Ciclo Celular: Fases e Controle

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Ciclo celular
Professora: Msc. Micheli Sossai Spadeto
Alegre
2015
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Núcleo Celular
Eucariotos: núcleo delimitado por uma membrana;
Portador dos fatores hereditários e controlador das atividades metabólicas.
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Núcleo Celular
Funções:
Armazenamento da informação genética;
Duplicação do DNA;
Transcrição do DNA.
Composição:
Envelope nuclear
Nucleoplasma
Nucléolo
Cromatina
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3
Estrutura do núcleo
Uma célula em intérfase, ou seja, que não está se dividindo, apresenta os seguintes componentes:
Envelope nuclear: composto por duas membranas com poros, onde ocorre o intercâmbio de substâncias entre o núcleo e o citoplasma;
Nucleoplasma: é uma massa incolor constituída principalmente de água e proteínas;
Nucléolo: corpúsculo esponjoso e esférico composto de cromatina, grande quantidade de RNA e proteínas – sua função está relacionada a formação dos ribossomos.
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Estrutura do Núcleo
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Cromatina: Representa o material genético, com proteínas básicas (histonas) e moléculas de DNA. 
Regiões condensadas: heterocromatina;
Regiões descondensadas: eucromatina.
Durante a divisão celular, a cromatina fica intensamente condensada e espiraliza-se, tornando-se mais curta e passa a ser chamada de cromossomo.
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Cromossomo - Cromatina
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Cromossomo - Cromatina
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O cromossomo é formado por cromátides ligadas pelo centrômero. Quando a célula está prestes a se dividir, o DNA é duplicado formando cromátides irmãs (que até que ocorra a separação final, ficam ligadas pelo centrômero).
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Cromátide
Centrômero
Braço menor
Braço maior do cromossomo
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Classificação dos Cromossomos
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Cariótipo
Todas as células do nosso corpo (exceto os gametas) são diplóides, ou seja, possuem dois cromossomos de cada tipo (23 pares de cromossomos homólogos). Quando uma células possui apenas um cromossomo de cada tipo (os gametas, com 23 cromossomos), ela é denominada haplóide.
Humanos
2n = 46
n = 23
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Ciclo celular
Sequência organizada de eventos em que a célula duplica seu conteúdo e se divide em duas;
Mecanismo essencial pelo qual todos os seres vivos se reproduzem;
Em espécies unicelulares, como bactérias e leveduras, cada divisão celular produz um novo organismo completo;
Em espécies multicelulares, sequências longas e complexas de divisões celulares são necessárias à produção de um organismo funcional;
Em indivíduos adultos, a divisão celular normalmente é necessária à substituição das células que morrem.
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Ciclo celular em 4 fases
G1 – intervalo entre M e S
Fase S: síntese de DNA – 10 a 12h;
G2 – intervalo entre S e M
Fase M: segregação dos cromossomos e divisão celular, menos de 1h;
Mitose: divisão nuclear, onde os cromossomos copiados são distribuídos em um par de núcleos-filhos;
Citocinese: quando a célula como um todo se divide totalmente.
Intérfase: crescimento celular
23h
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As duas fases de intervalo são apenas um retardo para a célula ter mais tempo para crescer e monitorar se as condições externas e internas estão favoráveis para a ocorrência do ciclo.
G1 pode variar dependendo das condições;
Se forem desfavoráveis a célula retarda a progressão e entra entra em estado de repouso, em G0 (G zero), podendo permanecer até a retomada da proliferação celular;
Se forem favoráveis as células vão até um ponto no final de G1 (ponto de restrição) e passando desse ponto se comprometem com a replicação do DNA
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Pontos de verificação
Final de G1: a célula se compromete a entrar no ciclo celular e a duplicar seus cromossomos;
G2/M: o sistema de controle desencadeia os eventos mitóticos iniciais que levam ao alinhamento dos cromossomos no fuso metafásico;
Transição entre Metáfase e Anáfase: o sistema de controle estimula a separação das cromátides irmãs, levando a conclusão da mitose e da citocinese.
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Sistema de controle do ciclo celular
Cinases dependentes de ciclinas (Cdks, cyclin-dependent kinases), são responsáveis pelo controle do ciclo;
As atividades dessas cinases aumentam ou diminuem à medida que a célula avança no ciclo;
Ex: O aumento da atividade das Cdks no ponto de checagem G2/M aumenta a fosforilação de proteínas que controlam a condensação dos cromossomos, a desintegração do envelope nuclear, a montagem do fuso e outros eventos que ocorrem no início da mitose.
As Cdks são controladas pelas proteínas ciclinas (assim denominadas pois sofrem um ciclo de síntese e degradação a cada ciclo celular).
As mudanças cíclicas nos níveis de ciclinas resultam na montagem e na ativação cíclica dos complexos ciclina-Cdk, que vai desencadear o ciclo celular.
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Sistema de controle do ciclo celular
Existem quatro classes de ciclinas, todas as células necessitam de 3 dessas classes:
G1/S: ativam Cdks no final de G1, seus níveis caem na fase S;
S-ciclinas: se ligam as Cdks após a progressã ao início e ajudam a estimular a duplicação dos cromossomos;
M-ciclinas: ativam Cdks que estimulam a entrada na mitose no ponto de verificação G2/M.
Um complexo ciclina/Cdk fosforila um conjunto de proteínas.
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Fase S
Replicação: Deve ocorrer com precisão para minimizar o risco de mutações na próxima geração de células;
Cada cromossomo possui várias origens de replicação;
Cada origem só pode ser ativada uma vez por ciclo celular.
A Cdk inibe a formação do complexo de pré-iniciação, já a proteína APC/C estimula;
A formação do complexo só ocorre no final da mitose e início de G1, quando a Cdk está baixa;
A duplicação de uma molécula de DNA de um cromossomo envolve a duplicação e o empacotamento das proteínas (histonas) envolvidas;
Na fase S histonas são produzidas em grande quantidade e também outras proteínas que vão empacotar o DNA duplicado.
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Final da fase S
Cada cromossomo replicado apresenta um par de cromátides-irmãs idênticas, coladas por um complexo proteico chamado de coesina;
As cromátides bem unidas facilita no momento em que devem ser puxadas para o fuso mitótico.
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Mitose
As cromátides irmãos são separadas e distribuídas a um par de núcleos-filhos idênticos.
Mitose dividida em cindo estágios:
Prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase;
Citocinese.
Os cromossomos replicados, cada um consistindo em duas cromátides-irmãs, se condensam;
O fuso mitótico é formado entre os dois centrossomos.
Centrossomo
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Mitose
Os cromossomos são alinhados na placa equatorial do fuso, localizada entre os pólos do fuso;
Os microtúbulos do cinetocoro se ligam as cromátides-irmãs a pólos opostos do fuso.
Envelope nuclear
Desintegração do envelope nuclear;
Os cromossomos podem se ligar aos microtúbulos do fuso via seus cinetócoros e são submetidos a movimentos ativos.
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Mitose
Os dois conjuntos de cromossomos-filhos chegam aos polos do fuso e se descondensam;
Um novo envelope nuclear é remontado em volta de cada conjunto, completando a formação de dois novos núcleos e marcando o fim da mitose.
As cromátides irmãs se separam a formam dois cromossomos filhos, sendo cada um deles lentamente puxado em direção ao polo do fuso que está ligado;
Os microtúbulos se encurtam, contribuindo para a segregação dos cromossomos.
Envelope nuclear
Envelope nuclear
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Mitose
Citocinese
O citoplasma é dividido em dois por um anel contrátil de filamentos de actina e miosina, que comprime a célula em duas e dá origem a duas células-filhas, cada uma com um núcleo.
CITOCINESE
Envelope nuclear
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