novas 
 moléculas e pela atividade de proteínas inibidores de 
 Cdk. As células produzem mitógenos que promovem a 
 produção de ciclinas (em outras células), a ausência de 
 mitógenos mantém a célula em G1. Eles ativam vias de 
 sinalização que estimulam a síntese de ciclinas G1, e 
 outras proteínas envolvidas na síntese de DNA e 
 duplicação dos cromossomos. 
 ↪ Fase S : síntese, a célula replica o seu DNA do núcleo, 
 um pré requisito essencial para a divisão celular; antes 
 da divisão a célula deve replicar seu DNA, devendo 
 ocorrer somente uma vez, S-Cdk inicia a replicação e 
 impede a repetição. A replicação incompleta pode 
 pausar o ciclo em G2. Após a replicação adequada do 
 DNA na fase S e progredido por G2, a célula entra na 
 fase M. 
 ↪ Fase G2 : intervalo entre o final da fase S e o ínicio da 
 fase M. 
 ↪ Fase M : Podendo ser dividida em uma série de seis 
 estágios: os primeiros 5 da fase M: prófase, 
 prometáfase, metáfase, anáfase e telófase - constituem 
 a mitose. A citocinese, estágio final.Em conjunto, eles 
 formam uma sequência dinâmica na qual vários ciclos 
 independentes - envolvendo os cromossomos, o 
 citoesqueleto e os centrossomos - são coordenados 
 para produzir duas células geneticamente idênticas. 
 2. Como ocorre o sistema de controle do ciclo celular? 
 ↪ O sistema de controle do ciclo celular tem um papel 
 central na regulação do número de células nos tecidos 
 corpo. Esse sistema responde a vários sinais do interior 
 e exterior da célula. Dentro, o sistema deve monitorar o 
 avanço pelo ciclo celular para assegurar que nada dê 
 errado. Também monitora as condições fora da célula. 
 3. Qual a função do complexo M-CDK? 
 ↪ A M-Cdk origina todo os rearranjos que ocorrem nos 
 estágios iniciais da mitose. Prepara os cromossomos 
 duplicados para a segregação e induz a formação do 
 fuso mitótico. A M-Cdk promove a entrada na fase M e 
 na Mitose. Complexos M-Cdk se acumulam durante G2 e 
 são ativadas quando a fosfatase cdc25 remove os 
 fosfatos inibidores. Condensinas responsáveis por 
 condensar o DNA são ativadas pela fosforilação por 
 M-Cdk. 
 4. Descreva cada fase da mitose. 
 ↪ Prófase : os cromossomos replicados, cada um 
 consistindo em duas cromátides-irmãs intimamente 
 associadas, se condensam. Fora do núcleo, o fuso 
 mitótico se forma entre os dois centrossomos, os quais 
 iniciam sua separação. 
 ↪ Pró-Metáfase: inicia-se repentinamente com o 
 rompimento do envelope nuclear. Os cromossomos 
 podem agora se ligar aos microtúbulos do fuso pelo 
 cinetocoro e sofrem movimentos ativos. 
 ↪ Metáfase : os cromossomos estão alinhados no 
 equador do fuso, exatamente na metade entre os dois 
 polos. Os microtúbulos dos cinetocoros pareados de 
 cada cromossomo se ligam aos polos opostos do fuso. 
 ↪ Anáfase : as cromátides pareadas separam-se 
 sincronicamente para formar os dois cromossomos-filho, 
 e cada um deles é puxado lentamente para o polo do 
 fuso ao qual está ligado. Os microtúbulos do cinetocoro 
 encurtam e os polos do fuso também se distanciam, 
 contribuindo para a separação dos cromossomos. 
 ↪ Telófase: os dois conjuntos de cromossomos-filho 
 chegam aos polos do fuso. Um novo envelope é 
 remontado em torno de cada conjunto, completando a 
 formação dos dois núcleos e marcando o fim da mitose. 
 A divisão do citoplasma começa com a formação do anel 
 contrátil. 
 ↪ Citocinese : em uma célula animal, o citoplasma é 
 dividido em dois pelo anel contrátil de filamentos de 
 actina e miosina, os quais formam um sulcona célula 
 para dar origem a duas células-filhas, cada uma com um 
 núcleo. 
 5. O que são cromátides irmãs e cromossomos 
 homólogos? 
 ↪ Cromátides irmãs são cada um dos dois filamentos de 
 DNA formados pela duplicação de um cromossomo 
 durante a fase S da divisão celular. 
 ↪ Cromossomos homólogos são cromossomos que 
 possuem a mesma forma, o mesmo tamanho e a mesma 
 sequência de informação genética, no conjunto diplóide, 
 um é de origem materna e o outro de origem paterna. 
 6. Descreva a meiose e suas fases. 
 ↪ MEIOSE I - PRÓFASE I: Muito longa e dividida em 5 
 subfases: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e 
 diacinese; 
 ↪ MEIOSE I: Pode haver recombinação entre os 
 cromossomos homólogos (crossing-over). Na metáfase I 
 é possível verificar estruturas típicas de recombinação, 
 quiasmas. 
 ↪ MEIOSE II: 
 Morte celular 
 1. Descreva os dois mecanismos de morte celular. 
 ↪ Necrose : morte celular acidental ou patológica: 
 injúrias e agressões celulares por fatores ambientais, 
 mecânicos ou por microrganismos e outros patógenos e 
 que levam à ruptura da membrana plasmática - 
 resposta inflamatória (derrama o conteúdo sobre as 
 células vizinhas). 
 ↪ Apoptose: morte celular programada (fisiológica) e 
 controlada: controle e regulação de tecidos 
 embrionários e adultos; remoção de células infectadas, 
 danificadas ou transformadas, sem ruptura da 
 membrana plasmática (colapso do citoesqueleto, 
 envelope nuclear desmonta, DNA se fragmenta). 
 Fagocitose por macrófagos - materiais orgânicos 
 reutilizados pelo macrófagos. 
 2. Externamente, o que acontece com uma célula 
 apoptótica? 
 ↪ Encolhimento do citoplasma e/ou perda do volume 
 celular. Formação de lóbulos na superfície celular. 
 Translocação da fosfatidilserina da monocamada 
 citosólica para a monocamada extracelular da 
 membrana plasmática. Não ocorre ruptura da 
 membrana nem extravasamento de seu conteúdo. 
 3. Internamente, o que acontece com uma célula 
 apoptótica? 
 ↪ Condensação da cromatina e vacuolização do 
 citoplasma. Ativação de proteases especiais: caspases 
 que levam a : Degradação da lâmina nuclear, com 
 agregação da cromatina; ativação de enzimas que 
 clivam DNA (enzimas de restrição) em regiões 
 específicas; degradação do citoesqueleto; degradação 
 de muitas proteínas essenciais para a sobrevivência e 
 metabolismo celular. 
 4. O que são caspases e como elas são ativadas? 
 ↪ C: cisteína; ASP: ácido aspártico. Ativadas por 
 clivagem proteolítica. Clivam/degradam diversas 
 proteínas requeridas para a função normal da célula: 
 proteínas estruturas do citoesqueleto, proteínas da 
 lâmina nuclear, enzimas de reparo do DNA e outras. São 
 responsáveis pelas mudanças morfológicas e 
 bioquímicas nas células apoptóticas. Ativam outras 
 enzimas degradativas como DNAses > clivam o DNA 
 nuclear (fragmentação do DNA). 
 5. Quais os membros da família Bcl-2 e suas funções? 
 ↪ Bid, Bax e Bak: promovem a morte celular - induzem a 
 liberação do citocromo c; 
 Outros incluindo a Bcl2 inibem a apoptose; 
 Bad: promove a apoptose se ligando e bloqueando Bcl2. 
 6. Descreva a via extrínseca da apoptose. 
 ↪ Ativação da Caspase 8 (e 10). A via extrínseca da 
 apoptose começa com receptores presentes na 
 superfície celular chamados de receptores de morte 
 celular. Quando ocorre a ligação de moléculas 
 sinalizadoras aos receptores de morte na membrana 
 plasmática ocorre a ativação da via extrínseca da 
 apoptose. O receptor de morte contém 3 domínios: 1) 
 Domínio extracelular de ligação com o ligante 2) Domínio 
 transmembrana 3) Domínio intracelular associado à 
 ativação das caspases. Esses receptores pertencem à 
 família dos receptores do fator de necrose tumoral e 
 incluem os receptores TNF e Fas. As células do nosso 
 corpo possuem o receptor Fas na sua membrana, e os 
 linfócitos T citotóxicos(CD8) possuem o ligante do Fas 
 expresso na membrana, quando os linfócitos T CD8 
 entende que aquela célula do nosso corpo possui alguma 
 anormalidade, ele irá induzir aquela célula a entrar em 
 apoptose e isso é feito mediante a ligação do ligante do 
 Fas ao receptor Fas. Quando ocorre essa ligação, o 
 receptor Fas sofre uma alteração e leva à ativação de 
 caspases iniciadoras principalmente a Caspase 8, que 
 vai se dimerizar e ativar as caspases executoras, que 
 clivará diversas proteínas e levará à apoptose. 
 7. Descreva a via intrínseca da apoptose. 
 ↪ Quando existe um dano ao DNA, a maquinaria de 
 reparo do DNA tenta corrigir esse dano, quando não é 
 possível reparar o DNA, entra em ação o mecanismo da 
 p53. A p53 se acumula na célula e ativa a transcrição de 
 genes de 2 proteínas chamadas Puma e Noxa, que são 
 duas proteínas BH3 que vão levar à ativação da via 
 intrínseca da apoptose. Muitas vezes as duas vias da 
 apoptose se associam, por exemplo, quando a via 
 extrínseca da apoptose é ativada, ela recruta a via 
 intrínseca da apoptose para aumentar a resposta 
 àquele estímulo. A caspase 8(caspase iniciadora da via 
 extrínseca), ativa uma proteína chamada Bid, que 
 bloqueia as proteínas Bcl 2 e Bcl X, levando à ativação 
 da via intrínseca da apoptose também. Muitas células 
 precisam de sinalização contínua por fatores de 
 sobrevivência para evitar a apoptose. Os fatores de 
 sobrevivência celular inibem a apoptose de diversas 
 maneiras, por exemplo estimulando a síntese de Bcl 2 e 
 Bcl X e inibindo a produção de proteínas BH3. 
 8. O que é o apoptossomo? 
 ↪ Complexo formado durante a via intrínseca da 
 apoptose, quando o citocromo C é liberado da 
 mitocôndria, se associando a APAF-1 e pró-caspase-9. 
 Quando o complexo apoptossomo se forma, caspase-9 é 
 formada e ativa caspase-3, iniciando a clivagem de 
 substratos específicos que resultam nos aspectos 
 morfológicos e bioquímicos da morte celular.