Ciclo celular e divisão

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO 
 UNIVERSIDADE FEDERAL DO AGRESTE DE PERNAMBUCO 
DISCIPLINA: Histologia e Embriologia Veterinária I 
NOME: Jayne Heloisa de Albuquerque Costa 
 Resumo: 5º aula- Ciclo celular e divisão 
Renovação Celular 
O nível de atividade mitótica em uma célula pode ser avaliado por técnicas específicas. As populações de 
células podem ser então classificadas como: 
Células estáticas – que não se dividem mais. Ex.: neurônios e músculo cardíaco. 
Células estáveis – se dividem em caso de necessidade como em lesões. Ex.: músculo liso e células 
endoteliais. 
Células em renovação – regularmente se dividem. Dessa divisão resultam, geralmente, duas células filhas 
que se diferenciam tanto morfológica quanto funcionalmente ou em duas células tronco. 
Células de renovação lenta – aumentam lentamente de tamanho durante a vida. Ex.: células musculares 
lisas do trato gastrointestinal e células epiteliais da lente do olho. 
Células de renovação rápida – células sanguíneas, epiteliais e fibroblastos dérmicos da pele. 
A divisão mitótica ocorre em células haploides e diploides e é responsável não só pelo crescimento do 
indivíduo, mas também pela reprodução, pela reposição celular e pelo reparo de tecidos danificados ou 
injuriados. 
Nos eucariotos, sucessivas divisões mitóticas são responsáveis pelo desenvolvimento, pelo crescimento e 
pela manutenção dos organismos multicelulares. Em formas de vida unicelulares, novos indivíduos são 
originados por meio de divisões mitóticas, sendo esse processo crucial para a continuidade da espécie. As 
células que foram danificadas podem ser repostas por células-tronco, que estão presentes em diversos 
tecidos e que são capazes de se multiplicar durante toda a vida de um organismo, diferenciando-se naqueles 
tipos celulares. 
Ciclo Celular e Pontos de Controle 
O ciclo celular representa uma sequência autorregulada de eventos que controlam o 
crescimento celular e a divisão celular. O objetivo desse ciclo é produzir duas células 
filhas, cada uma contendo cromossomos idênticos aos da célula original. Ele incorpora 
duas fases: a interfase, representando o crescimento contínuo da célula, e a fase M 
(mitose), caracterizada pela partição do genoma. A interfase é dividida em fases G1, 
S e G2. 
Esse ciclo, em humanos, pode durar 24h para células de renovação rápida. Durante essa sequência de 
eventos, vários mecanismos de controle de qualidade internos (pontos de controle) representados por vias 
bioquímicas controlam a transição entre os estágios do ciclo celular. 
O Período entre duas mitoses, denominado intérfase. 
Intérfase 
Durante a fase G1, a célula reúne nutrientes e sintetiza proteínas necessárias para a síntese de DNA e para a 
replicação cromossômica. O progresso é monitorado por dois pontos de controle: O ponto de restrição, que 
é sensível ao tamanho da célula e ao estado dos processos fisiológicos da célula e suas interações com a 
matriz extracelular; e o ponto de controle de lesão do DNA de G1, que monitora a integridade do DNA. 
Caso o DNA tenha danos irreparáveis a célula sofrerá apoptose. 
Na fase S, se inicia a síntese de DNA, onde novas cromátides são formadas. O ponto de controle S de 
lesão do DNA monitora sua qualidade. A duplicação do DNA na subfase S é um evento muito importante 
do ciclo celular, pois garante que as células-filhas possam receber uma cópia exata de cada molécula de 
DNA da célula parental. 
Em G1-S da intérfase, ocorre outro evento importante para o processo de divisão celular, a duplicação do 
centrossomo. 
Na fase G2, há o crescimento celular e reorganização das organelas citoplasmáticas antes de entrar no ciclo 
mitótico. Dois pontos de controle monitoram a qualidade do DNA: o ponto de controle G2 de lesão do 
DNA e o ponto de controle do DNA não replicado. 
A mitose quase sempre inclui tanto a cariocinese quanto a citocinese. Esta possui dois pontos de controle: o 
ponto de controle de montagem do fuso e o ponto de controle da segregação do cromossomo. 
Cada fase contém vários pontos de controle que asseguram que o sistema prossiga para o estágio seguinte 
somente quando o estagio anterior tiver 
sido completado e nenhum dano ao DNA 
tiver sido detectado. 
Quase todos os constituintes celulares são 
produzidos continuamente na intérfase, 
ocorrendo intensa transcrição (síntese de 
RNA) e tradução (síntese de proteínas), 
multiplicação de organelas (como 
mitocôndrias, cloroplastos, complexo de 
Golgi, retículo endoplasmático, 
peroxissomos etc.), aumento da membrana plasmática e do citoesqueleto. 
A célula que permanece em intérfase por anos sem se dividir, a subfase G1 é denominada G0. Geralmente, 
células em G0 são muito diferenciadas, não se dividem mais e estão voltadas para suas funções. 
Ciclo celular 
Definição: Ciclo de vida da célula em progressão de eventos 
 Etapas 
• Aumento de volume celular; 
• Duplicação do material genético e organelas; 
• Formação de células filhas 
Tipos de divisão celular 
• Mitose 
• Meiose 
Regulação do Ciclo Celular 
A passagem através do ciclo celular é comandada por proteínas que são sintetizadas e degradadas 
ciclicamente durante cada ciclo. Os complexos proteicos nos pontos de controle podem comandar a célula 
para dentro e para fora do ciclo celular, estimular o crescimento e a divisão quando as condições forem 
favoráveis e, ao contrário, interromper ou reduzir a velocidade da divisão celular quando as condições não 
forem favoráveis. 
Um complexo de duas proteínas consistindo em uma ciclina e 
uma cinase dependente de ciclina (Cdk) ajuda na passagem dos 
eventos através dos pontos de controle. A passagem através do 
ciclo celular requer um aumento na atividade de ciclina-Cdk em 
algumas fases, seguido pelo declínio dessa atividade em outras 
fases. A atividade aumentada da ciclina-Cdk é alcançada pela 
ação estimuladora das ciclinas e é contrabalanceada pela ação 
inibidora de proteínas como Inks (inibidoras de cinase), Cips 
(proteínas inibidoras de Cdk) e Kips (proteína inibidoras de 
cinase). 
Mitose 
A mitose é um processo de segregação cromossômica e de divisão nuclear seguido por divisão celular que 
produz duas células com o mesmo número de cromossomos e conteúdo de DNA que a célula original. 
Descoberta em 1879 por Walter Flemming 
 Processo contínuo com 5 fases: 
• Intérfase 
• Prófase 
• Metáfase 
• Anáfase 
• Telófase 
Finalidade: Formação de células filhas idênticas entre si e a parental 
Fases da mitose 
Prófase – os cromossomos replicados se condensam e se tornam visíveis. As cromátides irmãs são mantidas 
juntas pelo anel de proteínas denominadas coesinas e pelo centrômero. O envoltório nuclear começa a se 
desintegrar em pequenas vesículas de transporte e se assemelha ao retículo endoplasmático liso, as cinases 
são ativadas e fosforilam as laminas nucleares, assim elas se tornam solúveis e o envoltório se desmonta. O 
nucléolo desaparece. O cinetócoro (complexo proteico altamente especializado) aparece em oposição ao 
centrômero. Os microtúbulos dos fusos mitóticos aderem aos cinetócoros. 
Metáfase – começa quando o fuso mitótico torna-se organizado ao redor dos centros de organização de 
microtúbulos localizados nos polos opostos da célula. Os microtúbulos capturam os cinetócoros e suas 
proteínas motoras associadas direcionam o movimento dos cromossomos até um plano no meio da célula, a 
placa equatorial. Anáfase – começa a separação inicial das cromátides irmãs. Esta separação ocorre quando 
as coesinas se degradam e as cromátides são puxadas para polos opostos da célula pelas dineínas deslizando 
ao longo dos microtúbulos. As fosfatases são ativadas e removem os resíduos de fosfato das laminas 
nucleares. 
Telófase – é marcada pela reconstituição de um envoltório nuclear ao redor dos cromosomos em cada polo, 
as laminas nucleares começam a se repolimerizar. Os cromossomos desenrolam-se,os nucléolos 
reaparecem, o citoplasma se divide para formar duas células. 
 A citocinese começa com o enrugamento da membrana plasmática a meio caminho entre os polos do fuso 
mitótico. A separação no sulco de clivagem é obtida por um anel contrátil que consiste em um conjunto 
muito fino de filamentos de actina posicionados ao redor da célula. Dentro do anel, moléculas de miosina II 
interagem com a actina, fazendo com que o anel se contraia. À medida que o anel aperta, a célula é pinçada, 
dividindo-se em duas. 
Intérfase 
 • Cromossomos descondensados; 
 • Períodos: 
• G1- duplicação de estruturas no citoplasma, 
Produção de proteínas, lipídeos e glicídeos; 
• S- replicação do DNA; 
• G2- preparação para a divisão. 
Prófase 
• Início da condensação; 
• Filamentos longos e contorcidos 
 Pró-metáfase 
• Desaparece nucléolo; 
• Rompe carioteca; 
• Fibras do fuso ligamse ao cinetócoro 
Metáfase 
• Atinge máxima condensação; 
• Alinhamento na placa equatorial; 
• Telômeros direcionados para os pólos. 
Anáfase 
• Migração das cromátides-irmãs para pólos opostos; 
• Separação dos centrômeros; 
• Final: chegada dos cromossomos aos pólos. 
Telófase 
• Formam-se 2 núcleos; 
• Início- cromossomos condensados e agregados; 
• Final- cromatina difusa, reaparece nucléolo, 
carioteca e desaparece o fuso. 
• Citocinese 
Número cromossômico e quantidade de DNA 
Durante a fase S da interfase, o número cromossômico é de 
2n e o de DNA é de 2c, ao final da duplicação do DNA, o 
número cromossômico permanece, porém o conteúdo de 
DNA dobra (4c). Na Telófase, o número cromossômico 
permanece (2n), porém a quantidade de DNA volta ao original (2c). 
Bloqueadores mitóticos 
O uso de bloqueadores mitóticos, como o 8HQ e a colchicina, serve para impedir a polimerização de 
microtúbulos e poder estudar os cromossomos metafásicos. 
Meiose 
A Meiose envolve duas divisões nucleares sequenciais seguidas por divisões celulares que produzem 
gametas contendo a metade do número de cromossomos e a metade do DNA encontrado em células 
somáticas. O zigoto e todas as células somáticas derivadas dele são diploides (2n) quanto ao número de 
cromossomos. Esses são denominados homólogos, porque são semelhantes, porém não idênticos. Os 
gametas, tendo um número de cada par cromossômico são haploides (1n). Durante a gametogênese, as 
células sofrem Meiose. Esse processo envolve duas divisões nucleares, onde na primeira se reduz o número 
de cromossomos (1n), passando para a segunda divisão sem replicação do DNA, e na segunda se reduz a 
quantidade de DNA (1c). 
Além dessa importante função, reduzir o número de cromossomos à metade, será visto que a meiose gera 
grande variabilidade genética por causa de dois importantes fenômenos: a permuta (crossing-over) e a 
segregação independente dos cromossomos na meiose I, fazendo com que cada gameta produzido seja 
geneticamente diferente dos demais e da célula parental original. 
O processo meiótico envolve duas divisões nucleares e citoplasmáticas sucessivas, denominadas meiose I e 
meiose II, resultando em quatro novas células haploides. 
A meiose I é denominada divisão reducional, porque as duas células formadas contêm um único conjunto de 
cromossomos – são haploides –, ou seja, é na primeira divisão meiótica que ocorre redução do número de 
cromossomos à metade. 
Durante a Meiose, o par de homólogos pode trocar segmentos cromossômicos, alterando a composição 
genética dos mesmos (crossingover). Os eventos nucleares da Meiose são os mesmos em homens e 
mulheres, porém os citoplasmáticos são diferentes. Nos homens, as duas divisões meióticas de um 
espermatócito primário produzem quatro espermátides haploides, estruturalmente idênticas, embora 
geneticamente únicas, cada uma com capacidade de se diferenciar em espermatozoide. Nas mulheres, as 
duas divisões meióticas de um ovócito primário fornecem um oócito II e três corpúsculos polares. O óocito 
II recebe a maior parte do citoplasma e se torna o gameta funcional. Os corpúsculos se degeneram. 
Divisão celular de organismo de reprodução sexuada; 
Finalidade: 
Gerar células haplóides 
Características: 
• Duas divisões celulares, 1ª reducional e 2ª equacional; 
• Não há síntese de DNA entre divisões; 
• Cada divisão tem: Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase. 
Prófase l 
A prófase I é a fase mais longa e complexa. 
Na meiose I ocorre uma divisão reducional, o número cromossômico se torna haploide (1n) e a quantidade 
de DNA cai pela metade (2c). Na prófase I, os cromossomos se condensam e os homólogos são 
emparelhados pelo centrômero. Essa fase se divide em cinco estágios: 
Leptóteno – ocorre a condensação da cromatina. As cromátides-irmãs se conectam entre si por complexos de 
coesão específicos da Meiose (Rec8p) 
 Zigóteno – ocorre a formação do complexo sinaptonêmico, semelhante a um trilho de trem, que ligam o 
material do esqueleto de ambos os homólogos juntos. 
Paquíteno – ocorre o crossing-over e envolve a transposição dos filamentos de DNA entre os dois 
cromossomos diferentes. 
Diplóteno – o complexo sinaptonêmico se dissolve e os cromossomos se condensam ainda mais. Os 
homólogos se separam e parecem estar ligados por junções recém-formadas entre os cromossomos, os 
quiasmas (vestígios do crossing-over). 
Diacinese – os homólogos se condensam, o nucléolo desaparece e o envoltório nuclear se desintegra. 
Metáfase l 
Na Metáfase I, os cromossomos homólogos alinham-se ao longo da placa equatorial e microtúbulos se ligam 
aos cinetócoros. Na Anáfase I eles são separados e distribuídos para as células filhas. Os centrômeros não se 
dividem e as cromátides permanecem unidas pela coesinas. 
Algumas células passam rapidamente pelas fases de prófase II, sem sequer descondensar os cromossomos. 
Não há também replicação do DNA antes da Meiose II. Durante a Metáfase II, cada cromossomo se alinha 
na placa equatorial e na Anáfase II, as cromátides irmãs são separadas umas das outras. As células formadas 
são geneticamente únicas. 
Meiose I 
• Prófase I 
Leptóteno- Início da divisão; 
 Cromossomos finos 
Zigóteno- Emparelhamento dos cromossomos homólogos; 
 Formação dos bivalentes. 
Paquíteno- Identificação individual de cada bivalente; 
Diplóteno- Visualização das 4 cromátides do bivalente; 
 Visualização dos quiasmas 
Diacinese- Espalhamento dos cromossomos na periferia da célula; 
 Cromossomos mais curtos e condensados; 
 Terminalização dos quiasmas; 
 Desaparece nucléolo e rompe-se o envoltório nuclear. 
• Metáfase I - Alinhamento na placa equatorial; Cromossomos atingem o máximo da condensação; 
 Centrômeros voltados para os pólos. 
• Anáfase I- No início ocorre Início da separação dos homólogos 
 Separação completa dos homólogos; 
 Os quiasmas desaparecem; 
 Formam-se duas células com n cromossomos. 
• Telófase I- Formação de dois núcleos; 
 Cromossomos fortemente agrupados. 
Meiose II 
• Prófase II- Os cromossomos se condensam novamente 
• Metáfase II- Os cromossomos individuais se alinham na linha equatorial 
 Disposição em relógio em alguns casos; 
 Alinhamento central. 
• Anáfase II- Formação de dois pólos 
 Separação das cromátides irmãs e se movem no sentido dos polos opostos 
• Telófase II- Formação de 4 células com n cromossomos e cromátides 
 Os cromossomos chegam aos polos do fuso e o citoplasma se divide. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Morte Celular 
O equilíbrio entre a produção e a morte celular deve ser cuidadosamente mantido. Qualquer alteração nessas 
homeostases causa um desequilíbrio. A morte celular pode ocorrer como resultado de lesãoou em um 
programa de suicídio internamento codificado. Necrose – morte celular acidental que ocorre quando as 
células são expostas a um ambiente físico ou químico desfavorável como hipotermia, hipoxia, radiação, pH 
baixo, traumatismo celular que causa lesão celular aguda e dano à membrana plasmática. Pode ser causado 
também por vírus ou proteínas denominadas perforinas. A tumefação e a lise celular rápida são dois aspectos 
características desse processo. 
Apoptose – células que não mais são necessárias são 
eliminadas do organismo. Pode ocorrer durante o 
desenvolvimento embriológico normal ou outros 
processos fisiológicos normais, como atresia folicular 
nos ovários. As células iniciam sua própria morte através 
de ativação de um programa de suicídio codificado 
internamente. Inicialmente ocorre a fragmentação do 
DNA, uma diminuição do volume celular, a perda da 
função mitocondrial, a formação de bolhas e finalmente 
a formação de corpos apoptóticos que são rapidamente 
fagocitado e não causam inflamação do organismo.