Citologia - Ciclo Celular

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CITOLOGIA
Cicl� celular (control�) ⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
Considerações iniciais
- Onde uma célula surge, existia uma célula prévia, exatamente como os
animais só surgem de animais e as planta de plantas (Rudolf Virchow 1958)
- Detalhes variam de organismo para o organismo e em diferentes épocas
na vida de um organismo (tempo)
- Principal objetivo é mantido: transferência de material genético
- Essa replicação em indivíduos unicelulares resulta no aumento do número
de indivíduos; já nos pluricelulares não só garante o aumento do número
de indivíduos como também crescimento linear e a renovação celular
Tempo de duração em eucariotos (para realizar a divisão celular)
Divisão do ciclo celular em eucariotos (tempo de cada fase)
Fase M: 1 h; Fase G1� 5 h; Fase S: 7 h; Fase G2� 3h
Interfase
- G(GAP)1 : fase na qual há uma intensa atividade de síntese de proteínas,
enzimas, RNA e também de organelas celulares (cresce)
- S (síntese): ocorre a replicação do DNA
- G (GAP)2� nesta fase dá-se a síntese de biomoléculas necessárias à mitose
Observação: Células estáveis/permanentes permanecem na fase G0, continua
ativa mas não entra nas etapas de divisão celular (nunca ou quando é
extremamente necessário)
quantidade de dna x fases do ciclo celular
Pontos de checagem
- Primeiro ponto de checagem G1 (transição G1/S):
- Principal ponto de decisão para uma célula se divide ou não
- Uma vez que a célula passa o ponto de checagem G1 e entra na fase
S, ela se torna irreversivelmente comprometida com a divisão
- Nesse ponto é analisado: tamanho da célula, nutrientes necessários,
fatores de crescimento, sinais moleculares e danos no DNA
- Segundo ponto de checagem G2 (transição G2/M):
- Checagem adicional antes da fase M
- Nesse ponto é analisado: integridade do DNA e a replicação do DNA
- Se erros ou danos são detectados a célula irá pausar no ponto de
checagem G2 para permitir repares
- Se os mecanismos do ponto de checagem detectam problemas com
o DNA, o ciclo celular é interrompido a célula tenta completar a sua
replicação de DNA ou reparar o DNA danificado (se o dano é
irreparável a célula pode sofrer apoptose)
- Último ponto de checagem, checagem M
- Conhecido também como ponto de checagem do fuso
- A célula examina se todas as cromátides irmãs estão corretamente
ligadas aos microtúbulos do fuso
- Procuram por cromossomos retardatários que estão no lugar
errado, caso estejam, a célula irá pausar a mitose, permitindo que o
fuso capture o cromossomo perdido
- Placa equatorial e união com fuso
O sistema de controle do ciclo celular
- É constituído por proteínas regulatórias que governam o avanço do ciclo e
regulam o número de células nos tecidos do corpo
- Importância: o mau funcionamento do sistema, resultando em divisões
celulares excessivas, pode resultar em desequilíbrios, como o câncer
Ciclina
- Principais reguladoras do ciclo
- 4 tipos básicos: G1, G1S, S e M
- G1 presente em todas as fases, pico na fase S
- G1S está relacionada ao estímulo (início) da reprodução
- S está relacionada com replicação do DNA
- M quebra do envelope nuclear, condensação cromossômica,
cromossomos na região equatorial etc
Proteínas CDKs
- Sozinha é inativa, precisa da ciclina para se tornar funcional
Complexo promotor de anáfase/ciclossomo (CPA/C)
- APC/C
- Causa a destruição das ciclinas M
- Força a célula a sair da mitose
- Esse complexo tem sua atividade em outro complexo (para permitir a
anáfase)
- Securina e Separase
- Quando o CPA/C é ativado ele separa (coesina) a securina da
separase
- E ai as cromátides irmãs podem se separar
- Além disso ele faz uma marcação da securina (ubiquitina), já que a
securina estava inativando a separase
- Essa marcação faz com que o proteossomo as reconhece e assim
recicla essas proteínas
Cicl� celular - Mit��
Tipos celulares
Mitose
Prófase
1. DNA desespiralizado disposto na célula de maneira desorganizada
2. Nucléolo começa a desaparecer e a carioteca desorganiza
3. Organização de um fuso mitótico a partir do centrossoma
4. Início da espiralização do DNA para formar os cromossomos
Carioteca - montagem e desmontagem
- Controlada pela proteína quinase Cdc2
- Com a dissociação da lâmina nuclear e membrana nuclear, fragmenta-se
em vesículas
Prometáfase
1. Cromossomas bem espiralizados
2. O envelope nuclear desagrega-se em fragmentos e desaparece
3. Na região do centrômero, cada cromátide irmã possui uma estrutura
proteica denominada cinetócoro. Alguns microtúbulos do aparelho
ligam-se ao cinetóco, arrastando os cromossomas. Outros microtúbulos
do aparelho fazem contato com os microtúbulos vindos do polo oposto
4. As forças exercidas por motores proteicos associados a estes
microtúbulos do aparelho movem o cromossoma até ao centro da célula
Metáfase
1. Grau máximo de espiralização dos cromossomos
2. Cromossomos duplos alinhados lado a lado no equador da célula
3. Centríolos dispostos nos pólos opostos da célula
4. No final da metáfase inicia a divisão dos centrômeros
- Cinetócoro é uma espécie de disco de proteínas, localizado no
centrômero. É um complexo protéico do centrômero que media a ligação
dos cromossomas ao microtúbulo cinetócoro, promovendo a captura e o
transporte dos cromossomas
Anáfase
1. Fim da divisão dos centrômeros
2. Encurtamento das fibras do fuso
3. Cada cromossomo simples migra para pólos opostos da célula
4. Início da desespiralização dos cromossomos
Telófase
1. Cromossomos se desespiralizam e as fibras do fuso desaparecem
2. Ocorre a citocinese (divisão do citoplasma)
3. Formação de duas células filhas contendo o mesmo número de
cromossomos da célula mãe, porém simples
4. Formação de duas novas cariotecas e dois novos nucléolos
Citocinese
- A célula é dividida em duas células filhas idênticas a partir do seu plano
equatorial e a membrana nuclear é refeita (células filhas 2n)
Reorganização da carioteca
- Ocorre ligação de vesículas formadas pelo rompimento nuclear. Nas
membranas do cromossomos as vesículas e as lâminas se fundem,
enquanto, os cromossomos descondensam-se
Cicl� celular - Mei��
Quantidade de DNA x tempo
Divisão reducional ou meiose I:
Prófase I
- Fase mais longa da meiose
- É divida em 5 subfases:
- Leptóteno: inicia-se a espiralação cromossômica com 2 cromátides
- Zigóteno: pareamento dos cromossomos homólogos
- Paquíteno: tétrades ou bivalentes cada homólogo pareado com
quatro cromátides
- Diplóteno: fim do crossing-over com configuração dos quiasmas
- Diacinese: centríolos duplicados na interfase migram para os polos
com formação do fuso. Carioteca e nucléolo desaparecem
- Observação: durante o diplóteno ocorre o crossing-over ou permutação;
troca de fragmentos entre cromossomos homólogos; variabilidade
genética
- Observação: Crossing-over quebra, permuta e soldagem de pedaços de
cromátides irmãs desvinculando genes linked. Em seguida, os homólogos
se afastam e evidenciam-se entre eles algumas regiões que estão ainda em
contato - os quiasmas
Cromossomos homólogos duplicados e pareados - resultado das permutações
Regulação crossing-over
- Altamente regulado: o número e a localização das quebras na fita dupla ao
longo de cada cromossomo
- Também a probabilidade que uma quebra seja convertida em um
entrecruzamento
- As quebras na fita dupla podem ocorrer quase em qualquer lugar ao longo
do cromossomo, entretanto não estão distribuídas de forma uniforme:
elas se agrupam com frequência em locais onde a cromatina é mais
acessível (hot sports) e ocorrem apenas raramente em cold spots - locais
como as regiões de heterocromatina em torno dos centrômeros e
telômeros
- As duas principais contribuições para o rearranjo do material genético que
ocorre na produção de gametas durante a meiose: (A) o arranjo
independente dos homólogos materno e paterno durante a meiose produz
2 gametas haplóides diferentes para um organismo com n cromossomos.
Aqui, n=3, e há oito gametas diferentes possíveis. (B) O crossing-over
durante a prófase I troca segmentos de DNA entre cromossomos
homólogos e, dessaforma, rearranja genes em cromossomos particulares.
Devido às muitas pequenas diferenças na sequência de DNA que sempre
existem entre dois homólogos quaisquer, ambos os mecanismos
aumentam a variabilidade genética dos organismos que se reproduzem
sexualmente
- O arranjo independente dos homólogos materno e paterno durante a
meiose produz 2n gametas haplóides diferentes para um organismo com n
cromossomos
Outras considerações sobre a meiose:
- Importância da meiose: variabilidade na população (muito mais que
mutações)
- Em humanos: 8 milhões de gametas diferentes
- Em combinação com outros ser humano, resultam em 70 trilhões de
diferentes zigotos (sem contar as diferentes possibilidades surgidas
através da permutação)
- Com a permutação há 10x109 x 70x1012 zigotos possíveis diferentes para
um casal
- Erros meióticos: 30% gestações inviáveis por erros cromossômicos
Metáfase I
Anáfase I
Telófase I
Prófase II
Metáfase II
Anáfase II
Telófase II
Resumo meiose
Mitose x Meiose