Ciclo celular

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João Victor Castro Villela
Ciclo Celular
Dividido em 4 Fases
Compreende duas etapas bem coordenadas: uma de crescimento
(intérfase) e outra de divisão (fase M). Na intérfase, tem-se três
fases: G1,S e G2. Na fase M, tem-se a mitose (divisão do núcleo) e
a citocinese (divisão do citoplasma).
Intérfase
- Fase G1
Reinício da síntese de DNA e PTNs; Cerca de 80% do RNA
sintetizado é rRNA; Síntese de enzimas da fase S
(ativadoras de genes que codificam histonas; síntese de
DEN-polimerases); controlar a decisão celular de continuar
no coclo-S, ou entrar em quiescência-G0.
- Fase S (síntese): a célula replica o seu DNA do núcleo.
Início da síntese do DNA – leva necessariamente à divisão
celular.
- Fase G2
Preparativos para a próxima mitose; checagem se a replicação
foi completada e que possíveis danos no DNA tenham sido
reparados; acúmulo de um complexo-proteico citoplasmático, o
dímero ciclina-Cdk; síntese de RNA.
Sistema de controle
Executa o controle mediante de freios moleculares que podem
parar o ciclo em vários pontos de checagem. Desse modo, o sistema
de controle só permite que a céula para a próxima etapa quando
conclui-se que a célula esteja preparada.
G1: confere se o meio está favorável para a proliferação celular e
o seu DNA está intacto para a fase S. Como a proliferação celular
depende de nutrientes e de moléculas de sinalização específicas,
caso o meio esteja hostil a célula pode retardar G1 ou entra em G0
(pouco conhecido pela ciência).
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G2: assegura que a célula não entre em mitose até que o DNA
danificado seja reparado e a replicação esteja completa.
O sistema de controle do ciclo celular governa a maquinaria do
ciclo celular pela ativação e desativação cíclicas das
proteínas-chave e dos complexos proteícos que iniciam ou regulam a
replicação de DNA, mitose e citocinese.
 Fosforilação
 Defosforilação
Proteoquinases: realizam reações de fosforilação.
Os efeitos da fosforilação podem ser revertidos com a remoção do
grupo fosfato, reações (desfosforilação) realizados pelas
proteinofosfatases.
Ciclinas: ativação e desativação das quinases. Não possuem
atividade enzimática. São produzidas no final da fase S.
Assim as quinases são conhecidas como proteinoquinases dependentes
de ciclina ou Cdks.
Cdks são reguladas pelo acúmulo e pela destruição das ciclinas
O aumento da concentração de M-ciclina leva à formação do
complexo M-ciclina-Cdk (M-Cdk) ativo, que dirige a entrada na fase
M. A concentração de M-ciclina aumenta na fase M. A concentração
de M-ciclina constantemente durante a interfase, atinge seu pico
na mitose e diminui rapidamente à medida que termina a mitose.
Enquanto a atividade de M-Cdk aumenta e diminui com cada mitose, a
concentração de Cdk não altera durante o curso só ciclo celular.
Fosforilação e desfosforilação regulam a ativiadade de Cdks
A remoção dos grupos fosfato inibidores pela fosfatase é a
etapa final que ativa a M-Cdk no final da intérfase. Essa
retroalimentação positiva produz o súbito aumento explosivo na
atividade de M-Cdk que conduz a célula repentinamente para a fase
M.
Complexos Ciclina-Cdk
G1/S-ciclinas: ativam Cdks no final de G1 e, com isso, ajudam a
desencadear a progressão ao Início, resultando no comprometimento
à entrada no ciclo celular. Seus níveis caem na fase S.
S-ciclinas: se ligam a Cdks logo após a progressão ao Início e
judam a estimular a duplicação dos cromossomos. Os níveis das
S-ciclinas permanecem elevados até a mitose, e essas ciclinas
também contribuem ao controle de alguns eventos mitóticos
iniciais.
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M-ciclinas: ativam Cdks que estimulam a entrada na mitose no ponto
de verificação G2/M.
As mudanças cíclicas nos níveis de ciclinas resultam na formação
cíclica e na ativação dos complexos ciclinas-Cdks, a qual
desencadeia os eventos no ciclo celular.
Pontos de Checagem
O
sistema de controle do ciclo celular depende de proteólise
cíclica.
Enquanto a ativação de complexos específicos de ciclina-Cdk
impulsiona a progressão aos pontos de verificação do Início e de
G2/M, a progressão à transcrição entre metáfase a anáfase é
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desencadeada não pela fosforilação de proteínas, mas pela
destruição de proteínas, levando aos estágios finais da divisão
celular.
O principal regulador da transição entre metáfase e anáfase é
o complexo promotor da anafase ou ciclossomo (APC/C).
✔ APC/C: Estimula a destruição proteolítica; cataliza a
uniquitinização e destruição das principais proteínas;
destrói S-Ciclinas e M-Ciclinas, o que inativa as principais
Cdks; não é constate durante o ciclo celular.
O sistema de controle do ciclo celular funciona como uma rede de
interruptores bioquímicos.
Quando as condições para a proliferação celular são
adequadas, vários sinais externos e internos estimulam a ativação
de G1-Cdk, que por sua vez, estimula a expressão de genes que
codificam G1/S-ciclinas e S-ciclinas. A ativação resultante de
G1/S-Cdk conduz, então, a progressão ao ponto de verificação do
Início. Por meio de certos mecanismos, as G1/S-Cdks desencadeiam
uma onda de atividade das S-Cdks, que iniciam a duplicação dos
cromossomos na fase S e também contribuem para alguns eventos
iniciais da mitose. A ativação dessa M-Cdks desencadeia, então, a
progressão ao ponto de verificação G2/M e aos eventos do início da
mitose, levando ao alinhamento das cromátides irmãs no equador do
fuso mitótico. Finalmente, o APC/C, juntamente com seu ativador
Cdc20, provoca a destruição da securina e de ciclinas na transição
entre metáfase e anáfase, desencadeando assim a segregação das
cromátides-irmãs e a conclusão da mitose. Quando a mitose está
completa, múltiplos mecanismos colaboram na supressão da atividade
das Cdks após a mitose, resultando em um período estável de G1.