Atividade contextualizada citogenetica

Prévia do material em texto

Atividade contextualizada 
Citogenética no diagnóstico laboratorial. 
 Líbia Andressa Leandro de Paula*
* Pós - graduanda em Análises clínicas e diagnóstico laboratorial, 2019, Univeritas – Grupo Ser Educacional. Belo Horizonte, MG. 
INTRODUÇÃO: O ciclo celular apresenta três pontos básicos de checagem que respondem pela decisão de entrar em divisão, em G1 (ponto crítico), verificação de síntese completa dos cromossomos, entrando na fase de divisão nuclear (transição G2/M) e em dar continuidade à divisão nuclear, checando a organização equilibrada dos cromossomos, resultando na segregação adequada dos cromossomos (transição metáfase e anáfase). Após analisar o texto responda as questões abaixo:
A) Descreva o mecanismo de ação das ciclinas no ciclo celular.
Ciclinas estão entre os mais importantes reguladores do ciclo celular. Ciclinas são um grupo de proteínas relacionadas e existem quatro tipos básicos encontrados em seres humanos e na maior parte dos outros eucariontes: ciclinas G1,ciclinas G1/S, ciclinas S, e ciclinas M.
Como os nomes sugerem, cada ciclina está associada a uma determinada fase, transição, ou conjunto de fases no ciclo celular e ajuda a conduzir os eventos dessa fase ou período.
Em células eucarióticas, o ciclo celular é dividido em 3 fases principais, são elas: Intérfase, na qual ocorre crescimento da célula e preparo para a divisão propriamente dita; Fase mitótica (Fase M), na qual ocorrerá a separação dos cromossomos da célula-mãe; e Citocinese, na qual ocorrerá o rompimento das membranas plasmáticas e a finalização do processo de divisão, dando origem a duas células-filhas. 
Para que o ciclo seja mantido de forma organizada, a célula conta com uma maquinaria de processos regulatórios dependente da ação de ciclinas e cinase.
A interfase divide-se em três fases:
É a primeira etapa da Interfase, Fase G1, é marcada pela intensa síntese de enzimas, de RNA e no "estocamento" de proteínas compensando sua síntese descontinuada durante as etapas da Fase Mitótica. Consequentemente ocorre o crescimento celular.
A Fase S é a segunda etapa da Interfase e é marcada, principalmente pela duplicação do material genético, logo, dobrando a quantidade de DNA, fazendo que cada cromossomo apresente uma cromátide irmã.
Além disso, na fase S, ocorre o início da duplicação dos centrossomas e o início dos seus movimentos para os pólos da célula.
A terceira etapa da Interfase, Fase G2, é marcada pela intensa síntese de proteínas e consequentemente de rápido crescimento celular, preparando a célula para a Fase Mitótica.
O deslocamento dos centrossomas se dá por meio de dineínas e cinesinas.
Logo que foram duplicados, os centrossomas já começam a produzir fusos astrais. Esses são associados à dineínas causando um movimento de "esteira" fazendo o centrossoma se deslocar para os pólos. Ocorre também a associação com duas cinesinas EG5 que contribuem como uma segunda força para "empurrar" os microtúbulos e deslocar os centrossomas.
Quando o centrossoma já estiver em sua devida posição, o fuso astral relaciona-se com cinesina, fazendo uma força contrária à tendência de movimento, fazendo com que o centrossoma pare em determinada posição.
 A Fase G0 não é presente em todas as células. Nessa etapa a célula entra num estágio de repouso e não entra em processo de divisão celular.
Na Fase Mitótica ocorre a divisão nuclear (nas células eucarióticas) a partir do preparo prévio ocorrido durante a Interfase. É um processo contínuo, no entanto distinguem-se fases:
Na primeira fase da mitose,ou Prófase, ocorre o condensamento dos cromossomos, aparecimento do fuso mitótico, assim como a formação dos fusos pelos centrossomas.
Devido condensação dos cromossomos, estes podem ser vistos em microscópios eletrônicos já na Prófase.
Na Prometáfase ocorre a decomposição da membrana nuclear (carioteca), formação de cinetócoros e associação do fuso mitótico a estes. 
Durante a Metáfase, os cromossomos ligam-se ao fuso mitótico no plano equatorial da célula dando origem à Placa equatorial e atingem o grau máximo de condensação
As cromátides irmãs mantem-se ligadas umas as outras por meio de uma proteína denominada coesina, até que se inicie a sua separação na Anáfase.
Devido ao fato de os cromossomos estarem no maior grau de condensação, essa é a etapa mais procurada para visualizá-los no microscópios eletrônico para a sua análise e para a construção de cariótipos.
O fuso acromático completa o desenvolvimento e algumas fibrilas ligam-se aos centrómeros (as outras ligam os dois centríolos);
As pontas das cromátides são dobradas devido à associação da cinesina, focalizando a força de distensão oriunda do microtúbulo no centro da cromátide.
A anáfase começa pela duplicação dos centrômeros, libertando as cromátides-irmãs que passam a ser chamadas de cromossomos-filhos. As fibras do fuso, ligadas aos centrômeros, encurtam, puxando os cromossomos para os pólos da célula. A anáfase é uma fase rápida, caracterizada pela migração dos cromossomos para os pólos do fuso.
As fibrilas encurtam-se e começam a afastar-se:
Dá-se a clivagem dos centrómeros. Os cromatídios que antes pertenciam ao mesmo cromossoma, agora separados, constituem dois cromossomas independentes.
Na Telófase a membrana nuclear forma-se à volta dos cromossomas de cada pólo da célula, passando a existir assim dois núcleos com informação genética igual; Os núcléolos reaparecem; O fuso mitótico dissolve-se; Os Cromossomos descondensam e tornam-se menos visíveis
A Citocinese corresponde à divisão citoplasmática e, consequentemente, à individualização das duas células-filhas; A citocinese difere conforme a célula for animal ou vegetal.
No fim da mitose da célula animal forma-se, na zona do plano equatorial, um anel contráctil de filamentos proteicos que, na citocinese, contraem-se e puxam a Membrana plasmática para dentro até que as duas células-filhas se separam. Assim podemos dizer que a citocinese animal é centripta porque ocorre de fora para dentro.
Na célula vegetal a parede celular não permite o estrangulamento do citoplasma; em vez disso é formada na região equatorial uma nova parede celular. Para isso vesículas provenientes do complexo de Golgi alinham-se no plano equatorial e formam, fundindo-se, uma estrutura que é a membrana plasmática das células filhas. Mais tarde, por deposição de fibrilas de celulose forma-se nessa região a parede celular. As vesiculas golgianas contem elementos constituintes da parede celular, como pectinas. Esta citocinese e centrifuga, pois ocorre de dentro para fora, isto e, fundem-se primeiro as vesiculas goliganas interiores e depois as mais exteriores de uma forma progressiva.
B) Descreva quais fatores podem levar à ativação ou desativação das ciclinas.
Para fazer com que o ciclo celular avance, uma ciclina deve ativar ou desativar muitas proteínas alvo dentro da célula. As ciclinas desencadeiam os eventos do ciclo celular associando-se a uma família de enzimas chamada quinases dependentes de ciclinas (Cdks). Uma Cdk sozinha fica inativa, mas a ligação com uma ciclina a ativa, tornando-a uma enzima funcional e permitindo que ela modifique proteínas alvo dentro da célula.
A ligação com ciclinas, todavia, não garante a ativação completa das CDKs e tampouco é o único mecanismo de controle do ciclo. Para que ocorra ativação completa da CDK, é necessário que uma CAK (CDK-activating kinase) fosforile um aminoácido em seu sítio ativo. Uma fosforilação dupla adicional regulada pela proteína cinase, porém, inibe a atividade da CDK, sendo preciso a desfosforilação por uma fosfatase conhecida como Cdc25 para a reativação..
Cdks são quinases, enzimas que fosforilam (ligam grupos fosfato) proteínas alvo específicas. O grupo fosfato ligado age como um interruptor, tornando a proteína alvo mais ou menos ativa. Quando uma ciclina se liga a uma Cdk, isto tem dois efeitos importantes: ativa a Cdk como uma quinase, mas também direciona a Cdk para um conjunto específico de proteínas alvo, adequadas para o período do ciclocelular controlado pela ciclina. Por exemplo, Ciclinas G1/S enviam Cdks para alvos da fase S (promovendo, por ex., a replicação do DNA), enquanto ciclinas M enviam Cdks para alvos da fase M (fazendo a membrana nuclear se romper).
Em geral, os níveis de Cdk permanecem relativamente constantes por todo o ciclo celular, mas a atividade das Cdk e as proteínas-alvo mudam à medida que os níveis das várias ciclinas aumentam e diminuem. Além de precisar de uma parceira ciclina, as Cdks também devem ser fosforiladas em um local específico para serem ativadas e também podem ser reguladas negativamente pela fosforilação de outros locais.
Esses inibidores só são fosfatados, e consequentemente separados do complexo ciclina-CDK, quando todos os pontos de regulação da célula aprovam a continuidade do ciclo celular. Nesse caso, a cinase ativa fosfatará algum inibidor do continuamento do ciclo e, assim, dará continuidade ao ciclo celular
Referencias:
Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). The cell cycle. Em Campbell biology (10th ed.). San Francisco, CA: Pearson, 244.
Raven, P. H., Johnson, G. B., Mason, K. A., Losos, J. B., and Singer, S. R. (2014). How cells divide. Em Biology (10th ed., AP ed.). New York, NY: McGraw-Hill, 201.
Masui, Y. (2001). From oocyte maturation to the in vitro cell cycle: the history of discoveries of Maturation-Promoting Factor (MPF) and Cytostatic Factor (CSF). Em Differentiation 69, 1-17.
DiPaola, R. S. (2002). To arrest or not to G2-M cell-cycle arrest. Clin. Cancer Res., 8, 3311-3314. Disponível em: http://clincancerres.aacrjournals.org/content/8/11/3311.short.
https://pt.khanacademy.org/science/biology/cellular-molecular-biology/stem-cells-and-cancer/a/cell-cycle-checkpoints-article/
https://pt.khanacademy.org/science/biology/cellular-molecular-biology/stem-cells-and-cancer/a/cell-cycle-regulators
Kitagawa, Katsumi. (2009). Caspase-independent mitotic death. In X.-M. Yin and X. Dong (Eds.), Essentials of apoptosis: a guide for basic and clinical research (2nd ed., pp. 635-646). New York, NY: Humana Press.
Li, F., Ambrosini, G., Chu, E. Y., Plescia, J., Tognin, S., Marchisio, P. C., and Altieri, D. C. (1998). Control of apoptosis and mitotic spindle checkpoint by survivin. Nature, 396, 580-584. http://dx.doi.org/10,1038/25141.
Pickup, M. W., Mouw, J. K., and Weaver, V. M. (2014). The extracellular matrix modulates the hallmarks of cancer. EMBO Reports 15(12), 1243-1253. http://dx.doi.org/10,15252/embr.201439246.
Raven, P. H., Johnson, G. B., Mason, K. A., Losos, J. B., and Singer, S. R. (2014). How cells divide. In Biology (10th ed., AP ed., pp. 187-206). New York, NY: McGraw-Hill.