ciclo e divisaocelular

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
*
Eventos que preparam e realizam a divisão celular 
Mecanismos responsáveis pelo crescimento e desenvolvimento 
Células somáticas  célula duplica seu material genético e o distribui igualmente para duas células-filhas
Processo contínuo dividido em 2 fases principais:
INTÉRFASE
MITOSE
*
Célula encaminhada à progressão no ciclo por mecanismos de regulação relacionados a 
crescimento
multiplicação
diferenciação celular
condição de latência. 
Falhas nos mecanismos  célula pode ser
encaminhada para apoptose (morte celular programada)
desenvolvimento tumoral
*
	
 O ciclo celular eucariótico apresenta-se assim dividido:
*
Divisão Celular
Deve ser regulada e Coordenada
*
Ciclo celular
	
 Seqüência ordenada de eventos através do qual as células duplicam seus componentes e se dividem
 A duração do ciclo celular varia de acordo com o tipo, função e estágio de desenvolvimento celular
*
Fases do Ciclo:
G1: 12 horas
S: 7 a 8 horas
G2: 3 a 4 horas
M: 1 a 2 horas
Total: 24 horas
*
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)
*
Fase mais demorada (90% a 95% do tempo total gasto durante o ciclo)
Atividade biossintetica 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
*
Alguns tipos de células (neurônios e hemácias) não se dividem e permanecem paradas durante G1 em uma fase conhecida como G0 
Outras entram em G0 e após um dano ao órgão voltam a G1 e continuam o ciclo celular (ex: células hepáticas)
*
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 
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/cdc2), protege a célula de segunda divisão no DNA até que entre na mitose
Fase 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
 G2
*
Fases do ciclo celular
 Intérfase:
 G1:
 Período que precede a citocinese
 Célula está aumentando seu tamanho e duplicando seus componentes citoplasmáticos
 Acúmulo de ciclinas da fase S
 Ligação com moléculas de Cdks específicas
 Passagem para a fase S
*
Fases do ciclo celular
 Intérfase:
 S:
 Duplicação do material genético da célula
 Enzimas envolvidas:
	- DNA-polimerase
	- Helicase
 	- DNA-girase	
*
Fases do ciclo celular
 Intérfase:
 G2:
 Intervalo entre o término da intérfase e o início da mitose
 Célula continua aumentando de tamanho e duplicando suas organelas celulares
 Acúmulo de ciclina que ativa a Cdk conhecida como MPF (fator de promoção da mitose)
 Descoberta por estudos utilizando-se ovos de rã (Xenopus)	
*
 Intérfase:
 G2:
 O complexo ciclina-Cdk (MPF) provoca a fosforilação de enzimas responsáveis pela condensação cromossômica e promove a entrada da célula na fase M do ciclo celular	
Fases do ciclo celular
*
Regulado para parar em pontos específicos onde são feitos os reparos 
Proteínas endógenas funcionam como pontos de controle  garantem ocorrência adequada dos eventos relacionados ao ciclo
São reconhecidos estes checkpoints:
 Em G1 antes da célula entrar na fase S 
 Em G2 antes da célula entrar em mitose
E checkpoint do fuso mitótico
*
CKIs (Inibidores de Cdk): proteínas que interagem com Cdks, bloqueando sua atividade de quinase
Complexo ubiquitina de degradação de proteína: degrada ciclinas e outras proteínas para promover a progressão do ciclo celular
Controladores negativos
*
Como o sistema-controle regula os eventos do ciclo celular?
 
	
Células eucariontes (núcleo)
 Fosforila proteínas chaves que controlam a maquinaria do ciclo:
 iniciam e regulam a replicação
 mitose 
 citocinese
Fosforilação: proteino-quinases
 Desfosforilação: proteino-fosfatases
 Ativação das proteino-quinases é feita por ciclinas
 Conhecidas como proteino-quinases dependentes de ciclinas (Cdks)
*
Principal controlador: p53
Freqüentemente alvo para mutações em um grande número de patologias 
Perda de expressão  aumento da proliferação celular
Transcrição do gene da quinase p21 = bloqueio do complexo que fosforila pRb = pára a progressão do ciclo = reparo do DNA ou morte celular programada 
Checkpoint G1-S
*
Atua ao término de G1 e bloqueia a atividade de quinase do complexo ciclinaE/Cdk2, causando parada no ciclo celular
CKI p27
*
As ciclinas mitóticas ligam-se a proteínas CdK formando MPF que é ativado por enzimas e desencadeiam eventos que levam a célula a entrar em mitose.
O complexo é desfeito pela degradação da ciclina quando a célula esta entre a metáfase e anáfase induzindo a célula a sair da mitose.
Checkpoint G2-M 
*
Monitora a ligação dos cromossomos aos microtúbulos do fuso mitótico
Garante a segregação idêntica do material genético entre as células-filhas
Preservar a integridade do genoma em nível cromossômico
Checkpoint do fuso mitótico
*
Sistema-controle do ciclo celular
 Ativar e desativar enzimas e outras proteínas responsável por determinados processos durante o ciclo
 Assegurar que um processo tenha terminado antes do início do próximo evento
 Considerar as condições externas à célula: estímulos para a divisão celular
*
 Possui “freios-moleculares” que podem parar o ciclo em vários pontos de checagem
 Pontos de checagem também podem ser regulados por:
 Fatores de crescimento
 Moléculas sinalizadoras extra-celulares
*
Célula diplóide inicia a mitose  46 cromossomos e conteúdo de DNA de 4C (cada cromossomo é formado por duas moléculas de DNA unidas pelo centrômero)
Final da mitose  células-filhas apresentam também 46 cromossomos, porém um conteúdo de DNA de 2C
*
 Mitose:
 Fase M (mitose)  é a divisão da célula em duas células-filhas, a qual assegura que cada célula-filha receba um conjunto completo de cromossomos e um conteúdo citoplasmático equivalente.
	
Fases do ciclo celular
*
*
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
*
 Início da Prófase
 Final da 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
*
 Início da Anáfase
 Fim da Anáfase
*
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
*
*
*
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
*
Divisão reducional = são formadas duas células haplóides a partir de uma diplóide
Obtenção do número de cromossomos haplóide, mas com conteúdo de DNA ainda duplicado
*
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 continuidade da 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 não-irmãs 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
*
Membrana nuclear desaparece; forma-se o fuso
Cromossomos pareados no plano equatorial (23 bivalentes) com seus centrômeros orientados para pólos diferentes
*
Os 2 membros de cada bivalente se separam = separação quiasmática (disjunção), os centrômeros permanecem intactos
O número de cromossomos é reduzido a metade = haplóide
Os conjuntos materno e paterno originais são separados em combinações aleatórias
Anáfase I é a etapa mais propensa a erros chamados de não-disjunção (par de homólogos vai para o mesmo pólo da célula)
*
*
Os 2 conjuntos haplóides de cromossomos se agrupam nos pólos opostos da célula
Reorganização do nucléolo, descondensação da cromatina e formação do envoltório nuclear
*
Célula divide-se em 2 células-filhas com 23 cromossomos cada, 2 cromátides em cada cromossomo, = conteúdo 2C de DNA em cada célula-filha
Citoplasma é dividido de modo igual entre as duas células filhas nos gametas formados pelos homens
*
Fase breve
Sem fase S ( = não há duplicação do DNA) 
*
Semelhante à mitose comum, diferença = número de cromossomos da célula que entra em meiose II é haplóide
O resultado final são 4 células haplóides, cada uma contendo 23 cromossomos com 1 cromátide cada (divisão equacional)
*
Compactação da cromatina
Desaparecimento da membrana nuclear
Microtúbulos se ligam aos cinetócoros e começam a mover os cromossomos para o centro da célula
*
Os 23 cromossomos com 2 cromátides cada se alinham na placa metafásica
*
Separação centromérica 
Cromátides-irmãs se movem para os pólos opostos
*
Migração das cromátides-irmãs para os pólos opostos
Reorganização do núcleo
*
4 células com número de cromossomos e conteúdo de DNA haplóide (23 cromossomos e 1C de DNA)
*
Proporciona 3 fontes de variabilidade genética:
	1) Segregação ao acaso dos cromossomos homólogos – 223 combinações (mais de 8 milhões), pois cada gameta recebe apenas 1 de cada par de homólogos
	2) Segregação ao acaso dos cromossomos
	3) Crossing-over – cada cromátide contém segmentos provenientes dos 2 membros do par de cromossomos parentais
*
Um crossing-over em 1 bivalente forma 4 cromossomos diferentes
Acredita-se que o crossing-over evoluiu como um mecanismo para aumentar a variação genética 
Início Meiose: 1 cromossomo = 2 moléculas de DNA idênticas, de dupla hélice (2 cromátides-irmãs), unidas pelo centrômero:  46 cromossomos  4C – 2n
Final Meiose I: 1 cromossomo = 2 cromátides-irmãs:  23 cromossomos  2C – n
Final Meiose II: 1 cromossomo = 1 cromátide (1 molécula de DNA):  23 cromossomos  C – n
*
Os ovócitos primários entram em meiose I e ficam parados em prófase I 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
*
Mitose
Visualização da Condensação Cromossômica
*
Núcleo na Mitose
Núcleo- organiza-se e desorganiza-se a cada divisão
		Processo controlado - fosforilações e 			defosforilações de proteínas nucleares
*
Prófase
*
 Fosforilação das laminas	
Fases do ciclo celular
*
Núcleo – Montagem e Desmontagem
Controlada pela proteína quinase Cdc2
Dissolução da Lâmina Nuclear
Fosforilação e Desfosforilação das laminas
*
Rompimento
da Membrana Nuclear
Com a dissociação da Lâmina Nuclear 
Membrana nuclear fragmenta-se em vesículas
*
Prometáfase
*
Metáfase
*
Anáfase
*
O movimento é conseqüência de 2 processos independentes realizados por diferentes partes do fuso mitótico.
*
Telófase
*
Formação do Novo Envelope Nuclear
*
Citocinese
*
Citocinese
Animais  anel contrátil (actina e miosina)
 
*
Aumento de volume nuclear e aparecimento da cromatina organizada sob a forma de longos e finos filamentos.
O nucléolo ou os nucléolos iniciam a sua dissipação e, gradualmente, vão desaparecendo no nucleoplasma
Simultaneamente, os dois pares de centríolos (centrossomas) começam a deslocar-se no citoplasma em direcção aos pólos opostos da célula.
*
Início e desorganização do invólucro nuclear.
Os dois cromatídios que formam o cromossoma começam a distinguir-se.
Início da formação do fuso mitótico.
*
*
*
*
Alterações na célula:
condensação cromatínica e degradação do DNA;
destruição do citosqueleto;
modificações da membrana citoplasmática com projecções em forma de bolha (blebs)
fragmentação celular em corpos apoptóticos, ulteriormente degradados após fagocitose por células vizinhas.
*
A apoptose participa:
na morfogénese,
na renovação de populações celulares,
na eliminação de células anormais por alterações do DNA e
na eliminação de células infectadas por vírus.
*
		Profase I
ZIGÓTENO
*
*