Aula 6- Ciclo Celular
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Aula 6- Ciclo Celular

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Figura 6.9: Ao longo do ciclo celular existem três pontos de checagem: em G1, G2 e em M. Em
cada um desses pontos, são checados os itens correspondentes às perguntas contidas nas caixas
verdes. Se todos estiverem corretos, a célula passa à etapa seguinte, cumprindo a “ordem”
inserida na caixa amarela.

Uma célula pode ficar muito tempo em G1. Isso acontece por uma série de fatores,

que incluem tanto a disponibilidade de nutrientes quanto de espaço, o que pode limitar a

proliferação celular. Além disso, mesmo com nutrientes e espaço suficientes, as células não

se dividem se não receberem de outras sinais neste sentido. Esta informação vem na forma

de moléculas sinalizadoras chamadas fatores de crescimento, detectadas por receptores de

superfície. O somatório de sinais, que engloba os nutrientes, o espaço disponível e os

fatores de crescimento, constitui a resposta para a pergunta “O ambiente é favorável?” feita
na checagem de G1.

Em G1 a célula precisa crescer para recuperar o volume perdido ao ter o citoplasma

dividido entre as células-filhas. Esse crescimento, naturalmente, depende de um ambiente

favorável para a obtenção de nutrientes, de temperatura e pH adequados à realização dos

processos metabólicos. Não se sabe como a célula consegue calcular que o volume do

Disciplina Biologia Celular II: Aula de Ciclo Celular. Atualizada em Janeiro de 2012.

Autoria: Marcia Attias e Narcisa Cunha e Silva 10

citoplasma em relação ao núcleo atingiu a proporção correta, mas quando isso acontece a

célula fica liberada para entrar na fase S, de síntese do DNA. Em geral, não é por falta de

condições externas que as células não ultrapassam o ponto início ou „start‟.
A transição de uma célula da fase G1 para a fase S também depende de muitos fatores

e vários mecanismos contribuem para suprimir a atividade das Cdks neste ponto, mantendo

a célula em G1 por longos períodos.

Mitógenos são moléculas que estimulam a atividade da Cdk-G1/S permitindo que a

célula passe à fase S, veja mais no BOXE.

Outras moléculas que atuam na sinalização extracelular de controle do ciclo são os

fatores de crescimento através do estímulo à síntese de proteínas e os fatores de

sobrevivência, que suprimem os programas de morte celular por apoptose (aula 18)

A decisão de entrar na fase S é conhecida como ponto de Start, pois inicia um

processo que é irreversível a partir desse ponto (Figura 6.9). Depois que uma célula inicia

a duplicação do genoma, terá de se dividir ou morrer. A frase anterior está em negrito

porque também é um conceito muito importante sobre o qual você deve refletir antes de

prosseguir na leitura da aula.

O segundo ponto de checagem está em G2. Aí o tamanho da célula e o ambiente são

novamente conferidos. Embora o maior crescimento ocorra em G1, a célula pode crescer

mais um pouco em G2. Entretanto, o ponto mais importante a ser conferido é se o DNA

está total e corretamente duplicado. Nesse ponto, várias anomalias genéticas, como

mutações e deleções, podem ser detectadas e corrigidas, também é neste ponto que as

células defeituosas podem (e devem) ser eliminadas. Uma falha nesse ponto pode levar ao

desenvolvimento de tumores malignos.

A última chance de eliminar uma célula defeituosa é no ponto de checagem que

antecede a saída da fase M. Enquanto todos os cromossomos não estiverem alinhados na

placa metafásica, a divisão celular (Aula 7) não prossegue para a anáfase e para a citocinese

(separação das células-filhas). Isso visa a garantir que cada célula-filha receberá uma cópia

exata do genoma da célula-mãe.

CICLINAS E CDKS: É PRECISO ALGO MAIS

Plaquetas não atuam apenas na formação de coágulos

Um dos primeiros mitógenos a ser descoberto foi o PDGF- fator de

crescimento derivado de plaquetas, ou, no original, em inglês,

platelet derived growth factor. Assim, além de atuar para a

coagulação do sangue, as plaquetas também contribuem para o

processo de cicatrização, estimulando a proliferação celular no local

ferido ou lesionado ao secretar localmente o PDGF armazenado em

vesículas em seu citoplasma.

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Já compreendemos que a célula entrará na fase M quando a Cdk-M formar um

complexo com a ciclina-M, cuja concentração citoplasmática aumenta gradativamente a

partir do fim da fase S e início de G2. Para garantir que a Cdk-M não comece a fosforilar as

proteínas da fase M antes da hora, o complexo ciclinaM-Cdk-M é inicialmente inativo. Para

que a Cdk se torne ativa, precisa ser fosforilada. Duas quinases fosforilam a Cdk-M. Uma é

a CAK- quinase ativadora de Cdk- que fosforila o sítio de ativação da enzima. A outra é a

WEE1, quinase que fosforila o sítio inibidor da Cdk. Assim, o complexo só se tornará

ativo depois de ter um desses fosfatos (o inibidor) removido pela ação de uma fosfatase: a

Cdc25. A partir daí, o complexo ciclina-Cdk (ou MPF) se torna ativo e é capaz de catalisar

inclusive a ativação dos complexos ainda inativos (Figura 6.10). Atenção! Esta mecânica

de fosforilação-desfosforilação ocorre para todas as ciclinas, não apenas a ciclina M.

Figura 6.10: O complexo ciclina-Cdk é inicialmente ativado pela CAK. Esta atividade pode ser
inibida pela fosforilação de um sítio pela quinase WEE e é revertida pela desfosforilação da Cdk
pela fosfatase cdc25.

“VOCÊ É UM HOMEM OU UM COGUMELO?”
(O pequeno príncipe – Antoine de Saint-Éxupery)

Células grandes como os ovos de sapos e mariscos são relativamente fáceis de

manipular e com isso facilitam o estudo do ciclo celular, mas as leveduras,

formas unicelulares de alguns fungos (como o fermento de pão), foram

escolhidas como modelo de célula eucariótica para estudo dos genes que

controlam o ciclo celular. Embora não sejam tão grandes quanto os ovos de

sapos e mariscos, as leveduras também são células eucarióticas e se dividem

com uma velocidade semelhante à das bactérias, isto é: muito rápido. Seu ciclo

celular todo leva cerca de uma hora. Associado a isso, foram produzidas muitas

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formas mutantes de leveduras que interrompem o ciclo celular em diferentes

pontos, permitindo identificar que genes estão envolvidos. Concluiu-se assim

que, do ponto de vista evolutivo, o ciclo celular é um evento extremamente

conservado. Os mesmos genes que controlam o ciclo em um simples fungo

também estão presentes em seres complexos como os mamíferos, ou seja, eu,

você e todos nós!

Afinal, o que as Cdks fosforilam?

As Cdks de cada etapa do ciclo celular catalisam a fosforilação de diferentes

proteínas, cada uma resultando num efeito diferente. A seguir, damos alguns exemplos.

Outros, você irá descobrindo à medida que aprofundar seus estudos, consultando outras

fontes.

 Cdk-S
A ativação da Cdk-S no início da fase S dispara a formação dos complexos de

síntese do DNA.

 Cdk-M
A Cdk-M, atua, entre outras, sobre as seguintes proteínas (que são, claro, seus

substratos):

 Catalisa a fosforilação das laminas, filamentos intermediários que formam uma rede
que reveste o envoltório nuclear (Aula 22 de Biologia Celular I e Aula 8 de Biologia

Celular II). As laminas fosforiladas despolimerizam, provocando a fragmentação da

lâmina nuclear e a vesiculação (e desaparecimento) do envoltório nuclear.

 A fosforilação de outra proteína, a condensina, promoverá a condensação dos
cromossomos observada na mitose (Aula 7).