Estudo dirigido genética: Ciclo Celular.

Prévia do material em texto

Universidade do Oeste Paulista Faculdade de Medicina Disciplina de Genética e Biologia Molecular Prof.ª Me. Leandra Ernst Kerche Silva 
ESTUDO DIRIGIDO – CICLO CELULAR 
1. Descreva os principais eventos bioquímicos que acontecem nas diferentes fases da Intérfase (G1, S, G2); 
2. Descreva os principais eventos que acontecem durante as fases da mitose (Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase); 
3. Cite os dois principais grupos de genes associados com o controle do ciclo celular, descreva as suas funções em estado normal e em estado pós mutação. 
4. Descreva a importância dos complexos Ciclinas-Cdks para o controle do ciclo celular. 
5. Cite os dois principais pontos de controle do ciclo celular e descreva os principais eventos de controle que ocorrem nos mesmos. 
Respostas:
1. O ciclo celular é uma série de eventos ordenado que levam à replicação celular. Nas células somáticas (que se replicam), as células sintetizam RNAs e proteínas durante a fase G1, preparando-se para a síntese de DNA e para a replicação dos cromossomos na fase S (SINTESE). Depois de passar pela fase G2 as células iniciam o complicado processo de mitose, também chamado de fase M (MITÓTICA), que é dividido em vários estágios. Desse modo nas células em proliferação a fase G1 é o período metabólico onde há o crescimento celular, maior variabilidade de duração entre os tipos de células e síntese de RNA e proteínas, sendo o período entre o “nascimento” de uma célula após a mitose e o início da duplicação do DNA que o corre na fase S, essa por sua vez, é onde existe a duplicação do DNA e síntese de histonas e só ocorre após uma sinalização externa. Já na fase G2 é onde ocorrem os preparativos finais para divisão celular: síntese de proteínas não-histolitacas, degradação das ciclinas e entrada na mitose.
2. Após a entrada de G2 para M, o metabolismo celular esta pronto para se dividir, já que possui as proteínas e o DNA duplicado necessário para essa ação. Na mitose existem quatro fases principais: 
Prófase: condensação pela condensinas induzidas por ciclinas-CDKs, os centrossomos provem a organização das fibras do fuso, desorganização do envoltório nuclear decorrente da fosforilação das laminas nucleares que mantém o envoltório nuclear, os microtúbulos se prendem ao cinetócoro.
Metáfase: Grau máximo de condensação dos cromossomos, alinhamento dos cromossomos na placa equatorial, cromátides irmãs visíveis ao M.O.
Anáfase: Separação das cromátides, migração dos cromossomos filhos para as extremidades devido o encurtamento das fibras do cinetocóricas.
Telófase: Cromossomos filhos atingem os polos, desaparecimento dos cinetócoros, recombinação da lamina do envoltório nuclear a partir da defosforilação da lamina, descondensação da cromatina, reorganização do envoltório nuclear a partir de vesículas do reticulo endoplasmático, inativação do complexo ciclina-CKD e citocinese. 
3. Os dois principais grupos de genes associados ao controle do ciclo celular são: 
Protocongenes: Quando ativos estimulam a produção de proteínas que atuam na ocorrência do ciclo celular, mutações nos protocongens os transformam em oncogenes, que são células produtoras de tumor, por serem dominantes ,basta uma cópia da oncogene no genoma para transformar a célula normal em celular cancerosa.
Genes Supressores de Tumor: são responsáveis por produzir proteínas que inibem o ciclo celular, dessa formar são reguladores do ciclo inverso e podem instigar a produção de proteínas que param o DNA e fazem apoptose das células. Por esse gene ser recessivo o efeito cancerígeno só aparece na falta ou em algum defeito nos dois cromossomos do genoma. EX: supressores do câncer de mama: BRCA-1 BRCA-2. Um exemplo de gene supressor de tumor é o “guardião do genoma” (p53) que pode produzir o p21 que inibi o ciclo celular em G1.
4. As subunidades catalíticas, chamadas de quinases dependentes de ciclinas (CDKs), não apresentam atividade de quinase a não ser que estejam associadas com as ciclinas. Cada CDK pode se associar a diferentes ciclinas, e a ciclina associada determina quais são as proteínas fosforiladas por um determinado complexo ciclina-CDK. Há três principais complexos controladores da progressão do ciclo celular:
Complexo G1: quando a célula recebe estimulo para se duplicar o complexo ciclina G1-CDK (ciclina D-CDK4/6) são os primeiros a serem expressos. Eles preparam as células para fase S ativando os fatores de transcrição do dos genes que codificam as enzimas necessárias para síntese de DNA e os genes q codificam as CDKs e as ciclinas da fase S.
Complexo S: Após ativados pela pelas ciclinas G1-CDKs, o complexo de ciclinas S-CDKs (ciclina A-CDK2)fosforilam os sitíos reguladores das proteínas que formam os complexos de pré-replicação do DNA, que se formaram nas origens da replicação, durante G1. A fosforilação dessas proteínas não somente ativam a replicação do DNA como impedem a formação de novos complexos de pré-replicação, dessa forma cada cromossomo é replicado apenas uma vez.
Complexo Mitótico: O complexo ciclina mitótica-CDK são sintetizados durante a fase S e G2, mas as suas atividades são mantidas sobre controle por meio de fosforilação de sítios inibitórios até o momento em que a síntese de DNA esteja concluída. Depois da síntese o complexo ciclina mitótica-CDK é desfosforilado e ativa a produção de proteínas ligadas a continuidade do ciclo de replicação celular.
5. Os dois principais pontos de verificação do ciclo celular ocorrem na passagem de G1 para S e na passagem de G2 para o processo mitótico. 
G1-S: Nessa ata a Ciclina D-CDK4/6 se liga ao complexo pRB-E2F, caracterizado como freio de ciclo celualr. Dessa forma, a D-CDK4/6 fosforila a pRB-E2F e desfaz o complexo, liberando o E2F, que vai ao núcleo e induz o inicio da replicação do material genético.
G2-M: Nesse período o complexo proteico CAK( ciclina H-CDK7) fosforila a fosfatase CDC25A/B que por sua vez ativa (desfosforilam) os complexos ciclina A-CDK7 que promoverão a fosforilação do complexo pRB-E2F causando a degradação do complexo e a liberação de E2F, que ativara genes responsáveis pela atividade mitótica.