Estudo Dirigido - Sinalização, Citoesqueleto, Ciclo Celular, Mitose, Meiose

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Assunto: Citoesqueleto 
 
1- Cite os elementos que constituem o citoesqueleto e mencione as respectivas proteínas que 
participam da estrutura filamentar. 
O citoesqueleto é composto por microfilamentos, filamento intermediário e microtúbulos. Os microfilamentos são 
formados pela polimerização de actina G, os filamentos intermediários são compostos por diversas proteínas 
fibrosas e os microtúbulos são compostos por tubulina (α e β). 
 
2- Fale sobre a dinâmica de polimerização dos filamentos de actina. 
Monômeros de actina G se ligam formando oligômeros. À medida que outros monômeros vão se ligando forma-
se um núcleo de filamento de actina, onde polimerização e despolimerização ocorrem a todo o momento. A 
extremidade do microfilamento onde ocorre mais polimerização é a extremidade (+) e a extremidade onde ocorre 
mais despolimerização é a extremidade (-). Quando a polimerização e a despolimerização são proporcionais o 
microfilamento atinge o equilíbrio. A actina ligada ao microfilamento é a actina F. 
Obs: Actina G – proteína monomérica 
Actina F – proteína ligada no filamento. 
 
 
3- Fale sobre as propriedades funcionais dos filamentos de actina. 
Dão forma a célula 
Responsável pela migração celular pela formação de projeções na superfície da célula (pseudópodes), 
Movimentos morfogênicos 
Citocinese – associação de actina e miosina formam o anel contrátil. 
Contração muscular – A contração muscular acontece com a interação dos monômeros de actina com a proteína 
motora miosina II, essa capacidade movimento é através da quebra de ATP. 
Formam estruturas como estereocílios e microvilosidades (formina). 
Junção celular – actina atua na junção aderente 
 
4- Discuta a relação envolvida entre o padrão de organização dos filamentos de actina e sua 
associação com diferentes proteínas. 
Algumas proteínas se ligam ao filamento de actina para acelerar a nucleção e outras se ligam para 
despolimerizar esse filamento. 
 
Proteínas Arp (Ativado por sinalização celular) - se liga na extremidade menos do filamento de actina e faz com 
que monômeros de actina G se liguem mais rápido no filamento (acelerando a nucleação), além de formar redes 
de actina. OBS: Um outro complexo Arp se liga na lateral do filamento, que está se formando ou está formado, e 
polimeriza outro filamento de actina, e assim sucessivamente, sempre em um angulo de 70° formando redes de 
actina que é importante para a movimentação celular. 
 
Proteína formina - se liga na extremidade mais e acelera a ligação dos monômeros de actina ao filamento, e a 
formação dos feixes de actina. Para que haja rápida formação dos filamentos além do complexo Arp é necessário 
a ação da formina. Porém a formina NÃO participa da formação de redes de actina. Ela acelera a formação dos 
feixes de actina que é importante para a formação de microvilosidade, estereocílios e estrutura do sarcômero. 
 
Proteína timosina – liga-se a subunidades desligadas do filamento evitando a associação das mesmas. (para 
regular a formação do microfilamento) 
 
Proreína profilina – se liga a subunidade livre e facilita a ligação da subunidade com o filamento (importante na 
nucleação). Nem sempre o monômero está ligado a profilina para se ligar num filamento. 
 
Tropomiosina – vai ligar ao filamento já polimerizado para evitar que ele se despolimerize. Vai manter o filamento 
na posição correta. (Fibra muscular o microfilamento tem que estar estável) 
 
Proteína de capeamento – ela evita a associação e dissociação na extremidade mais. (Cap Z) 
 
Gelsolina – se liga na extremidade mais e vai quebrar o filamento, isso faz com que possa ocorrer mais 
nucleações (acelera a formação de redes e feixes de actina.) 
 
Cofilina – ela liga-se no microfilamento e retira o actina F ligada ao ADP. Importante para o microfilamento 
renovar a actina globular. 
 
Tromomodulina – estabiliza o filamento na região menos. 
 
Nebulina – Mantém o filamento no tamanho e na organização correta. 
 
Titina – vai manter a miosina II no centro do sarcômero. 
 
5- Fale sobre a natureza protéica dos filamentos intermediários e comente suas propriedades 
funcionais. 
 
Formado por várias proteínas fibrosas: 
Citoqueratina – tipo de filamento associado ao tecido epitelial 
Vimentina – formam estruturas mais dinâmicas (como fibroblastos) 
Desmina – dá estrutura e ancoragem para miofibrilas (fibras musculares) 
Neurofilamentos – vai organizar a estrutura do axônio. 
 
Propriedades: 
Resistência Mecânica (estresse/tensões). Lamina nuclear 
Impede a ruptura da membrana. 
 
6- Fale sobre a dinâmica de polimerização dos microtúbulos. 
A polimerização dos microtúbulos, assim como dos microfilamentos, envolve a associação de subunidades. 
Porém, além dessas subunidades serem formadas por dímeros de tubulina (α e β) a polimerização também é 
dependente de GTP/GDP, respectivamente. Uma das extremidades do microtúbulo é positiva (β-tubulina) e a 
outra extremidade é negativa (α-tubulina). Quando o microtúbulo está ligado ao GTP ele é estável e bem 
organizado e se polimeriza (resgate). Quando o microtúbulo está ligado ao GDP, ou seja, ocorreu hidrólise de 
GTP, o microtúbulo perde a estabilidade e se despolimeriza rapidamente (catástrofe). 
 
7- Cite as propriedades funcionais dos microtúbulos. 
Transporte vesicular e organização correta das organelas na célula. 
Durante a mitose - formam o fuso mitótico fornecendo a maquinaria de segregação dos cromossomos para as 
células filhas. 
Também importantes em estruturas permanentes (que não fazem parte do ciclo celular) como cílios e flagelos. 
 
8- Fale sobre a constituição do axonema e justifique o motivo pelo qual tal estrutura confere 
movimento. 
É formado por 9 pares de microtúbulos periféricos e 2 centrais. Proteínas motoras estão entre esses túbulos e 
darão movimento a célula, permite batimento de cílios e flagelos. No caso do movimento anterógrado, a proteína 
motora mais atuante é a cinesina, com movimento de vesícula do corpo basal para o ápice do cílio. No caso do 
movimento retrógrado, a proteína motora mais atuante é a dineína, com movimento de vesícula do ápice do cílio 
para o corpo basal. 
 
9- Fale sobre a atividade de drogas quimioterápicas sobre os microtúbulos. 
O taxol é uma droga que estabiliza o microtúbulo, impedindo sua despolimerização. Isso faz com que não ocorra 
a divisão celular, pois o microtúbulo necessita se associar e se dissociar até achar o cinetócoro para ocorrer a 
segregação cromossômica. 
O colchine, colcemi, vinblastine, vincristie e nocadazol vão se ligar na subunidade e impedir que ela se ligue no 
microtúbulo, ou seja, ela se desfaz. 
Toda droga que mexe na dinâmica do microtúbulo compromete a divisão celular, então a célula morre por 
apoptose. 
 
Essas drogas quimioterápicas são medicamentos usados no tratamento do câncer, pois comprometem 
as células tumorais, que são especialistas em divisão celular. Os quimioterápicos estabilizam os 
microtúbulos, impedindo a despolimerização e, consequentemente, a instabilidade dinâmica, o que faz 
com que a célula não consiga se dividir e morra por apoptose. 
 
10- Fale sobre a constituição do centrossomo. Qual a importância do anel de -tubulina? 
O centrossomo são compostos por unidades de centríolos. O centrossomo contém estruturas em anel formadas 
por γ-tubulina. A γ-tubulina auxilia na polimerização e cada anel funciona como um ponto de partida ou sítio de 
nucleação. 
 
11- Fale sobre as proteínas motoras cinesina e dineína. 
Cinesina – proteína motora que se liga diretamente a vesícula e a transporta da região menos (centrossomo) 
para a região mais, periferia da célula 
Dineína – proteína motora, não se liga diretamente com a vesícula, e transporta vesículas da região mais para a 
menos. 
 
Actina G possui um sítio de ligação ao ADP e ao ATP. Quando a actina está ligada no filamentoa 
hidrolise de ATP é mais rápida. Quanto mais próxima a subunidade menos mais chance de encontrar a 
actina ligado ao ADP. Um microfilamento com capa de ATP tende a crescer, se ele perde essa capa de 
ATP ele se despolimeriza. 
 
 
Assunto: Sinalização 
 
1) O que você entende por: 
a) Sinalização autócrina - célula produz sinal, ao qual, ela mesma responde. 
 
b) Sinalização parácrina – a molécula sinal age como mediadores locais e afetam somente células que 
estão muito próximas das células sinalizadoras. 
 
c) Sinalização dependente de contato – molécula sinal ligadas a superfície da célula só influenciam as 
células que estabelecem contato. 
 
d) Sinalização endócrina – moléculas sinal, normalmente hormônios, entram em contato com a célula alvo 
geralmente por via sanguínea. 
 
2) Explique como ocorre o processo de vasodilatação mediado pelo óxido nítrico. 
Os nervos liberam acetilcolina (neurotransmissor) sobre células endoteliais que revestem o interior dos vasos, 
essas células respondem liberando NO o que causa relaxamento dos vasos. 
O óxido nítrico é um mensageiro secundário produzido a partir da sinalização da acetilcolina pela 
enzima óxido nítrico sintase que degrada a arginina e produz o óxido nítrico. É uma molécula pequena 
e hidrofóbica capaz de atravessar a membrana plasmática por difusão e se ligar a receptores 
intracelulares na célula alvo. Ao ligar-se à célula alvo ativa uma enzima que desencadeia o relaxamento 
da musculatura lisa dos vasos (vasodilatação) 
 
3) Fale sobre o tempo médio de vida do óxido nítrico e qual a enzima responsável pela sua 
metabolização. 
O NO tem uma meia-vida de aproximadamente 5-10 segundos no espaço extracelular, antes de se converter a 
nitratos e nitritos pela ação do oxigênio e a água. 
Ela se liga reversivelmente a enzima guanilil-ciclase, dentro da célula alvo, gerando GMP cíclico (molécula 
sinalizadora). 
 
4) Fale sobre os receptores acoplados a proteína G e discuta os mecanismos de sinalização que são 
desencadeados por ativação das proteínas (Gs, Gi e Gq). 
Os receptores acoplados a proteína G é uma única cadeia polipeptídica que atravessa sete vezes a bicamada 
lipídica e todos usam a proteína G para transmitir o sinal para o interior da célula. Eles formam a maior família de 
receptores de superfície celular e medeiam a maioria das respostas aos sinais externos. 
A proteína Gs ativa a Adenil-ciclase, uma enzima de membrana de muitas passagens com o seu domínio 
catalítico no lado citosólico da membrana. Ela catalisa a formação de cAMP a partir de ATP. Assim, após a 
formação do complexo ligante/GPCR(receptores associados à proteína G), a subunidade α da proteína Gs, 
catalisa a troca de GDP por GTP, assumindo a forma ativa dessa isoforma. A porção α da proteína desloca-se 
então do dímero βγ e ativa a adenilatociclase, resultando no aumento substancial da concentração de AMPc. 
O aumento na concentração de AMPc intracelular culmina na ativação da proteína cinase dependente de AMPc 
(PKA). Essa enzima é composta por duas subunidades: uma reguladora (R), com alta afinidade pelo AMPc, e 
uma catalítica. A ligação do AMPc à subunidade reguladora induz mudanças conformacionais que resultam na 
dissociação da enzima inibida e consequente ativação da PKA, que em seguida pode fosforilar diversas 
estruturas intracelulares, obtendo uma resposta específica. 
A proteína Gi está envolvida na inibição da enzima Adenil-ciclase, mas atua principalmente regulando canais 
iônicos. 
A proteína Gq está envolvida na ativação da enzima fosfolipase C-β. Depois de ativada, ela degrada o 
fosfatidilinositol 4,5 bifosfato (PIP2), presente na membrana, em 1,4,5 trifosfato de inositol (IP3) e 1,2 diacilglicerol 
(DAG). O IP3, dada sua estrutura hidrossolúvel, migra pelo citosol e se liga a receptores específicos de IP3 no 
retículo endoplasmático e mitocôndrias, promovendo a liberação do íon Ca+2 no citosol e aumentando a 
concentração desse íon. O íon cálcio funciona como um terceiro mensageiro que desencadeia respostas 
intracelulares, como exocitose nos neurônios e nas células endócrinas, contração muscular e rearranjos do 
citoesqueleto durante os movimentos amebóides. O DAG fica associado à membrana plasmática devido à sua 
estrutura hidrofóbica, tendo a função de ativar a proteína cinase C (PKC), uma enzima ligada à membrana 
plasmática que promove a fosforilação de radicais em diversas proteínas intracelulares. 
 
5) Fale sobre os receptores tirosino-quinases e detalhe a via sinalização das MAP quinases em 
resposta a mitógenos. 
 
 
 
 
A via das MAP quinases é composta por 4 proteínas, sendo uma GTPase (RAS) e três quinases (RAF, 
MEK e ERK). 
Os receptores tirosino-quinases possuem caudas citosólicas com resíduos de tirosina. Quando o sinal se 
liga ao receptor, no meio extracelular, os receptores formam dímeros e fosforilam estes resíduos de 
tirosina. As fosfotirosinas são reconhecidas por proteínas adaptadoras (Grp2 que possuem domínio SH2 
que reconhecem as tirosinas fosforiladas). Essas Grp2 são reconhecidas por proteínas Sos que possuem 
domínio SH3. As Sos são Ran-Gef e atuam na troca de GDP por GTP para ativar a RAS. A RAS ativa a 
RAF por proximidade. A RAF fosforila a MEK e esta fosforila a ERK. A ERK fosforilada possui sinal de 
importação nuclear e é transportada por uma importina até o núcleo, onde fosforila fatores de transcrição 
de genes que codificam proteínas relacionadas à proliferação celular, tal como a Ciclina D1. 
 
 
Assunto: Ciclo celular/Mitose 
1- Quais são as fases do ciclo celular. Caracterize brevemente as subfases da intérfase. 
 
 
2- Caracterize o processo de divisão celular por mitose e diga em quais condições fisiológicas 
ocorre. 
Em condições fisiológicas (regeneração celular, desenvolvimento embrionário e crescimento), a entrada no ciclo 
celular depende, fundamentalmente, de sinais extracelulares. Em organismos multicelulares, a divisão celular 
requer sinais extracelulares que promovam alterações bioquímicas e fisiológicas na célula alvo. Estes sinais, 
conhecidos como fatores de crescimento, através da sua interação com receptores de superfície celular, 
disparam uma cascata de sinalização intracelular, que responderá pelas mudanças morfofisiológicas 
responsáveis pela divisão celular. 
 
3- Caracterize morfologicamente as subfases de M. 
 
4- Em que fase do ciclo celular ocorre a replicação do centrossomo? 
 
5- Quais proteínas estão envolvidas no progressivo empacotamento da cromatina (prófase-metáfase) 
e união das cromátides irmãs, respectivamente. 
 
6- Qual o mecanismo molecular envolvido no alinhamento dos cromossomos na placa metafásica? 
 
7- Fale sobre o complexo APC (Anaphase promoter complex). 
 
8- Justifique o fato da anáfase ter sido subdividida em anáfase A e anáfase B. 
 
 
9- Fale sobre o processo de citocinese. 
 
Assunto: Regulação de ciclo celular 
1- Qual o mecanismo molecular envolvido na progressão do ciclo celular? 
Os componentes centrais do sistema de controle do ciclo celular são membros de uma família de cinases 
conhecidas como cinases dependentes de ciclinas (Cdks). 
 
2- Por que a subunidade regulatória do complexo Cdk-cilina foi denominada ciclina? 
Porque sofrem um ciclo de síntese e degradação a cada ciclo celular. E essas mudanças na atividades de cdks 
são controladas por ciclinas. 
 
3- Quais são as ciclinas sintetizadas nas fases G1, S, G2 e M, respectivamente? 
G1 - ciclina D – controlam a progressão ao Início 
G1/S - ciclina E – ajudam a desencadear a progressão ao Início (ponto de restrição) 
S - ciclina A – ajudam a estimular a duplicação dos cromossomos 
G2/M - ciclina B – estimulam a entrada na mitose no ponto de verificação G2/M 
 
 
4- Descreva o mecanismomolecular responsável pela inativação dos complexos Cdk-ciclina na fase 
G1 em resposta a lesões no DNA? 
 
Quando ocorre uma lesão do DNA, ATM/ATR são ativadas elas ativam a Chk1/Chk2 que fosforila a p53 (que foi 
ubiquitinada pela Mdm3) ativando-a, depois a p53 estimula a transcrição do gene p21 que codifica proteínas CKI. 
Essas proteínas inativam os complexos G1/S-CDK e S-Cdk. Parando a célula em G1. 
 
5- Descreva o mecanismo molecular responsável pela inativação e ativação completa do complexo 
Cdk1-ciclinaB. 
 
6- O fator promotor de maturação equivale a qual dos complexos Cdk-ciclina? Por que ele teve esse 
nome inicialmente? 
 
 
7- Qual(ais) o(s) mecanismo(s) molecular(es) estão envolvidos na progressão da anáfase e início de 
telófase? 
 
8- Quem seriam os possíveis alvos da atividade catalítica do complexo Cdk-ciclina B? 
 
 
Assunto: Meiose 
1- Caracterize o processo de divisão celular por meiose e diga em qual condição fisiológica ocorre. 
A meiose é um processo de divisão celular que origina células filhas com metade do conteúdo de DNA da célula 
original e acontece nas condições fisiológicas de formação dos gametas (gametogênese). 
 
2- A prófase I trata-se de uma fase extremamente importante da meiose, justifique citando quais são 
os principais eventos desta fase. 
A prófase I é importante devido aos seguintes eventos que podem ser definidos como suas sub fases e são esses: 
Leptóteno- os cromossomos se aproximam; 
Zigóteno- cromossomos perfeitamente pareados; 
Paquíteno- crossing over ou recombinação gênica (recombinação genica, cromossomos que pareiam são 
homólogos só que um do pai e outro da mãe); 
Diplóteno- o complexo sinaptonêmico se desorganiza 
Diacinese- os cromossomos continuam encurvando e condensando. 
(condensação do dna é contínua em todas as fases da prófase I) 
Trocas de matéria genético entre as cromátides paternas e maternas. 
 
3- Fala-se que a 1ª meiose é reducional, enquanto a 2ª meiose é equacional. Justifique esta afirmativa. 
Meiose I - divisão reducional (duplicação do DNA e separação dos cromossomos homólogos); 
Meiose II – divisão equacional (separação das cromátides-irmãs ). 
 
4- Eventos que ocorrem durante a meiose são importantes para a variabilidade genética. Cite quais 
são esses eventos. 
Os eventos importantes para a variabilidade genética são: o crossing over que acontece no paquíteno na prófase 
I e a distribuição aleatória dos cromossomos que acontece durante a divisão celular. 
 
5- Se você pudesse traçar uma equivalência entre as divisões mitótica e meiótica, qual das meioses 
seria equivalente a mitose? Justifique. 
A Meiose II seria equivalente à Mitose. 
- separação das cromátides irmãs. 
- Cromossomos se prendem às fibras do fuso – cinetócoro – metáfase II 
- A ligação entre as cromátides-irmãs é rompida (Separação das cromátides-irmãs) – anáfase II 
- Reaparecem as membranas nucleares e os cromossomos descondensam- telófase II 
- Citocinese;