Aula 6- Ciclo Celular
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Aula 6- Ciclo Celular

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A fosforilação de proteínas associadas aos microtúbulos também promoverá sua
reorganização para formar o fuso mitótico (Aula 7).

Cada etapa do ciclo depende de ciclinas diferentes

Já vimos que o disparo de cada etapa do ciclo celular depende da ativação de

complexos ciclina-Cdk específicos daquela etapa.

Em contrapartida, uma vez encerrada aquela etapa, como é interrompida a atividade

dessas quinases? Respondeu certo quem se lembrou do mecanismo de degradação de

proteínas em proteassomas, estudado na Aula 18 de Biologia Celular I. Ao fim de cada

etapa as ciclinas são ubiquitinadas e direcionadas para rápida destruição nos proteassomas.

Volte à Figura 6.8. Note que a queda na concentração das ciclinas é sempre abrupta,

indicando uma rápida degradação das mesmas.

Os substratos do MPF, como as laminas, as condensinas, as proteínas associadas aos

microtúbulos etc., que tinham sido fosforilados no início da fase M, serão desfosforilados

no final dessa fase por fosfatases que são ativadas ainda pelo próprio MPF, imediatamente

antes da degradação das ciclinas.

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Desastre à vista? O ciclo celular pode ser interrompido

Que o ciclo celular é constituído de etapas (G1, S, G2 e M), você já sabe. Que cada

uma dessas etapas é disparada pela formação de complexos ciclina-Cdk, você também já

sabe. Que cada etapa é regulada pela etapa anterior, onde existem pontos de checagem,

também já foi comentado. Se este parágrafo foi novidade para você, VOLTE ao início

da aula, você não prestou atenção no que leu!

Agora, como é que o processo pode ser interrompido, caso em algum ponto de

checagem a célula não passe na vistoria?

Em cada ponto de checagem existem freios moleculares capazes de impedir o

prosseguimento do ciclo (Figura 6.11). Porém, a maioria dessas moléculas é pouco

conhecida, ou mesmo desconhecida. Uma exceção são as proteínas inibidoras de Cdks,

que bloqueiam a formação ou a atividade de complexos ciclina-Cdk.

Figura 6.11- Nos diversos pontos de checagem são prevenidos e corrigidos erros de replicação do
DNA. Enquanto os erros não forem corrigidos ou a replicação não estiver completa, o ciclo
permanece parado naquele ponto. Já no ponto de checagem de M o que é conferido é a ligação de
todos os cromossomos ao fuso, o que garante a divisão igualitária do DNA entre as células filhas.

No ponto de checagem de G1, danos na estrutura do DNA induzem o aumento da

concentração e da atividade da p53, proteína reguladora da atividade gênica. Quando ativa,

a p53 estimula a transcrição de um gene que codifica a p21, uma proteína inibidora de Cdk

(Figura 6.12). A proteína p21 se liga aos complexos ciclina-Cdk da fase S, responsáveis

por levar a célula à fase S, bloqueando sua ação. A parada na fase G1 dá oportunidade à

célula de reparar seu DNA antes de replicá-lo. Mutações na p53 são incapazes de impedir a

replicação de DNA lesado. Não é, portanto, surpreendente que diversos tipos de células

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tumorais possuam mutações no gene que codifica essa proteína, o que evidencia sua
relação com o desenvolvimento de câncer.

Figura 6.12: Mecanismo de inibição da atividade do complexo ciclina-Cdk provocado por uma
lesão no DNA. A proteína p53 ativada estimula a transcrição da p21, proteína que se liga ao
complexo ciclina-Cdk, paralisando o ciclo celular para que o DNA possa ser replicado
corretamente.

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Dividir ou não dividir, eis a questão

A partir do estágio de oito células, já têm início os processos de diferenciação celular

de um embrião. Algumas irão constituir os anexos (placenta, saco amniótico e saco

vitelínico), outras farão parte dos folhetos embrionários. Nessa etapa, todas as células se

dividem intensamente. No indivíduo adulto, alguns tecidos, como a pele, o sangue e os

ossos, renovam-se constantemente. Isso implica a permanência, na idade adulta, de

linhagens de células capazes de se dividir e se diferenciar nos diferentes tipos celulares

encontrados nesses tecidos – as células-tronco, assunto de uma outra aula nesta disciplina.
No epitélio intestinal, as células se dividem a cada 24 horas, aproximadamente. Já no

fígado, que é tido como um órgão com grande capacidade de regeneração, os hepatócitos se

dividem, em condições de normalidade, apenas uma vez por ano! Este estado particular é

chamado de G0 ou quiescência e para se dividir as células voltam a entrar em G1.

Células com grau ainda maior de especialização, como os neurônios e as células

musculares não se dividem, permanecendo em G0. Esta condição é irreversível, ou seja,

estas células não podem entrar novamente em G1. Isso é chamado diferenciação

terminal.Via de regra, quanto mais especializada a célula, menor a freqüência com que ela

entra em divisão.

Uma célula pode permanecer no estado G0 por tempo indefinido. No caso dos

neurônios, para sempre. Nos hepatócitos, o período G0 pode atingir dois anos, mas eles

continuam podendo voltar a G1 e reentrar no ciclo.

Dividir até quando?

Cada tipo celular que compõe um organismo parece já ter uma programação interna

de quantas vezes vai se dividir antes de morrer. Tomando como exemplo um fibroblasto

humano: se ele for retirado de um embrião e mantido em cultura de células em condições

ideais de nutrição e espaço, vai se dividir cerca de 80 vezes; já um fibroblasto humano

retirado de um adulto de 40 anos, mantido nas mesmas condições, vai se dividir cerca de 40

vezes apenas. Essa observação coloca em evidência uma possível relação entre o controle

do ciclo celular e o envelhecimento e a longevidade.

Procurando entender o mecanismo de controle do número de divisões que uma célula

é capaz de realizar, os achados apontam para a replicação do genoma. A cada replicação, a

ponta do cromossomo, o telômero, precisa ser restaurada por uma enzima, a telomerase.

Nas células humanas, o gene que codifica a telomerase não é expresso em células somáticas

do adulto. Por isso, a cada divisão celular, o telômero fica mais curto, até que não é mais

possível replicar o cromossomo corretamente. Entretanto, as células podem se manter nessa

situação, denominada senescência celular, por longo tempo realizando perfeitamente suas

funções antes de morrer.

Ao contrário do que se possa pensar à primeira vista, os mecanismos que restringem a

divisão celular atuam a nosso favor. Sem eles, não seria possível manter as proporções

corporais já que esta depende da entrada e saída no ciclo celular de cada célula do

organismo no momento exato. Na fase de crescimento, seja embrionário ou durante a

infância, os ciclos de multiplicação celular são mais intensos e resultam no crescimento do

animal. Já na fase adulta o importante é fazer apenas a reposição de células que vão

morrendo, seja naturalmente, como as do sangue e os epitélios, que se renovam

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constantemente, seja para o reparo de