BIOQUÍMICA - CICLO CELULAR

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CI��� C��U��R
Esse ciclo celular é o principal mecanismo
pelo qual todos os seres vivos se reproduzem. E,
certas características do ciclo celular são
universais, uma vez que permitem que cada célula
realize sua tarefa mais importante que é copiar e
transmitir adiante sua informação genética para a
próxima geração.
Para exercer essa função, cada
cromossomo deve ser replicado fielmente e os
cromossomos devem ser segregados para dentro
das células-filhas, para, assim, cada célula receber
uma cópia completa do genoma.
O sistema de controle de ciclo celular que
ordena e coordena os eventos.
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A função mais básica do ciclo é duplicar
exatamente a vasta quantidade de DNA nos
cromossomos e então distribuir de modo preciso
as cópias para as células-filhas, geneticamente
idênticas.
A duração do ciclo varia muito de um tipo
de célula para outro.
O ciclo celular eucariótico é dividido em quatro
fases
Os dois eventos mais marcantes são: mitose
e citocinese. Esses dois processos juntos
constituem a
fase M. Toda
a fase M dura
cerca de uma
hora.
O
período entre
uma fase M e
a próxima
fase é
denominado
interfase. É um intervalo sem ocorrências especiais
durante o qual a célula simplesmente aumenta em
tamanho. Porém, é uma fase muito atarefada da
célula e compreende as três fases restantes do
ciclo.
Durante a fase S, a célula replica o seu DNA
nuclear (pré -requisito essencial) e é formada por
duas fases que fazem a célula crescer. A fase G1 é
o intervalo entre o término da fase M e o início da
fase S. A fase G2 é o intervalo da fase S e o início
da fase M. Nessas fases, a célula monitora o meio
interno e externo para assegurar que as condições
são adequadas e os preparas são completados
antes que ela passe para a reviravolta da fase S e
mitose.
Durante a fase S, a célula continua a
transcrever genes, sintetizar proteínas e aumentar
a massa. A fase G1 e G2 proporcionam tempo para
que a célula cresça e duplique suas organelas no
citoplasma.
As divisões de clivagem servem para
subdividir uma célula-ovo gigante em várias
menores e, nesse processo, G1 e G2 são
encurtadas e as células não crescem antes de se
dividir.
Depois da replicação da fase S, duas cópias
de cada cromossomo permanece fortemente
ligada. O primeiro sinal visível de que a célula vai
entrar na fase M é a condensação progressiva dos
seus cromossomos e, a medida que isso ocorre, os
cromossomos replicados primeiro aparecem mais
grossos e curtos. Essa condensação diminui a
probabilidade dos cromossomos se embaraçarem
e torna mais fácil a segregação desses durante a
mitose.
Um sistema de controle do ciclo celular aciona os
principais processos do ciclo celular
O sistema de controle do ciclo celular
garante que todo o DNA e organelas serão
replicados e que cada processo tenha sido feito
antes de outro se iniciar.
Logo, á pontos
críticos do ciclo por
retroalimentação que, se
não houvesse, poderia
causar uma interrupção
ou atraso em qualquer
dos processos.
Se o DNA está
danificado, o ciclo deve
ser interrompido em G1,
S ou G2, de modo que a célula repare antes de
entrar em M. O sistema controla isso por meio de
pontos de verificação que não aciona a próxima
etapa se a anterior não for concluída de forma
correta.
Três pontos de verificação controlam a
progressão do ciclo. Um é em G1, que permite que
a célula verifique se o ambiente é favorável para a
proliferação celular antes de passar para a fase S.
Caso o ambiente seja desfavorável, a célula atrasa
o progresso, podendo entrar até
em G0 (estado de repouso). Várias
células, como as nervosas e
musculares, permanecem em G0.
Outro ponto de verificação é
em G2 qye assegura que as células
não entrem em mitose até que o
DNA danificado esteja reparado e
replicado corretamente.
O terceiro ponto é na fase M
e confere se todos os
cromossomos estão ligados
apropriadamente aos fusos
mitóticos que, então, irão separar
os cromossomos e distribuí-los nas
células-filhas.
O controle do ciclo celular é semelhante em todos
os eucariotos
A organização básica do ciclo é
essencialmente a mesma em todas as células
eucarióticas.
O S����MA �� ��N��OL� �� �IC��
CE����R
Há dois tipos de
maquinaria: uma que
produz novos
componentes para a
célula em crescimento e
outra que atrai os
componentes para seus
locais corretos e os
reparte quando a célula se
divide em duas.
O sistema de controle do ciclo ativa e
desativa essas maquinarias e coordena as várias
etapas do ciclo.
O sistema de controle do ciclo celular depende de
proteína-cinases ativadas ciclicamente chamadas
Cdks
A fosforilação seguida de desfosforilação
é uma das maneiras mais comuns de controle.
As reações de fosforilação
que controlam o ciclo celular são
realizadas por um grupo
específico de proteínas cinases,
ao passo que a desfosforilação é
realizada por um grupo de
proteínas-fosfatases.
As proteínas - cinases estão
presentes na célula durante
todo o ciclo. Porém, só são
ativadas em certos momentos e
são, rapidamente,desativadas. A
atividade de cada uma aumenta
e diminui de maneira cíclica.
A ativação e desativação das
cinases são de responsabilidade
das ciclinas que, sozinhas, não
possuem atividade enzimática. Essas cinases são
conhecidas como proteínas-cinases dependentes
de ciclina (Cdks) e tem suas concentrações
variando ao longo de todo o ciclo.
A atividade de Cdks também é regulada pla
fosforilação e pela desfosforilação
O aumento e a diminuição dos níveis de
ciclina são importante na regulação da atividade de
Cdk no ciclo.
As concentrações de ciclina aumentam
gradualmente, mas a atividade dos complexos
ciclina-Cdk associados tender
a ser ativados subitamente no
momento apropriado no ciclo.
Logo que acionado, a
ciclina-Cdk é fosforilada em
um sítio por uma
proteína-cinase específica
para atingir o grau máximo. E
depois é desfosforilada por outro sítio.
Diferentes complexos ciclina - Cdk acionam
diferentes etapas do ciclo celular
Há vários tipos de ciclinas e vários tipos de
Cdks envolvidos no controle do ciclo celular.
Diferentes complexos de ciclina-Cdk acionam
diferentes etapas do ciclo celular.
M-ciclina: forma um complexo ativado cm a M-Cdk
S-ciclinas e G1/S-ciclinas: ligam-se a uma
proteína Cdk distinta no final de G1 para formar,
respectivamente, S-Cdk e G1/S-Cdk, que acionam
a fase S
G1 - ciclinas: atuam mais cedo em G1 e se ligam a
outras proteínas Cdk para formar G1-Cdks, que
ajuda a ir para a fase S
As diferentes Cdks devem ser fosforiladas e
desfosforiladas para que possam atuar em ordem.
O sistema de controle do ciclo celular também
depende da proteólise cíclica
A contração de cada tipo de ciclina
aumenta gradualmente e depois diminui bastante.
Essa queda brusca gera a degradação da proteína
ciclina. Complexos enzimáticos adicionam
ubiquitina que, então, direciona a ciclina para o
proteassomo que irá destrui-la. Essa eliminação
rápida faz com que a Cdk retorne para o estado
inativo.
QU���Õ�S �O �RÉ - ��AS��
1. Quais são as fases do ciclo celular? O que
ocorre em cada uma delas? Por exemplo, em
qual fase as células do seu fígado estão
trabalhando para metabolizar lipídeos e
fármacos?
2. Qual (ais) fase (s) você acha que pode demorar
mais ou menos dependendo do ambiente? Qual
fase você acredita ser de duração padrão?
3. O que significa dizer que uma célula está em G0
(zero)?
4. O que são ciclinas? O que são CDKs? Como
estes dois grupos de proteínas funcionam?
5. Como um complexo Ciclina/CDK é ativado? Veja
na figura 18-9.
6. Quais são as ciclinas (sim, precisa decorar a
tabela 18-2!!!)?
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