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“Onde surge uma célula, existia uma célula prévia, exatamente como os animais só surgem de animais e as plantas de plantas”Rudolf Virchow, 1958
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CICLO CELULARCICLO CELULAR
A vida das células é formada por dois períodos: INTÉRFASE: inicia no fim da mitose e estende até
iniciar a próxima mitose. MITOSE: Reprodução celular, com as seguintes
finalidades:Nos unicelulares: reproduçãoNos pluricelulares: crescimento do organismo, reposição
das células que morrem e cicatrização ou regeneração dos órgãos e tecidos.
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Fases do ciclo celular O ciclo celular dos eucariotos está dividido em quatro fase separadas:
M, G1, S e G2 S: duplicação do DNA M: mitose A fase S e M são separadas por intervalos chamados: G1, e G2 há o
crescimento celular, duplicação do conteúdo citoplasmático
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Quantificação de DNA por células em
diferentes fases do ciclo celular
Mecanismos que controlam a dinâmica dos ciclos celulares
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Os processos essenciais do ciclo celular -tais como replicação do DNA, mitose e citocinese- são desencadeados por um sistema de controle do ciclo celular.
Fases do ciclo celular – Pontos de controle
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O controle do ciclo celularMontagem do fuso mitótico
Divisão celular completa
Desencadeia a maquinaria mitótica
Desencadeia a anáfase e segue para a citocinese
Desencadeia a maquinaria da replicação do DNA
Replicação do DNA
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Pontos de checagem do sistema de controle do ciclo celular: interrupção do ciclo se os eventos anteriores não se complementarem
Ponto de checagem em G1
•Todos os cromossomos estão ligados ao fuso?•Todo DNA foi
replicado?Ponto de checagem em G2 Ponto de checagem da metáfase
•O ambiente é favorável?
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Regulação do ciclo celular pelo crescimento celular e sinais extracelulares
Regulação pelos fatores de crescimento do ciclo celular das células animais
EGF (fator de crescimento epidérmico)
FGF (fator de crescimento de fibroblasto)
NGF (fator de crescimento do Nervo) PDGF (fator de crescimento derivado
de plaquetas) IGF (fator de crescimento semelhante
à insulina)
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No controle do ciclo celular intervêm ciclinas e cinases depedentes de ciclinas
Ciclinas: alternam um período de síntese crescente seguido porum de rápida degradação
Cinases dependentes de ciclinas: ao interagir com as ciclinas fosforilam e ativam moléculas responsáveis pela divisão celular
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Como a célula escapa da estável FASE G1 para iniciar a FASE S???
Sinais extracelulares que estimulam a proliferação celular
Acúmulo de ciclina G1
Associação de ciclina G1com Cdk2: complexo proteíco conhecido como SPF
ciclina G1
Cdk2SPF
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Como a célula escapa da estável FASE G1 para iniciar a FASE S???
ciclina G1
Cdk2SPF
Abertura de origens de replicação Ativa moléculas envolvidas na síntese de DNA (Helicases, DNAs
polimerases)
Concentração da ciclina G1 cai no final de S e desaparece na fase G2
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Como o sistema de controle do ciclo celular desencadeia o processo de replicação e ao mesmo tempo previne-o de ocorrer mais de uma vez por ciclo?
•O citoplasma da fase S contém fatores que direcionam os núcleos G1 a duplicação•Os fatores presentes em S desaparecem quando a célula passa de S para G2
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A ativação do complexo Ciclina –Cdk na A ativação do complexo Ciclina –Cdk na fase M (MPF) desencadeia a mitosefase M (MPF) desencadeia a mitose
MPF: Dímero constituído pela ciclina M e pela proteina quinase Cdc2
Ciclina B= Ciclina M
Rede de filamentos de actina se desisintegra: perda de contato
Microtúbulos se desmontam Lâmina se desagrega Aumento da compactação da
cromatina
M
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Identificação do MPF em Xenopus
Oócitos de sapo são bloqueados na fase G2 e a entrada na fase M da meiose é desencadeada pelo hormônio progesterona.
Oócitos em G2 são microinjetados com citoplasma extraídos de oócitos que sofreram transição de G2 para M.
Fator promotor de maturação (MPF)
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Os níveis de ciclina mitótica variam ciclicamente no decorrer do ciclo celular, atingindo seu pico máximo em metáfase e
decaindo abruptamente ao final de mitose
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Conclusão:
A ciclina M dispara a mitose e sua degradação é necessária para o término da mitose, em outras palavras, a célula necessita da ciclina M para entrar em mitose e precisa degradá-la para sair de mitose.
• Degradação: todos os cromossomos estão no plano equatorial, cinetocoros ligados aos microtúbulos
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Uma Visão simplificada do centro de sistema de controle do ciclo celularDesencadeia a maquinaria
mitótica
Desencadeia a maquinaria da replicação do DNA
MPF
SPF
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Pontos de checagem do sistema de controle do ciclo celular: interrupção do ciclo se os eventos anteriores não se complementarem
Ponto de checagem em G1
•Todos os cromossomos estão ligados ao fuso?•Todo DNA foi
replicado?Ponto de checagem em G2 Ponto de checagem da metáfase
•O ambiente é favorável?
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APC: favorece a degradação das ciclinas M e saída da mitose
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Cinetocoros que não se ligam ao microtúbulos do fuso produzem um sinal que impede a queda da ciclina M.APC: Degradação das ciclinas M e coesinas
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Mecanismos de reparo
Como p53 bloqueia o Ciclo Celular em G1?
A elevação dos níveis intracelulares p53 é o resultado de DNAs danificados, que ativam a transcrição de genes que codificam o inibidor p21 de cdk, p21 suprime atividade do complexo ciclina-Cdks
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Controle do ponto de verificação em G2
Um complexo de proteínas do ponto de verificação reconhece DNA não replicado ou danificado e ativa proteína quinase Chk1 que fosforila e inibe a proteína fosfatase Cdc25.A inibição de Cdc25 previne a desfosforilação e ativação de Cdc2.