Divisão celular - IQ-USP

Divisão celular
A única situação em que dividir e multiplicar significam a mesma coisa
•Todos as células se dividem:
1. Em organismos unicelulares, divisão celular é o modo principal de
reprodução
2. Em organismos multicelulares, divisão celular é necessária durante o
desenvolvimento e também no individuo adulto, para manutenção da
homeostase do organismo
Em organismos multicelulares adultos, nem todas as células se dividem,
mas todas se originarem de processos de divisão mitótica à partir de uma
célula precursora
Em reprodução sexuada, essa célula precursora é o gameta fecundado
Em reprodução assexuada, essa célula precursora é uma célula somática
que desdiferencia
O ciclo celular
•Dividido em 4 fases “funcionais”
•Tempo de duração varia bastante entre
tipos celulares distintos
Saccharomyces cerevisiae
Célula de mamífero
1.25 – 2 hr
20-24 hr
•Independente do tempo de duração total
do ciclo celular, a divisão per se (mitose)
toma entre 5-10% do tempo total do ciclo
celular
Fase do ciclo
Atividade
bioquímica
G1 (1º parada)
•Elevada taxa de síntese
protéica
•Síntese das enzimas e
fatores protéicos
necessários para
replicação do DNA
S (síntese)
•Síntese de DNA
•Diminuição na taxa
de síntese protéica
G2 (2º parada)
•Resume síntese
protéicas, de proteínas
estruturais envolvidas
em mitose, como
microtubulos
M (mitose)
•Condensação do
DNA em
cromossomos
•Formação do fuso
protéico de separação
das cromatides
• Síntese de lipídeos e
membranas
•Desagregação da
membrana nuclear
•Duplicação das
organelas (exceção do
núcleo)
•Separação e
reconstituição da
membrana nuclear
•Aumento
Aumento do volume
celular com expansão da
membrana plasmática
Com exceção da mitose, as outras fases do ciclo celular não podem ser distintas morfologicamente
Células humanas (HeLa) em cultura
Células de hamster (CHO) em cultura
Fonte: www.microscopyu.com
Como nós sabemos em qual fase do ciclo celular cada célula está?
Identificando e analisando o perfil molecular de cada fase!!!!!
Células em fase S estão sintetizando DNA.......
Detecção auto-radiográfica
•Quantidade de DNA
Células em G2 tem o dobro da quantidade de
DNA do que células em G1
Controle do ciclo celular: (ou como as células “sabem” em que fase estão ou quando passar
de uma para a outra)
Cell cycle proteins
Cyclin: A (A1, A2) · B (B1, B2, B3) · D (D1, D2, D3) · E (E1, E2)
CDK (cyclin-dependent kinases): 2 · 3 · 4 · 5 · 6 · 7 · 8 · 9 · 10 · CDK-activating kinase
CDK inhibitors: INK4a/ARF (p14arf/p16, p15, p18, p19) · cip/kip (p21, p27, p57)
P53 family: p53 · p63 · p73
A maior parte das células somáticas de um individuo adulto está quiescente (G0)
Divisão celular ou mitose
http://www.youtube.com/watch?v=DD3IQknCEdc&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=NVfqzSKa_Bg&feature=related
Eventos bioquímicos que definem a entrada em mitose:
Reação química
Fosforilação de
condensinas
Fosforilação de
laminas
Fosforilação de
GM130
Proteólise de
microtubulos
Efeito funcional
Condensação da
cromatina
Desmontagem
do envelope
nuclear
Fragmentação
do Golgi e do
reticulo
endoplasmatico
Formação do
fuso mitotico
Todos essas reações são desencadeadas, direta ou indiretamente, pelo
complexo protéico MPF (maturation promoting factor)
Progesterone causes a decrease in cAMP/PKA levels.
Schmidt A et al. J Cell Sci 2006;119:1213-1218
c-mos mRNA is polyadenylated and translated into cmos which leads to the phosphorylation and
activation of cdc25. Active cdc25 removes
phosphates on T14 and Y15..
Pontos de checagem (cell cycle checkpoints):
Esses “pontos de checagem” funcionam para impedir que
células com defeitos na replicação do DNA ou com lesões
no DNA prossigam no ciclo celular
O que acontece se a divisão celular da errado?
http://www.youtube.com/watch?v=S2buXgQvjbM&feature=related
Apoptose: mecanismo celular que impede a proliferação de células com lesões
no DNA pela indução da morte dessas células
•Bioquimicamente, a apoptose é caracterizada pela ativação de enzimas hidrolíticas
que degradam ácidos nucléicos e proteínas
•Morfologicamente, a apoptose é caracterizada por: 1. condensação da cromatina,
seguida de fragmentação nuclear; 2. vacuolização intracelular e 3. liberação de
vesículas apoptóticas com o conteúdo intracelular
A mitocôndria e proteases especificas, chamadas caspases, são necessárias para o processo de
apoptose
Por que esse processo é importante?
Figure 1 Association between bcl-2 expression and prognosis of n1–3 breast cancer patients. Disease-free survival (A) and
overall survival (B) of n1–3 breast cancer patients with bcl-2 strong positive (a) (n = 83), bcl-2 weak positive (b) (n = 70)
and bcl-2 negative (c) (n = 64) staining. The three curves were significantly different in both A (P = 0.017) and B (P =
0.001).
Japanese Journal of Clinical Oncology, 27(6), 371-377, 1997
Ionov Y et al. PNAS 2000;97:10872-10877