Estudos dirigidos de Biologia Celular (núcleo interfásico, divisão celular, ciclo celular, apoptose, divisão celular...)

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ESTUDO DIRIGIDO SOBRE NÙCLEO
Quais são os componentes estruturais do núcleo?
Envoltório nuclear, lâmina nuclear, nucleoplasma, cromatina e nucléolo.
Caracterize a importância do envoltório nuclear para a célula e seu papel no transporte, descrevendo como ocorre o transporte, por exemplo, de moléculas grandes e pequenas entre o citoplasma e o núcleo.
Proteger o material genético encontrado dentro do núcleo; delimitar o espaço nuclear e evitar com que se misture com o citoplasma; e controlar a entrada e a saída de substâncias. A membrana nuclear apresenta poros, organizados pelos complexos de poro, que formam canais responsáveis pelo transporte seletivo de moléculas para dentro e fora do núcleo. Assim, a passagem de íons e moléculas entre o núcleo e o citoplasma só acontece por meio dos poros do envoltório nuclear.
Qual é a importância e função da Lâmina nuclear?
Está intimamente associada à face interna do envoltório e é formada por uma camada de proteínas fibrosas que formam uma verdadeira rede de sustentação. Ela estabiliza o envoltório nuclear e fornece apoio aos cromossomos durante a interfase, fase de preparação para a divisão celular propriamente dita.
Descreva o que ocorre com a lâmina nuclear durante a divisão celular.
Na divisão celular, ocorre a fosforilação das lâminas, o que provoca a sua desestruturação causando a ruptura do envelope na prófase.
O nucléolo está associado com qual função na célula?
É onde são produzidos os RNA’s ribossômicos. Portanto, a função mais importante dessas estruturas é auxiliar na produção de RNA. Além disso, ele armazena esse material e coordena os processos de reprodução celular através da síntese de proteínas.
Quais são as regiões que compõe o nucléolo e quais são as suas funções?
Três regiões podem ser reconhecidas em um nucléolo ativo: 1) o centro fibrilar, com os organizadores nucleolares, RNA polimerase I, DNA topoisomerase e fatores de transcrição do RNAr; 2) a região fibrilar densa ou nucleolonema, com RNA em síntese ainda sem dobramentos; e 3) a região granulosa ou parte amorfa, com partículas ribossômicas precursoras maduras, já com seus dobramentos e associações às proteínas.
Quanto a cromatina, responda:
 É formada pela associação de quais moléculas?
Moléculas de DNA e proteínas histônicas e não histônicas.
Como a cromatina é subdividida? Esta subdivisão está correlacionada com a expressão gênica. Como?
A heterocromatina é quando a cromatina (DNA + proteínas histônica e não histônicas) está condensada, ou seja, os genes estão inativados, pois o próprio grau de condensação constitui uma barreia à transcrição. Já a eucromatina é a região eletron lúcida correspondente à cromatina descondensada, ou seja, os genes estão ativados, podendo ser transcritos. 
Caracterize o nucleossomo.
Unidade estrutural dos cromossomos, de forma globular e composta por um octâmero de histonas envolvido por molécula de DNA
 O que são histonas e proteínas não histônicas? E como cada uma delas atuam na cromatina?
Proteínas histonas - Proteínas responsáveis pelo processo de compactação e descompactação do DNA. Importantes na regulação dos genes, tornando os genes mais ou menos acessíveis à ação da RNA-polimerase. Proteínas não-histônicas - Proporcionam condições para que haja associações entre as histonas e a cromatina.
ESTUDO DIRIGIDO SOBRE O CICLO CELULAR
 INTERFASE
Quais os 3 estágios que caracterizam a interfase? Discorra um pouco sobre cada um deles.
Em G1 ocorre a verificação do DNA, crescimento celular, síntese de proteínas/enzimas; em S ocorre a replicação do DNA; em G2 ocorre reorganização das organelas e do citoesqueleto através da sinalização celular, verificação do DNA e do ambiente e preparação para a divisão
O que significa para a célula a fase GO?
Indica que a célula já está altamente especializada e que permanecerá indefinidamente em intérfase.
O que a célula verifica nos pontos de checagem de G1, S, G2, M?
O ponto de checagem G1 é o principal ponto de decisão para uma célula – ou seja, o primeiro ponto em que deve-se escolher entre dividir ou não. Uma vez que a célula passa o ponto de checagem G1 e entra na fase S, ela se torna irreversivelmente comprometida com a divisão. Ou seja, excetuando-se problemas inesperados, tais como dano no DNA ou erros de replicação, uma célula que passa pelo ponto de checagem G1 continuará pelo resto do caminho através do ciclo celular e produzirá duas células filhas. No ponto de checagem G1, a célula checa se as condições internas e externas são favoráveis para a divisão. Aqui estão alguns dos fatores que uma célula pode avaliar:
Tamanho. A célula tem tamanho suficiente para se dividir?
Nutrientes. A célula possui reserva de energia suficiente ou nutrientes disponíveis para se dividir?
Sinais moleculares. A célula está recebendo sinais positivos (como fatores de crescimento) das suas vizinhas?
Integridade do DNA. Há algum DNA danificado?
Esses não são os únicos fatores que podem afetar a progressão através do ponto de checagem G0, e quais fatores são mais importantes dependem do tipo da célula. Por exemplo, algumas células também precisam de sinais mecânicos (tais como estarem anexadas a uma rede de suporte chamada matrix extracelular) para se dividir. Se uma célula não obtém os sinais para seguir em frente que ela precisa no ponto de checagem G0, pode sair do ciclo celular e entrar em um estado de repouso chamado fase G0. Algumas células permanecem em G0, enquanto outras voltam à divisão se as condições melhoram.
Para certificar-se de que a divisão celular ocorra bem (para que produza células filhas saudáveis com DNA completo e sem danos), a célula possui um ponto de checagem adicional antes da fase M, chamado de ponto de checagem G2. Nesta fase, a célula irá checar:
Integridade do DNA. Há algum DNA danificado?
Replicação do DNA. O DNA foi completamente copiado durante a fase S?
Se erros ou danos são detectados, a célula irá pausar no ponto de checagem G2 para permitir reparos. Se os mecanismos do ponto de checagem detectam problemas com o DNA, o ciclo celular é interrompido e a célula tenta completar a sua replicação de DNA ou reparar o DNA danificado.
Se o dano é irreparável, a célula pode sofrer apoptose, ou morte celular programada. Este mecanismo de autodestruição assegura que o DNA danificado não é repassado para as células filhas e é importante para prevenir o câncer.
O ponto de checagem M é também conhecido como ponto de checagem do fuso: aqui, a célula examina se todas as cromátides irmãs estão corretamente ligadas aos microtúbulos do fuso. Como a separação das cromátides irmãs durante a anáfase é um passo irreversível, o ciclo não irá continuar até que todos os cromossomos estejam firmemente ligados a pelo menos dois filamentos do fuso em lados opostos da célula.
Como este ponto de checagem funciona? Parece que as células na realidade não examinam a placa metafásica para confirmar que todos os cromossomos estão lá. Ao invés disso, elas procuram por cromossomos "retardatários" que estão no lugar errado (por exemplo, flutuando ao redor do citoplasma). Se um cromossomo está no lugar errado, a célula irá pausar a mitose, permitindo que o fuso capture o cromossomo perdido.
Qual a principal função dos 3 pontos de verificação?
Permitir que a célula verifique e tome a decisão de pausar, progredir ou até mesmo parar o ciclo e impedir a divisão celular de células defeituosas.
Quais são as proteínas envolvidas no controle do ciclo celular?
Ciclinas e quinases dependentes de ciclinas (cdks)
Como as ciclinas atuam no ciclo celular?
São assim chamadas porque suas quantidades variam periodicamente durante o ciclo celular. São sintetizadas somente em fases específicas, de acordo com a necessidade, e destruídas após a sua utilização. Ligam-se às CDKs para que possam juntas exercer suas funções.
Como é a regulação das cdks?
Estão presentes durante todo o ciclo celular, mas só são ativadas em determinadas fases, quando ligadas às ciclinas. Este complexo CDK-ciclina fosforilaproteínas específicas. Fosfatases desfosforilam. Ex: A proteína Rb é fosforilada pelo complexo CDK-ciclina, tornando-se inativa e liberando proteínas de regulação gênica, o que permite a progressão do ciclo
 MITOSE
Quais as fases da mitose e cite o evento característico de cada fase?
Prófase
Na prófase inicia-se a condensação dos cromossomos. Essa condensação é mediada pela ação de uma proteína chamada condensina, que os tornam cada vez mais curtos e grossos. À medida que se condensa, o DNA pausa a síntese das moléculas de RNA. Os filamentos, duplicados, estão unidos no centrômero, e cada filamento recebe o nome de cromátide.
Os centríolos duplicados migram para os polos da célula e, em conjunto com fibras, formam o áster. A partir da região que os centríolos estão localizados, denominada centro celular ou centrossomo, será formado o fuso mitótico.
Os nucléolos desaparecem e inicia-se a fragmentação do envelope nuclear. Em seguida, os microtúbulos do fuso mitótico ligam-se ao cinetócoro (estrutura proteica localizada na região do centrômero) e levam os cromossomos para a região mediana da célula. Seu término é marcado pela chegada dos cromossomos no meio do caminho entre os polos celulares, ou seja, no plano equatorial.
Metáfase
A metáfase é marcada pelo grau máximo de condensação dos cromossomos. Os centríolos ocupam os polos opostos da célula e o cinetócoro de cada cromátide continua ligado às fibras do fuso mitótico. Dispostos na região equatorial da célula, os cromossomos formam a chamada placa equatorial ou placa metafísica, e cada uma das cromátides-irmãs se volta para cada um dos polos da célula.
Anáfase
Na anáfase, as cromátides de separam e passam a ser chamadas de cromossomos-filhos ou cromossomos-irmãos. Com o encurtamento das fibras do fuso mitótico, são puxadas para os polos opostos da célula.
Telófase
Nesta etapa, já nos polos celulares, os cromossomos se descondensam e inicia-se ao redor de cada conjunto cromossômico a formação de novos envelopes nucleares, reconstituindo dois novos núcleos. A telófase marca o término da mitose, antecedendo a citocinese, processo pelo qual o citoplasma se divide e forma, por fim, duas células-filhas.
O fuso mitótico é constituído por quais tipos de microtúbulos?
Polares: eles se estendem dos dois pólos do fuso onde os centrossomos opostos estão localizados.
Astrais: eles ancoram o centro mitótico à membrana plasmática. 
Cinetócoros: são ancorados aos centrômeros nos cromossomos da metáfase e se originam no centro mitótico. Não estão ligados aos cromossomos e se sobrepõem uns com os outros no centro da célula. Se os cinetócoros falharem na sua organização, os cromossomos podem não se dividirem de corretamente.
O que é citocinese e como ocorre em células animais?
É o evento em que ocorre a divisão do citoplasma por estrangulamento da membrana. Ocorre por meio do anel contrátil, formado por proteínas da família das actinas, que se contrai puxando a membrana para dentro e levando de início ao aparecimento de um sulco de clivagem que vai estrangulando o citoplasma, até as duas células se separarem
 MEIOSE
O que é meiose?
Divisão celular, essencial para a formação de gametas, que ocorre em células diploides (células germinativas primordiais) e leva à formação de células haploides.
Quais as fases da meiose I?
Prófase I, Metáfase I, Anáfase I, Telófase I.
No estágio de Zigonema na meiose I, há formação de um complexo sinaptonêmico. Qual a função deste complexo?
Estrutura proteica que promove o pareamento e a aproximação dos cromossomos homólogos duplicados (bivalentes) e facilita a recombinação.
O que é crossing-over e qual sua importância biológica?
Processo onde ocorre a troca de material genético entre cromossomos homólogos. É importante pois aumenta a variabilidade genética.
Estabeleça um paralelo com as principais diferenças e semelhanças entre mitose e meiose.
ESTUDO DIRIGIDO SOBRE APOPTOSE
1 - O que é apoptose? E quais são os eventos que envolvem esse tipo de Morte Celular Programada? 
Apoptose é um termo criado por John Foxton Ross Kerr para denominar um tipo específico de morte celular. Essa morte não é desencadeada por traumas: trata-se de uma morte programada. Ela tem por objetivo garantir a manutenção de tecidos e órgãos, evitando que células com problemas ou desnecessárias comprometam o funcionamento adequado do organismo. Além disso, a apoptose também ocorre quando o organismo é invadido por patógenos ou o DNA é lesionado.
Na apoptose, a célula morre em razão de um conjunto de mudanças coordenadas, portanto, é um processo ativo. Nessa situação, diversas alterações na célula possibilitam uma série de eventos moleculares e bioquímicos regulados geneticamente. Esse processo ocorre da seguinte maneira:
retração da célula por causa da perda de aderência com outras células e com a substância extracelular;
cromatina condensa-se e fica próxima à membrana nuclear, a qual não é lesionada;
membrana celular forma prolongamentos conhecidos como “blebs”;
núcleo desintegra-se em fragmentos, os quais estão envoltos pela membrana nuclear;
aumenta-se o número de prolongamentos da membrana;
prolongamentos rompem-se, formando porções celulares envolvidas por membranas, estruturas chamadas de corpos apoptóticos;
corpos apoptóticos são fagocitados. 
Esculpimento de estruturas (formação de dígitos, de tubos e cavidades, modelamento de órgãos), eliminação de estruturas, regulação da quantidade de células, eliminação de células defeituosas.
2 - Quais as diferenças entre a necrose e apoptose?
A necrose e a apoptose ocorre em diferentes circunstâncias e envolvem diferentes etapas. Simplificando, a necrose é desorganizada e provoca uma resposta imune de inflamação, enquanto apoptose é organizada e divide a célula em pacotes pequenos que podem ser recolhidos e reciclados por outras células.
3 - Como a apoptose pode ser desencadeada? Como proteínas as mitocôndrias participam desse processo de Morte Celular Programada?
A apoptose pode ser desencadeada por diversos fatores: ligação de moléculas a receptores de membrana, agentes quimioterápicos, radiação ionizante, danos no DNA, choque térmico, falta de fatores de crescimento, baixa quantidade de nutrientes e níveis aumentados de espécies reativas do oxigênio (ROS). As mitocôndrias apresentam algumas proteínas em seu espaço intramembranar que quando liberadas no citoplasma têm papel ativo na regulação da via intrínseca da apoptose. Algumas proteínas pró-apoptoticas da família Bcl-2, como Bax e Bid, são capazes de formar poros na membrana mitocondrial permitindo a liberação dessas proteínas para o citoplasma. Bax e Bid são inibidas por sua interação com proteínas da família Bcl2 anti-apoptóticas, com por exemplo a própria Bcl2. Sinais pro-apoptóticos podem interferir no balanço entre proteínas pro- e anti- apoptóticas da família das Bcl2, fazendo com que Bax e Bid possam estar livres para formar os poros mitocondriais. Nesse caso há a liberação, entre outras proteínas, do citocromo c. este no citoplasma se liga à Apaf-1 e forma um complexo conhecido como apoptossomo. O apoptossomo então irá atuar na ativação de pro-caspases, que por sua vez amplificarão o sinal via a cascata de ativação descrita acima, levando a apoptose.
4 - Quais as proteínas ativadoras e efetoras da apoptose?
Pro-caspase e caspase.
5 - O que acontece com a célula durante os eventos da apoptose?
Ocorre retração da célula por causa da perda de aderência com outras células e com a substância extracelular; a cromatina condensa-se e fica próxima à membrana nuclear, a qual não é lesionada; a membrana celular forma prolongamentos conhecidos como “blebs”; o núcleo desintegra-se em fragmentos, os quais estão envoltos pela membrana nuclear; aumenta-se o número de prolongamentos da membrana; os prolongamentos rompem-se, formando porções celulares envolvidas por membranas, estruturas chamadas de corpos apoptóticos; os corpos apoptóticos são fagocitados por macrófagos.
Estudo dirigido – aula sobrecâncer
Como está dividido o ciclo celular? Correlacione sua importância com o câncer?
O ciclo celular se divide em intérfase (subdividida em G1, S e G2) e fase M (fase da divisão propriamente dita, dividida em prófase, metáfase, anáfase e telófase). É na intérfase que ocorre o crescimento celular, síntese de proteínas e replicação do DNA, logo na transição de uma etapa para outra há pontos de checagem, que verificam se a célula está com algum defeito e se a mesma pode continuar no ciclo. Esse sistema funcionando da forma correta, faz com que uma célula cancerosa assim que dectada seja retirada do ciclo e encaminhada para apoptose com o auxílio de proteínas como a p53.
Defina câncer.
Câncer é o nome dado a um conjunto de mais de 100 doenças que têm em comum o crescimento desordenado de células, que invadem tecidos e órgãos. Dividindo-se rapidamente, estas células tendem a ser muito agressivas e incontroláveis, determinando a formação de tumores, que podem espalhar-se para outras regiões do corpo.
Que fatores podem promover o desenvolvimento de um câncer?
Alimentação, falta de atividade física, exposição à radiação no trabalho e no ambiente, HPV e outras infecções virais, hereditariedade, peso corporal, tabagismo, etc.
Como é o desenvolvimento de um câncer?
O câncer surge a partir de uma mutação genética, ou seja, de uma alteração no DNA da célula, que passa a receber instruções erradas para as suas atividades, perdendo sua habilidade de trabalhar em conjunto com as demais células do tecido. As alterações podem ocorrer em genes especiais, denominados proto-oncogenes, que a princípio são inativos em células normais. Quando ativados, os proto-oncogenes tornam-se oncogenes, responsáveis por transformar as células normais em células cancerosas.
Por que existe uma maior ocorrência de câncer com o avanço da idade?
O fato de o organismo estar permanentemente dividindo suas próprias células já é um fator de risco para o idoso. Isso porque, durante esse processo, é comum que ocorram alterações no material genético que, em condições normais, são corrigidas e eliminadas pelo sistema imunológico. No entanto, nos idosos, isso nem sempre ocorre de forma ideal, o que contribui para o crescimento excessivo e desordenado das células, quadro que leva ao aparecimento do câncer. O envelhecimento celular e a diminuição da capacidade das células de se recuperar fazem com que o organismo dos idosos ser mais suscetível aos tumores.
O que são proto-oncogenes, oncogenes e genes supressores de tumor? Dê exemplos.
Proto-oncogenes são genes que normalmente ajudam às células a crescer. Quando um proto-oncogene sofre mutações ou existem muitas cópias do mesmo, torna-se um gene "ruim", que pode ficar permanentemente ligado ou ativado quando não deveria ser assim. Quando isso acontece, a célula cresce fora de controle, o que pode levar ao câncer. Este gene ruim é chamado de oncogene. Vamos pensar que uma célula é como um carro. Para funcionar corretamente, é preciso ter formas de controlar sua velocidade. Um proto-oncogene normalmente funciona de forma muito parecida ao pedal do acelerador. Ajuda a célula a crescer e se dividir. Um oncogene pode ser comparado ao mesmo pedal do acelerador só que está preso ao chão, o que faz com que a célula se divida fora de controle.
Genes supressores do tumor são genes normais que retardam a divisão celular, reparam erros do DNA ou indicam quando as células devem morrer (processo conhecido como apoptose ou morte celular programada). Quando os genes supressores do tumor não funcionam corretamente, as células podem se desenvolver fora de controle, o que pode levar ao câncer. Um gene supressor de tumor é como o pedal de freio em um carro. Normalmente impede que a célula se divida rapidamente, assim como um freio impede que um carro ande muito rápido. Quando algo dá errado com o gene, como uma mutação, a divisão celular pode sair fora de controle.
Qual é o papel do gene p53 e RB?
O gene p53 codifica uma proteína que regula o ciclo celular e, portanto, funciona como uma supressão tumoral. É muito importante para que as células em organismos multicelulares suprimam o câncer. A p53 tem sido descrita como "o guardião do genoma", referindo-se ao seu papel na conservação da estabilidade, impedindo a mutação do genoma,
O gene Rb codifica a proteína pRb, que funciona como um freio que restringe a entrada da célula na fase S, da intérfase, por ligar-se e inibir as proteínas reguladoras de genes da família E2F – necessárias para transcrever genes que codificam proteínas que ativam a fase S.
Estudo dirigido sobre Diferenciação celular
-Defina o que é diferenciação celular.
Diferenciação é o processo no qual as células vivas se "especializam", gerando uma diversidade celular capaz de realizar determinadas funções. As transformações envolvem mudanças bioquímicas, físicas e funcionais na célula. 
- Qual seria a principal conseqüência da diferenciação?
Células especializadas que compõem os tecidos e executam funções específicas.
- Qual a relação de potencialidade e diferenciação?
Quanto mais potente for a célula, maior será a sua capacidade de diferenciação. Quanto maior for a diferenciação, menor será a potencialidade.
- O que acontece com o embrião em relação a diferenciação?
O embrião passa por diversas etapas de mitose e a cada uma delas suas células vão se especializando para dar origem aos folhetos embrionários e consequentemente os tecidos do corpo.
- O que aconteceria se parte de um embrião fosse transplantado antes da gástrula e após a gástrula?
- Que fatores controlam o processo de diferenciação celular?
Fatores intracelulares e extracelulares.
- Quais são as modificações celulares e bioquímicas que ocorrem durante a diferenciação?
- O que é uma célula totipotente e multipotente?
Células-tronco totipotentes podem diferenciar-se em qualquer uns dos tipos celulares existentes no organismo e podem formar qualquer célula imaginável, incluindo tecidos extraembrionários, como é o caso da placenta.
As células-tronco multipotentes podem diferenciar-se em apenas alguns tipos celulares. Esse tipo de célula é encontrado mais facilmente no nosso corpo e é responsável pela renovação de certos órgãos. Como principal exemplo, podemos citar as células da medula óssea.
– O que são células tronco?
Elas se tratam de um tipo muito específico de células que são capazes de dar origem a outras células, desempenhando um importantíssimo papel na reposição celular e na regeneração tecidual por meio da diferenciação celular.
– O que é desprogramação nuclear? Dê exemplos de quando ocorre no nosso organismo.
É quando uma célula especializada volta a ser uma célula embrionária indiferenciada, como por exemplo a regeneração celular no fígado.
- Quais são os fatores intrínsecos e extrínsecos que controlam a diferenciação?
Fatores intrínsecos derivam do programa existente no DNA da célula, ou de material acumulado no citoplasma. Fatores extrínsecos derivam do organismo onde se processa a diferenciação (fatores locais), ou provêm do meio ambiente (fatores ambientais).