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Aula 6- Ciclo Celular

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com ovócitos de sapo 
(Xenopus). Como já comentamos na Figura 6.2, o zigoto dos animais normalmente é uma 
célula grande, e no caso do Xenopus (Figura 6.3) mede mais de 1mm! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Disciplina Biologia Celular II: Aula de Ciclo Celular. Atualizada em Janeiro de 2012. 
Autoria: Marcia Attias e Narcisa Cunha e Silva 5 
 
Figura 6.3: O ovócito de Xenopus, aqui visto em microscopia eletrônica de varredura, mede mais 
de 1mm. 
 
CONTROLE INTERNO DO CICLO 
A princípio, acreditava-se que o controle do ciclo celular estava no núcleo das 
células, mas um experimento crucial demonstrou que o controle é exercido por moléculas 
do citoplasma. 
O experimento consistia em retirar com uma agulha bem fina uma porção do 
citoplasma de um ovócito fecundado (zigoto) e injetar o conteúdo em um ovócito não 
fecundado (Figura 6.4). Pois bem, a célula que recebia esse extrato citoplasmático entrava 
imediatamente em mitose (embora fosse haplóide!). Injetando-se o extrato citoplasmático 
de uma célula na fase G2, não produzia nenhum efeito no ovócito. Concluiu-se, então, que 
no citoplasma do zigoto havia um fator promotor de mitose ou MPF (de M-phase 
promoting factor). 
Quando o MPF foi purificado, constatou-se que ele continha uma única enzima: uma 
proteína quinase (veja o boxe). Ao fosforilar proteínas-chave, eventos característicos da 
mitose como a condensação dos cromossomos, desagregação do envoltório nuclear e outros 
eram disparados. 
 
 
 
 
Figura 6.4: Demonstração 
experimental da presença do 
fator de promoção de mitose. 
Apenas o extrato do citoplasma 
de células na fase M é capaz de 
induzir a divisão em um ovócito 
não fecundado. 
 
 
 
 
 
Um fato intrigante é que 
essas quinases estavam presentes 
no ovo de Xenopus em todas as 
fases do ciclo celular, enquanto a 
ativação do MPF era cíclica 
(Figura 6.5). Como essas 
quinases poderiam estar 
ativas apenas em 
determinado momento? 
 
Quinases 
São enzimas que catalisam uma reação em que 
uma outra proteína é fosforilada, isto é, um 
fosfato vindo do ATP liga-se a um de seus 
aminoácidos. Essa reação pode ser rapidamente 
revertida pela ação de um outro tipo de enzima – 
as fosfatases. A adição ou remoção de grupos 
fosfato é uma das maneiras mais freqüentes de 
ativação e inativação de moléculas (Aulas13 e 14 
de Biologia Celular I). 
 
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Figura 6.5: Após 
injeção do 
extrato 
citoplasmático 
de Xenopus, a 
atividade da 
MPF aumenta 
rapidamente, 
caindo 
abruptamente 
ao final da 
mitose. 
 
Essa pergunta não foi respondida através de experimentos feitos com ovos de 
Xenopus e, sim, ovos de mariscos. Nesses organismos, foram detectadas proteínas cuja 
concentração ia aumentando gradativamente durante a fase S, caindo abruptamente quando 
a célula entrava na fase M (Figura 6.6). Essas proteínas foram batizadas de ciclinas. A 
primeira ciclina identificada foi justamente a que compõe o MPF e, por isso mesmo, é a M-
ciclina (ou ciclina-M). 
 
Figura 6.6: A concentração citoplasmática da ciclina-M, disparadora da mitose aumenta gradativa-
mente durante a intérfase, caindo abruptamente ao final da mitose. A concentração da quinase 
promotora da mitose é constante ao longo de todo o ciclo celular, apenas sua atividade varia. 
 
Concluiu-se assim que o MPF é, na verdade, um complexo de proteínas: uma ciclina 
e uma quinase dependente dela, ou Cdk (cyclin dependent kinase) (Figura 6.7). 
 
Após a descoberta da ciclina e da Cdk disparadoras da mitose – ciclina-M e Cdk-M 
foram identificadas outras ciclinas (e respectivas Cdks) disparadoras de outros eventos do 
ciclo celular. Assim, embora as Cdks estejam presentes o tempo todo, sua atividade é 
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regulada pela presença, ou não, da ciclina que a ativa. (RELEIA ESTA ÚLTIMA FRASE, 
POIS É MUITO IMPORTANTE QUE VOCÊ A ENTENDA). 
 
 
 
 
 
Figura 6.7: Para que determinada fase do ciclo 
celular se inicie, é necessária a ativação da Cdk 
por uma ciclina específica. A Cdk ativa, por sua 
vez, vai fosforilar outras moléculas e provocar 
mudanças na célula, como a condensação dos 
cromossomos, a formação do fuso mitótico etc. 
 
 
Também ficou mais clara a dinâmica de ativação das Cdks: as ciclinas da mitose, por 
exemplo, começam a ser sintetizadas no início da fase G2. Sua concentração citoplasmática 
vai aumentando até atingir a concentração reativa. Isso ocorre imediatamente antes de a 
célula entrar na fase M. Nesse intervalo, a célula estará cumprindo o roteiro de atividades 
das fases G1 (crescimento) e S (duplicação do DNA), sempre pela ativação das Cdks 
específicas dessas etapas, que vão sendo ativadas por ciclinas cuja concentração reativa é 
alcançada primeiro. 
Existem quatro classes de ciclinas, definidas pelo estágio do ciclo celular em que se 
ligam às Cdks e as ativam. Todas as células eucarióticas necessitam pelo menos três dessas 
quatro classes: 
1. Ciclinas G1/S- Ativam Cdks na fase avançada de G1 contribuindo para que seja 
atingido o ponto de „start‟, ponto a partir do qual não há retrocesso para entrada 
nas demais fases (S, G2 e M). Os níveis dessas ciclinas declinam na fase S. 
2. Ciclinas-S- Ligam-se às Cdks logo após o ponto „start‟ e ajudam a estimular a 
duplicação dos cromossomos. O nível dessas ciclinas permanece elevado até a 
fase M, onde também participam. 
3. Ciclinas-M- Ativam das CDks que estimulam o início da mitose a partir do ponto 
de checagem de G2/M. Estas ciclinas são degradadas no meio da fase M. 
4. Ciclinas-G1- Estas ciclinas estão presentes na maioria, mas não em todas as 
células, e governam as atividades das ciclinas G1/S até o ponto „start‟. 
Na Figura 6.8 estão esquematizadas as concentrações relativas das ciclinas ao longo 
das fases G1, S, G2 e M. Note que há grande variação quanto ao período de entrada e 
saída do ciclo de cada uma delas. A ciclina S, por exemplo, permanece presente e 
ativa desde o ponto de início (ou „start‟) até quase o fim da mitose. 
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Figura 6.8 Variação das concentrações relativas das ciclinas ao longo das fases G1, S, G2, 
e M. Repare que o nível da ciclina S se mantém alto do início da fase S até a metáfase da 
fase M e que o nível da ciclina M começa a aumentar logo após a fase S e quando chega 
a seu pico, a fase M tem início. 
 
CONTROLE EXTERNO DO CICLO: A ORDEM DOS FATORES 
ALTERA O PRODUTO 
 
Um ponto fundamental para o ciclo celular dar certo é que cada evento só seja 
iniciado quando for concluída a fase anterior (o mesmo princípio da correta lavagem de 
roupas: nada de enxaguar antes de ensaboar). Não é difícil prever as conseqüências 
desastrosas de entrar em mitose antes de concluída a duplicação do DNA, ou da entrada na 
fase S sem que a célula tenha crescido o suficiente. Por isso, ao longo do ciclo celular 
existem diversos pontos de checagem. Para passar à etapa seguinte, cada item da etapa 
anterior é checado e, se não estiver cumprido, o ciclo celular não avança. Veja na Figura 
6.9 quais são esses pontos de checagem e o que é checado em cada um deles. 
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