10 Ciclo Celular

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CICLO CELULAR
PRINCIPAIS EVENTOS E PROCESSOS DE REGULAÇÃO
http://www.sb-roscoff.fr/CyCell/Page2101.htm
Intérfase
Mitose
Ciclo 
de divisão 
celular
CICLO CELULAR
Processo básico da gênese de duas novas células a partir de uma pré-existente
FASES DO CICLO CELULAR
MITOSE
Citocinese
INTÉRFASE
CÉLULAS QUIESCENTES
Sinais mitogênicos
Ponto de restrição
Replicação 
do DNA
Duplicação do 
cromossomo
Síntese de RNA 
e proteínas
DUPLICAÇÃO 
CROMOSSÔMICA
CITOCINESE
Prófase
Pró-metáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase
Fase G1
 primeira fase de crescimento
preparação para replicação do DNA
Fase S 
fase de replicação do DNA 
Fase G2 
segunda fase de crescimento, preparação para a divisão celular
Fase G0
período em que a célula mantém a sua taxa metabólica, mas não cresce em tamanho (estado de inativação), a não ser que receba sinais extracelulares
Diferenciação
terminal
Fatores de 
crescimento
Componentes de matriz
mitose
Intérfase
Preparatória
para fase S
duplicação do DNA
Preparatória
pré-mitose
PROLIFERAÇÃO E DIFERENCIAÇÃO DE CÉLULAS
EVENTOS PRINCIPAIS DAS FASES DO CICLO CELULAR EUCARIÓTICO 
INTERFASE
Fase G1
Fase S
Fase G2
Fase M
Fase G1
MITOSE
CITOCINESE
REPLICAÇÃO 
CROMOSSOMAL
PRÓFASE
PROMETÁFASE
METÁFASE
ANÁFASE
TELÓFASE
CITOPLASMA
NÚCLEO
Divisão nuclear (mitose)
Divisão citoplasmática (citocinese)
Crescimento celular
Preparação da célula para entrar em divisão
Formação do centrossomo
EVENTOS DA DIVISÃO CELULAR EUCARIÓTICA
intérfase
prófase
metáfase
anáfase
telófase
citocinese
Cromossomos alinhados 
na região equatorial do fuso
Localização 
dos centríolos
Fibras 
do fuso
mitótico
DNA 
se replica
Condensação 
das cromátides
Cromátides irmãs
se separam
Cromátides irmãs
chegam ao pólo do fuso
Fuso polar
Anel 
contrátil
La mitose.exe
CURIOSIDADE:
A MITOSE É IDÊNTICA PARA TODOS OS SERES VIVOS?
DIFERENTES MITOSES
Trichomonas
Trypanossoma
Chlamydomonas
Fechada Extranuclear
Fechada Intranuclear
Semi aberta
Adaptado de Raikov, 1994
Prófase
Pró-metáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase
Prófase
Pró-metáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase
MITOSE
Citocinese
INTÉRFASE
CÉLULAS QUIESCENTES
Ponto de restrição
Replicação 
do DNA
Duplicação do 
cromossomo
Síntese de RNA 
e proteínas
Síntese de RNA 
e proteínas
Quebra de envelope
nuclear
PONTOS DE CHECAGEM MAIS IMPORTANTES
DO SISTEMA DE CONTROLE DO CICLO CELULAR
Ponto de checagem 1
o ambiente é favorável 
para entrar em fase S?
Ponto de checagem 2
 O DNA foi todo replicado?
O ambiente é favorável 
para entrar em mitose?
Ponto de checagem 3
Todos os cromossomos 
estão ligados ao fuso?
ESTUDOS DE CONTROLE DO CICLO CELULAR
Ciclinas são proteínas formadas e degradadas durante o ciclo celular que tem a propriedade de ligar e regular atividade de CDKs.
Ciclinas são conservadas evolutivamente.
Década de 80 - Tim Hunt descobre a primeira ciclina em estudos de divisão celular de ovócitos de ouriços do mar.
Quinase dependente 
de ciclina (CDK)
Ciclina
Ciclina-S
Desencadeia maquinaria para replicação de DNA
Desencadeia maquinaria para divisão celular
Ciclina-M
COMPLEXOS DE CICLINAS E CDKS ATUANTES NAS DISTINTAS FASES DO CICLO CELULAR DE VERTEBRADOS
Ciclina B
Ciclina D
Ciclina E
Ciclina A
COMPLEXO 
G1.CDK
COMPLEXO 
G1/S-CDK
COMPLEXO 
S-CDK
COMPLEXO 
M-CDK
Passagem pelo ponto de início ou restrição no final de G1
Permite a entrada na fase S
Permite a replicação do DNA apenas 1 vez.
Promove os eventos da mitose
ATIVAÇÃO DE COMPLEXO CICLINA-CDK POR CAK
inativa
parcialmente ativada
ativada
ciclina
quinase ativadora de CDK (CAK)
ciclina
sítio ativo
deslocamento 
da volta T
CDK fosforilada
BLOQUEIO DE ATIVAÇÃO DE COMPLEXO CICLINA-CDK 
POR FOSFORILAÇÃO INIBITÓRIA 
inativa
ativa
ciclina
fosfato inibitório
Quinase
Wee 1
Fosfatase
Cdc25
Fosfato ativado
Pela CAK 
“T loop”	
ciclina
Complexo 
ciclina-CDK ativo
Proteína 
inibidora 
de CDK
CKI
Complexo 
ciclina-CDK-CKI
inativo
BLOQUEIO DE ATIVAÇÃO DE COMPLEXO CICLINA-CDK 
POR PROTEÍNA INIBIDORA DE CDK (CKI)
RESUMINDO...
Prófase
Pró-metáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase
Prófase
Pró-metáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase
MITOSE
Citocinese
INTÉRFASE
CÉLULAS QUIESCENTES
Ponto de restrição
Replicação 
do DNA
Duplicação do 
cromossomo
Síntese de RNA 
e proteínas
Síntese de RNA 
e proteínas
Quebra de envelope
nuclear
Ponto de checagem 1
o ambiente é favorável 
para entrar em fase S?
Se houver dano de DNA 
o ciclo para até que o reparo 
seja feito
Ativação de P53 induz 
apoptose 
PONTOS DE CHECAGEM MAIS IMPORTANTES
DO SISTEMA DE CONTROLE DO CICLO CELULAR
A PROTEÍNA Rb INIBE A PROGRESSÃO G1 - S
Atividade de p53 aumenta se houver dano de DNA 
CKI dos complexos G1/S-CDK e S-CDK, bloqueando a entrada em S
Mutações no gene da p53 ocorrem em pelo menos 50% dos cânceres.
Diferentes mecanismos de ativação da p53
Atividade de p53: supressão de tumores
Prófase
Pró-metáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase
Prófase
Pró-metáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase
MITOSE
Citocinese
INTÉRFASE
CÉLULAS QUIESCENTES
Replicação 
do DNA
Duplicação do 
cromossomo
Síntese de RNA 
e proteínas
Quebra de envelope
nuclear
PONTOS DE CHECAGEM MAIS IMPORTANTES
DO SISTEMA DE CONTROLE DO CICLO CELULAR
Ponto de checagem 2
 O DNA foi todo replicado?
O ambiente é favorável 
para entrar em mitose?
BLOQUEIO 
DE ATIVAÇÃO DE M-CDK
PRÓFASE
Condensação 
dos cromossomos
(CONDENSINA)
PROMETÁFASE
Ruptura 
do envelope nuclear
(LAMINAS)
Formação do
fuso mitótico
(MICROTÚBULOS)
METÁFASE
Alinhamento 
dos cromossomos
na placa equatorial
(COESINAS)
TELÓFASE
Desarranjo 
do fuso mitótico
e reconstrução do envelope nuclear
(LAMINAS)
COMPLEXO M/CDK
Fase 
M
PRÓFASE
PROMETÁFASE
METÁFASE
ANÁFASE
TELÓFASE
ANÁFASE
Separação das cromátides irmãs
(MICROTÚBULOS)
FASE M: DESENCADEAMENTO DO PROCESSO DE SEPARAÇÃO 
DAS CROMÁTIDES IRMÃS PELA ATIVIDADE UBIQUITINA-LIGASE 
COMPLEXO PROMOTOR DE ANÁFASE (APC)
APC 
INATIVO
APC 
ATIVO
SECURINA
SEPARASE
INATIVA
UBIQUITINIZAÇÃO E DEGRADAÇÃO DA SECURINA
Complexo 
COESINA
Fuso 
mitótico
SEPARASE
ATIVA
Clivagem do complexo 
e dissociação de coesinas
G2
METÁFASE
ANÁFASE
Fosforilação de APC por M-CDK
contribui para ativação 
de CDC20 
(produzida na fase G2 tardia)
FASE M: CONDENSAÇÃO DE CROMATINA NA PRÓFASE
QUEBRA DO ENVELOPE NUCLEAR NA PROMETÁFASE
E SUA RECONSTRUÇÃO NA TELÓFASE
DNA
LAMINAS
PORO
FOSFORILAÇÃO DE
LAMINAS NUCLEARES
INTÉRFASE
PROMETÁFASE OU 
FINAL DA PRÓFASE
Fragmento de envelope nuclear
DESFOSFORILAÇÃO DE
LAMINAS NUCLEARES
TELÓFASE INICIAL
TELÓFASE 
TARDIA
FUSÃO DE FRAGMENTOS 
DE ENVELOPES NUCLEARES
CROMOSSOMOS 
ARRANJADOS
Envelope nuclear
cromossomo
DNA
Prófase
Pró-metáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase
Prófase
Pró-metáfase
Metáfase
Anáfase
Telófase
MITOSE
Citocinese
INTÉRFASE
CÉLULAS QUIESCENTES
Ponto de restrição
Replicação 
do DNA
Duplicação do 
cromossomo
Síntese de RNA 
e proteínas
Quebra de envelope
nuclear
PONTOS DE CHECAGEM MAIS IMPORTANTES
DO SISTEMA DE CONTROLE DO CICLO CELULAR
Ponto de checagem 3
Todos os cromossomos 
estão ligados ao fuso?
MECANISMO SENSOR QUE 
MONITORA ESTADO 
DO CINETÓCORO
BLOQUEIO DE 
TRANSIÇÃO 
METÁFASE/ANÁFASE
Microambiente 
desfavorável
Dano em DNA
Estímulo
mitogênico 
em excesso
DNA 
não-replicado
Dano em DNA
Cromossomos 
não ligados 
ao fuso
Pontos 
de 
checagem
Síntese de cíclinas G1/S
Síntese de cíclinas S
Re-replicação de DNA
RESUMO DO SISTEMA DE CONTROLE DO CICLO CELULAR
Alberts, B., Johnson, A.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K.; Walter, P. Biologia molecular da célula. Ed. Artmed. 4ª edição (2004).
Site disponível na internet (com imagens):
http://www.sb-roscoff.fr/CyCell/Page2101.htm
BIBLIOGRAFIA DE BASE: