Ciclo Celular

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Ciclo Celular 
 A descoberta das proteínas reguladoras do ciclo 
celular ganhou o Prêmio Nobel em Fisiologia ou 
Medicina de 2001. 
 Identificaram as moléculas CDK e ciclinas 
que controlam o ciclo celular dos organismos 
eucarióticos. 
 As quinases ciclinas dependentes (CDK) são 
enzimas que fosforilam intermediários 
importantes a partir de dinucleotídeos 
trifosfatados (ATP). Elas só funcionam 
quando ligadas as ciclinas (proteínas). 
 As CDK e ciclinas controlam e coordenam a 
síntese de DNA, a separação dos 
cromossomos na mitose e a divisão celular. 
Em conjunto dirigem a célula de uma fase à 
outra do ciclo garantindo que a célula tenha 
crescido suficientemente, que o material 
genético esteja perfeitamente replicado e 
reparado. 
 A função básica do ciclo celular é a 
multiplicação das células. 
 Antes de se dividirem as células geralmente têm 
que crescer em tamanho, duplicas seus 
cromossomos e separá-los para distribuí-los 
igualmente entre as células filhas. 
 Esses diferentes processos são coordenados 
pelo ciclo celular que consiste na intérfase (G1, 
S e G2) e da mitose (P, M, A e T) que culmina 
com a divisão em duas células filhas com o 
número de cromossomos igual ao da célula 
original. 
 As proteínas ciclinas e as quinases 
dependentes de ciclina (CDK) encaminham a 
célula de uma fase à outra no ciclo celular. 
 
 
 
Intérfase 
 É a fase que precede qualquer divisão celular. 
 Nas fases de intervalo a célula cumpre suas 
atividades vitais e reúne condições para se 
dividir e originar células-filhas. 
 Intensa atividade metabólica. 
 G1: Crescimento da célula, intensa síntese de 
RNA ribossomal e de proteínas, com grande 
aumento do citoplasma. Começa no final da 
divisão celular anterior e se estende até o ínio 
da duplicação do DNA (fase de intervalo). 
 G0 seria um estado de repouso 
especializado, causado pelas condições 
extracelulares desfavoráveis. Na verdade, 
muitas células ficam permanentemente nessa 
fase como por exemplo os neurônios. 
 S: A célula sintetiza uma cópia completa do 
DNA em seu núcleo (cromatina). Ela também 
duplica uma estrutura organizadora de 
microtúbulos chamada de centrossomo. 
 G2: A célula cresce mais, produz proteínas e 
organelas, e começa a reorganizar seu 
contéudo em preparação para a divisão celular. 
A membrana nuclear ainda está integra (fase de 
intervalo). 
Mitose 
 A célula divide seu DNA duplicado e o 
citoplasma para formar duas novas células. 
 Ocorre a mitose e a citocinese. 
 Fator promotor da mitose (MPF): CDK ligada 
a ciclina mitótica. Regula a transição G2/M. 
 Fosforila a lamina da membrana nuclear, 
desintegrando o envoltório nuclear. 
 Fosforila a tubulina promovendo a formação 
do fuso. 
 
Biologia Molecular 
Júlia Morais de Moura – 143 (2019.2) 
29/08/19 Prof. Carmem Lúcia 
Júlia Morais
marca 2
 Promove a condensação dos cromossomos.
 Altera o citoesqueleto, desorganizando e 
depois organizando o Complexo de Golgi.
 Profáse: Condensação dos cromossomos, o 
fuso mitótico começa a se formar pelo 
crescimento dos microtúbulos a medida que os 
centrossomos se separam. 
 Esse fuso tem função de organizar os 
cromossomos na placa metafásica e mové
los para os polos celulares. 
 Prometáfase: Os cromossomos concluem a 
condensação chegando ao seu estado de 
maior compactação. O envoltório nuclear é 
rompido, liberando os cromossomos. O fuso 
mitótico começa a capturar e organizar os 
cromossomos. 
 Os microtúbulos se ligam aos cromossomos 
através do cinetócoro, um conjunto de 
proteínas encontrando no centrômero de 
cada cromatíde. Esses microtúbulo são 
chamados de cinetocóricos. Os
ligam ao cinetócoro podem se ligar à 
microtúbulos do polo oposto estabilizando o 
fuso. 
 A despolimerização da tubulina no fuso 
acromático faz com que os cromossomos 
sejam puxados para os polos celulares.
 A membrana nuclear se desfaz devido a
fosforilação da lamina (proteína localizada na 
parte interna da membrana nuclear que ajuda 
na fixação do citoesqueleto e mantém o 
envoltório nuclear íntegro). A lamina é 
tetramérica e ao seu fosforilada pela ciclina 
condensação dos cromossomos. 
Altera o citoesqueleto, desorganizando e 
depois organizando o Complexo de Golgi. 
Condensação dos cromossomos, o 
fuso mitótico começa a se formar pelo 
crescimento dos microtúbulos a medida que os 
 
Esse fuso tem função de organizar os 
cromossomos na placa metafásica e mové-
Os cromossomos concluem a 
condensação chegando ao seu estado de 
maior compactação. O envoltório nuclear é 
ossomos. O fuso 
mitótico começa a capturar e organizar os 
Os microtúbulos se ligam aos cromossomos 
através do cinetócoro, um conjunto de 
proteínas encontrando no centrômero de 
cada cromatíde. Esses microtúbulo são 
chamados de cinetocóricos. Os que não se 
ligam ao cinetócoro podem se ligar à 
microtúbulos do polo oposto estabilizando o 
A despolimerização da tubulina no fuso 
acromático faz com que os cromossomos 
sejam puxados para os polos celulares. 
A membrana nuclear se desfaz devido a 
fosforilação da lamina (proteína localizada na 
parte interna da membrana nuclear que ajuda 
na fixação do citoesqueleto e mantém o 
A lamina é 
tetramérica e ao seu fosforilada pela ciclina 
mitótica ligada a CDK ocorre uma separação, 
ficando apenas dímeros, desintegrando o 
envoltório nuclear.
 Metáfase: Todos os cromossomos estão 
alinhados na placa metafásica, os dois 
cinetócoros de cada cromossomo devem estar 
ligados a microtúbulos de polos opostos
fuso. 
 Anáfase: A proteína 
írmãs unidas é quebrada
permitindo sua separação em direção a polos 
opostos da célula. 
 Telófase: As células possuem apenas uma 
cromátide novamente. Dois novos núcleos são 
formados, um para cada conjunto de 
cromossomos. Cromossomos começam a se 
descondensar. 
 Nessa fase ocorre a citocinese, que é a 
separação dos citoplamas, através do anel 
ligada a CDK ocorre uma separação, 
ficando apenas dímeros, desintegrando o 
envoltório nuclear. 
 
Todos os cromossomos estão 
alinhados na placa metafásica, os dois 
cinetócoros de cada cromossomo devem estar 
ligados a microtúbulos de polos opostos do 
 
proteína que mantém as cromátides 
írmãs unidas é quebrada pela separase, 
permitindo sua separação em direção a polos 
 
As células possuem apenas uma 
cromátide novamente. Dois novos núcleos são 
formados, um para cada conjunto de 
cromossomos. Cromossomos começam a se 
Nessa fase ocorre a citocinese, que é a 
separação dos citoplamas, através do anel 
Júlia Morais
marca 2
contrátil de actina, fechando a membrana 
celular, resultando em duas células.
 Núcleo se refaz pela diminuição da ciclina
depois da anáfase. 
 
 
 
 
 
 
Controle do Ciclo Celular
 Os sinais químicos que controlam o ciclo podem 
ser externos (hormônios ou fatores de 
crescimento) e internos (ciclinas e 
dependentes de ciclinas). 
 As proteínas regulatórias monitoram o 
progresso do ciclo e asseguram que os eventos 
posteriores só se iniciem quando os anteriores 
já tenham sido completos e não tenham falhas.
 Mosaicismo acontece apenas na mitose.
 Célula cancerosa é resultado de defeitos no
 controle celular. 
 Se os cromossomos não chegarem na placa
metafásica ocorrem anomalias. 
 Proto-oncogene (regula o crescimento na
divisão celular) sofre mutação e se tor
um oncogene (crescimento de tumores)
contrátil de actina, fechando a membrana 
celular, resultando em duascélulas. 
se refaz pela diminuição da ciclina 
 
 
do Ciclo Celular 
Os sinais químicos que controlam o ciclo podem 
ser externos (hormônios ou fatores de 
crescimento) e internos (ciclinas e quinases 
As proteínas regulatórias monitoram o 
progresso do ciclo e asseguram que os eventos 
posteriores só se iniciem quando os anteriores 
já tenham sido completos e não tenham falhas. 
 O sistema gerencia os sinais emitidos por ou
células afim de estimular a divisão ou bloqueá
la, de acordo com a necessidade do organismo.
 Se algum mau funcionamento impede a 
conclusão bem-sucedida da síntese de DNA, 
por exemplo, sinais são enviados ao sistema de 
controle para retardar a progress
fase, que seria a M. Esses atrasos fornecem 
tempo para a maquinaria ser reparada e 
também previnem o desastre que poderia 
resultar se o ciclo seguisse prematuramente ao 
próximo estágio. 
 Os componentes centrais do sistema de 
controle são as qu
ciclinas (CDK). A atividade delas aumentam e 
diminuem durante o ciclo, levando a mudanças 
ciclícas na fosforilação de proteínas que iniciam 
ou regulam os principais eventos do ciclo 
celular. 
 O mais importante dos reguladores das CDK 
são as proteínas conhecidas como ciclinas, pois 
as quinases dependem da ciclina para se 
tornarem ativas. 
selecionam a proteína alvo a ser fosforilada.
Dessa forma, elas conseguem desencadear 
diferentes eventos do ciclo celular.
 Ciclina é a subunidade regulatória e a CDK a 
subunidade catalítica.
 As ciclinas sofrem um ciclo de síntese e 
degradação a cada ciclo celular, ao contrarío 
das CDK que são constantes (recicladas). 
 As ciclinas são sintetizadas a partir da 
interfáse e degradadas rapidamente 
mitose. 
 Quando há mais ciclinas mitóticas do que 
deveria na célula, pode ocorrer uma 
Mosaicismo acontece apenas na mitose. 
Célula cancerosa é resultado de defeitos no 
Se os cromossomos não chegarem na placa 
o crescimento na 
sofre mutação e se torna 
(crescimento de tumores). 
O sistema gerencia os sinais emitidos por outras 
células afim de estimular a divisão ou bloqueá-
la, de acordo com a necessidade do organismo. 
Se algum mau funcionamento impede a 
sucedida da síntese de DNA, 
por exemplo, sinais são enviados ao sistema de 
controle para retardar a progressão da próxima 
fase, que seria a M. Esses atrasos fornecem 
tempo para a maquinaria ser reparada e 
também previnem o desastre que poderia 
resultar se o ciclo seguisse prematuramente ao 
Os componentes centrais do sistema de 
controle são as quinases dependentes de 
ciclinas (CDK). A atividade delas aumentam e 
diminuem durante o ciclo, levando a mudanças 
ciclícas na fosforilação de proteínas que iniciam 
ou regulam os principais eventos do ciclo 
O mais importante dos reguladores das CDK 
conhecidas como ciclinas, pois 
as quinases dependem da ciclina para se 
 Além disso, as ciclinas 
selecionam a proteína alvo a ser fosforilada. 
Dessa forma, elas conseguem desencadear 
diferentes eventos do ciclo celular. 
ina é a subunidade regulatória e a CDK a 
subunidade catalítica. 
As ciclinas sofrem um ciclo de síntese e 
degradação a cada ciclo celular, ao contrarío 
das CDK que são constantes (recicladas). 
As ciclinas são sintetizadas a partir da 
interfáse e degradadas rapidamente na 
 
Quando há mais ciclinas mitóticas do que 
deveria na célula, pode ocorrer uma 
Júlia Morais
marca 2
formação cancerígena. Os genes que 
codificam a ciclina são proto-oncogênicos e 
se esse gene sofrer uma alteração 
que sua função fique aumentada, pode se 
tornar oncogênico. 
 Existem diferentes classes de ciclinas, cada 
uma definida pelo estágio do ciclo celular no 
qual se ligam às CDK e em que atuam.
1. Ciclinas G1/S: Ativam CDK no final de G
promovendo a progressão ao início 
(compromete a célula a replicar o DNA). Seu 
nível diminui na fase S. 
2. Ciclinas S: Se ligam a CDK logo após a 
progressão e estimulam a duplicação dos 
cromossomos. Seu nível permanece elevado 
até a mitose. Além disso, contribui para o 
controle de eventos mitóticos. 
3. Ciclinas M: Ativam CDK estimulando a 
entrada na mitose na transição de G
nível diminui na metade da mitose.
Complexo Ciclina-Cdk 
 A ativação do complexo ocorre quando a 
quinase ativadora de CDK (CAK), fosforila um 
aminoácido próximo à entrada do sítio ativo da 
Cdk. Isso causa uma pequena mudança 
conformacional que aumenta ainda mais a 
atividade da CDK, permitindo que a cinase 
fosforile de maneira eficiente suas proteínas
alvo e, desse modo, induza eventos específicos 
do ciclo celular. 
 Processo: Exposição da região T 
fosforila  Complexo é ativado. 
formação cancerígena. Os genes que 
oncogênicos e 
ne sofrer uma alteração de modo 
que sua função fique aumentada, pode se 
Existem diferentes classes de ciclinas, cada 
uma definida pelo estágio do ciclo celular no 
qual se ligam às CDK e em que atuam. 
Ativam CDK no final de G1, 
progressão ao início 
(compromete a célula a replicar o DNA). Seu 
Se ligam a CDK logo após a 
progressão e estimulam a duplicação dos 
cromossomos. Seu nível permanece elevado 
mitose. Além disso, contribui para o 
Ativam CDK estimulando a 
entrada na mitose na transição de G2/M. Seu 
nível diminui na metade da mitose. 
 
A ativação do complexo ocorre quando a 
ativadora de CDK (CAK), fosforila um 
aminoácido próximo à entrada do sítio ativo da 
Cdk. Isso causa uma pequena mudança 
conformacional que aumenta ainda mais a 
atividade da CDK, permitindo que a cinase 
fosforile de maneira eficiente suas proteínas-
desse modo, induza eventos específicos 
Exposição da região T  CAK 
 A união da CDK com a ciclina foma um 
heterodímero. 
 O complexo fosforila substratos proteicos a 
partir de ATP. 
Pontos de Controle
 Checkpoint G1: Final da fase G
ponto R ou ponto de restrição. Confere se a 
célula produziu a quan
necessária, se cresceu o suficiente
está favorável. 
 A presença de danos do DNA estimula a 
atuação de uma proteína chamada p53, que 
impede a célula de entrar na fase S. 
 Durante esse período há tempo para que o 
DNA seja reparado, evitando
acúmulo de mutações e o possível 
aparecimento de tumores.
reparo a célula é encaminhada para 
apoptose. 
 Checkpoint G2: Transição da G
Garante que todo o DNA seja co
replicado, se o meio está favorável e se o DNA 
está intacto. 
 Checkpoint M: Entre a metáfase e a anáfase. 
Garante que todos os cromossomos estejam 
ligados ao fuso e alinhados na placa metafásica.
 A Síndrome de Down, por exemplo, ocorre 
por um erro no alinhamento dos 
cromossomos, fazendo uma célula filha ter 
menos cromossomos (incompatível com a 
vida, entra em a
cromossomos que o normal (trissomia do 21).
A união da CDK com a ciclina foma um 
O complexo fosforila substratos proteicos a 
Pontos de Controle 
Final da fase G1, denominado 
ponto R ou ponto de restrição. Confere se a 
célula produziu a quantidade de proteínas 
se cresceu o suficiente e se o meio 
A presença de danos do DNA estimula a 
atuação de uma proteína chamada p53, que 
impede a célula de entrar na fase S. 
Durante esse período há tempo para que o 
DNA seja reparado, evitando-se, assim, 
acúmulo de mutações e o possível 
aparecimento de tumores. Se não ocorrer o 
reparo a célula é encaminhada para 
Transição da G2 para a fase M. 
Garante que todo o DNA seja completamente 
replicado, se o meio está favorável e se o DNA 
Entre a metáfase e a anáfase. 
rante que todos os cromossomos estejam 
ligados ao fuso e alinhadosna placa metafásica. 
A Síndrome de Down, por exemplo, ocorre 
por um erro no alinhamento dos 
cromossomos, fazendo uma célula filha ter 
menos cromossomos (incompatível com a 
vida, entra em apoptose) e a outra ter mais 
cromossomos que o normal (trissomia do 21). 
 
Júlia Morais
marca 2
Complexo Promotor da Anáfase
 É um complexo ciclina-CDK. No entanto, se 
diferencia pois ubiquitiniza. 
 Ligado a Cdc20: Quando o APC liga
Cdc20, ele ganha atividade de ubiquitina ligase, 
fazendo com que haja uma ligação desse 
complexo (APC+Cdc20) com a securina. Isso 
promove a separação entre a securina e a 
separase, fazendo com que a separase seja 
capaz de separar as cromátide irmãs na 
anáfase e liberando cada cromátide para ir para 
o seu polo. A separase é capaz de fazer isso 
uma vez que ela é uma protease, realizando a 
clivagem das coesinas dos centrômeros.
 Ligado a Cdh1: O Cdh1 é inativo quando está 
fosforilado, fazendo com que, nesse estágio, ele 
não possa se ligar ao APC. Entretanto, quando 
é eliminado o fosfato do Cdh1, ocorre a ligação 
do APC com ele (APC+Cdh1). Esse complexo 
direciona as cliclinas S e ciclinas M à 
destruição. Assim, ele ubiquitiniza a ciclina, 
fazendo com que ela seja degradada após essa 
“marcação”, liberando a CDK. 
 A ciclina+CDK está aumentada na interfase 
mas ela tem que ser degradada na mitose 
para não atrapalhar o ciclo celular. Quando a 
ciclina é marcada por meio da ubiquinona 
ligase, ela vai ser levada para o protossomo 
que vai degradá-la. 
 O proteossomo é uma pequena organela 
onde é feita a hidrólise de proteínas.
Complexo Promotor da Anáfase 
CDK. No entanto, se 
Quando o APC liga-se ao 
Cdc20, ele ganha atividade de ubiquitina ligase, 
fazendo com que haja uma ligação desse 
complexo (APC+Cdc20) com a securina. Isso 
promove a separação entre a securina e a 
separase, fazendo com que a separase seja 
cromátide irmãs na 
anáfase e liberando cada cromátide para ir para 
o seu polo. A separase é capaz de fazer isso 
uma vez que ela é uma protease, realizando a 
clivagem das coesinas dos centrômeros. 
 
O Cdh1 é inativo quando está 
fazendo com que, nesse estágio, ele 
não possa se ligar ao APC. Entretanto, quando 
é eliminado o fosfato do Cdh1, ocorre a ligação 
do APC com ele (APC+Cdh1). Esse complexo 
direciona as cliclinas S e ciclinas M à 
. Assim, ele ubiquitiniza a ciclina, 
fazendo com que ela seja degradada após essa 
A ciclina+CDK está aumentada na interfase 
mas ela tem que ser degradada na mitose 
para não atrapalhar o ciclo celular. Quando a 
por meio da ubiquinona 
ligase, ela vai ser levada para o protossomo 
é uma pequena organela 
onde é feita a hidrólise de proteínas. 
P53 
 Proteína supressora de tumor (antiangiogênico).
 Reconhece possíveis erros no ciclo c
 Uma via de sinalização ativa um par de 
proteínas-cinase chamadas ATM que se 
associam ao local do dano e fosforilam várias 
proteínas-alvo, incluindo outras proteínas
chamadas de Cdhk1 e Cdhk2. 
 O principal alvo é o gene da proteína reguladora
p53 que estimula 
Assim, ele se ativa e estímula
gene que codifica p21 uma proteína CKI.
 A p21 liga-se aos complexos G
CDK e inibe suas atividades, impedindo a 
entrada no ciclo celular.
 O p53 se mantém 
células normais, sendo criado e degradado 
constantemente. 
 A Mdm2 normalmente se liga à p53 e 
promove a ubiquitinação e degração nos 
proteassomos. 
 A fosforilação da p53 bloqueia a sua ligação 
à Mdm2, o resultado é o acúmulo de altos 
níveis de p53. 
 O gene p53 pode sofrer mutação.
 Ela pode perder sua função ou ganhar 
funções prejuciais(estimulando a progessãos 
do ciclo com erros).
 
Proteína supressora de tumor (antiangiogênico). 
Reconhece possíveis erros no ciclo celular. 
Uma via de sinalização ativa um par de 
chamadas ATM que se 
associam ao local do dano e fosforilam várias 
alvo, incluindo outras proteínas-cinase 
chamadas de Cdhk1 e Cdhk2. 
O principal alvo é o gene da proteína reguladora 
 é fosforilado e acetilado. 
Assim, ele se ativa e estímula a transcrição do 
gene que codifica p21 uma proteína CKI. 
se aos complexos G1/S-CDK e S-
CDK e inibe suas atividades, impedindo a 
entrada no ciclo celular. 
 em baixa concentração em 
células normais, sendo criado e degradado 
A Mdm2 normalmente se liga à p53 e 
promove a ubiquitinação e degração nos 
da p53 bloqueia a sua ligação 
à Mdm2, o resultado é o acúmulo de altos 
O gene p53 pode sofrer mutação. 
Ela pode perder sua função ou ganhar 
funções prejuciais(estimulando a progessãos 
do ciclo com erros). 
Júlia Morais
marca 2
 O p53 mutado pode inibir a transcri
p53 normal. 
 Essa mutação destrói sua habilidade de ligar
se às sequências do DNA-alvo. 
E2F 
 O complexo G1-CDK ativa um grupo de fatores 
reguladores gênicos denominados proteínas 
E2F. 
 Elas se ligam a sequências específicas de DNA 
nos promotores de uma grande variedade de 
genes que codificam proteínas necessárias à 
entrada na fase S, incluindo G1/S
ciclinas e proteínas envolvidas na síntese de 
DNA e na duplicação dos cromossomos. 
 Na ausência de estimulação mitogênica, a 
expressão gênica dependente de E2F é inibida 
por uma interação entre E2F e proteínas do 
retinoblastoma (Rb). 
 Quando as células são estimuladas a se dividir 
pelos mitógenos, a G1-CDK ativa se acumula e 
fosforila membros da família Rb, reduzindo sua 
ligação a E2F. As proteínas E2F liberadas 
ativam, então, a expressão de seus próprios 
genes-alvos. 
 
O p53 mutado pode inibir a transcrição do 
Essa mutação destrói sua habilidade de ligar-
 
ativa um grupo de fatores 
reguladores gênicos denominados proteínas 
Elas se ligam a sequências específicas de DNA 
grande variedade de 
genes que codificam proteínas necessárias à 
/S-ciclinas, S-
ciclinas e proteínas envolvidas na síntese de 
DNA e na duplicação dos cromossomos. 
Na ausência de estimulação mitogênica, a 
endente de E2F é inibida 
por uma interação entre E2F e proteínas do 
Quando as células são estimuladas a se dividir 
CDK ativa se acumula e 
fosforila membros da família Rb, reduzindo sua 
E2F liberadas 
ativam, então, a expressão de seus próprios 
 
 A proteína Rb é um tipo de supressor tumoral 
pois evita a progressão do ciclo celular.
A proteína Rb é um tipo de supressor tumoral 
pois evita a progressão do ciclo celular. 
Júlia Morais
marca 2