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Compreender os mecanismos internos e externos à célula que influenciam o ciclo celular Compreender as fases do ciclo celular: intérfase (G1, S e G2) mitose e meiose I e II. A capacidade de duplicar-se é a característica mais extraordinária dos organismos vivos. Para fazê-lo, multiplicamos o material interno de nossas células e, depois, as dividimos em duas. Esse processo é a divisão celular. Os seres vivos multiplicam suas células com a finalidade de reproduzir-se, crescer e repor células perdidas. Células do Duodeno: se dividem a cada 24 horas; Células do esôfago: se dividem semanalmente; A maioria das células nervosas e musculares adultas nunca se dividem; Células do fígado, rins e pulmões só voltam a se dividir para reconstituir partes lesadas; A frequência das divisões celulares varia com o tipo e estado fisiológico de cada célula. Crescimento celular e preparação para divisão (Intérfase) Divisão celular (cariocinese e citocinese) Sinais químicos que controlam o ciclo provêm de fora e de dentro da célula Sinais externos: > Hormônios > Fatores de crescimento Sinais internos são proteínas de 2 tipos: > ciclinas > quinases (CDKs) Fatores de crescimento liberados ligam-se a receptores de membrana das células alvo Complexo receptor-ligante ativa produção de sinalizadores intracelulares Sinalizadores ativam cascata de fosforilação intracelular, induzindo a expressão de genes Produto da expressão destes genes componentes essenciais do Sistema de Controle do Ciclo celular (composto por CDKs e Ciclinas) G1 (antes da síntese de DNA) - 9 a 11 horas - Síntese de RNA - Crescimento da célula S (durante a síntese de DNA) - 8 a 10 horas - Duplicação dos cromossomos e proteínas histônicas G2 (depois da síntese de DNA) - 4 a 5 horas - Pouca síntese de DNA e proteínas MITOSE - 30 min a 1 hora Total: 24 horas Período em que as células estão em estado de quiescência. As células são desprovidas de fatores de crescimento Algumas células passam de G0 para G1 porque conseguem vencer o ponto crítico chamado de “ponto de restrição” (ponto R) Fase mais demorada (90% a 95% do tempo total gasto durante o ciclo) Atividade biossintética intensa Subdividida em: G1, S e G2 O Ciclo pode durar algumas horas (células com divisão rápida, ex: derme e mucosa intestinal) até meses em outros tipos de células Intensa síntese de RNA e proteínas aumento do citoplasma da célula-filha recém formada Se refaz o citoplasma, dividido durante a mitose Cromatina não compactada e não distinguível como cromossomos individualizados ao MO Pode durar horas ou até meses Inicia com estímulo de crescimento e posterior síntese de ciclinas que vão se ligar as CDKs (quinases) G1 Ciclinas ligadas às quinases vão agir no complexo pRb/E2F, fosforilando a proteína pRb Depois de fosforilada, libera o E2F, ativa a transcrição de genes que geram produtos para que a célula progrida para a fase S Se pRb não for fosforilada, permanece ligada ao E2F não progressão do ciclo celular G1 Muitos casos de neoplasias malignas associados a mutações no gene codificador da pRb e p53 A proteína pode ficar permanentemente ativa, estimulando a célula a continuar a se dividir G1 Duplicação do DNA Aumenta a quantidade de DNA polimerase e RNA; Mecanismos responsáveis pela progressão da célula ao longo da fase S e para G2 não estão muito claros Complexo ciclinaA/Cdk2 importante função antes da síntese de DNA, fosforilando proteínas envolvidas na origem de replicação do DNA Fator Promotor da Mitose (MPF ou ciclinaB/cdk2), protege a célula de segunda divisão do DNA até que entre na mitose S Tempo para o crescimento celular e para assegurar completa replicação do DNA antes da mitose Pequena síntese de RNA e proteínas essenciais para o início da mitose Inicia-se a condensação da cromatina para que a célula possa progredir para a mitose Há checkpoints exercidos pelo MPF, que está inativo durante quase toda a fase G2, mas quando ativado encaminha a célula à mitose Ciclina-CdK é o regulador geral da transição de G2 para M. G2 46 46 462n 2n Diplóide ou 2n=que possue o número duplo de cromossomos Células somáticas=células do corpo 2n Conceito: divisão de células somáticas, pela qual o corpo cresce, diferencia-se e efetua a regeneração dos tecidos As células-filhas recebem conjunto de informações genéticas (idêntico ao da célula parental) O número diplóide de cromossomos é mantido nas células filhas Prófase Prometáfase Metáfase Anáfase Telófase Cromatina condensa-se em cromossomos definidos, ainda não visíveis ao microscópio óptico Cada cromossomo duas cromátides-irmãs conectadas por um centrômero, em cada cromátide será formado um cinetócoro (complexos protéicos especializados) Os microtúbulos citoplasmáticos são desfeitos e reorganizados no fuso mitótico, irradiando-se a partir dos centrossomos à medida que estes migram para os pólos da célula - Fase mais longa; Prófase - Cromossomos começam a se condensar; - Centríolo duplica-se. Prófase - Formação do fuso acromático e ásteres Prófase Fragmentação do envoltório nuclear e movimentação do fuso mitótico Microtúbulos do fuso entram em contato com os cinetócoros, que se fixam a alguns microtúbulos Os microtúbulos que se ligam aos cinetócoros microtúbulos do cinetócoro, tensionam os cromossomos, que começam a migrar em direção ao plano equatorial da célula Cromossomos compactação máxima, alinhados no plano equatorial da célula pela ligação dos cinetócoros a microtúbulos de pólos opostos do fuso Como os cromossomos estão condensados, são mais visíveis microscopicamente nessa fase Inicia com a separação das cromátides irmãs (divisão longitudinal dos centrômeros) Cada cromátide (cromossomo filho) é lentamente movida em direção ao pólo do fuso a sua frente Cromossomos filhos estão presentes nos dois pólos da célula Inicia-se a descompactação cromossômica, desmontagem do fuso e reorganização dos envoltórios nucleares ao redor dos cromossomos filhos Clivagem do citoplasma (processo começa durante a anáfase) Sulco de clivagem no meio da célula, que vai aprofundando-se Separação das duas células filhas - Citocinese é a divisão do citoplasma no final da mitose; é centrípeta. Células germinativas inicia com uma célula diplóide e termina em 4 células haplóides geneticamente diferentes entre si Na meiose há a preservação do número cromossômico diplóide nas células humanas (gametas formados número haplóide) Tem uma única duplicação do genoma, seguida de 2 ciclos de divisão: a meiose I e a meiose II MEIOSE I Os cromossomos condensam-se continuamente. Subfases: Leptóteno Zigóteno Paquíteno Diplóteno Diacinese grau de compactação da cromatina Nucléolo vai desaparecendo Cromossomos formados por 2 cromátides-irmãs (2 moléculas de DNA idênticas) Leptóteno Pareamento preciso dos homólogos (cromossomos materno e paterno do par) = SINAPSE Formação de 23 BIVALENTES (cada bivalente = 2 cromossomos homólogos com 2 cromátides cada = tétrade = 4 cromátides) Os cromossomos X e Y não são homólogos, mas possuem regiões homólogas entre si Zigóteno Formação de estruturas fundamentais para a continuidadeda meiose - COMPLEXO SINAPTONÊMICO e NÓDULOS DE RECOMBINAÇÃO, importantes para a próxima fase da Prófase I Zigóteno Sinapse completa e as cromátides estão em posição para permitir o crossing-over (troca de segmentos homólogos entre cromátides do par de cromossomos homólogos) Homólogos devem se manter unidos pelo complexo sinaptonêmico para ocorrer crossing- over Crossing-over formação dos QUIASMAS = locais de troca física de material genético Paquíteno Desaparece o CS Os dois componentes de cada bivalente começam a se repelir Cromossomos homólogos se separam, mas centrômeros permanecem unidos e conjunto de cromátides-irmãs continua ligado Os 2 homólogos de cada bivalente mantêm- se unidos apenas nos quiasmas (que deslizam para as extremidades devido à repulsão dos cromossomos) Diplóteno Cromossomos atingem condensação máxima Aumenta a separação dos homólogos e a compactação da cromatina. Diacinese -Desaparecimento da membrana nuclear; -Formação do fuso; -Cromossomos alinhados; -Separação dos cromossomos; -Cromátides irmãs puxadas para os pólos; - Os dois conjuntos haplóides de cromossomos se agrupam nos pólos opostos da célula. MEIOSE II Início nas células resultantes da telófase I, sem que ocorra a Intérfase A partir da telófase I, depois da formação do fuso e desaparecimento da membrana, as células entram em metáfase II Os 23 cromossomos subdivididos em duas cromátides unidas por um centrômero prendem-se ao fuso. Após a divisão dos centrômeros as cromátides de cada cromossomo migram para pólos opostos. Forma-se uma membrana nuclear ao redor de cada conjunto de cromátides. Os ovócitos primários entram em meiose I e ficam parados em prófase I (diplóteno) da meiose I até a puberdade; Entra em meiose II, pára na metáfase II, e é finalmente completada na época da fertilização Gestações em idade avançada estão mais sujeitas a malformações, pois, este ovócito ficou um período maior de tempo exposto a risco de mutações do que um ovócito de uma mulher mais jovem Nos gametas formados pelas mulheres, quase todo o citoplasma vai para uma célula filha, que depois irá formar o ovócito. As outras células filhas tornam-se glóbulos polares, uma pequena célula que se degenera Nos homens o início da meiose se dá apenas na puberdade (por volta dos 12 anos) e continua a vida toda.
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