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Ciclo celular e câncer Habilidade de reproduzir: é a característica que melhor distingue os seres vivos da matéria não viva Continuidade da vida: baseia-se na reprodução das células ou divisão celular Divisão celular: desempenha papel importante na vida de um organismo. Ciclo celular: tempo de vida de uma célula desde a formação até a divisão Funções da divisão celular: -reprodução, crescimento e desenvolvimento, renovação tecidual. Célula filhas ou irmãs: não implica em parentesco Câncer: falha na regulação ou falta de regulação no ciclo celular. - Genoma: a presença de DNA na célula e sua informação genética - A replicação e distribuição do DNA são controlados porque as moléculas de DNA estão empacotadas nos cromossomos - A molécula de DNA contém algumas centenas a poucos milhares de genes que especificam as características herdáveis - As proteínas associadas mantem a estrutura dos cromossomos e auxiliam no controle da atividade dos gene - Toda espécie eucariótica tem um número característico de cromossomos em cada núcleo celular Cada cromossomo, duplicado, possui duas cromátides ligadas por complexos proteicos chamados de coesinas As partes superiores e inferiores do centrômero são chamados de braços As cromátides- irmãs se separam formando cromossomos individuais para posterior mitose e citocinese. Fase G2 - O envelope nuclear circunda o núcleo - Dois centrossomo, que organizam os microtúbulos, são formados pela replicação de um único centrossomo - Cromossomos, duplicados durante a fase S, não podem ser visualizados individualmente, pois ainda não estão condensados. Prófase - As fibras de cromatina se tornam mais enroladas, condensando-se em cromossomos separados, visíveis ao microscópio ótico. – Cada cromossomo aparece com duas cromátides-irmãs unidas pelos seus centrômeros e coesinas, ao longo de seus braços. – O fuso mitótico inicia sua formação com o aparecimento de microtúbulos e ásteres. – Os centrossomo se afastam uns dos outros, impulsionados pelo aumento do comprimento dos microtúbulos entre eles. Prometáfase - O envelope nuclear se fragmenta e os microtúbulos invadem a área nuclear. – Os cromossomos se tornam ainda mais condensados, com cinetócoro bem evidente. Ciclo celular e câncer - Os microtúbulos se ligam aos cinetócoros empurrando-os em movimentos para frente e para trás. – Os microtúbulos não pertencentes aos cinetócoros interagem com aqueles do polo oposto do fuso. Metáfase - Os centrossomo estão agora em polos opostos da célula . – Os cromossomos se reúnem na placa-metafásica e se alinham. – Para cada cromossomo, os cinetócoros das cromátides-irmãs são ligados aos microtúbulos vindos de polos opostos Fuso mitótico: - Inicia sua formação durante a prófase. Estrutura de fibras compostas de microtúbulos e proteínas associadas. – A montagem dos microtúbulos do fuso inicia no centrossomo - Um par de centríolos está localizado no centro do centrossomo, mas não são essenciais para a divisão celular - O fuso inclui os centrossomo, os microtúbulos do fuso e os ásteres Anáfase - é o estágio mais curto da mitose.: frequentemente demora apenas poucos minutos – Inicia quando as proteínas coesinas são clivadas.. Isso permite que as duas cromátides- irmãs de cada par se separem repentinamente - Os cromossomos-filhos liberados se movem em direção as extremidades opostas da célula à medida que os microtúbulos do cinetócoro encurtam. - No final da anáfase, as duas extremidades da célula possuem coleções equivalentes de cromossomos Encurtamento dos microtúbulos - Proteínas motoras dos cinetócoros conduzem os cromossomos ao longo dos microtúbulos, despolimerizando as extremidades . – A medida que as proteínas motoras ligadas aos microtúbulos caminham de um para o outro, há gasto de ATP e liberação de subunidades tubulina. Telófase e citocinese - Dois núcleos-filhos se formam na célula, - O nucléolo reaparece e os cromossomos se tornam menos condensados. – Os microtúbulos remanescentes desaparecem e a mitose está completa. - Há uma divisão do citoplasma, de modo que surgem duas células-filhas. Fase de G1: síntese de RNA e proteínas 1) Frequência da divisão celular varia de acordo com o tipo e célula 2) Celulas epiteliais se dividem durante toda a vida, ao passo que células hepáticas permanecem em reserva ate surgir uma necessidade apropriada 3) Algumas das celulass mais especializadas, como as células nervosas, não se dividem em hipótese alguma em um ser humano maduro 4) Os mecanismos dessa regulação são de intenso interesse, principalmente, para entender como as células cancerígenas conseguem escapar dos controles usuais do ciclo celular. Os mecanismos utilizados pelos seres vivos para auto- regulação e sobrevivência são diversos A fosforilação apresenta-se como um mecanismo ímpar no controle da sinalização. Alterando a estrutura nativa da proteína ativando e inativando. - Os eventos sequenciais do ciclo celular são marcados por flutuações rítmicas - As proteínas quinases são enzimas que ativam ou inativam outras proteínas, fosforilando-as - As quinases estão em concentração constante na célula, na maior parte do tempo, inativas - Para se tornar ativa, as quinases devem estar ligadas as ciclinas por isso são chamadas de CDK (quinases dependentes de ciclinas). O complexo quinase + ciclina é chamado MPF ➢ Os picos da atividade do MPF correspondem aos picos da concentração de ciclina, aumentam durante as fases S e G2 e, então, diminuem abruptamente durante a fase M ➢ As iniciais MPF significam “ fator promotor de maturação” ➢ Ciclinas se acumulam durante G2 se associam com as moléculas CDK o complexo MPF resultante que fosforila uma variedade de proteínas, iniciando a mitose ➢ Existem também evidências de que o MPF contribui para os eventos moleculares necessários para a condensação dos cromossomos e formação do fuso durante a prófase ➢ O MPF controla seu desligamento e são importantes no controle dos diferentes estágios do ciclo celular. 1) As células animais têm sinais internos de parada que interrompem o ciclo celular nos pontos de controle ate serem ultrapassados por sinais de continuidade. 2) Esses sinais informam se processos celulares cruciais que deveriam ter ocorrido naquele ponto foram completados corretamente e , portanto, se o ciclo celular deve avançar ou não. 3) Os três principais pontos de controle estão nas fases G1, G2 e M. O ponto G1- chamado de ponto de restrição parece ser o mais importante. 4) Muitas células do corpo humano estão em fase G0, como as células nervosas maduras e células musculares que nunca se dividem. Falta de um nutriente essencial no meio de cultura por exemplo, o fator de crescimento derivado de plaquetas-PDGF Quando ocorre um ferimento, as plaquetas liberam PDGF na volta da ferida. A proliferação resultante dos fibroblastos auxilia a cicatrizar o ferimento. Inibição dependente da densidade, fenômeno em que células aglomeradas param de se dividir Dependência de ancoragem: sistema de controle do ciclo celular via rotas envolvendo proteínas da membrana plasmática e elementos do citoesqueleto ligados a elas Se algumas células são removidas, aquelas que fazem fronteira, sinalizam através de proteínas de superfície a dividir-se ate que o espaço vazio seja preenchido. 1) As células cancerígenas não atendem aos sinais normais que regulam ciclo celular e não param de se dividir 2) Elas podem produzir seus próprios fatores de crescimento ou podem ter anormalidades nas rotas de sinalização 3) As células cancerígenas quando param de sedividir, o fazem em pontos aleatórios do ciclo celular. 4) As células defeituosas possuem proteínas alteradas que sinalizam o sistema imune. Na falha do S1 a célula de prolifera e forma tumor. 5) Os tumores benignos são formados por células anormais que possuem poucas alterações e que as impedem de sobreviver em outro local. Já os malignos prejudicam as funções de um ou mais órgãos permitindo sua migração. Mudanças anormais na superfície da célula( perdem sua ligação com as células vizinhas) permitindo que elas se espalhem nos tecidos próximos Induzem o crescimento de vasos sanguíneos em direção ao tumor As células podem se separar do tumor e entrar nos vasos linfáticos migrando para locais distantes( metástase) Tumores localizados podem ser tratados com radiação de alta energia que danifica o DNA cancerígeno A quimioterapia é toxica para células em ativa divisão. O fármaco TAXOL congela o fuso mitótico impedindo a despolimerização dos microtúbulos. -Mutações: que alteram genes relacionados ao ciclo, crescimento e receptores celulares podem levar ao câncer - Vírus: onde foram encontrados os primeiros oncogenes que posteriormente foram encontrados em genomas humanos - Proto- oncogenes: genes com funções essenciais nas células normais codificando proteínas que atuam no ciclo celular Oncogene: surge a partir de alterações genéticas que modificam o aumento da produção de proteínas e atividade celular. Proteínas: ajudam a prevenir o crescimento celular descontrolado Supressoras: normalmente reparam o DNA danificado, função que previne a célula de acumular mutações Controlam adesão: já que o ancoramento apropriado da célula é crucial em tecidos normais Rotas de sinalização: componentes de rotas importantes que inibem o ciclo celular Mutações em ras ou em p53 Ras hiperativa que mesmo na ausência do fator de crescimento, resulta em divisão celular aumentada P53: gene supressor de tumor, que codifica proteínas que inibem o ciclo celular ➔ Um individuo herda um oncogene ou um alelo mutante de umm gene supressor esta a um passo mais próximo de acumular as mutações necessárias para desenvolver câncer
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