Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
BIOLOGIA CELULAR MÉTODOS DE ESTUDO EM BIOLOGIA CELUL MICROSCOPIA Para a obtenção de um preparado permanente, fragmentos de tecidos e de órgãos necessitam ser fixados por processos químicos (p. ex. com formaldeído) ou físicos (p. ex. por congelação). Em seguida são submetidos a vários procedimentos após os quais os fragmentos podem ser cortados em um aparelho chamado micrótomo para obtenção das fatias que podem ser observadas em um microscópio de luz. Como a maioria dos cortes de tecidos e órgãos são incolores, os cortes precisam ser corados para que possam ser observados em um microscópio de luz. Finalmente, os cortes são cobertos por uma lamínula de vidro para sua proteção. Processamento histológico 1. Lavagem 2. Desidratação 3. Diafanizacao 4. Embebição em parafina 5. Inclusão 6. Preparo de blocos 7. Microtomia 8. Desparafinização 9. Hidratação 10. Coloração 11. Desidratação 12. Montagem da lamina 1. O Microscópio óptico Com um limite de resolução imposto pela natureza do comprimento de onda da luz, o microscópio óptico permite um aumento de até 1000 vezes. Três fatores são necessários para visualizar as células nesse aparelho: primeiro, uma luz brilhante deve ser focalizada sobre o espécime por lentes no condensador. Segundo, o espécime deve ser cuidadosamente preparado para permitir que a luz passe através dele. Terceiro, um conjunto apropriado de lentes (a objetiva e a ocular) deve ser arranjado para focalizar a imagem do espécime no olho. 1.1 Microscopia de Luz Para a coleta e fixação da amostra, é necessário um fixador, com o objetivo de preservar os tecidos e manter suas estruturas da maneira mais semelhante possível ao que existem num in vivo, e alguns exemplos são o paraformaldeído e álcoois, e um líquido de imersão, que possui como objetivo aumentar o poder de resolução. Ainda existem técnicas de coloração, sendo as principais a basofilia, que usa corantes como a hematoxilina, que possui características básicas, e portanto, interage com substâncias ácidas, e a acidofilia, que usa corantes como a eosina, que possui características ácidas, e portanto, interage com substâncias básicas. 1.2 Microscopia de Fluorescência Corantes fluorescentes são utilizados, além de duas fontes de luz – a primeira filtra a luz antes que ela alcance o espécime, passando apenas aqueles comprimentos de onda que excitam o agente fluorescente em particular, e o segundo repreende essa luz, e passam apenas aqueles comprimentos de onda emitidos quando o agente fluorescente emite fluorescência. A técnica utilizada pode ser a de imunofluorescência, que usa anticorpos para detectar proteínas específicas na célula (reação especifica). 1.3 Microscopia de Contraste de Fases Nesse tipo, o estudo das células vivas é possível através da cultura de células vivas, que é a criação de um ambiente estéril afim de evitar contaminações num meio de cultura e nutrientes, possibilitando assim, a reprodução das células. A luz atravessa numa velocidade diferente as regiões da célula. 1.4 Microscopia confocal a laser Consegue estabelecer diferentes planos opticos por secções de laser e pode até mesmo construir uma imagem em 3D 2.1 Microscopia Eletrônica de Transmissão É, em princípio, similar a um microscópio óptico, mas ele utiliza um feixe de elétrons, em vez de um feixe deluz, e 3 bobinas magnéticas para focar o feixe, em vez das lentes de vidro. O espécime, que é colocado no vácuo, deve ser muito fino, e portanto é geralmente cortado com lâmina de diamante no ultra micrótomo. O contraste normalmente é introduzido corando-se o espécime com metais pesado eletrondensos, que absorvem ou espalham localmente os elétrons, removendo-os do feixe à medida que passam através do espécime. Ele tem um poder de aumento útil de até um milhão de vezes. 2.2 Microscopia Eletrônica de Varredura Imagens tridimensionais são permitidas por esse tipo de microscópio, no qual os elétrons “batem e refletem”, possibilitando uma análise de superfície da célula. O depósito de materiais pesados também é utilizado. Serve para um estudo estrutural morfológico, visto que como o aumento é menor, os fragmentos são maiores. Radioautografia: possibilita a localização de substancias radioativas nos tecidos. Tecnicas de isolamento: Centrifugação fracionada 1. Via densidade 2. Possível obter organelas em estado de pureza Centrifugação contra-gradiente 1. Preparo de um gradiente de sacarose 2. Seguido por uma centrifugação Isolamento celular por beidings (partículas biomagneticas) 1. Pode ser negativo ou positivo (beiding se liga a partícula desejada) 2. Seleciona as células através de uma ligação de partículas magnéticas com anticorpos ou marcadores de membrana específicos. 3. Beidings atraídos por força magnética Cultura de células 1. Linhagens celulares primarias dividem-se finitamente 2. Linhagens imortalizadas/repique infinitas 3. Células tumorais BIOMOLÉCULAS Proteínas São macromoléculas formadas por aminoácidos. Podem ser classificadas por sua forma, em globulares, com interações como ponte de hidrogênio, ponte dissulfeto, interação hidrofóbica, etc, ou fibrosas, formadas por fibras de alta resistência física e insolubilidade em água. Ainda sobre sua classificação química, podem ser simples, quando são formadas só por aminoácidos, ou conjugadas, quando possuem um grupo prostético. O número de cadeias polipeptídicas também influencia na sua classificação, sendo monomérica, quando há somente uma, e multissubunitária quando há mais de uma (dentro dessas, ainda existem as oligoméricas, quando dentro das várias cadeias, algumas são idênticas). As proteínas possuem função estrutural, enzimática, o estentação,transporte,defesa e comunicação com o meio extracelular. As propriedades das cadeias laterais dos AA (principalmente por terem afinidade com a agua) são importantes para a conformação proteica e para sua função. 1. Estrutura primária: sequencia linear de AA 2. Estrutura secundária: Inter-relação de AA que estão mais próximos na sequencia linear. 2.1 alfa-hélice: mantida por ptes de hidrogênio que se formam entre átomos de duas ligações peptídicas próximas 2.2 folha beta pregueada: mantida por ptes de hidrogênio que se dispõem perpendicularmente a espinha dorsal. Ex: hemoglobina, lisozima 3. Estrutura terciária: dobras na estrutura estabilizadas por interações entre radicais e os AA 4. Estrutura quaternária: interação de duas ou mais cadeias Desnaturação proteica: alteração da estrutura da proteína sem ruptura das ligações peptídicas. Rompe-se somente a estrutura (secundaria e terciaria, principalmente). Lipídeos Grupo heterogêneo de substancias que compõem membranas, serve de reserva energética (triacilgliceróis), realiza sinalização intra e intercelular (homonio) , tem função digestiva (sais biliares), impermeabilizante (cera), anti-oxidante (vitamina A e E). Tem escassa polaridade. 1. Cadeia cíclica: esteróis + glicerol 2. Cadeia aberta: triacilglicerol + ac. Graxo + esfingolipídeos (reserva energéica + isolamento térmico+ proteção mecânica) A esfingomielina forma a bainha de mielina (membrana plasmática da célula de Schwann) que circunda os axônios nas células nervosas. Na esclerose múltipla a perda da bainha de mielina leva à lentidão ou interrupção da transmissão nervosa). Colesterol ruim = LDL Lipoproteínas de baixa densidade e alto teor lipídico. Tendem a flutuar, podendo se prender nas paredes arteriais, formando placas de ateroma. Tem sua produção incrementada peloconsumo excessivo de gorduras saturadas. Lipoproteínas são produzidas no intestino e no fígado. São transportadores de lipídeos na corrente sanguínea. Carboidratos Sua principal função é a nutritiva, graças ao grande potencial energético, mas também podem ser constituintes de membrana celular, MEC ou parede celular. Podem ser classificados de acordo com seu tamanho em monossacarídeos, que são os menores carboidratos, oligossacarídeos, que são a união entre poucos monossacarídeos, e polissacarídeos ou glicanos, que possuem centenas de milhares de monossacarídeos. 1. Monossacarídeos: açúcares fundamentais; função estrutural e energética (ex: glicose, galactose) 2. Dissacarídeos: ligação glicosídica entre mono (ex: lactose, sacarose, maltose) 3. Oligossacarídeos: 3 a 10 monossacarideos 4. Polissacarídeos: mais de 10 monossacarideos. Polímeros ramificados e lineares 5. Glicogênio: polissacarídeo de reserva dos animais. Presente em fígado e musculo estriado esquelético Ácidos Nucleicos São macromoléculas formadas por nucleotídeos. Cada nucleotídeo, por sua vez, é formado por um radical fosfato, um açúcar do grupo das pentoses, e uma base orgânica nitrogenada. Desses três componentes, somente o radical fosfato é invariável – o açúcar e as bases (púricas, A e G; e pirimídicas, T, C e U), são variáveis. Além do núcleo celular, o DNA está presente também nas mitocôndrias e cloroplastos, organelas que podem sintetizá-lo. A partir do DNA, são transcritas as moléculas de RNA, que podem ser RNAm, RNAt, e RNAr. Funções: armazenamento e disponibilização da informação biológica + carreadores de energia. MEMBRANA CELULAR A membrana possui funções como permeabilidade seletiva, interação celular, compartimentalização através de uma interferência externa mínima, participa das atividades bioquímicas, e ainda é responsável pela transdução de sinal e energia. É constituída de lipídeos (fosfolipídeos e glicolipídeos), carboidratos e proteínas. Os lipídeos estão presentes na bicamada. Impedem movimentos aleatórios de substâncias hidrossolúveis e são anfipáticos (cabeça hidrofílica x cauda hidrofóbica). Podem ser classificados em fosfolipídeos, esfingolipídeos e colesterol. A bicamada confere uma estrutura sem extremidades livres, capacidade de autoconstrução, e uma tendência a formar compartimentos selados. Facilita a fusão ou brotamento de membrana e a manutenção de um ambiente interno apropriado. Os carboidratos conferem uma ligação covalente entre lipídeos e proteínas, que constituem 90% da membrana. Todos estão voltados para o meio extracelular e atuam, portanto, na mediação de interações da célula com seu meio. As proteínas determinam a lateralidade da membrana e podem ser divididas em três classes, de acordo com sua relação. As integrais ou intrínsecas são responsáveis pelo transporte, recepção, enzimas e são capazes de movimentos laterais dentro da membrana (ex:enzimas, glicoproteínas dos grupos sanguíneos M-N, proteínas transportadoras, receptores para hormônios). As periféricas ou extrínsecas estão localizadas inteiramente fora da bicamada, associadas por ligações não-covalentes, e internamente, são responsáveis por suporte mecânico e coberturas especializadas, enquanto externamente, são constituintes da MEC (ex: espectrina). Os estudos destas foi facilitado pelo estudo da membrana dos eritrócitos, visto que estes não possuem sistema interno de membranas. Funções 1. Transporte de solutos 2. Produção e transmissão de sinais elétricos 3. Receber estímulos externos comunicação celular 4. Possibilitar a permeabilidade seletiva 5. Síntese de ATP 6. Endocitose Constituição química: Lipídeos + proteínas + carboidratos Possuem duas camadas lipídicas fluidas e continuas de características anfifílicas (anfipáticas) forma micelas ou bicamadas Mobilidade dos fosfolipídeos em difusão lateral + flip-flop (raro) + rotação + flexão Fluidez da membrana Diminuição da temperatura diminuui a fluidez Cadeias de carboidratos curtas ou com dupla ligação diminui a fluidez Cadeias retas ou hidrocarbonetos saturados diminui a fluidez Hidrocarbonetos insaturados CIS aumenta a fluidez Colesterol diminui a rigidez e a permeabilidade aumenta a rigidez inibe a transição de fase Assimetria da membrana Existe assimetria entre as duas faces da membrana plasmática, tanto na composição de lipídeos como nas proteínas. As proteínas periféricas estão concentradas na face citoplasmática da membrana. Assimetria da bicamada lipídica: fosfolipídio de carga negativa na camada interna e glicolipídio na camada externa Glicocálice Zona rica em resíduos de açúcares existente na periferia de praticamente todas as células (particularmente desenvolvido na região apical de algumas células epiteliais). Constituição: 1. Glicídios dos glicolipídios existentes na face externa 2. Glicídios das glicoproteínas integrais da membrana plasmática ou glicoproteínas absorvidas após secreção (ex:fibronectina). 3. Proteoglicana secretadas e absorvidas à superfície celular Função: 1. Proteção 2. Reconhecimento celular Glicoproteínas e glicolipideos das membranas São marcadores responsáveis pelos grupos sanguíneos. A determinação do grupo ABO deve-se a pequenas variações na estrutura dos hidratos de carbono presentes nos glicolipideos e glicoproteínas das membranas dos eritrócitos. Reconhecimento e sinalização celular A superfície celular é dotada de especificidade permite as células reconhecerem-se mutuamente. As proteínas da membrana atuam como receptores, atuando na sinalização celular. As proteínas da membrana provocam uma resposta imunitária quando penetram num organismo estranho (MHC major histocompatibility complex) complexo principal de histocompatibilidade grupo de moléculas glicoproteicas da membrana plasmática envolvidas no reconhecimento celular e resposta imunitária. Especialização de membrana 1. Microvilosidades (borda em escova) Projeções digitiformes da superfície apical da célula Eixo de microfilamentos de actina Borda em escova Função: aumentar a superfície de contato e absorção (epitélio intestinal e porções do néfron do rim) 2. Cílios Projeções celulares móveis Estrutura de microtubulos Função: movimento ciliar coordenado corrente em um único sentido Traqueia, tuba uterina, flagelos 3. Estereocíios Projeções digitiformes longas e ramificadas da superfície apical da célula epitelial Microvilosidades eixo de actina Não são moveis Função: aumentar a superfície de contato celular, participar da maturação de espermatozoides Apenas no epidídimo Transporte através da membrana Algumas moléculas atravessam a bicamada mais facilmente que outras, dependendo de seus graus de polaridade, tamanhos e se estão carregadas ou não. Permeabilidade seletiva. Os transportadores diminuem a energia necessária para a difusão de moléculas através da membrana celular. As moléculas que não conseguem atravessar as membranas celulares através da bicamada, são transportadas mediante proteínas específicas. A atividade da bomba de sódio e potássio depende da fosforilação que acontece na mitocôndria. A bomba é uma enzima anti-porte que obtém energia pela hidrólise de ATP. Transporte de pequenas moléculas e íons 1. Passivo sem consumo de energia 1.1 difusão simples Movimento de moléculas de acordo com o gradiente de concentração através dos lipídeos de membrana 1.2 difusão facilitada Passagem através de canais e transportadoresde membrana. Transporte de moléculas de acordo com o gradiente de concentração envolvendo proteínas da membrana Aquaporina canais para agua Proteínas carreadoras: moléculas polares e grandes e sem carga. glicose e sacarose Canais iônicos íons Cotransporte symport e antiport 2. Ativo com consumo de ATP Transporte de moléculas contra o gradiente de concentração, com consumo direto de energia, envolvendo proteínas da membrana (bombas do tipo ATPase ex: bomba de sódio e potássio). Controle dos canais iônicos: Regulados por voltagem permanecem fechados quando a membrana esta despolarizada. Canais regulados por ligantes canais receptores que, ao ligarem-se a ligantes específicos sofrem uma alteração na sua conformação, o que determina sua abertura. Canais regulados mecanicamente abrem-se devido a uma tensão transmitida às membranas por fibras do citoesqueleto. Transporte em massa 1. Endocitose fago/pinocitose Entrada de materiais do meio extracelular ppara o meio intracelular para a formação de vesículas a partir da membrana plasmática. 2. Exocitose Libertação no meio extracelular do conteúdo de vesículas de secreção, cuja membrana se funde com a membrana plasmática. CITOESQUELETO Complexa rede de proteínas filamentosas que se estende desde a membrana plasmática até a carioteca auxiliando na sustentação do grande volume citoplasmático das células. Estrutura altamente dinâmica. Presente em células eucariontes. Componente in intracelular dinâmico, responsável por: Forma celular: mecânica e morfogênese. Organização geral do citoplasma Movimento celular: deslocamento celular e contração muscular. Movimentos intracelulares: transporte de organelas de um lado para outro do citoplasma; segregação de cromossomos na mitose Constituído por: Filamentos de actina actina microfilamentos - actina globular ou G = monomérica - actina F = filamentosa = vários monômeros. Extremidade + (local de deposição de novos monômeros); extremidade – (local de despolimerização de monômeros). -Polimerizacao de actina através de ATP, K+ e Mg2+ -Função estrutural/ sustentação interação com proteínas motoras (miosina, princ.) -Encontram-se principalmente na região periférica da célula. -Apresentam-se sobre a forma de 2 colares de contas retorcidos Propriedades funcionais: - formar o anel contrátil – citocinese (início na telófase) -contração muscular -transporte intracelular -interacao com os receptores de membrana -forma celular -participa da locomoção celular projeção -crescem por adição de monômeros em ambas as extremidades, sendo mais rápida na + - a despolimerização ocorre pela hidrolise de ATP ligado ao monômero de actina -nucleação com mais frequência na membrana plasmática -catalisada por proteínas ligadas a actina -ARPs -CITOCALASINA reveste a extremidade + e impede a polimerização -FALOIDINA liga-se e estabiliza os filamentos impede a despolimerização Sistema contrátil: Actina + miosina = geram forca Tropomiosina + troponina = proteínas reguladoras O inicio da polimerização de moléculas de actina G num filamento (nucleação) é promovido por um dímero da proteína formina. Organizacao dos filamentos de actina: 1. A polimerização de actina pode formar feixes e redes, o que dá origem a estruturas tridimensionais complexas. 2. A proteína alfa actina é uma proteína de união que possibilita a formação de feixes de espacamento longo, permitindo a contração celular 3. Dímeros de filamina possibilitam a formação de redes de actina, as que normalmente se encontram sob a membrana plasmática, dando suporte celular. 4. Mediante os chamados contatos f ocais, regiões da membrana plasmática ancoram-se na matriz extracelular com a participação de feixes de actina (fibraas de estresse) no lado cistolico e das proteínas de membrana integrinas. 5. As microvilosidades de células absortivas intestinais possuem esqueleto de filamentos de actina entrelaçados por proteínas acessórias como a vilina e fimbrina. A ancoragem dos filamentos de actina à membrana plasmática esta mediada por MIOSINA I e CALMODULINA. A MIOSINA é uma proteína motor celular, capaz de converter energia química na forma de ATP em energia mecânica, gerando forca e movimento. Filamentos intermediário família das proteínas fibrosas - fibras proteicas duras e resistentes -elemento mais abundante do citoesqueleto -proteinas fibroas e alongadas -função de manter resistência e integridade das células. -comum em celulas epiteliais CITOPLASMÁTICO * queratina desmossomos * vimentina ocorrem em fibroblastos, glóbulos grancos, células musculares e filamentos gliais (SNC) *neurofilamentos (axônio) células nervosa NUCLEAR *lamina nuclear recobre a superfície interna da membrana nuclear Drogas que afetam os filamentos intermediários ACRILAMIDA neurotoxica Os desmossomos e hemidesmossomos são áreas de interação entre células e entre células e matriz extracelular com a partcipacao de filamentos intermediários de tipo queratinico. Nos desmossomos a queratina interage com proteínas de união que permitem uma forte ligação intercelular. Nos desmossomos a queratina interage com proteínas de união que permitem ligar a célula a matriz extracelular. Filamentos intermédios e microtubulos podem estar ligados por pontes de PLECTINA Microtubulos tubulina Estrutura cilíndrica de heteropolimeros presentes em todo o citoplasma, empacotados ao redor de um núcleo central vazio. 13 protofilamentos lineares, cada um composto por subunidades alfa e beta tubulina – formando cilindro Ora formam estruturas lábeis, ora formam organelas microtubulares estaveis Sensíveis a drogas antimitoticas Nascem no centrossomo (centro de nucleação) ou Mtoc O alongamento de um microtubulo é rápido e a iniciação de um novo microtubulo é lenta. Heterodimeros de TUBULINA alfa e beta, que polimerizam estruturas ocas denominadas microtubulos. As subunidades de beta tubulina ligam GTP, que, quando é hidrolisado muda a conformação da subunidade, tormando mais fraca a união intermolecular, facilitando, assism, a despolimerização do microtubulo. A hidrolise de GTP pode explicar a habilidade dinâmica dos microtubulos Assim como no caso dos filamentos de actina, nos microtubulos também acontece o fenômeno de treadmilling, onde GTP-tubulina são associados à extremidade mais e GDP-tubulina dissociados da extremidade menos, gerando estado de instabilidade dinâmica. Uma maior disponibilidade de GTP-tubulina induz o crescimento do microtubulo. Baixa disponibilidade de GTP-tubulina induz o encurtamento do microtubulo devido à despolimerização das GDP- tubulina na extremidade mais. As proteínas acessórias MAP, CATASTROFINA e ESTATMINA, regulam a polimerização dos microtúbulos. Proteínas motoras: cinesina (deslocam vesículas e organelas na direção +) e dineína (deslocam em direção -) ligam-se aos microtubulos e com a energia liberada pela hidrolise do ATP deslocam-se ao longo dos filamentos, transportando organelas e/ou vesículas intracelulares. Síndrome de Kartagener dineina ciliar é deficiente Drogas que afetam os microtubulos: Colchicina e vimblastina bloqueia a polimerização através da ligação à moléculas livres de tubulina. Taxol promove a polimerização e estabiliza os microtúbulos. Organizacao intracelular dos microtubulos 1. Os centrossomos são os centros organizadores de microtubulos em células animais. São constituídos porum par de centríolos e material pericentriolar. 2. Os centríolos são formados por 9 tripletes de microtubulos, de maneira semelhante aos corpos basais de cílios e flagelos. 3. o comportamento dos microtubulos é regulado também por proteínas acessórias, denominadas MAPs (proteínas associadas a microtubulos) MAP1, MAP2,MAP4,tau O transporte de vesículas pelos microtubulos e moteores moleculares é altamente especifico. 1. A KINESINA I transporta mRNA de actina em fibroblastos 2. A DINEINA A organização intracelular de organelas membranosas é responsabilidade dos microtubulos. Colaboração na formação de cílios e flagelos. Os microtubulos se ligam aos cromossomos condensados na metáfase Formação do fuso mitótico: 1. Os centrossomos se duplicam durante a interfase e migram na prófase, permitindo, após a desorganização do envelope nuclear, a ancoragem dos cromossomos na extremidade mais dos microtubulos. 2. Na anafase A os cromossomos são separados pelo encurtamento dos miicrotubulos cinetocoricos e cromossômicos que despolimerizam. 3. Na anafase B os microtubulos polares crescem e deslizam um sobre os outros, permitindo a separação dos centrossomas e facilitando a posterior citoquinese. Os microtubulos astrais encurtam-se se ancorando na membrana plasmática, ajudando na separação dos polos CENTRÍOLOS: 1. Par de estruturas cilíndricas 2. Formam-se por duplicação de centríolos pre-existentes 3. Mesmo tempo de duplicação do DNA 4. Os dois centríolos de um par não são identicos CÍLIOS 1. Apêndices finos 2. Movimento ondas unidirecionais coordenadas movimentos de chicote 3. Movimentam células inteiras 4. Rede de filtração de ar FLAGELOS 1. Geralmente único 2. Estrutura 3. semelgante ao cilio 4. Mais longo 5. Axonema flagelos + proteínas associadas 6. Desloaamento de células germinativaas masculina (espermatozode) em humanos Cílios e flagelos: 9 pares periféricos e um central FIBRAS DO FUSO 1. Estruturas microtubulares 2. Formam-se apenas durante a divisão celular 3. Arrastam os cromossomos durante a divisão 4. Formam-se a partir dos centriolos MATRIZ EXTRACELULAR Complexo de componentes fibrosos que preenchem o espaço extracelular Produzida e orientada principalmente pelas próprias células dentro dela Conferem resistência a distensão e compressão Aportar os nutrientes e eliminar os dejetos celulares Promover pontos de fixação celular Preencher espaços entre células Patologicamente, retarda a penetração de microorganismos Constituída por proteínas e polissacarídeos que se organizam em forma de rede Responsável pela diversidade morfológica, funcional e patológica dos diversos tecidos Abundante nos tecidos conjuntivos, como cartilagem, osso, derme Escassa no tecido epitelial e nervoso Pode ser calcificada para formar ossos e dentes Forma substrato para o crescimento e diferenciação celular. Constituída por: 1. Proteínas fibrosas colágeno e elastina arcabouço estrutural 2. Glicoproteínas multiadesivas fibronectina e laminina 3. Glicosaminoglicanas e proteoglicana (glicoproteínas de adesão) formam o gel hidrofílico substancia fundamental amorfa 4. Plasma intersticial: H2O, proteínas, íons, aminoacidos Glicosaminoglicanas (GAG) Cadeia polissacaridea não ramificada de dímeros 4 princiipais tipos: acido hialuronico, dermatansulfato, condroinsulfato e heparansulfato. Carga negativa: atraem sódio formação de um gel pois possuem alta hidrofilia Proteoglicanas As GAG são ligadas num núcleo proteico formando as proteoglicanas O núcleo proteico é produzido no RE e os polissacarídeos são adicionados no complexo de golgi Glicoproteínas: 1 a 60% de acucares. Proteoglicano: até 95% de acucares. São difíceis de classificar devido a heterogeneidade ex: agrecana Funções: 1. Sinalização: podem se ligar a receptores nas células e ativa-los ou bloquea-los 2. Podem regular a atividade de proteínas secretadas: retem o material secretado 3. São altamente organizados, podem associar entre si e com outras proteínas. Proteoglicanas de alto peso molecular 1. Agregantes agrecan = cartilagens 2. Não agregantes perlecan = lamina basal do glomérulo (rim) Proteoglicanas de baixo peso molecular 1. Decorina: ligado as fibrilas de colágeno I; modula o crescimento da fibrila; liga-se ao TGF-B para crescimento celular. 2. Fibromodulina: ligado às fibrilas de colágeno Fibronectina e llaminina São glicoproteínas alongadas e multiadesivas Dímeros ligados por pontes dissulfeto Vários sítios distintos de ligacao à outras moléculas; -sitio de colágeno; -sítio de heparina; -sítio de receptores -sítio de ligação à célula Função: servem como pontes de união entre as células e a matriz extracelular A fibronectina tem grande importância no desenvolvimento embrionário; presente no sangue; produzida por fibroblastos do tecido conjuntivo A laminina participa da adesão das células a lamina basal Integrinas Proteínas de superfície trans-membrana Domínio intracelular ligado a alfa-actinina e talina do citoesqueleto Domínio extracelular ligado a macromoléculas da matriz Constituem um complexo de receptores que preendem as células à matriz presnte em animais São proteínas transmembrana formadas por heterodimeros de duas cadeias (alfa e beta) Elas ligam-se fracamente à matriz, mas em grande numero, formam uma ligação do tipo velcro Colágeno Principal proteína fibrosa da matriz; mais abundante do corpo (25%) Principal componente da pele Ricos em aminoácidos prolina e glicina Estrutura alongada e helicoidal em alfa de 3 polipeptideos Principais tipos: colágeno de I a IV Colágeno tipo I, II e III formam fibrilas Colágeno tipo III fibras do conjuntivo Colágeno tipo I feixe de fibras São encontrados na pele, tendões, osso maduro e córnea Podem interagir com outras moléculas na matriz, formando estruturas em rede Fibrilas de colágeno se agrupam em feixes fibras de colágeno Bastante resistentes a tensão São sintetizados por ribossomos ligados ao RE Após secreção os peptídeos são clivados convertendo-se em colágeno: fibrila de colágeno Os popeptídeos evitam a formação de fibrilas dentro da célula Síndrome de Eherles- Danlos colágeno III. Genética. Pele frágil, vasos sanguíneos e articulações hiperflexiveis Condrodisplasias colágeno II. Cartilagens anormais, deformação de ossos e articulações Osteogênese imperfeita colágeno I Elastina Forma as fibras elásticas Não tem estriacoes Mais delgadas que as colágenas Forma elástica de vasos, pele e pulmões Longas fibras de colágeno são entrelaçadas com elastina Proteína hidrofóbica Principal proteína dos vasos sanguíneos Fibras elásticas: 1. Componente amorfo: elastina 2. Componente fibrilar: microfibrila fibrilina e glicoproteínas Sindrome de marfam: mutações no gene da fibrina I; afeta tecido conjuntivo ricos em fibras elásticas e aorta fica sujeita a rupturas Lâmina basal Tipo de MEC localizada entre as células epiteliais e o tecido conjuntivo adjacente ao redor das células musculares, vasos sanguíneos e linfáticos. Rede de moléculas de colágeno IV embebida em inúmeras proteinas Camadas finas e flexíveis Forra todas as camadas de células epiteliais Circulam células musculares, adiposas e de Schwann Proliferaçãoe diferenciação do tecido epitelial Sintetizada pelas células que repousam sobre ela Formada por colágeno IV + proteoglicana do heparansulfato + laminina (principal proteína) Participa da regeneração do tecido após lesão JUNÇÕES CELULARES Junções aderentes desmossomos Placa arredondada constituída por membranas de 2 celulas vizinhas Camada amorfa, elétron-densa na face citoplasmática de cada membrana:placa do desmossomo Locais onde o citoesqueleto se prende a membrana celular Só pode se fixar na célula se a concentração de Caa++ no meio extracelular é normal Capacidade de adesão depende da presença de caderinas Estrutura dos desmossomos: CADERINAS: glicoproteínas integrais de membrana que prendem os desmossomos na membrana plasmaticca desmogleína e desmocolina DESMOPLAQUINAS I e II: glicoproteínas encontradas nas placas, ligam as caderinas aos filamentos intermediários Junções aderente hemidesmossomos Meio desmossomo Lamina basal: membrana que apoia o epitélio. O hemidesmossomo liga as células à lamina basal. Contem desmoplaquinas, mas não desmogleina. Placa citoplasmática + filamentos intermediários + integrinas Junção aderente Encontrada em diversos tecidos Circunda as células na parte apical como um cinto continuo São sensíveis aos ions de Ca++ Zona aderente nas células epiteliais localizada abaixo das juncoes compactas Nas células do epitélio intestinal, promove adesão entre as células e oferece local de apoio para os filamentos que penetram dos microvilos das células epiteliais. Estrutura: As células que interagem são unidas por caderinas – cinto de adesão Actina se liga a caderina por meio de proteínas de ancorameento Zonula de oclusão Faixa continua em torno da porcao apical de certas células epiteliais Função: 1. Veda total ou parcialmente o transito de íons e moléculas entre as células 2. Permite a existência de potenciais elétricos diferentes entre as regiões apical e basolateral Principalmente encontradas na região apical do epitélio intestinal Barreira, mantendo o conteúdo alimentar na luz do intestino Impedem o transito intracelular Impedem a migração de proteínas transmembrana da região apical para a basolateral das células. Complexo juncional Presente em vários epitélios Compreende: zonula oclusiva + zonula aderente + uma fileira de desmossomos Junções GAP/ comunicantes Frequentes em células epiteliais de revestimento, glandulares, musculares, nervosas e cardíacas. Principal função: estabelecer counicacao entre as células.. 1. Permite que grupos celulares funcionem de modo coordenado e harmônico, formando um conjunto funcional; Fenda repleta de proteína CONEXINA 6 proteinas Canais formados permitem a passagem de íons, pequenas moléculas, nucleotídeos, aminoácidos, AMPc, etc. Não passam macromoléculas Cada junção é formada por conéxons Presente nas células eletricamente excitáveis: neurônio, m.cardiaco, m.liso Coordena atividades Hepatócitos: coordena a liberação de glicose e degradação de glicogênio Se abrem e fecham coordenadamente Permeabilidade dependente de Ca++ e pH Núcleo Aspectos morfológicos: variam de acordo com o tipo celular, acompanhando o formato da célula que o abriga. Pode ser arredondado, achatado ou elíptico. Quantidade variável. A maioria é uninucleada, mas há células bi e multi nucleadas, como as fibras musculares. Algumas células uninucleadas, por uma patologia, podem se tornar multinucleada. Na microscopia de luz, uma grande variedade de células pode ser reconhecida pelo número, formato e tamanho de seus núcleos. Função: armazenamento do material genético e controle das atividades e funções celulares. A expressão gênica é diferenciada em cada tipo celular, em virtude de diferentes sinalizações recebidas para estimular ou inibir a transcrição e tradução gênica. DNA -------> RNA ----------> proteínas (dogma básico da biologia molecular) O núcleo é o centro de coordenação das atividades da célula. É o portador do conjunto da mensagem hereditária. Núcleo mitótico - é o núcleo durante a divisão celular, mitose ou meiose. Não está envolvido por membrana e é composto apenas pelos cromossomos. O núcleo interfásico é aquele no intervalo entre duas divisões celulares. É constituído de: Envoltório nuclear, lâmina nuclear, cromatina e nucléolo Núcleo interfasico: A membrana externa do núcleo é revestida de ribossomos e é contínua com o REG. Na membrana interna, há filamentos intermediários do citoesqueleto, principalmente de proteínas chamadas lâminas A, B e C, que formam a lâmina nuclear. Sua função é manter a forma e dar suporte estrutural ao envoltório nuclear. É também o local onde as fibras de cromatina se ancoram. Há ligações das fibras cromatínicas com o envoltório nuclear. Há, ainda, presença de poros nessa dupla membrana, que comunicam o interior do núcleo com o citoplasma. É por aqui que ocorre o transporte de todas as moléculas que entram ou saem do núcleo (também chamado de complexo do poro). Quando acontece a divisão celular, é necessário o grau máximo de condensação dos cromossomos e a separação das cromátides irmãs (ou dos cromossomos homólogos, no caso da meiose). Para isso, ocorre a fragmentação do envoltório nuclear, por forsforilação da lâmina nuclear. Após a mitose, há formação do envoltório nuclear nas duas células filhas. O que permite que a reconstituição seja feita da forma e no local correto é justamente a interação específica da cromatina com a lâmina nuclear. Complexo do poro - as membranas do envoltório nuclear são interrompidas por poros que comunicam o interior do núcleo com o citoplasma. A quantidade de poros varia de acordo com o tipo da célula e com o seu estágio funcional, por ex: células embrionárias têm alta atividade de síntese protéica, logo tem maior quantidade de poros. No espermatozóide maduro, há baixa atividade metabólica, portanto menor número de poros. Há um controle das proteínas (enzimas) que podem entrar ou sair do núcleo pelo complexo do poro, desde a formação estrutural, principalmente por proteínas de um grupo chamado nucleoporinas (+ de 30), que se organizam de múltiplas formas e fazem um controle rígido do que sai e do que entra por esse compartimento. Os poros deixam passagem livre para moléculas pequenas, que o atravessam por meio de transporte passivo. Moléculas maiores devem ter um sinal reconhecido por proteínas do poro, que aumentam sua abertura - é um transporte ativo, com gasto de energia. É essa a forma de passagem do principal elemento que deixa o núcleo - o RNA, que pode ser uma molécula enorme, composta de vários códons. Mecanismo de transporte: Ex: Há uma proteína sintetizada no citoplasma, e sua seqüência de sinalização é uma sequência nuclear. Como essa proteína vai para o núcleo: Há uma família de proteínas e moléculas chamadas importinas, responsáveis por esse papel de transporte. Elas se ligam aos sinais de localização nuclear, e às nucleoporinas (O transporte do núcleo para o citoplasma funciona de maneira semelhante, mas é mediado por receptores de exportação chamadas exportinas). Após a realização do transporte, a importina não permanece dentro do núcleo, ela retorna ao citoplasma, para se ligar a outro sinal de localização nuclear de proteínas diversas. Para esse transporte mediado pelas importinas e exportinas, há gasto de energia, proveniente não de ATP, mas de GTP,que será reduzido a GDP. Além das importinas e exportinas, há 3 moléculas importantes envolvidas no trasporte pelo poro : - Ran GAP, que fica do lado do citoplasma, próximo À membrana externa. Ela é ativadora da GTPase de RAN - A Ran GTP, que tem um sitio de ligação para GTP, e consegue hidrolisá-lo em GDP, com a ajuda da Ran GAP, que se associa a ela. Após a hidrolisação do GDP, a RAN GTP muda sua conformação estrutural, e vai atravessar o complexo do poro. - A Ran GEF, que fica no núcleo, associada a uma alça de cromatina, e funciona como fator de troca de guanina, retira o GDP da Ran GTP, e adiciona um GTP. A RAN GTP sai do núcleo, se associa novamente à RAN GAP, para reiniciar o ciclo de hidrolisação do GTP-GDP. Há um fluxo desses nucleotídeos, com mais GDP fora e mais GTP dentro do núcleo. Todo esse processo é feito, também, por associação dos nucleotídeos ligados às proteínas Rans com as integrinas e exportinas, para permitir a continuidade desse fluxo (as exportinas entram livres no nucleo, se ligam à RAN GTP, e as levam para fora do núcleo. Depois da hidrolisação do GTP em GDP com a ajuda da RANS GAP, a exportina para de reconhecê-la e se desliga da RANS GTP. A importina, que está no citoplasma, passa a reconhecer e se liga À RANS GTP que está com um GDP ligado à ela, e a ajuda a entrar no núcleo pelo poro, realizando o seu reconhecimento com as proteínas nucleoporinas. Cromatina - grau variável de condensação do material genético, DNA. O DNA, no núcleo, sempre estará associado a proteínas histonas (relacionadas com a compactação) e não histonas (relacionadas ao metabolismo - replicação, expressão gênica e estrutural). Nucleossomo - unidade estrutural básica da cromatina - 1º nível de compactação do DNA. Associação de 8 unidades de histonas, que formam um core central, um miolo, em volta do qual a dupla hélice vai se associar. Há também uma histona H1, de cópia única, que estabiliza a associação, e vai ser importante para o próximo grau de compactação. Há em torno de 200 pares de bases, que dão quase duas voltas inteiras em volta desse octogono de histonas. A estrutura dos nucleossomos no DNA é semelhante a um colar de contas. O espaço entre um nucleossomo e outro na fita de DNA tem cerca de 80 pares de bases (o fio do colar de contas). Depois, os nucleossomos são empacotados numa espiral irregular ou distribuição solenoide. São dobras do colar de contas sobre ele mesmo. Essa estrutura é chamada de fita solenóide, e tem cerca de 30 nm de espessura. A presença de outras proteínas funciona como uma espécie de suporte à cromatina. Outras proteínas, além das histonas, também participam da organização, a partir do momento em que o condensamento se intensifica. Funcionam como um suporte/esqueleto sobre o qual o DNA se organiza. Proteínas ligam-se a sequências específicas de DNA - inibem a transcrição gênica ou agem como fatores que estimulam a transcrição. Cromatina - eucromatina - menos condensada, geneticamente ativa. Aspecto claro ao microscópio - heterocromatina - mais condensada, geneticamente inativa. Aspecto escuro ao microscópio. Maior parte do DNA encontra-se assim na célula. Há dois tipos: a) constitutiva e b) facultativa A heterocromativa constitutiva a princípio não transcreve mesmo qualquer proteína. Já a facultativa, dependendo da célula, pode ou não entrar em atividade. A região dos centrômeros é constituída a heterocromatina constitutiva, para proteção do próprio dna. No par de cromossomos sexuais em mulheres, um deles é ativo e outro não, apresentando um exemplo de heterocromatina facultativa (corpúsculo de Barr). Isso vai variar do tipo celular, como já vimos. No caso da cor da pelagem de gatos, há expressão de genes de cor nos dois cromossomos X (gatas tem mais variações de pelo que gatos) Nucléolo Não é limitado por membrana. O DNA do nucléolo é chamado organizador do nucléolo. Origina os RNAr que são conjugados com proteínas vindas do citoplasma. São formados a partir de alças no DNA, em que há um acumulo eletrodenso na microscopia eletrônica. As subunidades dos ribossomos ficam no nucleolo até serem enviadas para o citoplasma. Depois de montadas, elas saem pelo complexo do poro e vão pro citoplasma realizar a sua função. No exemplo do slide, estavam relacionados aos cromossomos 13,14,15,21 e 22. Na divisão celular, o nucléolo se desfaz, pois não há síntese proteica. Realiza a síntese de RNAe e partículas ribossomais; o processamento de alguns RNAt; montagem de outros complexos de RNA-proteínas, e ampla variedade de complexos ribonucleoproteicos. Geralmente temos predomínio de cromatina frouxa e nucléolos bem evidentes e grandes em células que estão realizando alta síntese proteica - necessários muitos ribossomos. Numa microscopia de luz, outra evidência de alta síntese proteica são as manchas basófilas (corantes básicos interagindo com estruturas ácidas - corpúsculos de nis), que mostram os reticulos rugosos desenvolvidos, com muitos ribossomos associados à sua superfície. Aqui, há um acúmulo dos 3 principais típos de RNAs, envolvidos na tradução de proteínas. Na microscopia eletrônica, o indício de alta síntese proteíca é o grande número de complexos do poro - trafego intenso de partículas para dentro e para fora do núcleo durante essa atividade de produção de proteínas na célula. Mitose Mitose - uma célula gera duas células filhas genéticamente iguais a ela. Num organismo multicelular, esse é o processo que propicia sua existência - surgem milhares de células a partir de uma célula só, o gameta. Para sua ocorrência, é essencial a replicação do material genético na intérfase. Para a movimentação dos cromossomos, durante a citocinese, há a formação de um fuso mitótico de microtubulos, e um anel contractil de filamentos de actina. A mitose se divide em algumas fases: 1. prófase: Há condensação dos cromossomos, início da formação do fuso mitótico e desaparecimento dos nucléolos. Os microtubulos do fuso são criados a partir dos centrossomos. Há uma série de moléculas que desencadeiam a condensação dos cromossomos, como já visto. Há dois polos de onde se irradiam microtubulos, após a duplicação dos centros criadores de microtubulos - os centrossomos. Eles formam dois pólos para o qual migrarão os cromossomos. Os nucléolos são locais de síntese de unidades ribossomais, o que não ocorre durante a divisão. As alças onde há a síntese de RNAr também se retraem e dispersam, e não se observa mais a região do nucléolo na célula. Na prófase, ainda há o envoltório nuclear. 2. prómetáfase É uma fase bem curta, mas importante para a biologia celular. O envoltório nuclear sofre desagregação e os cromossomos estão mais condensados, mas ainda não se apresentam ordenados. Os cromossomos estão ligados através do cinetocoro a fibras de microtubulos (microtubulos cinetocoriais). São submetidos a movimentos ativos, uma vez que não há mais envoltório nuclear. Começa a migração dos cromossomos para os pólos. Outras fibras do fuso (microtubulos polares) estendem-se para além do plano equatorial. Cada cromossomo possui dois cinetocoros. São estruturas, placas protéicas aderentes ao centrômero (centro de constrição primária), sendo o local de ligação dos microtubulos cinetocoriais. Isso visa proteger a estrutura física e causar o mínimo de dano possível ao DNA. Desse modo, a tração não é feita por uma ligação dos tubulos diretamente ao DNA condensado, mas a essas placas protéicas. Um ponto de checagem do processo da mitose é verificar se todos os cromossomos estão ligados a fibrasdo fuso pela região dos cinetocoros. Se isso não tiver ocorrido da forma certa, a divisão celular pára. *esquema no alberts de capa vermelha - ligação dos microtubulos ao cinetocoro. A separação das cromátides irmãs se dá pelo encurtamento dos microtubulos, que ocorre por meio da despolimerização mais intensa na extremidade (+). Acontece que a ligação dos microtubulos à placa proteica também se dá na extremidade (+). Como os microtubulos não se separam do cinetocoro, então? Porque a ligação dos microtubulos não se dá diretamente ao cinetocoro, mas por meio de um anel de proteínas motoras, e de outras proteínas, que desliza sobre o microtubulo durante sua despolimerização, arrastando o anel de ligação de proteínas do cinetocoro. 3. metáfase Os cromossomos atingem o grau máximo de condensação e alinham-se no plano equatorial da célula, formando a placa metafásica. As placas cinetocóricas ficam orientadas na direção dos polos. 4. Anáfase Com o encurtamento dos microtubulos, as cromátides irmãs se separam sincronicamente e migram para os polos opostos. Os microtubulos do cinetocoro ficam mais curtos, e os polos do fuso também se distanciam. Ambos os processos contribuem para a segregação dos cromossomos. Há a atuação de proteínas que vão romper as ligações entre as cromátides irmãs (isso só ocorre nessa fase justamente porque há outras preteínas que as mantém juntas até então, para não perder cromátides pelos caminhos da divisão). Dois processos diferentes separam as cromátides irmãs na anáfase Anáfase A. Há fibras do fuso cinetocoriais que se ligam às placas proteicas. Há as polares, que não se ligam a estas placas, e há as fibras astrais. Na anáfase A, a separação se dá pelo encurtamento das fibras do fuso cinetocoriais. Anáfase B. A extremidade menos das fibras estão inseridas nos Centrossomos. Proteínas motoras entre uma fibra do fuso polar e outro permitem o deslizamento, e isso movimenta não as cromátides diretamente, mas os pólos, os centrossomos. Indiretamente, os microtubulos cinetocoriais também acabam se separando. Isso não auxilia a separação das cromátides irmãs. As fibras do fuso astrais também tem proteínas motoras, e deslizam sobre a membrana plasmática adjacente, "puxando" os centrossomos mais para as extremidades da célula. 5. telófase Os dois conjuntos de cromossomos filhos chegam aos pólos e se descondensam. Ocorre a reconstituição do envoltório nuclear e a reorganização dos nucléolos. No final da telófase ocorre a citocinese (divisão do citoplasma). Há importante ação da lâmina nuclear para a formação de novo envoltório em volta do material genético que foi separado. Ela tem não só função estrutural em sua reorganização, mas também de determinação dos locais corretos para ancoragem da cromatina. Proteínas devem passar do citoplasma para o núcleo e vice versa, e para isso devem ter seus respectivos peptídeos sinais de localização. A maioria das proteínas uma vez direcionada para o seu destino, se cliva do peptídeo sinal, o que não ocorre com a proteínas do núcleo. CITOCINESE Ocorre apena nas células animais. No final da anáfase, forma-se uma constrição ao nível da zona equatorial da célula mãe, que progride e divide o citpoplasma, levando à separação das células filhas. É simultânea às várias fases de divisão celular. A divisão do citoplasma deve-se a ação de filamentos de actina, dispostos em feixe e interligados por moléculas de miosina II, que formam um anel contractil. Para a divisão não basta a duplicação dos cromossomos. É necessária também a multiplicação de citosol e organelas. A formação do anel deve se dar no meio da célula, para que as células filhas sejam semelhantes em conteúdo citoplasmático. O estrangulamento, como é de se imaginar, ocorre de fora para dentro. Algumas células, no entanto, reposicionam seu fuso para se dividirem assimetricamente. Ex. formação de corpúsculos polares na criação de gametas. Em determinado momento do desenvolvimento do organismo multicelular, porém, a divisão celular deve ser assimétrica. Esse é o principal mecanismo do processo de diferenciação celular. Meiose Reprodução assexuada: descendentes geneticamente iguais ao organismo mãe. Reprodução sexuada: descendentes geneticamente diferentes entre si e dos pais (soma do genoma de dois indivíduos). São necessários dois indivíduos, a união de seus gametas. Esses gametas, portanto, vão ter que ter metade do número de cromossomos da espécie. Células germinativas humanas - espermatozóide e óvulo. A meiose resulta na formaçao de células com um número haploide de cromossomos, o qual retorna ao número diplóide normal com a fertilização. É uma divisão reducional e equacional - divide na metade, mas todas as células filhas recebem a mesma quantidade de material genético Recombinação genética: crossing over e segregação aleatória dos cromossomos. Necessária para gerar a diversidade genética enorme que se verifica entre os organismos que se reproduzem sexuadamente. Divisão entre meiose I, ou divisão reducional, e meiose II, ou divisão equacional. As fases da prófase I serão determinada pelo arranjo em que os pares de cromossomos homólogos estarão, para a realização do crossing over. Prófase I Permite que ocorra recombinação genética (permuta, crossing over). É dividida em 5 estágios - alterações morfológicas associadas com a formação e a desassociação do complexo sinaptonêmico. Esta fase pode durar semanas, meses ou anos - a mulher inicia a meiose ainda durante a gestação, e ela fica estacionada em prófase I por anos, até a puberdade. É subdividida em 5 fases, de acordo com as laterações morfológicas desses cromossomos: Leptóteno - início da condensação. Zigótono - aproximação e pareamento entre os cromossomos homólogos, formando a estrutura chamada bivalente. Formação do complexo sinaptotênico - 2 elementos laterais, e um elemento central. Uma estrutura, principalmente protéica, é formada para manter um grau de associação muito íntimo entre os pares de homólogos. Está relacionada com a associação do pareamento, que facilita a posterior ocorrência de permuta, recombinação. A permuta é um corte no pedaço da cromátide e troca com uma parte semelhante, correspondente, de outro cromossomo HOMÓLOGO. Se isso não é feito corretamente, há dano genético às células. Paquiteno - troca de segmentos de regiões homólogas (mãe/pai) - crossing over. Quebra do DNA no mesmo nível das duas cromátides homólogas Formação de quiasma, onde há o cruzamento entre os fragmentos dos homólogos. No momento, o complexo sinaptonenico está associado à estrutura. A observação dos quiasmata (chiasma, disposição em cruz) - é a evidência citológica do crossing over. No mesmo par de homólogos, podem ocorrer até 3 trocas - quiasmata. Diplóteno - Desinapse: remoção do complexo sinaptonêmico Início da separação entre os homólogos Diacinese - aumento da repulsão entre os homólogos Terminalização dos quiasmata. Separação da relação íntima formada para o crossing over. Ligação de cada homólogo às fibras do fuso, por microtubulos. A ligação é necessária para o tracionamento, para que todos os homólogos possam se dirigir para a região equatorial da célula. A partir daqui, seguem as demais fases I, à semelhança da mitose: metáfase I e anáfase I Intercinese - é o estado transitório entre a meiose I e a meiose II. Não ocorre qualquer replicação do dna. Prófase II - Metáfase - alinhamento dos cromossomos em si no centro da célula Anáfase II - separação das cromátides irmãs. Migração para os polos da célula. Telófase II -descondensação e volta do envoltório nuclear. Os eventos da meiose II seguem semelhantes aos já descritos na mitose. A meiose I é reducional! Célula diploide -> célula diplóide com material duplicado -> célula haploide com material duplicado - > célula haploide com material separado. Anomalias numéricas dos cromossomos: Aneuplodia Estado em que existe uma variação face ao número normal de cromossomos. As situações mais comuns referem-se a um cromossomo a mais - trissomias (2n + 1), ou a menos (2n - 1). A aneuploidia ocorre pela não disjunção meiótica ou mitótica, ou ainda pelo atraso de migração de um cromossomo em anáfase. O mecanismo mais comum é a não disjunção meiótica durante uma das divisões meioticas, geralmente a anáfase I. Ocorrência em 3 a 4% das gestações em humanos. Exemplos mais comuns de aneuoloidia no homem 1. Trissomias: presença de três cromossomos homólogos em vez do par normal. O exemplo mais comum é a trissomia do 21, que causa a síndrome de down 2. Monossomias: existe apenas um cromossomo representativo em vez do par. São mutações quase sempre letais; Para a maioria das trissomias existe uma preponderância para a origem materna do cromossomo extra, o que está relacionado com a idade materna, uma vez que a mulher já nasce com seus gametas estacionados em prófase I - os ovócitos I. Ciclo celular Tudo o que ocorre com a célula depende de sinalização - divisão, diferenciação, sobrevivência e morte. A sinalização irá desencadear o ciclo celular. Estudamos, até agora, apenas a parte M do ciclo. Ainda não estudamos a intérfase, que é dividida em G1, S e G2. Para a célula entrar em mitose, é necessária a duplicação do material genético, que ocorre na fase S. Fases do ciclo celular: G1: crescimento e preparação para a replicação dos cromossomos S: síntese de DNA G2 preparação para a divisão mitótica. M: mitose propriamente dita. Separação das cromátides e constituição de dois núcleos (cariocinese). Durante a mitose, a síntese de DNA é interrompida. No final da mitose, ocorre a citocinese, resultando em duas células idênticas à original. Não adianta duplicar o DNA e não duplicar o resto da célula. A fase G1 é direcionada para isso, multiplicação de organelas e preparação para a posterior replicação do DNA que ocorrerá na fase S. Não pode faltar nada para o início da fase S. A G2 serve para verificação se todos os elementos para a divisão celular estão presentes. É um ponto de checagem e complementação. O tempo de duração da fase G1 é muito variável, pois é muito influenciado por fatores extracelulares. O da S costuma variar menos. Condições fisiológicas e patológicas vão influenciar, portanto, o início, a duração e o fim do ciclo celular. Há células que estão constantemente em ciclo celular, constante proliferação, há células que se diferenciam e podem ou não voltar a se dividir, e outras que, uma vez em repouso, tendo iniciado a fase denominada G0 (que não antecede a mitose), não podem mais voltar ao ciclo celular. Então, as células podem: Iniciar uma nova fase de síntese após uma fase pós mitótica de duração normal (células embrionárias células do epitélio intestinal, linfático, medula ossea) Entrar em uma fase pós mitotica prolongada - fase G0, de repouso, permanecendo num estado de quiescência. Poodem entrar mais tarde em ciclo no fim de G1 (hepatócitos, células do musculo liso, ver demais). Há Células que após entrarem na fase de repouso, não conseguem mais iniciar um novo ciclo celular, ou seja, retornar para G1 a fim de se preparar para uma nova divisão mitótica. Ex. célula musculas esquelética, neurônio No controle das divisões celulares intervêm dois tipos moleculares: 1. Ciclinas g1 (ciclina D), ciclina S (ciclinas E e A) e ciclinas mitóticas (ciclinas B e A). As ciclinas são polipeptídeos cuja concentração oscila ao longo do ciclo celular. 2. Cinases dependentes de ciclinas (Cdks): Cdk4 e Cdk6 (fase g1), Cdk2 (case S) e Cdk1 (fase M). A sua concentração é constante ao longo do ciclo celular. As ciclinas sofrem um ciclo de síntese e degradação a cada ciclo celular. A ação das proteínas cinases é forsforilar uma molécula alfa, de serina e treonina, mas só consegue fazer isso se tiver associada a ela uma ciclina. Ao retirar a ciclina, "desliga-se" a cinase. É com essa forsforilação de moléculas alfa que o ciclo celular é controlado. As ciclinas são sintetizadas e degradadas a cada ciclo, ou seja, são muito labeis. As CDK não são degradadas a cada ciclo, pois são dependentes das ciclinas. O start para que a célula entre no ciclo celular é um fator de crescimento. Após o sinal, as ciclinas entram em ação, cada qual para uma das fases prévias à fase M. Fases do controle do ciclo celular: 1. O acrescimo das ciclinas G1 origina a formação de complexos com as CDK4 e 6, preparando as células para a replicação.: Ativação de fatores de transcrição que promovem a transcrição de genes que codificam para a enzima da replicação Indução da degradação dos inibidores da fase S através da sua forsforilação e ubiquitinação - associado ao material genético temos proteínas histonas e não histonas, que atuarão na condensação, replicação, transcrição e inibição. 2. A ativação de S-Cdk (ciclina + cinase), no final de G1, dá a partida e inicia a replicação de DNA. A S-Cdk também impede a formação de novos complexos pré-replicação. Por este fato cada cromossomo só se replica uma vez. São necessários fatores que impeçam a replicação desordenada, para que ela ocorra uma vez só, parando a maquinaria de replicação. 3. À medida que a replicação prossegue, a ciclina G1 é destruida e, no final da fase S, o nível de ciclinas mitóticas (ciclinas A e B) começa a subir. 4. O fator promotor de mitose (MPF) M-CDK (ciclina B +ckd1) forsforila proteínas que promovem: a. A degradação do envoltório nuclear - forsforilação da lâmina nuclear. b. A construção do fuso mitótico - Forsforilação de maps e formação das proteínas associadas aos microtúbulos. c. A condensação da cromatina e formação dos cromossomos (prófase) - forsforilação da histona H1 d. O alinhamento dos cromossomos na placa metafásica. e. Fragmentação do complexo de golgi e do retículo plasmático, para dividir suas porções entre as células filhas Por trás de todos os acontecimentos do ciclo celular, há a atuação dessas moléculas - ciclinas e CDKs variadas. 5. o fator promotor da mitose ativa o complexo promotor da anáfase (APC) - separação das cromátides irmãs para polos opostos da célula - um complexo do tipo ubiquitina ligase, o qual origina: a. Separação das cromátides irmãs b. A destruição das ciclinas mitóticas no final da mitose. O APC favorece a ligação da ubiquitina às ciclinas mitóticas (a ubiquitina é reconhecida por proteases citoplasmáticas e desse modo ocorre a degradação da ciclina. É uma sinalização de destruição de proteínas). Até a anafase existe uma proteína de ligação entre as duas cromátides irmãs, chamada coesina. Quem distrói a coesina é uma molécula chamada separase. Até o momento da separação, ligada à separase existe uma molécula chamada securina. O APC destroi a securina, que para de inibir a separase, e ela age separando as cromátides irmãs para que elas possam migrar para postos opostos da célula. c. O decrescimo da atividade das CDKs mitóticas permite a reorganização do envoltório nuclear e do aparelho golgi; no final, ocorre a citocinese. Principais pontos de controle no ciclo celular: No final de G1, antes da S, (ponto de restrição) Transcrição G2/M, antes do início da mitose Durantea mitose, na metáfase. O ponto de controle G1 (ou ponto de restrição): período do ciclo, no final de G1. Verifica se : a. A célula possui dimensão suficiente para se dividir? Existem nutrientes suficientes para todas as células filhas? E organelas suficientes? b. O DNA está intacto antes de entrar em S? As células que não recebem um sinal para continuar o ciclo saem e entram em G0. O ponto de controle no final de G2 assegura que a replicação ocorreu bem e o DNA não contém erros. O ponto de controle na metáfase assegura que todos os cromossomos se encontram associados a um microtúbulo cinetocorial. A proteína citoplasmática p53 controla o estado do DNA em g1 antes que a célula entre na fase S. A p53 regula os mecanismos da proliferação celular, atuando ao nível de transcrição do DNA. Caso existam lesões no DNA, a própria célula sintetiza a p53. A p53 funciona como fator de transcrição, promovendo a expressão dos genes reguladores que codificam a proteína p21. A p21 vai inibir o complexo g1/SCDK e isso bloquia a entrada em S. Se a p53 não induzir a ação da p21, a célula com lesões graves continua a proliferar desordenadamente, originando um tumor. Cerca de 50% dos tumores malignos humanos apresentam mutações nos genes da proteína p53. DNA danificado (por injúria) ou mal replicado gera um sinal para retardar a entrada na fase S do ciclo celular de mamíferos. A parada em G1 gera apoptose. A parada em g2 gera um provável reparo no DNA. Isso em organismos pluricelulares. Em unicelulares, a apoptose acabaria com a população, de modo que os erros e modificações no DNA se perpetuam.
Compartilhar