Aula 01 - O ciclo celular
18 pág.

Aula 01 - O ciclo celular


DisciplinaBiologia Geral I193 materiais1.653 seguidores
Pré-visualização4 páginas
1O ciclo celular aula
OBJETIVOS \u2022 De\ufb01 nir o que é ciclo celular.
\u2022 Listar e caracterizar as quatro fases que compõem 
o ciclo celular.
\u2022 Descrever o mecanismo básico de controle do 
ciclo pelas ciclinas e quinases associadas a ciclinas 
(Cdks).
\u2022 Conceituar o que são e onde se situam os pontos 
de checagem.
\u2022 Relacionar a proteína p53 ao surgimento de 
tumores malignos.
\u2022 Conceituar G0.
Pré-requisito
Sinalização celular 
(Aulas 13 e 14 
de Biologia Celular I)
BIOLOGIA CELULAR II | O ciclo celular
CEDERJ8
INTRODUÇÃO O ciclo celular, que você estudará agora do ponto de vista celular, já foi 
estudado na disciplina Genética.
Ao longo de toda a vida de um organismo, mesmo depois de terminado 
o período de crescimento, várias de suas células continuarão se dividindo, 
seja para renovação de tecidos, como o epitélio intestinal e as células 
sangüíneas, seja para reparo de lesões, como um corte na pele ou a 
fratura de um osso. 
A etapa de divisão celular, que você estudará na Aula 2, compreende a 
mitose, na qual o DNA é dividido em duas cópias idênticas, e a citocinese,
quando a membrana plasmática se estrangula, dividindo o citoplasma, 
suas organelas e estruturas, entre as células-\ufb01 lhas. Cada célula-\ufb01 lha entra 
então no período de intérfase. O nome intérfase induz à idéia de que 
esse período é apenas o intervalo entre duas divisões celulares. Quando os 
períodos do ciclo celular foram denominados, os pesquisadores realmente 
consideravam a intérfase apenas como o intervalo entre duas divisões, 
porque eram as divisões celulares que mais chamavam a atenção, eram 
mais fáceis de observar, por isso mais estudadas. Com o tempo, \ufb01 cou claro 
que é durante a intérfase que a célula desempenha todas as suas funções. 
Nesse período, ocorre a síntese de componentes celulares citoplasmáticos 
e a duplicação do DNA. Uma divisão é sempre precedida de uma intérfase 
e após a intérfase muitas vezes sobrevém uma divisão. Essa é, em essência, 
a dinâmica do ciclo celular (Figura 1.1).
Figura 1.1: O ciclo celular de uma célula de mamífero 
dura, em média, 24 horas, e é composto por um perío-
do de crescimento e uma divisão. A célula leva cerca 
de uma hora para se dividir. O período de síntese 
inclui uma fase de crescimento (G1) , a duplicação do 
DNA (S) e um segundo período de crescimento (G2).
CEDERJ 9
A
U
LA
 
1
M
Ó
D
U
LO
 1
AS FASES DO CICLO CELULAR
A Figura 1.1 sintetiza as principais características do ciclo celular 
de uma célula de mamífero típica. A fase M, ou de divisão celular, em geral 
dura apenas cerca de uma hora, mas é muito impactante, pois vemos
ao microscópio óptico, em tempo real, a condensação e movimentação 
dos cromossomos, a separação das células-\ufb01 lhas etc. (peça ao tutor 
para mostrar a você algumas animações na Internet). Já na intérfase, 
que corresponde às restantes 23 horas do ciclo, a simples observação 
ao microscópio óptico não dá nenhuma indicação da intensa atividade 
que ocorre nesse período.
A intérfase compreende três fases: G1, S e G2. As fases G1 e G2
correspondem a intervalos (G de gap, espaço em inglês) onde a célula 
cresce para recuperar o volume que a célula-mãe tinha antes da divisão. 
Nesse período, são sintetizadas membranas para o complexo de Golgi, 
o retículo e para incorporação à membrana plasmática. Além disso, 
organelas celulares como mitocôndrias crescem e se clivam. Sem esse 
acréscimo de volume, a cada divisão, as células-\ufb01 lhas seriam menores 
(veja a Figura 1.3). Na fase S (de Síntese), o DNA é duplicado. Como 
você pode perceber, a mitose só se inicia depois de garantida a herança
que cada célula-\ufb01 lha vai receber. Nisso consiste a beleza do ciclo celular: 
cada fase só tem início depois de cumprida a tarefa anterior. Isso evita 
que sejam produzidas células onde possa estar faltando alguma parte 
do genoma. De forma análoga, a célula não consegue formar membrana 
plasmática, retículo ou Golgi, a não ser pela incorporação de elementos 
à estrutura preexistente. Assim, cada célula-\ufb01 lha precisa herdar parte do 
Golgi, do retículo e também mitocôndrias da célula-mãe.
Num organismo adulto, cada tipo celular tem o ciclo com uma 
duração diferente, desde algumas horas, até anos. Nesses ciclos, o que tem 
duração variável é a fase G1. As fases S e M têm duração aproximadamente 
constante em cada organismo. A fase M, especialmente, é curta, durando 
cerca de uma hora. Veja a comparação da duração do ciclo em diferentes 
tipos celulares na Figura 1.2.
BIOLOGIA CELULAR II | O ciclo celular
CEDERJ10
Figura 1.2: Em A, a representação do ciclo celular de uma célula epitelial; em B, de um hepatócito. Embora células 
epiteliais se dividam a cada 24 horas, aproximadamente, e células hepáticas apenas uma vez a cada dois anos, o tempo 
gasto pelos diferentes tipos celulares nas fases S, G2 e M é aproximadamente igual. O que varia é a duração de G1.
Multiplicação sem crescimento. Será que pode?
No início do desenvolvimento embrionário, o zigoto, ou célula-
ovo, sofre ciclos sucessivos de mitose em que as células-\ufb01 lhas são cada 
vez menores. Nessa fase, diz-se que o ovo está sofrendo clivagem e, 
embora o número de células aumente, o volume do embrião é quase 
igual ao da célula inicial (Figura 1.3). Esta é uma situação especial 
em que o ciclo celular é uma sucessão de fases S e M, sem parar em 
G1 e G2. Isso acontece porque a célula-ovo tem, quando comparada 
às células do indivíduo adulto, um grande volume citoplasmático, 
e nesse citoplasma há um estoque das moléculas necessárias, o que 
permite que a célula se divida muitas vezes sem precisar esperar 
que essas moléculas sejam sintetizadas de novo durante a intérfase. 
Em conseqüência disso, as divisões são rápidas, mas o volume das 
células-\ufb01 lhas vai diminuindo, embora o do núcleo permaneça constante. 
Num determinado momento, o estoque citoplasmático de moléculas 
acaba \ufb01 cando abaixo do necessário para disparar a duplicação do 
DNA e a mitose. A partir daí, nas etapas seguintes do desenvolvimento, 
essas células continuarão não apenas a se dividir, mas começarão a se 
diferenciar nos diversos folhetos e anexos embrionários. 
Figura 1.3: No início de seu desenvolvimento, o zigoto sofre sucessivas clivagens, um tipo 
de ciclo celular no qual a intérfase é curta e não ocorre crescimento das células-filhas. 
CEDERJ 11
A
U
LA
 
1
M
Ó
D
U
LO
 1
CONTROLE DO CICLO CELULAR
Mesmo para um leigo, as imagens de uma célula em divisão são 
sempre surpreendentes: a sincronia do afastamento dos cromossomos 
na anáfase, o estrangulamento que separa as células-filhas, a 
recomposição do envoltório nuclear, tudo parece orquestrado como 
num teatro onde \ufb01 os invisíveis coordenam os movimentos dos bonecos, 
no caso, as células. 
Essa seqüência ordenada de eventos não se restringe à mitose, 
ela é característica de todo o ciclo celular: o DNA só vai se duplicar 
após a fase de síntese e crescimento celular, e a mitose só se inicia se o 
DNA estiver duplicado e a célula tiver o tamanho correto. Concluindo: 
o disparo de cada etapa do ciclo celular é feito durante a etapa anterior. 
É como o ciclo de uma máquina de lavar: encher o lavaro enxaguaro
centrifugar. A máquina possui sensores para medir o nível de água, 
temporizadores para que cada etapa dure apenas o necessário... Mas e 
na célula? Quais são os sensores que liberam a etapa seguinte?
Esse mistério começou a ser elucidado a partir de experimentos 
com ovócitos de sapo (Xenopus). Como já comentamos na Figura 1.3,
o zigoto dos animais normalmente é uma célula grande, e no caso do
Xenopus (Figura 1.4Figura 1.4) mede mais de 1mm!
Figura 1.4: O ovócito de