Citologia - Ciclo celular

Prévia do material em texto

Citologia
ciclo celular 
✴ O processo básico de gênese de novas células obedece a um 
padrão cíclico que começa com o crescimento celular e 
culmina com a partição em duas células-filhas 
✴ As células originadas repetem o ciclo, e o número de células 
cresce exponencialmente 
✴ Ciclo celular: manter a vida, em organismos pluricelulares, e 
gerar a vida, em organismos eucariontes unicelulares 
✴ O processo de crescimento de um tecido, órgão ou todo um 
organismo se dá basicamente pela multiplicação do número de 
suas células 
✴ Proliferação celular também é responsável pela reposição de 
células mortas e pela regeneração de partes danificadas de 
tecidos ou órgãos 
✴ O ciclo pode ser dividido em duas grandes etapas: 
• INTÉRFASE: a célula cresce e se prepara para nova divisão 
• MITOSE: a divisão propriamente dita 
✴ Devem ser reguladas e coordenadas para que o ciclo 
transcorra em um equilíbrio 
✴ A duração do ciclo tem de se ajustar perfeitamente ao tempo 
de que a célula necessita para dobrar seu tamanho 
✴ O controle do processo de reprodução celular é feito por 
diversos produtos gênicos que são regulados por fatores 
externos 
✴ O ciclo celular é dividido em 4 fases distintas: G1, S, G2 e M 
Duração d períod do ciclo 
✴ A célula tem de crescer até alcançar um tamanho adequado e 
constante antes de se dividir ➛ 95% do ciclo são gastos em 
intérfase, mas o tempo total é variável 
✴ As células animais podem ser classificadas em 3 grandes 
categorias: 
1. se dividem continuamente ➛ células embrionárias, as de 
tecidos de renovação rápida, as de proliferação mais lenta 
(camada basal da epiderme) 
2. não se dividem, mas podem com estímulos ➛ permanecem 
sadias por longos períodos em um estado de dormência ou 
queiscência (período G0), mas podem entrar na fase 
proliferativa mediante estímulo apropriado ➛ o reingresso se 
dá na fase G1, no ponto de restrição (R) 
3. terminalmente diferenciadas ➛ perdem permanentemente a 
capacidade reprodutiva, como neurônios e células musculares 
esqueléticas e cardíacas ➛ permanecem sempre em G0 
Event bioquímic da intérfase 
PERÍODO G1 
✴ Caracteriza-se pelo reinício da síntese de RNA e proteínas 
✴ 80% do RNA sintetizado é rRNA 
✴ Nessa fase, a célula está se preparando para a duplicação do 
DNA 
✴ Síntese de algumas enzimas imprescindíveis para a fase S 
(enzimas de duplicação do DNA) 
✴ Controlador da decisão celular: continuar proliferando ou 
retirar-se do ciclo e entrar em um estado queiscente (G0) ➛ 
proteínas reguladoras atuam em pontos de checagem 
✴ Ponto de restrição (ponto R): no final de G1, é transposto 
apenas quando proteínas sintetizadas em G1 fossem 
acumuladas até que alcançassem uma quantidade crítica ➛ 
após o ponto R, tem-se um “caminho de mão única” 
✴ Outro mecanismo é a interrupção temporária do ciclo nesta 
fase, induzida por danos no DNA, para a ação de mecanismos 
de reparo 
✴ O sinal de parada em G1 é dado pela proteína p53, impedindo 
que a célula prossiga e replique o DNA danificado 
PERÍODO S 
✴ Ponto de não retorno do ciclo, que leva necessariamente à 
divisão 
✴ Duplicação do conteúdo de DNA e das histonas 
✴ Os primórdios de novos centríolos são observados, formando-
se perpendicularmente a cada membro do par de centríolos 
existentes 
PERÍODO G2 
✴ Ocorrem os preparativos necessários para a próxima mitose 
✴ Presença de ponto de checagem ➛ a replicação deve ser 
completada e os possíveis danos do DNA reparados 
✴ Mecanismos sensores: detectam anormalidades na replicação, 
bloqueando a atuação das moléculas que desencadeiam a 
entrada em mitose 
✴ Sintetização de proteínas não-histônicas e acúmulo do 
complexo ciclina-Cdk (regulador) 
Replicação do DNA 
✴ Mecanismo básico: separação das cadeias de DNA, obtida pelo 
desenrolamento da dupla hélice, seguido pela cópia de cada 
cadeia, que serve como molde para a síntese de uma nova 
cadeia complementar 
✴ As duas fitas do DNA original (parentais) são copiadas, 
originando duas moléculas-filhas, cada qual com somente uma 
das fitas recém-sintetizadas 
 a replicação é SEMICONSERVATIVA 
A REPLICAÇÃO É ASSINCRÔNICA 
• ela não se dá ao mesmo tempo em todas as moléculas de 
DNA de um núcleo 
• dentro de uma mesma molécula existe um padrão 
determinado de sequência de síntese 
• a eucromatina, que constitui a cromatina geneticamente 
ativa, começa a replicar primeiro 
• a heterocromatina geralmente é a última a replicar 
ORIGENS DE REPLICAÇÃO 
• em células eucariontes existem múltiplas origens 
• solucionaram o problema de replicar seu enorme genoma 
no curto espaço de tempo 
• o papel de origens de replicação específicas é o de 
coordenar a replicação do DNA com a transcrição de 
genes 
• réplicons: unidades de replicação distribuídas ao longo do 
genoma 
• unidades que iniciam simultaneamente a síntese de DNA 
constituem as famílias de réplicons 
A REPLICAÇÃO É BIDIRECIONAL 
• uma vez iniciada a replicação em cada ponto de origem, ela 
se propaga para os dois lados da molécula de DNA até 
encontrar os extremos das cadeias em formação dos 
réplicons adjacentes 
• envolve duas forquilhas de replicação, que se movem em 
direções opostas 
A REPLICAÇÃO É SEMIDESCONTÍNUA 
• ambas as cadeias-filhas devem ser sintetizadas na direção 
5’➛3’, mas os filamentos de DNA são antiparalelos 
• a cópia da cadeia parental 3’➛5’ pode ser sintetizada 
continuamente ➛ cadeia contínua / líder 
• a cadeia 5’➛3’ é copiada de modo intermitente, por meio 
da síntese de uma série de fragmentos que dão origem à 
cadeia descontínua / retardatária depois de unidas 
• os fragmentos da cadeia descontínua são os fragmentos 
de Okazaki 
É REALIZADA POR ENZIMAS 
DNA-polimerases 
• capazes de sintetizar DNA a partir de seus precursores, 
presentes sob a forma de desoxirribonucleotídeos 
trifosfatados (adenina, citosina, timina, guanina) 
• sempre fazem pareamentos AT e GC baseados da cadeia 
molde 
• requerem um segmento inicial de nucleotídeos (primer) 
para dar continuidade à cadeia 
• DNA-polimerase 𝛂 e 𝛅: replicação do DNA nuclear (𝛂 ➛ 
contínua / 𝛅 ➛ descontínua) 
• DNA-polimerase 𝛆 e 𝛃: mecanismos de reparo 
• DNA-polimerase 𝛄: replicação do DNA mitocondrial 
Helicase 
• desenrolamento da dupla hélice e quebra das pontes de 
hidrogênio 
Proteínas SSP 
• estabilizam a porção desenrolada, mantendo-a separada 
DNA-topoisomerases 
• impedem um superenovelamento do DNA separado 
• DNA-girase é um dos tipos 
Primer 
• são segmentos de RNA que iniciam a síntese de DNA 
• na cadeia contínua, é sintetizada por RNA-polimerase 
comum 
• na cadeia descontínua, é sintetizada por RNA-polimerase 
especial ➛ primase 
• são removidos e substituídos por desoxirribonucleotídeos 
DNA-ligase 
• une os fragmentos de Okazaki 
↝ a DNA-polimerase tem uma propriedade especial ➛ capaz de 
conferir as bases, à medida que as adiciona ao novo filamento de 
DNA ➛ “leitura de prova” (proofreading) ➛ confere as bases 
adicionadas e remove imediatamente uma base errada 
 
Mite 
✴ Período em que a célula reparte igualmente seu conteúdo, já 
duplicado na intérfase, em duas células, as células-filhas 
✴ Ocorrem dois processos: cariocinese e citocinese 
✴ É subdividida em 4 etapas: prófase, metáfase, anáfase e 
telófase 
PRÓFASE 
• caracteriza-se pela condensação gradual da cromatina, 
tornando os cromossomos visivelmente individualizados 
• a condensação é induzida pelo complexo ciclina-Cdk, que 
fosforila as condensinas 
• os nucléolos se desorganizam nesta fase 
• centrossomos agem na formação do fuso ➛ microtúbulos 
se ligam aos cinetócoros 
• áster: centrossomos + fibras radiais 
• centrossomo duplicado e em lados opostos da célula 
• a fosforilação de proteínas da membrana nuclear é fator 
crucial para o desmantelamento do envoltório ➛ feita 
pelo complexo ciclina-Cdk 
METÁFASE 
• os cromossomos atingem o máximo da condensação 
• formação da placa metafásica 
• alinhamento dos cromossomos homólogos na região 
equatorial 
ANÁFASE 
• separação e migraçãodas cromátides-irmãs 
• degradação da coesina centromérica pela separase 
• os microtúbulos das fibras cinetócoras encurtam 
TELÓFASE 
• inicia-se quando os cromossomos alcançam os respectivos 
polos 
• desaparecimento dos microtúbulos cinetócoros (fusos) 
• descondensação da cromatina 
• reorganização dos nucléolos 
• reconstituição do envoltório nuclear 
• esses eventos ocorrem pela inativação do complexo 
ciclina-Cdk 
• citocinese centrípeta: forma-se uma constrição, na altura 
da região equatorial da célula-mãe, por um anel contrátil de 
actina e miosina, realizando uma invaginação na membrana 
e a progressão da constrição, dividindo o citoplasma e 
separando as duas células-filhas 
Controle genético do ciclo celular 
Cdk 
• enzimas quinases de proteínas ➛ fosforilação de 
proteínas-substrato 
• desempenham sua função apenas quando associadas às 
ciclinas 
• 11 tipos (Cdk 1 - 11) 
Ciclinas 
• proteínas regulatórias 
• apresentam um padrão cíclico de acúmulo e degradação ao 
longo do ciclo 
• 10 tipos (A - J) 
✴ Combinação de diferentes tipos de ciclinas e Cdk ➛ formação 
de complexos específicos para cada etapa do ciclo celular 
✴ COMPLEXO G1 - Cdk 
• responsável pela decisão da célula de entrar ou não em 
divisão 
• ativado por fatores extracelulares (fatores de 
crescimento) 
• impulsionam a célula a atravessar o ponto R 
✴ COMPLEXO G1/S - Cdk 
• estimula a duplicação do centrossomo 
• desencadeia a fosforilação de outras proteínas celulares 
para a síntese do DNA 
✴ COMPLEXO S - Cdk 
• fosforila o complexo ORC (reconhecimento de origem) 
• desencadeiam a replicação do DNA 
• sua atividade permanece alta até G2 
✴ COMPLEXO M - Cdk 
• a síntese da ciclina de M aumenta durante todo o período 
G2 
• o complexo é ativado pela fosfatase Cdc25 ➛ ativada 
pela quinase PLK (final de G2) 
• condensação cromossômica, fragmentação do envoltório 
nuclear e reorganização do citoesqueleto para a 
montagem do fuso 
• ativa o complexo promotor de anáfase (APC) ➛ ativa 
ubiquitinaligases ➛ degradação de ciclinas 
• inativação do complexo M-Cdk ➛ reversão dos resultados 
das catálises ➛ fim da mitose