CONTROLE DO CICLO CELULAR

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CONTROLE DO
CICLO CELULAR,
MITOSE E MEIOSE
As células se reproduzem pela duplicação do seu conteúdo e pela divisão
em duas, um processo chamado de ciclo de divisão celular ou ciclo celular.
CICLO CELULAR EUCARIÓTICO
CICLO CELULAR
 A divisão ocorre em quatro fases. O período entre o final da interfase e o
começo da seguinte, compreende a fase M que é composta por dois
processos, mitose (divisão do núcleo) e citocinese (divisão do
citoplasma).
Gráfico do ciclo celular com período G0. Se, ao atingir determinado ponto da fase
G1, denominado “ponto de restrição”, a célula não encontrar os fatores necessários
para ingressar na fase S, ela entra em uma fase denominada G0, em que seu
metabolismo continua normalmente, mas sua divisão é bloqueada.
A freqüência das divisões
celulares varia com o tipo
e o estado fisiológico de
cada célula. Por exemplo,
células de nosso duodeno
dividem-se a cada 24
horas, enquanto células
de nosso esôfago dividem-
se semanalmente. As
células nervosas e
musculares esqueléticas
adultas nunca se dividem.
Células como as do
fígado, dos rins e dos
pulmões só voltam a se
dividir para reconstituir
partes lesadas.
Dois pontos importantes de
checagem ocorrem em G1 e G2.
O ponto de checagem em G1
permite que a célula confirme
que o meio é favorável para
proliferação celular e o seu DNA
esteja intacto antes de passar
para a fase S. A proliferação
celular depende dos nutrientes e
de moléculas de sinalização
específicas no meio extracelular;
se as condições extracelulares
são desfavoráveis, as células
podem atrasar o progresso por
G1 e podem até mesmo
encontrar um estado
especializado de repouso
conhecido como G0 (G zero). O
ponto de checagem em G2
assegura que as células não
entrem em mitose até que o DNA
danificado seja reparado e a
replicação de DNA esteja
completa.
A progressão pelo ciclo celular depende de proteinoquinases dependentes de
ciclinas (Cdks). A atividade das Cdks é regulada pela degradação da ciclina
As principais ciclinas e Cdks de vertebrados. 
Cdks distintas se associam com diferentes ciclinas para acionar os diferentes
eventos do ciclo celular.
S-Cdk aciona a replicação do DNA e assegura que a replicação de DNA seja
apenas iniciada uma vez por ciclo.
O dano no DNA interrompe o ciclo celular em G1
Para que M-Cdk seja ativa ela deve ser fosforilada em alguns sítios e desfosforilada
em outros. A M-Cdk ativa indiretamente mais Cdk.
Cdc 25
Cdc 25
Cdc 25
Wee1
Wee1
O sistema de controle do ciclo celular pode interromper o ciclo em vários pontos de
checagem.
Representação esquemática
da relação entre DNA e
cromossomos nas diversas
fases do ciclo celular. Em
G1, cada cromossomo
contém apenas uma
molécula de DNA; em S
ocorre a duplicação do DNA;
em G2, o cromossomo está
constituído por duas
cromátides-irmãs, cada uma
contendo uma molécula de
DNA; as cromátides
separam-se na mitose (M).
Observe também o gráfico
da variação da quantidade
de DNA em uma célula
durante o ciclo celular.
Interfase: período entre o final de uma divisão e o começo da seguinte, o
material genético do núcleo das células encontra-se disperso e ativo,
constituindo a cromatina. Este período compreende três fases: G1, S e
G2.
Fase G1: caracteriza-se por uma intensa síntese de RNA e proteínas.
Nesta fase ocorre o crescimento geral e a reconstituição do citoplasma
das células filhas recém-formadas.
Fase S: ocorre a duplicação do conteúdo de DNA da célula,
paralelamente á síntese das proteínas histônicas, com as quais o DNA
se complexa.
Fase G2: nesta fase, ocorre a síntese de RNA e proteínas essenciais para
que a mitose tenha início. As proteínas sintetizadas em G2 são,
possivelmente, aquelas envolvidas na divisão celular propriamente
dita.
Prófase: os cromossomos replicados, cada um consistindo em duas
cromátides-irmã intimamente associadas, se condensam. Fora do núcleo,
o fuso mitótico se forma entre os dois centrossomos, os quais iniciam
a sua separação.
As coesinas mantêm unidas as duas cromátides-irmã adjacentes. As condensinas
enrolam moléculas de DNA no processo de condensação dos cromossomos.
Juntas, as coesinas e condensinas auxiliam na redução dos cromossomos mitóticos
a pequenas estruturas condensadas que podem ser facilmente segregadas durante
a mitose.
Prometáfase: inicia-se repentinamente com o rompimento do envelope
nuclear. Os cromossomos podem agora se ligar aos microtúbulos do fuso
mitótico pelo cinetocoro e sofrem movimentos ativos.
pólo do fuso
O envelope nuclear é dissociado e reunido durante a mitose. 
lamina
Fosforilaçãodas 
laminas
laminas 
fosforiladas
Desfosforilação
das laminas
Metáfase: os cromossomos estão alinhados no equador do fuso,
exatamente na metade entre os dois pólos. Os microtúbulos do cinetocoro
pareados de cada cromossomo se ligam aos pólos opostos do fuso.
microtúbulos do 
cinetocoro
Representação esquemática dos cromossomos na placa metafásica. 
Microtúbulos 
interpolares
Detalhe dos feixes de microtúbulos que prendem as cromátides-irmãs
a pólos opostos.
Anáfase: as cromátides irmãs pareadas se separam sincronizadamente
para formar dois cromossomos-filho e cada um deles é puxado lentamente
para o pólo do fuso ao qual está ligado. Os microtúbulos do cinetócoro
encurtam e os pólos do fuso também se distanciam, contribuindo para a
separação dos cromossomos.
pólo do fuso se 
distanciando
encurtamento do 
microtúbulo com 
cinetocoro
cromossomos-filho
Representação esquemática do encurtamento dos microtúbulos que
faz os cromossomos serem puxados para os pólos. Está representado
apenas um microtúbulo, com a ampliação muito maior que a do
cromossomo.
A APC ativa a separação das cromátides-irmãs, promovendo a destruição
das coesinas.
(securina)
(separase)
Dois processos separam as cromátides-irmã na anáfase. (A) Os
cromossomos-filhos são puxados para os polos opostos à medida que os
microtúbulos do cinetocoro despolimerizam. (B) O deslizamento do
microtúbulos interpolares (1) e forças exercidas pelos microtúbulos astrais
(2). Acredita-se que todas essas forças dependem de proteínas motoras
associadas aos microtúbulos.
Telófase: os dois conjuntos de cromossomos-filho chegam aos pólos
do fuso. Um novo envelope nuclear é remontado em torno de cada
conjunto de cromossomos-filho completando a formação de dois núcleos e
marcando o término da mitose. A divisão do citoplasma começa com a
formação do anel contrátil na célula animal.
microtúbulos 
interpolares
conjunto de cromossomos-filho no pólo do fuso
Citocinese: a citocinese difere de maneira acentuada nas células
animais e vegetais. Nas células animais, a separação das células filhas
ocorre por um mecanismo contrátil, do qual participam microfilamentos
de actina e miosina. Nas células vegetais a citocinese começa com o
aparecimento do fragmoplasto, que é formado por componentes do
fuso de divisão e vesículas oriundas do aparelho de Golgi. A fusão
das vesículas de Golgi determina a formação da placa celular, que
separa as duas células filhas, com a liberação do seu conteúdo para a
formação da matriz péctica.
Citocinese em uma célula animal
regeneração dos microtúbulos
interfásicos ordenados pelo
centrossomo
Citocinese em uma célula vegetal
MEIOSE
• A meiose é um tipo especial de divisão celular em que o óvulo e o
espermatozóide (gametas haplóides) são feitos. Duas divisões nucleares
sucessivas com apenas um ciclo de replicação do DNA gera quatro células
filhas haplóides a partir de uma célula diplóide. (Do grego, meiosis,
diminuição).
• Fases da meiose: Tanto a meiose I como a meiose II são divididas em
quatro fases, nas quais ocorrem eventos semelhantes aos da mitose, as
fase das meioses I e II recebem os mesmos nomes. A meiose I é dividida
em prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I. A meiose II é divida em
prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II.
A meiosegera quatro células haplóides diferentes, ao passo que a mitose produz
duas células diplóides idênticas.
MEIOSE I:
Prófase I: a prófase I é longa e complexa e, por isso, dividida em cinco
subfases: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese.
Leptóteno  tem início a condensação
dos cromossomos. Eles se tornam
visíveis ao microscópio óptico, como
fios longos e finos, pontilhados de
grânulos, denominados cromômeros,
em que o grau de condensação é maior.
Zigóteno  os cromossomos
homólogos se colocam lado a lado com
a formação do complexo sinaptonêmico,
uma elaborada estrutura constituída por
diversas proteínas.
Paquíteno  os cromossomos estão
mais condensados e completamente
emparelhados, cada par de
cromossomos homólogos formam um
conjunto denominado bivalente, ou
tétrade. Nesta fase ocorre a
recombinação genética, ou crossing-
over, provavelmente pela ação de
nódulos de recombinação.
Bivalentes com quatro cromátides
Diplóteno  eventos de recombinação
criam quiasmas entre cromátides não-
irmãs. A combinação do quiasma e de
uma forte associação das cromátides-
irmã entre elas, mediada por proteínas
coesinas, mantém unidos os dois
homólogos duplicados.
Diacinese  os cromossomos continuam o seu movimento de separação iniciado
no diplóteno. Eles permanecem unidos apenas pelos quiasmas, com
deslocamento dos quiamas para a extremidade do cromossomo, fenômeno
conhecido como terminalização dos quiasmas.
Metáfase I  na mitose (A) os cromossomos maternos (M) e paternos (P) se alinham
aleatoriamente na placa metafásica, ao passo que na meiose (B) os cromossomos
homólogos maternos e paternos formam pares antes de se alinharem na placa
metafásica. Há uma diferença fundamental entre a metáfase da meiose I e a
metáfase da mitose. Na metáfase da meiose I, cada cromossomo, com suas duas
cromátides, prende-se a microtúbulos provenientes de um dos pólos; o homólogo
prende-se a microtúbulos do pólo oposto. Na metáfase da mitose, cada cromossomo
prende-se a microtúbulos de ambos os pólos, de modo que as cromátides-irmãs
ficam unidas a pólos opostos.
Anáfase I  na anáfase I, cada cromossomo de uma par de homólogos, constituído
por duas cromátides unidas pelo centrômero, é puxado para um dos pólos das
células. Nessa fase as coesinas são degradas e os quiasmas desaparecem.
Telófase I  na telófase I os cromossomos estão separados em dois lotes, um em
cada pólo da célula. O fuso mitótico se desfaz, os cromossomos se descondensam,
as membranas nucleares se reorganizam e os nucléolos reaparecem. Surgem,
assim, dois novos núcleos, cada um deles com metade do número de cromossomos
presente no núcleo original. Cada cromossomo, entretanto, ainda está constituído por
duas cromátides unidas pelo centrômero.
Citocinese I  geralmente, logo após a primeira divisão meiótica se completar,
ocorre a citocinese I, resultando na separação de duas células-filhas. Estas logo
iniciam a meiose II. Durante o breve período entre a meiose I e a meiose II, os
centrossomos se duplicam nas duas células-filhas recém-formadas.
MEIOSE II:
A segunda divisão da meiose é muito semelhante à mitose. As duas células
resultantes da meiose I entram simultaneamente em prófase II, metáfase II,
anáfase II, telófase II e citocinese II, dando origem a quatro células
haplóides.
Prófase II Metáfase II
Anáfase II
Telófase II
Célula em diferentes fases da meiose extraída da antera de botão de lírio.