Organização cromossômica e Ciclo Celular

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Organização cromossômica e Ciclo Celular
· A Estrutura do Dna· Os Genes estão presentes no DNA que constitui estruturas especificas:
- Cromatina DNA e proteínas distribuindo-se homogeneamente pelo núcleo.
- Cromossomo são visíveis apenas nas células em divisão, mas mantém sua integridade entre as divisões celulares. 
Estrutura Primária Nucleotídeos
Estrutura Secundária Dupla Hélice
Estrutura Terciaria Cromossomo 
-Células Humanas – 3 milhões de pares de base – 1.80m
- 14.000 x tamanho do núcleo
· Estrutura dos Cromossomos
- Nucleossomo = DNA (– devido a presença do fosfato) + Histonas (Proteínas +)
-Estruturas Filamentosas localizadas no interior do núcleo das células (DNA + Proteínas)
-Vários Nucleossomos formam cromatina
- Contém genes 
- Transmitem as características Hereditárias 
- Visualizados na divisão celular apresentam-se condensados (superenrolamento ou compactação do DNA)
· Proteínas Histonas 
- Estruturação da cromatina 
-Complexo de Histonas = 8 Histonas e a Histona H1
- Principais tipos: H2a, H2b, H2a’, H2b’, H3 e H4 
- Abundância de aa Arginina e Lisina – cauda com carga positiva 
- Cargas negativas dos fosfatos do DNA mantendo o contato entre o DNA e as histonas
- “Caudas” positivamente carregadas das histonas ligam-se à carga negativa dos fosfatos no DNA.
- Há uma outra Histona que não faz parte do conjunto de 8 histonas, que é a H1 (Ela fica pela parte de fora e vai se ligar a 20 á 22 pares de DNA, Como se fosse uma presilha final para que o DNA não se solte da Histona) 
- Quando o DNA está compactado ele não é acessível aos processos que ocorrem na célula, pra que o DNA seja acessível precisa ocorrer a acetilação dessas proteínas Histonas. 
 - Quando o DNA está compactado em forma de cromossomo, ele não sofre os processos de Expressão gênica e posteriormente tradução.
-A Dupla Hélice é a forma mais descompactada. (A Dupla Hélice vai começar a formar o Nucleossomo)
 - Os Nucleossomos vai se organizando dentro do núcleo formando uma estrutura chamada de Cromatina, essa cromatina vai se condensando e depois se espiralizando até que a gente tenha a estrutura do cromossomo, chamado cromossomo Metafásico (Cromossomo que é mais condensado, maior nível de condensação).
- O Cromossomo utilizado para analise Citogenética é o cromossomo Metafásico. 
-Fibra cromossômica é onde já começa a se formar a cromatina. 
- Cromatina vai ser a organização dos Nucleossomos.
- Cromatina vai se organizar durante a interfase, até chegar na metáfase, onde ela vai estar no maior nível de condensação que vai ser o cromossomo Metafásico. 
FILAMENTO DE DNANUCLEOSSOMO CROMATINA FILAMENTOS (INTERFASE E METAFASE CROMOSSOMO METAFASICO.
· Estrutura do Cromossomo 
- Na analise citogenética, não só faz a contagem dos cromossomos, mas identifica o braço, o lócus do cromossomo.
-O Cromossomo ele tem 2 cromátides, chamadas cromátides Irmãs.
- Centrômero é o ponto de ligação entre as duas cromátides
· Níveis diferentes de condensação 
- Regiões Heterocromáticas (Heterocromatina) Parte final do cromossomo e na parte do centrômero, essas regiões vão ser mais condensadas, por serem as regiões mais críticas dos cromossomos. Tem DNA, mas não tem genes que vão codificar.
- Regiões eucromáticas (Eucromatina) Onde os genes estão localizados
- Regiões telomericas e centromericas onde a Heterocromatina está presente são as regiões que não tem genes. MAS PORQUE ESSAS REGIÕES SÃO TÃO CONDENSADAS? Primero porque a cada divisão celular, existe uma tendência de perder nucleotídeos de DNA das pontas dos cromossomos (telômeros são regiões heterocromáticas repetitivas para que não se perca sequencias do DNA: Centrômero Mais condensado por ser um ponto de ligação entre duas cromátides e por ser o ponto que vai ocorrer a separação das duas cromátides durante a mitose. 
- Braço curto (p); Braço Longo (q)
- Centrômero é uma região importante, porque é onde fica a região do cinetócoro, junto com as fibras do fuso.
- Essas fibras do fuso é que vão se ligar as fibras que vem dos centrossomos, (vistas durante a mitose) e vão se ligar de um lado da célula e do outro lado da célula, para que quando ocorra a separação, ela ocorra de forma igual
-Através da ligação das fibras do fuso com o cinetócoro é que vai ocorrer a separação desse cromossomo.
- Hibridização in situ fluorescente (FISH) consiste em corar o cromossomo de uma cor e corar uma região especifica do cromossomo de uma outra cor.
- Todos os cromossomos tem a mesma sequência do telômero (sequência que fica no final do cromossomo, que é uma região repetitiva), que tem essa sequência aqui:
-Essa Sequencia vai ser colocada no final da replicação do DNA, (a DNA Primase tira os primers, e a DNA Polimerase vai refazer adicionar os nucleotídeos no local que estava os primers, com exceção local que fica o primer que está mais na extremidade, A Telomerase vai se ligar a região e vai começar a adicionar a sequência) 
- Se não houvesse mecanismos especiais, a replicação do DNA deixaria lacunas por causa dos primers nas extremidades dos cromossomos
- Proteção da porção final os cromossomos – estabilidade do cromossomo 
- Telomerase - Possibilitar a completa replicação do DNA no cromossomo
- Isso vai fazer com que o final do cromossomo, tanto do braço p quanto do braço q ele tenha essa região repetitiva.
- A gente precisa disso porque sabemos que quando ocorre a divisão celular, eventualmente elas vão perder alguns nucleotídeos (deleção)
- O Telômero vai diminuindo... e quando esse telômero já diminuiu suficiente pra começar a colocar em risco a região do DNA que contem os genes, essa célula já é uma célula que esta velha e entra em apoptose, justamente para que não ocorra o processo de perda do material genético.
- Participação na limitação de divisões celulares e são importantes nos processos envelhecimento
· Classificação dos Cromossomos 
- Acrocêntrico existe somente o braço q, o braço p é somente uma região chamada de região satélite que é uma região só de heterocromatina.
- Submetacêntricos O braço p é menor que o braço q
-Metacêntricos Braço q e Braço p de tamanhos iguais 
- Quando se vai analisar uma metáfase, tem que ver se tem todos os grupos e se tem todos os cromossomos dentro daquele grupo.
Grupo A é onde se tem os maiores cromossomos (1,2 e 3) (1 e 3 metacêntricos; 2 submetacêntricos)
Grupo B Cromossomos 4 e 5, os dois submetacêntricos.
Grupo C Existe tanto metacêntrico quanto submetacêntrico, é o maior grupo que tem com cromossomos medianos (6 até o 12 e o cromossomo X, Que faz parte desse grupo)
Grupo D Tem somente cromossomos acrocêntricos (13, 14 e 15)
Grupo E Pequenos, 16,17 e 18.
Grupo F 19 e 20
Grupo G Os menores cromossomos, 21, 22 e o cromossomo Y.
-Quando vai ser feito uma análise cario típica é necessário parear os cromossomos e ver se tem todos os 46 cromossomos na metáfase que está sendo analisada.
-Pode ser que tenha cromossomo a menor ou a mais, cromossomo reorganizado (sofreu uma quebra e se reestruturou, rearranjo diferente)
- GENE sequência de DNA que produz uma cadeia polipeptídica (proteína), localizados em regiões especificas.
- LOCUS posição que um gene ocupa no cromossomo, região especifica que o gene está.
- ALELOS os genes que ocupam o mesmo lócus no par de cromossomos homólogos.
· Ciclo Celular
Estágios de divisão de uma célula PROCESSO CRÍTICO Transmissão da informação genética para todas as características de uma célula genitora para as células filhas.
- A célula vai se dividir em duas células filhas , que tem que ter o mesmo material genético da célula mãe, não podendo sofrer nenhuma alteração durante essa divisão. (Alterações durante essa divisão pode causar síndrome genética)
G1 Crescimento e metabolismo, Começa a produzir as proteínas que vão ser necessárias para ser usada na fase S.
S Síntese de DNA e duplicação cromossômica, (se ocorrer aqui um erro durante a replicação essa célula ela pode ser impedidade entrar em mitose e se dividir carregando aquele erro)
G2 Fase de preparação da mitose, onde ocorre os eventos bioquímicos, serão produzidas as proteínas para que entre em mitose.
Mitose (Fase M) PROFASE, METAFASE, ANAFASE, TELOFASE E CITOCINESE (quando a célula vai ser dividida em 2).
Interfase G1, S e G2 
-Esse ciclo celular ele tem os chamados Checkpoint, que são pontos de controle ou Pontos de verificação, porque precisa ser garantido que a célula passe pelo seu ciclo celular, se divida sem haver nenhum tipo de alteração. 
-Durante a fase G1, essa célula vai crescer, mas antes de ela entrar na fase S, existe um Checkpoint chamado de G1/S (como se fosse uma parada pra checar de estava tudo ok com a célula), se tiver ok, ela entra na fase S (Síntese de DNA), se não tiver ela vai entrar na fase G0 e não continuar no ciclo celular.
-Vamos supor que está tudo ok, quando ela entra na fase S, vamos supor que durante a fase S Ocorreu uma mutação, o DNA se multiplicou e a célula vai entrar na fase G2 Pra se preparar pra entrar em Mitose.
-No final da fase G2, ocorre outro Checkpoint chamado G2/M, Se for detectado que a célula está com alteração ela não entra em mitose, sofrendo apoptose.
-Se não tiver nada de alterado e ela passar pelo checkpoint ela vai entrar em mitose.
- No Final da mitose, existe outro checkpoint , chamado M que é o checkpoint da mitose, porque a gente sabe que na mitose vai ocorrer a separação das cromátides irmãs, podendo acontecer um evento chamado de não disjunção cromossômica que é quando as cromátides não se separam (ao invés de ir cada uma para uma célula, vão as duas para um célula só, tendo uma das células filhas tendo um cromossomo a mais e a outra um cromossomo a menos) 
- Quem vai mediar isso, fazer com que essas células caminhem ou não nessas fases do ciclo celular? São duas quinases dependentes de ciclina (CDK’s e as próprias Ciclinas)
· CDK’S e Ciclinas
-São produzidas durante o ciclo celular, porque dependendo do nível que tiver delas, vai acontecer a passagem de uma fase pra outra do ciclo celular.
- Os fatores de transcrição se mantem inativos enquanto eles tiverem ligado a uma proteína que vai regula-lo. 
- Quando é necessário aquele fator de transcrição entrar para produzir aquele gene especifico, ocorre o processo de fosforilação, que é na verdade a separação da proteína com o fator de transcrição, para que o fator ele possa vir no promotor daquele gene especifico que precisa ser transcrito e iniciar o processo de transcrição.
- A Gente tem fatores de transcrição que são comuns a vários genes, que são os que reconhecem o TATA Box e etc. 
-Só que temos fatores de transcrição, especifico para determinados genes, a partir do momento que esse fator é liberado ele está apto a se ligar na região especifica pra ele e começar a transcrever aquele gene, traduzindo o gene e gerando proteínas, quais são as proteínas geradas? As Ciclinas e as CDK’S. 
- Fase G1, Ponto de verificação G1/S Fase S Fase G2, Ponto de verificação G2/M Fase M, Ponto de verificação M
- No início da fase G1, Começa ter a fosforilação da CDK e ciclina, essas Ciclinas e CDK’S que foram produzidas vão atingir seu máximo durante o final da fase G2, Quando elas tiverem o máximo de produção das duas, elas vão se ligar a um fator promotor de mitose (MPF) que até então estava inativo.
-Se acontecer algum problema durante a fase G1 e S e não tiver a quantidade suficiente de ciclina e CDK produzida o fator promotor de mitose não vai ser ativado. Sendo ativado somente quando tiver a quantidade de ciclina e CDK suficiente para desfosforilar o fator, fazendo a célula entrar em mitose, ocorrendo o processo de separação. 
- O Fator promotor de mitose fica ativo durante a mitose toda, quando mitose encerra a ciclina começa a ser degradada durante a citocinese.
-Fase de pro-metáfase é usada pra avaliar os cromossomos menor condensados. 
- Conjunto de subunidades de tubulinas que tem a capacidade de esticar.
· Meiose
- O processo pelo qual são formados os gametas - papel central na reprodução entre eucariotos.
- Meiose I, Ocorre a divisão em que vai ficar com um cromossomo homologo cada uma. (diploides) 
- Meiose II, vai ocorrer a separação das cromátides (haploides)
· CROSSING-OVER 
- Durante o processo de síntese de DNA, quebra entre regiões idênticas dos cromossomos homólogos e essas regiões são trocadas, (NÃO É UMA TRANSLOCAÇÃO).
-O Crossing-over ocorre pra aumentar a variabilidade genética, acontece aleatoriamente e em várias partes do cromossomo.
-As regiões onde forma os quiasmas (regiões onde tem as trocas) elas são perfeitamente aneladas, tem uma proteína chamada proteína Axis, sendo ela responsável por iniciar o processo de recombinação, criando um nódulo de recombinação (complexo Sinaptonêmico) entre os 2 cromossomos que estão grudados, promovendo a quebra no mesmo local. (A TROCA TEM QUE SER IDENTICA)
-Pode ocorrer mais de uma vez no mesmo cromossomo
· Meiose I 
· Meiose II
 - Coezina ela é uma enzima que mantem tanto durante a mitose mantendo as cromátides ligadas quanto na meiose mantendo os cromossomos homólogos e as cromátides unidas. 
-Elas facilitam quando as fibras do fuso chegam no cinetócoro, essa enzima segura até o processor que vai ocorrer a anáfase, tanto na mitose quanto na meiose. 
- Na mitose ocorre a degradação da Coezina já quando as fibras estão ligadas, impedindo que ocorra a quebra do cromossomo, a mesma coisa na meiose, só que na anáfase I NÃO se degrada, a coenzima só vai entrar em degradação na anáfase II.
-Essa enzima participa ativamente no processo de alinhamento das cromátides e dos cromossomos homólogos e na hora da separação deles também.
· Citogenética Humana Área da citogenética que estuda os cromossomos, o bandeamento-
· mais utilizado é o bandeamento G
- CARIOTIPO Analise dos cromossomos em metáfase.