CONTOLE GENÉTICO

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Camila Medeiros (+ Livro Biologia Celular e Molecular - Junqueira & Carneiro 9ª ed.) 
CONTOLE GENÉTICO... mitose e meiose 
... REVISANDO CONCEITOS: 
IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA DA MITOSE: 
 Manutenção e perpetuação do número cromossômico da espécie. 
IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA DA MEIOSE: 
 Aumenta a variabilidade genética por causa do crossing-over e também da 
recombinação de genes devido à junção dos gametas. Possibilita a manutenção do 
cariótipo de cada espécie. 
QUAL A FUNÇÃO DO NÚCLEO? 
Depositar a informação genética e controlar o ciclo celular. Também controla a reposição de 
células mortas por apoptose que precisam ser repostas. 
 
FASES DA CÉLULA: 
 NÚCLEO INTERFÁSICO (a fase de intérfase corresponde a 95% do ciclo): cromatina no 
núcleo 
 NÚCLEO MITÓTICO: visualização de cromossomos. 
 
... CICLO CELULAR: 
 Quando ocorre o ciclo celular? 
A todo o momento, mas não em todas as células (neurais, musculares cardíacas e 
musculares esqueléticas em fase adulta); 
 Envolve crescimento, proliferação, reparação e reprodução; 
 Altera-se de célula em célula (principalmente o tempo que está associado às 
conformações físicas do meio intra e extracelular); 
 Envolve processos desde a formação celular até a divisão celular em duas células-filhas; 
 
 EVENTOS REGULADOS PELO SISTEMA DE CONTROLE: 
 DNA de cada cromossomo é replicado; 
 Cromossomos replicados são segregados. 
 
 ERROS: Na grande maioria envolvem o material genético. 
 
 FASES DA INTÉRFASE  G0: G1 LONGO - senescência (metabolismo baixo para a divisão 
celular – neurônios, células musculares). 
 G1 e G2: monitoramento e crescimento celular. 
 S: duplicação do DNA. 
 
 REPRODUÇÃO: 
 
 
 
 
MÓRULA BLASTOCISTO: divisão muito rápida, não 
acontece crescimento evidenciado na 
fase G1 e G2 (Intérfase: somente S.) 
Camila Medeiros (+ Livro Biologia Celular e Molecular - Junqueira & Carneiro 9ª ed.) 
 
 CÉLULAS DO FÍGADO  As células do fígado através de estímulos de perda, saem de G0 
para haver novas replicações/divisões. 
 
 FATORES DE CRESCIMENTO: São moléculas biologicamente ativas, que regulam direta 
e externamente o ciclo celular. É uma cascata de reações que tocam nas proteínas da 
membrana plasmática para haver um novo ciclo celular. Os fatores de crescimento agem 
fundamentalmente controlando a progressão de G1-S, impulsionando-as a atravessar o 
ponto R no final de G1 e a continuar, então, o ciclo de divisão. Se não forem estimuladas 
nessa etapa do ciclo, as células são incapazes de passar o ponto R e entram no estágio 
denominado de G0. Esse mecanismo de regulação do ciclo por fatores de crescimento e 
de diferenciação extranucleares envolve, logicamente, a ação de receptores de 
membrana estimulando vias de sinalização intranucleares, que, por sua vez, deverão 
agir de maneira reguladora sobre as proteínas centrais que fazem o controle do ciclo 
celular. 
 
... PONTOS DE CHECAGEM: 
 G1, final de G2 e saída da mitose 
 
 
 PSIU! Caso esteja algo errado, a célula tenta concertar o ciclo ou sofre a apoptose celular. 
 
 
Camila Medeiros (+ Livro Biologia Celular e Molecular - Junqueira & Carneiro 9ª ed.) 
 CÉLULAS CANCERÍGENAS: 
 Não reconhece os pontos de checagem e os estímulos por contato motivadas pelo 
glicocálice danificado (BLOQUEIO DE PARADA – glicocálice danificado – células sem 
espaço percebem por sinais mecânicos que não há necessidade de maiores divisões), 
possuindo um tempo curto de ciclo celular; 
 Anti-angiogênese  agem no tratamento do câncer, impedindo o surgimento de novos 
vasos para não haver a migração de células cancerígenas. 
 
 
... SISTEMA DE CONTROLE DO CICLO CELULAR: 
 
 PROTEÍNAS QUINASES CICLICAMENTE ATIVADAS: 
 Moléculas responsáveis por disparar e coordenar a progressão do ciclo celular, 
especialmente com a descoberta do envolvimento da fosforilação de proteínas nesse 
controle; 
 Esse controle é determinado por uma família de enzimas quinases de proteínas, 
denominadas quinases dependentes de ciclina, ou da silgla Cdk. 
 Uma quinase de proteína tem como atividade básica a fosforilação de proteínas-
substrato, o que consiste em transferir um grupo fosfato do doador ATP, ou GTP, para 
AA aceptores desse fosfato, como serinas ou treoninas. 
Camila Medeiros (+ Livro Biologia Celular e Molecular - Junqueira & Carneiro 9ª ed.) 
 As Cdk são ativadas e inativadas ao longo do ciclo, promovendo, em consequência, 
padrões cíclicos de fosforilação de proteínas que desencadeiam ou regulam os principais 
eventos do ciclo. 
 A atividade das Cdk oscila em resposta à associação com proteínas regulatórias 
denominadas ciclinas. 
 Cdk  fosforila só quando está associada a ciclina. 
 Há mudanças cíclicas nos níveis de ciclina. Essas proteínas possuem uma sequência BOX, 
necessária para ligar-se e ativar a Cdk, atuando em diferentes combinações, em pontos 
específicos do ciclo. As moléculas de Cdk quase não alteram no ciclo. 
 O complexo ciclina-Cdk comanda o exército de proteínas para diferentes atividades. 
 Existem 4 classes do complexo ciclina-Cdk: 
G1/S – ciclina (forma-se no final de G1 e compromete a célula com a duplicação de seu 
seu DNA – ativa as proteínas relacionadas ao processo pré-replicativo); 
S – ciclina (forma-se no início de S e são necessárias para iniciar a duplicação do DNA – 
ativa as proteínas relacionadas ao processo replicativo, alterando e ativando proteínas 
para abrir a forquilha de replicação); 
M – ciclina (promove eventos da mitose – condensação da cromatina, ruptura do 
envelope, fragmentação do RE e golgi, formação do fuso...). 
PSIU! A maioria das células expressa mais uma classe de ciclinas, as ciclinas de G1, que 
promovem a transposição (alteração) do ponto de restrição R ou start, no final do período G1. 
 
o FASE G1: 
 Complexo G1-Cdk é responsável pela decisão da célula de entrar ou não em divisão, 
sendo ativado por fatores extranucleares; 
 Na transição de G1 para S, é ativado o complexo G1/S-Cdk, que estimula a duplicação do 
centrossomo e desencadeia a fosforilação de outras proteínas celulares que irão 
participar da síntese de DNA, comprometendo a célula a iniciar a fase S. 
 
o FASE S: 
 Complexo S-Cdk (permanece alta durante todo o período G2)), ativado no final de G1, 
desencadeia definitivamente a replicação do DNA. Ao final da replicação do DNA, evita 
a re-replicação, promovendo a dissociação de algumas proteínas presentes no complexo 
pré-replicativo, o que causa a desmontagem do complexo, garantindo que cada origem 
de replicação seja lida uma única vez. 
 
o FASE M: 
 Complexo M-Cdk (aumenta durante o período G2 e início de M). Esse complexo induz a 
condensação cromossômica, a fragmentação do envoltório nuclear e a reorganização 
do citoesqueleto, para a montagem do fuso. 
Condensação cromossômica  fosforila proteínas presentes no complexo condensina, 
bem como as histonas H1 e H3, ativando essas proteínas e fazendo com que atuem na 
condensação cromossômica. 
Desmontagem do envoltório nuclear  resulta principalmente da fosforilação de 
resíduos específicos de serina presentes nas laminas da lâmina nuclear, o que provoca 
a separação dos filamentos de laminas em dímeros individuais. Em consequência, as 
membranas nucleares se fragmentam em vesículas, que se dispersam. 
Camila Medeiros (+ Livro BiologiaCelular e Molecular - Junqueira & Carneiro 9ª ed.) 
Montagem do fuso  A desmontagem dos microtúbulos do citoesqueleto ocorre 
quando o M-Cdk fosforila a MAP (proteínas associadas aos microtúbulos), reduzindo a 
estabilidade dos microtúbulos. Ao mesmo tempo, fosforila e ativa as catastrofinas, que 
são proteínas motoras que fazem o desmonte dos microtúbulos. O equilíbrio entre estas 
duas atividades do M-Cdk causa, por um lado, o desmonte dos microtúbulos do 
citoesqueleto e, por outro, a utilização das moléculas de tubulina livre para a polimerizar 
os microtúbulos do fuso de divisão. 
Separação das cromátides-irmãs  Ocorre na transição da metáfase para a anáfase. O 
complexo M-Cdk fosforila a enzima separase que degrada o complexo coesina, que unia 
as duas cromátides pelos centrômeros-irmãos, os quais migram agora para os polos 
opostos da célula. 
Fim do ciclo celular  As ciclinas M são degradas pela via ubiquitina-proteossomos, 
inativando o complexo M-Cdk, permitindo que as fosfatases desfosforilem os muitos 
substratos das Cdk que haviam sido fosforilados no início da mitose. Isso leva à 
desmontagem do fuso, à descondensação cromossômica e à restauração do envoltório 
nuclear e, portanto, leva a célula a sair da mitose e a progredir para a intérfase do 
próximo ciclo. 
 
... IMPORTÂNCIA DOS PONTOS DE CHECAGEM: 
 Os pontos de checagem interrompem o complexo-Cdk (suprimi a atividade da Cdk) 
quando há erros notórios. 
 
... PROTEÍNAS DE SUPRESSÃO DO CICLO CELULAR: 
 A p53 é uma proteína citoplasmática que produz proteínas (p21 – proteína inibidora de 
Cdk) para inibir o Cdk quando há DNA danificado no ciclo celular, principalmente na fase 
S. A proteína p53 traduz a p21 que se encaixa ao complexo ciclina-Cdk com a finalidade 
de desativar a continuidade do ciclo. É possível também que também a proteína p53 
auxilie de algum modo na correção do DNA; outra função desse gene relaciona-se com 
sua capacidade de desencadear os mecanismos de apoptose quando existe dano no 
DNA. O gene p53 é considerado uma espécie de defensor permanente do DNA. Seu 
papel como gene supressor de câncer decorre de sua atividade sobre as células com 
DNA defeituoso, que é o caso de todas as células cancerosas. 
Camila Medeiros (+ Livro Biologia Celular e Molecular - Junqueira & Carneiro 9ª ed.) 
 Proteína do RETINOBLASTOMA (Rb): Essa proteína controla negativamente o ciclo 
nesta etapa. Enquanto a pRB permanecer desfosforilada, ela restringe o crescimento 
celular bloqueando a progressão da célula e evitando que ela ultrapasse o ponto de 
restrição da fase G1 para a fase S. A pRb é mantida fosforilada nas fases S, G2 e durante 
a mitose. Apenas após a mitose, quando os níveis de Cdk-ciclina ficam muito reduzidos, 
ela volta ao seu estado ativo desfosforilada. 
 
... HPV e Neoplasia: 
 Verrugas = provocada pelos vírus para proliferação celular. 
 
VÍRUS HPV (os mais graves) liberam o: 
 E7  Fosforaliza de maneira indireta a Rb continuamente, consequentemente muito 
Cdk; 
 Faz o papel do fator de crescimento. 
 E6  Diminui o número de p53 na célula através da destruição por via ubiquitina-
proteossomos – muito Cdk