A divisão celular e o ciclo celular

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(tema 2) 
A divisão celular e o ciclo 
celular 
 
● Como todo esse processo ocorre? 
Para qualquer célula se dividir 3 eventos 
devem ocorrer: 
1. A informação genética deve ser 
copiada; 
2. Estas cópias devem ser separadas 
umas das outras; 
3. A célula deve se dividir; 
Toda reprodução celular inclui estes 3 
eventos. 
Processos que conduzem a estes eventos 
são diferentes nos eucariotos e nos 
procariotos. 
 
● Replicação do cromossomo circular 
(procariotos): 
- Divisão celular = fissão binária (*20min) 
- Uma bactéria = bilhoes de descendentes 
em poucas horas 
- Proteínas ancoram os cromossomos 
duplicados a membrana plasmática da célula. 
 
● Nos eucariotos: 
- mesma série de eventos; 
- múltiplas moléculas de DNA, mecanismo 
mais complexo; 
 Crescimento de um organismo multicelular: 
- aumento no nº de células; 
- presença de várias moléculas de DNA 
tornando o mecanismo de divisão celular 
mais complexo; 
 
O ciclo celular é a história de vida da célula, 
sendo o estágio que a célula passa entre 
uma divisão para outra. É dividido em duas 
fases: interfase e fase M. 
 
Interfase 
● Período de crescimento e 
desenvolvimento entre as divisões 
celulares 
- DNA está sendo duplicado 
- RNA e proteínas sendo produzidas 
- série de reações bioquímicas 
acontecendo 
● Etapa de preparação para a divisão 
celular; 
 Pode ser dividida em 3 sub-fases: 
 ​A fase G1: 
● a interfase começa na fase G( gap 1) 
 - crescimento celular (cresce em tamanho e 
área das membranas); 
 - síntese das proteínas necessárias para a 
divisão celular; 
 - síntese de novas organelas; 
 - respostas a estímulos externos; 
*Go​ = estado latente na fase G1 
 
A fase S: 
- Quando os cromossomos são duplicados 
(as cromátides-irmãs permanecem ligadas) 
- complexo de subunidades proteicas: 
coesinas; 
 
A fase G2: 
Após a fase S a célula entra em G2 (gap 2) 
- Período de rápido crescimento celular 
- Sintese de proteinas necessárias para a 
divisão celular; 
 
CENTROSSOMOS:​ principal centro 
organizador dos microtúbulos, formado por: 
nuvem de material amorfo + par de 
centríolos 
Durante a interfase: centrossomos se 
duplicam mas permanecem unidos em um 
dos lados do núcleo. 
 
Duração do ciclo celular 
● Interfase: 23h 
 
O controle de ciclo celular 
- Necessita ser um processo muito preciso; 
- Se há falhas no processo: morte, 
anormalidade, câncer. 
● Ponto de checagem​ ​ou “check 
point”: 
- Garantia que os eventos estão na ordem 
correta. 
● Falha nos checkpoints:​ crescimento 
celular desregulado que pode 
ocasionar câncer. 
- Ciclo pode ser interrompido caso haja 
falhas. 
 
Família da proteíno-quinases [Cinases 
dependentes das Ciclinas (Cdks)] 
- somente funcionais quando associadas com 
as CICLINAS ( concentrações cíclicas 
aumentam e diminuem à medida que as 
células progridem o ciclo celular e servem 
como termômetro para ativar as Cdks). 
 
G1/S Checkpoint: 
- Garantia que os processos G1-específicos 
foram completados 
- Ponto de restrição ou START 
- A célula é impedida de passar pelo G1. 
 
RETINOBLASTOMA(pRb)​ se liga aos 
fatores E2F e os mantêm inativos. 
- Fatores E2F fazem parte da família de 
fatores de transcrição que ativam genes que 
codificam proteínas envolvidas na síntese do 
DNA. 
- E2F se liga ao DNA polimerase para assim 
duplicar o DNA e passar para a fase S. 
- Durante a fase G1: ciclinas D e E 
aumentam em concentração e combinam 
com suas Cdks correspondentes; 
- Ciclina D-Cdk e Ciclina E-Cdk fosforilam as 
moléculas de pRb para que elas sejam 
inativadas; 
 
Middle-S Checkpoint: 
Garantia que o DNA foi todo replicado antes 
da célula entrar em divisão. 
 *evitar que a célula passe para o G2 se a 
replicação não foi completada. 
 
Se não houver mais nenhuma proteína ligada 
a replicação nessa fase, pode-se concluir 
que a replicação terminou. 
 
Transição G2/M: 
Ao final da interfase: 
Ciclina B + Cdk = MPF (Fator Promotor da 
MItose) 
Durante a G1 as concentrações de ciclina B 
e do MPF são baixas. A medida que mais 
ciclina B é produzida as concentrações de 
MPF vão aumentando, seu nível crítico é no 
final da G2 onde ela empurra a célula para a 
fase M. 
MPF: 
- desencadeia uma cascata de fosforilação 
das proteínas. 
- condensação dos cromossomos 
- rompimento do envoltório nuclear (sofrem 
fosforilação e desmembram). 
- formação das fibras de fuso (fosforilação 
das tubulinas). 
- célula perde a aderência com outras células 
 
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(tema 3) 
A mecânica da divisão celular 
(Fase M) 
 
Mitose​ é a parte do processo de divisão em 
que o DNA do núcleo das células é dividido 
em dois conjuntos iguais de cromossomos. 
A grande maioria das divisões celulares que 
ocorrem no nosso corpo envolvem a mitose. 
Durante o desenvolvimento e o crescimento, 
a mitose preenche o corpo do organismo 
com células e, ao longo da vida de um 
organismo, substitui células velhas e 
desgastadas por novas. 
 
Problema central para a célula em fase M: 
- realizar com exatidão a separação e a 
segregação dos cromossomos para 
cada célula-filha. 
 
Dois eventos críticos preparatórios são 
finalizados na intérfase: replicação e 
duplicação; 
 
A mitose consiste em 5 fases básicas: 
Prófase 
- os cromossomos se tornam visíveis 
ao microscópio óptico. 
- as fibras de fuso começam a ser 
formadas; 
- início da migração dos centrossomos 
para os polos da célula 
- 1° sinal visível da célula entrando na 
fase M; 
- MPF fosforila a lâmina nuclear as 
condensinas; 
 
Prometáfase 
- se inicia com o rompimento do 
envelope nuclear, liberando os 
cromossomos (MPF fosforila a lâmina 
nuclear que sustenta o envelope 
nuclear). 
- alguns microtúbulos começam a 
“capturar” cromossomos; 
- os microtúbulos que ligam-se a um 
cromossomo são chamados de 
microtúbulos cinetocóricos​. 
 
Metáfase 
- representa a metade da fase M; 
- grau máximo de condensação dos 
cromossomos 
- ligação dos microtúbulos ao cinetócoro 
e posicionamento das 
cromátides-irmãs aos polos opostos 
da célula 
- alinhamento dos cromossomos na 
placa metafásica (espera do sinal que 
induzirá a separação das 
cromátides-irmãs - início da anáfase) 
*Ponto de checagem para a montagem do 
fuso: a célula vai verificar se todos os 
cromossomos estão na placa metafásica com 
seus cinetócoros corretamente ligados aos 
microtúbulos. Monitora a fixação do 
cromossomo no fuso mitótico e seu 
posicionamento. 
 
* ​Porque os cromossomos se alinham no 
meio da placa metafásica? 
Para garantir que as cromátides irmãs se 
dividam uniformemente entre as duas 
células-filhas quando se separarem na 
próxima etapa. 
 
Anáfase 
- separação das cromátides-irmãs, há 
uma quebra da conexão entre as 
cromátides-irmãs; 
Como os cromossomos se separam? 
- destruição de proteínas 
APC (Complexo Promotor da Anáfase) é um 
complexo de 9 ou mais proteínas que destrói 
proteínas mitóticas. 
SEPARASE: degrada coesinas 
SEGURINA: inibe a separase 
O APC degrada a segurina para que a 
separase consiga degradar coesinas. 
O APC ubictina a ciclina B (MPF), ou seja, 
degrada a MPF, desfazendo a polimerização 
e todas as ações que a MPF realizava 
(fosforilação das condesinas, etc). 
Com tudo isso, a célula é conduzida a sair da 
mitose. 
 
Telófase 
- a célula está quase completamente 
dividida e começa a restabelecer sua 
estrutura normal à medida que a 
citocinese ocorre; 
- cromossomos chegam aos polos e se 
descondensam; 
- Dois novos núcleos são formados, um 
para cada conjunto de cromossomos. 
As membranas nucleares e os 
nucléolos reaparecem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Meiose 
● Reprodução sexuada 
- remodelamento dos genes: combinações 
antigas são quebradase novas são criadas. 
- mutações prejudiciais sejam eliminadas; 
- mutações vantajosas; 
 
Um núcleo diplóide: contém duas cópias de 
cada tipo cromossômico = homólogos 
Meiose: leva a formação de gametas 
haploides 
Fertilização: fusão dos gametas e restituição 
da diploidia. 
 
DIVISÃO DA MEIOSE I (MEIOSE 1) 
● cada célula filha herda duas cópias de 
apenas um dos dois homólogos 
● número haplóide de cromossomos 
● quantidade diplóide de DNA 
 
PRÓFASE I é dividida em 5 estágios: 
Leptóteno ​- início do processo de 
condensação dos cromossomos. 
Zigóteno 
- cromossomos continuam a se condensar. 
- início do pareamento entre os 
cromossomos homólogos (sinapse). 
- início da formação do complexo 
sinaptonêmico. 
SINAPSE (pareamento)​: 
cada cromossomo duplicado pareia com seu 
homólogo duplicado formando uma estrutura 
chamada bivalente ou tétrade. 
possibilitada pela formação do complexo 
sinaptonêmico 
COMPLEXO SINAPTONÊMICO​ é constituído 
por proteínas que formam um longo eixo. 
 
Paquíteno 
● os cromossomos continuam a se 
condensar 
● o processo de pareamento se completa 
● crossing - over (permuta): cromossomos 
homólogos trocam segmentos 
● ponto de checagem do paquíteno: 
garante que a meiose não prosseguirá se 
a sinapse e a recombinação não 
estiverem completas. 
 detecção das DSBs > 
Pch2 
Diplóteno 
● afastamento dos cromossomos 
homólogos que constituem os bivalentes. 
● visualização dos QUIASMAS 
(manifestação visível do evento de 
recombinação). 
 
Diacinese 
● migração dos quiasmas para a ponta dos 
cromossomos. 
● rompimento do envelope nuclear e 
formação das fibras de fuso 
 
METÁFASE I 
● Alinhamento dos pares de homólogos na 
placa metafásica. 
● ligação dos microtúbulos a cada um dos 
homólogos. 
● distribuição aleatória dos pares de 
homólogos na placa metafásica 
*o pareamento dos cromossomos não é 
aleatório, mas a distribuição dos pares pode 
ser aleatório. 
ANÁFASE I 
● Segregação do PAR de homólogos. 
 *apesar dos homólogos se separam, as 
cromátides-irmãs continuam unidas 
TELOFASE I 
● Os cromossomos chegam aos polos. 
 
Quando a meiose I termina: 
Intercinese:​ período entre a meiose I e a 
meiose II 
- membrana nuclear se refaz 
- as fibras de fuso se desfazem 
- cromossomos se descondensam um pouco. 
 
Células produzidas são geneticamente 
diferentes das suas parentais por causa: 
- crossing-over: recombinação 
intracromossômica. 
- disposição aleatória dos pares de 
homólogos na metáfase I : recombinação 
intercromossômica. 
 
GAMETOGÊNESE 
 Processo de formação e desenvolvimento 
de células geradoras e especializadas 
denominadas gametas. Na gametogênese o 
número de cromossomos é reduzido a 
metade e a forma da célula é alterada. 
 
ESPERMATOGÊNESE - toda sequência de 
eventos através da qual células germinativas 
primitivas chamadas espermatogônias (no 
caso dos machos) transformam-se em 
espermatozoides. Após várias divisões 
mitóticas, as espermatogônias (2n=46) 
crescem e sofrem mudanças graduais que as 
transformam em ​espermatócitos primários 
(2n=46) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OVOGÊNESE - durante os primeiros 
estágios da vida fetal, todas as ovogonias se 
transformam em ovócitos I (que já entram em 
meiose mas estacionam na fase da prófase 
I).