Ciclo celular: mitose
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Ciclo Celular: Mitose e Controle do Ciclo Celular Disciplina: Biologia Celular Professoras responsáveis: Profa. Dra. Maria Tercília Vilela de Azeredo Oliveira Profa. MCs. Rosana Silistino de Souza Pós graduanda Bruna Victorasso Jardim CICLO CELULAR O Ciclo Celular é uma seqüência ordenada de eventos através do qual as células duplicam seus componentes e se dividem Responsável pelo desenvolvimento do organismo, renovação dos tecidos, reprodução. o Mantêm a homeostase Exemplos: o 5 milhões/ml de hemácias – 2,4 milhões destruídos por segundo Mitose de células primordias da medula óssea e posterior diferenciação o Aumento da taxa mitótica gerando a neutrofilia em resposta a infecções. o Reposição das células da camada epidérmica da pele, células epitelias do trato gastrointestinal. A duração do ciclo celular varia de acordo com o tipo, função e estágio de desenvolvimento celular Ausência das fase G1 e G2 O ciclo celular eucariótico apresenta-se assim dividido: Prófase Prometáfase Metáfase Anáfase Telófase Citocinese MITOSE Tempo variável Precisa receber estímulos para divisão SISTEMA - CONTROLE DO CICLO CELULAR Durante o ciclo celular, enzimas e proteínas devem ser ativadas e desativadas em determinadas fases. Importante para assegurar que um processo tenha terminado antes do início do próximo evento Considerar as condições externas à célula: estímulos para a divisão celular Pontos de checagem no Ciclo Celular Podem ser regulados por: Fatores de crescimento Moléculas sinalizadoras extra-celulares Unem-se a receptores celulares na membrana celular que transmitem o sinal do exterior para o interior da célula COMO O SISTEMA - CONTROLE REGULA OS EVENTOS DO CICLO CELULAR? • Fosforila proteínas chaves que controlam a maquinaria do ciclo: iniciam e regulam a replicação Mitose citocinese Fosforilação = Realizada por proteinos -quinases Desfosforilação = Realizada por proteinos -fosfatases Ativação de proteinos – quinases é realizada por ciclinas Proteinos – quinases dependentes de ciclina - CDKs Ciclinas e CDKs são proteínas altamente específicas As ciclinas sofrem acumulação e degradação periódicas Ativam a CDK correspondente Via ubiquitina - proteossoma Controlam a entrada e saída da mitose A ciclina sozinha não consegue ativar a CDK A CDK sofre fosforilação e desfosforilação em sítios específicos para tornar-se enzimaticamente ativas. Lembrando... Fosforilação = Realizada por proteinos - quinases Desfosforilação = Realizada por proteinos - fosfatases Resumindo... Acumulação da ciclina Associação com a CDK correspondente Ciclina Ativação da CDK (fosforilação e desfosforilação) CDK ativa fosforilação de proteínas específicas Eventos do ciclo celular Quinase dependente de ciclina (CDK) FASES DO CICLO CELULAR INTÉRFASE Fase G1 = “Gap” o Período que precede a citocinese da mitose anterior o Célula está aumentando seu tamanho e duplicando seus componentes citoplasmático o Em G1 a célula recebe estímulos para se dividir Acúmulo de ciclinas da fase S Ligação com moléculas de CDKs específicas Passagem para a fase S Fase com tempo de duração variável de acordo com as condições fisiológicas (3 hrs – anos) INTÉRFASE Fase S o Duplicação do material genético da célula o 2 mol. de DNA (cromátides-irmãs) estão ligada por proteínas coesina 2n=46 (4C = 92 moléculas de DNA) Replicação do DNA Semicorservativa • Enzimas envolvidas: - Helicase - DNA-polimerase - DNA-girase Na fase S ocorre a duplicação do centrossomo INTÉRFASE Fase G2 Intervalo entre o término da intérfase e o início da mitose Célula continua aumentando de tamanho e duplicando suas organelas celulares Acúmulo de ciclina que ativa a CDK complexo denominado MPF (fator de promoção da mitose) MPF vai fosforilar proteínas responsáveis pelos eventos da mitose Descoberta por estudos utilizando-se ovos de rã (Xenopus) (CDK) MPF tem a mesma concentração em todas as fases do ciclo celular mas ainda não está ativo. A ciclina correspondente começa a aumentar sua [ ] - MPF ainda precisa ser desfosforilado no final da mitose pela fosfatase específica FASES DA MITOSE MITOSE Prófase o Condensação dos cromossomos o Início da desestruturação do envelope nuclear o Migração dos centrossomos para lado opostos da célula Início da condensação da cromatina MPF (Ciclina-CDK) Fosforilação de enzimas responsáveis pela condensação cromossômica (condensinas) Fragmentação do envoltório nuclear • MPF Fosforilação das laminas A e C • Envoltório nuclear desintegra-se em vesículas • Laminas B ficam assossiadas as vesículas Formação do fuso mitótico MPF Fosforilação de proteínas associadas aos microtúbulos e alteram suas propriedades Instabilidade dinâmica = Microtúbulos encurtam-se e crescem por despolimerização e polimerização (remoção ou adição de subunidades de tubulina) + - MITOSE Prometáfase • Cromatina mais condensada • Nucleolo não é mais visualizado • Envoltório nuclear e organelas membranosas fragmentam-se em pequenas vesículas • Os microtúbulos do fuso ligam-se ao cinetocoro • Remoção das coesinas nas cromátides-irmãs mas não no centrômero MITOSE Metáfase • Cromatina com máximo grau de condensação • Cromossomos organizados na região equatorial da célula – Placa Metafásica Cromossomos na placa metafásica, fuso mitótico e cinetocoros MITOSE Anáfase Separação das cromátides irmãs que movem-se para polos opostos Ativação do Complexo Promotor de Anáfase (APC) Ubiquitinação e degradação de proteínas Securina, uma proteína inibitória, levando a ativação da separase que cliva a coesina Ciclina B – desativar MPF saída da fase M Anáfase A: A Encurtamento dos microtúbulos Despolimerização dos microtubulos ligados ao cinetocoro Anáfase B: Distanciamento dos polos do fuso levando ao alongamento da célula MITOSE Telófase o Reconstituição do envoltório nuclear e do nucléolo o Descondensação dos cromossomos o Reconstituição das organelas membranosas o Distribuição das organelas para duas células filhas o Início da formação do anel contrátil Eventos decorrentes da inativação do MPF Formação do novo envoltório nuclear Reestruturação do envoltório nuclear Alterações no núcleo durante a Mitose INTERFASE As etapas da fase M em uma célula animal típica MITOSE Citocinese Divisão citoplasmática da célula em duas Citocinese em células animais Ocorre na região marcada pelo anel contrátil (actina e miosina) na região perpendicular ao fuso mitótico Citocinese em células vegetais Acúmulo de vesículas produzidas pelo Complexo de Golgi na região equatorial da célula que se fundem e foram o fragmoplasto Vídeo - Mitose CICLINAS ESPECÍFICAS PARA CADA FASE DO CICLO CELULAR Ciclina D = fosforilação do pRb – liberação do fator de transcrição Ciclina E = passagem por G1/S – célula independente de estímulos Ciclina A= Ativa CDK responsável pela passagem por S Ciclina B = Ativação de MPF PONTOS DE RESTRIÇÃO DO CICLO CELULAR Todo DNA foi replicado? Cresceu o suficiente para se dividir? Todos os cromossomos estão ligados ao fuso? O ambiente é favorável? O DNA está danificado? Resumindo o controle do ciclo celular Síntese de ciclinas Associação com CDK Ativação da CDK (fosforilação e desfosforilação) Fosforilação de proteínas pela CDK ativa Progressão do ciclo celular pRB Proteínas inibidoras de CDKs Síntese de ciclinas Associação com CDK Ativação da CDK (fosforilação e desfosforilação) Fosforilação de proteínas pela CDK ativa Progressão do ciclo celular Parar o ciclo nos pontos de checagem Proteínas inibidoras de CDKs Parar o ciclo nos pontos de checagem Ex: G1/S Mutações no gene da p53 – Câncer PONTO DE CHECAGEM G1/S Recebeu estímulo para se dividir. O DNA não está danificado Corrigir danos no DNA antes de duplicá-lo •Fase S •Morte celular Não recebeu estímulos para se dividir Diferenciação Go - estado modificado de G1, no qual o sistema-controle não está ativo, porque estão ausentes as CDKs e as ciclinas. Parada irreversível ou reversível: Na ausência de estímulos de proliferação a fase Go pode permanecer por dias, semanas ou anos Exemplos: Diferenciam-se e perdem a capacidade de divisão = Hemácias, células musculares estriadas, glândulares e neurônios São repostas por células-tronco Diferenciam-se mas não perdem a capacidade de divisão = Linfócitos, hepatócitos Dividem-se quando recebem estímulos Obrigada!
