Ciclo celular e mitose

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Cicl� celula� � mit�s�
Os eventos celulares são responsáveis
pela geração de duas células filhas, a
partir de uma célula mãe, que são
conhecidas como ciclo celular. Essa
divisão é fundamental para: o
desenvolvimento embrionário, o
crescimento do organismo, a regeneração
ou renovação tecidual, a reprodução
assexuada e a formação de gametas
A meiose é importante para reduzir o
número de cromossomos e formar os
gametas.
Procariotos:
1. Fissão binária
Eucariotos:
1. Mitose
Crescimento, desenvolvimento e
reparo
Reprodução assexuada (gera duas
células idênticas
Ocorre nas células somáticas
2. Meiose
Reprodução sexuada
Ocorre em células reprodutivas
Origina gametas
Mitose X meiose
Cicl� d� divisã� celula�:
Crescimento e reprodução são atributos
fundamentais de todas as células
Padrão de crescimento celular, aumento
quantitativo e coordenado de milhares de
tipos de moléculas, inclusive o material
genético e culmina com a partição do
núcleo e do citoplasma em 2 células
filhas.
Função:
1. manter a vida em organismos
pluricelulares, reposição de células
mortas, regeneração de tecidos ou
órgãos danificados, apoptose
(morte celular programada)
2. Gerar a vida em organismos
unicelulares
Interfase e mitose:
Divisão e expansão celular é a forma dos
organismos multicelulares crescerem
- Células filhas semelhantes à célula
mãe e entre si
- Células filhas herdam uma réplica
exata da informação genética
- Cada célula filha herda metade do
citoplasma da mãe
Mit�s� � citocines�:
- Mitose: ou divisão nuclear, um lote
completo de cromossomos
duplicados previamente é alocado
para cada um dos dois núcleos
filhos
- Citocinese: processo que divide a
célula inteira em duas novas (
divisão do citoplasma)
Interfas� � mit�s�:
É dividido em duas fases distintas: fase M
e interfase
A mitose + citocinese são referidas como
fase M
Interfase é dividida em 3 fases:
- G1 crescimento celular e
preparação para duplicação do
DNA nuclear
As mudanças que determinam a
entrada na fase G1 dependem da
expressão da proteína ciclina D,
que é ativada pela cascata de
sinalização mediada pelos fatores
de crescimento.
- S duplicação do DNA
A progessão para a fase S só
ocorre após a verificação é de
integridade do DNA.
- G2 crescimento da célula e
duplicação completa do DNA
G = Gap (intervalo)
S = Síntese
G0: célula com ciclo de divisão
estacionado em G1 (Animais e plantas),
sem atividade fisiológica. Pode ser
induzida pelo frio, desidratação.
Eventos da interfase:
Produzir um suprimento de organelas e
outros componentes citoplasmáticos em
quantidade suficiente para as duas
células filhas e reunir as estruturas
necessárias para desencadear a mitose
Replicar o DNA e sintetizar as proteínas
associadas a estes nos cromossomos
Fase G: Intensa atividade bioquímica, a
célula dobra de tamanho, são sintetizadas
enzimas, ribossomos, organelas, sistemas
de membranas e outras moléculas e
estruturas citoplasmáticas . Depende de
fatores extracelulares
Fase S: Duplicação do DNA e síntese de
histonas. Depende de fatores
intracelulares
Fase G2: fase que antecede a mitose, o
principal evento é verificar se a replicação
do cromossomo se completou e se todo o
dano ao DNA foi reparado. Iníco da
condensação dos cromossomos, ainda
não visíveis.
Divisão equacional:
Prófas�:
Cromatina se condensa gradualmente,
formando cromossomos bem definidos
(no início aparecem como filamentos
alongados dispersos pelo núcleo)
A medida que a prófase avança, os
cromossomos tornam-se mais visíveis
(claramente evidenciando as duas
cromátides)
As cromátides irmãs mantêm-se unidas
pelo centrômero
Aparecimento dos fusos mitóticos
Núcleo desaparece, a desorganização do
envoltório nuclear marca o final da prófase
Pr�-metáfas�:
A entrada é caracterizada pelo
desarranjo do envelope nuclear, fruto
da fosforilação das lâminas nucleares
pelo complexo ciclina B/cdk1. Assim, o
material genético tem acesso ao
citoplasma, onde os cromossomos
poderão se unir aos polímeros do
microtúbulo, em uma região localizada
no centrômero é denominada
cinetócoro.
Metáfas�:
Cromossomos se alinham no plano
equatorial do fuso mitótico
Fuso mitótico consiste nas fibras que são
feixes de microtúbulos
Fuso mitótico se liga ao cinetócoros
Os cromossomos alinhados na placa
equatorial ou placa da metáfase marcam
o final da metáfase
Cinetocoro é uma estrutura proteica
lateralmente associada ao centrômero de
cada cromátide
O disco interno se conecta ao centrômero
e o mais externo aos microtúbulos que
compõem o fuso de divisão.
O cinetócoros dirigem a migração dos
cromossomos durante a divisão celular
Anáfas�:
Inicia-se com a separação das cromátides
irmãs junto aos centrômeros (agora são
chamadas de cromossomos filhos)
Com o deslocamento dos cromossomos
filhos através do cinetócoro em direção ao
s pólos opostos da célula, os braços dos
cromossomos parecem voltados para trás
Ao final da anáfase, os conjuntos
idênticos dos cromossomos moveram-se
para os pólos opostos
O encurtamento do microtúbulos se dá
por perdas de subunidades de tubulina.
Existem também evidências de proteínas
motoras que utilizam ATP no processo
para puxar os cromossomos ao longo dos
microtúbulos para os pólos, enquanto
subunidades de tubulina são
simultaneamente eliminadas junto ao
cinetócoro
Telófas�:
O Envoltório nuclear é reorganizado ao
redor de cada lote de cromossomos, o
fuso mitótico é desfeito e os cromossomos
são descondensados..
As membranas desses envoltórios são
derivadas de vesícula do retículo
endoplasmático
Acredita-se que estas vesículas se liguem
aos cromossomos através das lâminas
nucleares, dando início a um processo de
fusão vesicular que culmina com a
regeneração do envelope nuclear e o
confinamento do material genético no
interior do núcleo recém formado. A
inativação das condensinas promove a
descondensação dos cromossomos e o
retorno da cromatina como a configuração
estrutural do material genético. Por fim, o
nucléolo é reorganizado, restabelecendo
as feições originais do núcleo interfásico.
A divisão celular termina, no entanto, com
a divisão do citoplasma em um processo
conhecido como citocinese. A citocinese
tem início na anáfase, terminando na
telófase. Em células animais, um anel
contráctil formado por filamentos de actina
e miosina é responsável pela compressão
da membrana plasmática de forma a gerar
as duas células filhas. Em plantas
superiores, a citocinese é resultado da
formação de uma nova membrana e
parede celular por uma estrutura
denominada fragmoplasto, um complexo
formado pelo microtúbulo, microfilamentos
e elementos do retículo endoplasmático.
Inicialmente, vesículas oriundas do
complexo golgiense se alinham no meio
da célula formando uma estrutura
denominada placa celular, que com o
auxílio do fragmoplasto se projeta em
direção à superfície celular, levando à
divisão da célula e à formação das duas
células filhas.
Dois grupos de proteínas chave:
Quinases dependente de ciclinas (CDK):
fosforilam enzimas
Ciclinas: são proteínas que se ligam às
CDKs controlando sua capacidade de
fosforilação de proteínas, permitem que
elas atuem como enzimas (ativação) e
seu direcionamento
Complex�� ciclin�-CDK
G-CDK decisão da célula entrar ou não
em divisão e é ativado por fatores
extracelulares
G/S-CDK: estimula a duplicação e
desencadeia a fosforilação de outras
proteínas celulares, incluindo polimerases
que são necessárias a sintese de DNA
S-CDK: Fosforila o complexo de
reconhecimento das origens de replicação
M-CDK: induz a condensação dos
cromossomos, a fragmentação do
envoltório nuclear e a organização do
citoesqueleto para a montagem do fuso
G-CDK: decisão da célula entrar ou não
em divisão e é ativado por fatores
extracelulares - vital no controle de
tumores
Replicaçã� d�
DNA � PCR
PCR (reação em cadeia polimerase)
utilizada da técnica de replicação in vitro
no diagnóstico de doenças.
A replicação ocorre para que possa
ocorrer a divisão celular, e acontece na
fase S da interfase.
É um processo semiconservativo, ou seja,
metade do material antigo é mantido, o
que diminui as chances demutações.
A abertura da dupla fita de DNA é
necessária uma enzima DNA helicase,
que promove a quebra das pontes de
hidrogênio.
A topoisomerase (a principal é a girase)
atua desenrolando e relaxando a
molécula de DNA.
Proteínas ligadoras de fita simples são a
SSB, que mantém as fitas separadas.
As DNA polimerases são enzimas que
catalisam a síntese de DNA a partir de
desoxirribonucleotídeos durante a
ativação da replicação do DNA.
Enzim� DNA polimeras�:
Enzima que catalisa a adição de
nucleotídeos à extremidade 3’ de uma fita
de DNA.
Precisa de um molde
- A cadeia molde complementar
Mecanismo de polimerização é no sentido
5’ → 3’
Incapaz de fazer DNA do zero (precisa ter
extremidade 3’OH livre)
Possui mecanismo de correção de erros
no sentido 3’ → 5’
Enzima DNA-Polimerase necessita de um
primer.
Uma enzima chamada primase sintetiza
um primer de RNA. ao final do processo
de replicação primer é removido
A enzima DNA-Polimerase só sintetiza
novas fitas na direção 5’ → 3’, fazendo a
leitura da fita molde na direção 3’ → 5’
A fita que deveria crescer no sentido 3’ →
5’ é feita descontínuamente, em
pequenos pedaços, com a
DNA-polimerase trabalhando para trás a
partir da forquilha de replicação.
Os fragmentos são posteriormente unidos
(DNA-ligase), formando uma fita contínua.
PCR: é o método in vitro de replicação
do DNA. Amplificar sequências
específicas de DNA. E o processo
realizado em vários ciclos com diferentes
temperaturas
Reaçã� d� PCR :
DNA a ser amplificado
Primers - foward e reverse
dNTPs - nucleotídeos
DNA Polimerase
MgCl2
H2O RNASE e DNASE FREE
Tampão
1. Primeira fase- desnaturação
Aquecimento para a separação da
dupla fita
Separa tanto a fita de DNA original
quanto os produtos de
amplificação
2. Segunda fase- aquecimento dos
primers
Hibridização
Temperatura varia conforme o par
de primers
Determina a especificidade da
ligação e da reação, pois são
sequências específicas do que
está sendo estudado
3. Terceira fase - Extensão
Atividade da Taq DNA Polimerase
duplicação do DNA
PCR é um processo de replicação do
DNA in vitro
Amplifica fragmentos específicos do DNA
total
Ocorre em 3 etapas
O papel da maior parte das enzimas é
substituído por temperaturas ou reagentes
da técnica
É aplicada para fins diagnósticos na
identificação, quantificação e análise de
processos fisiopatológicos.