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CITOLOGIA
CICLO CELULAR
Ciclo celular = Ciclo de duplicação e divisão das células FASES DO CICLO CELULAR Fases de intervalo = G1 e G As fases de intervalo são necessárias para que o ambiente externo e interno da célula seja avaliado a fim de assegurar que as condições estejam adequadas para as transformações das outras etapas. Fase de síntese de DNA = Fase S Fase de mitose/meiose = Fase M ORDEM DO CICLO CELULAR: INTÉRFASE: G1 S G FASE M: MITOSE/MEIOSE
G1: Fase de crescimento celular, no qual ocorre aumento do volume citoplasmático e grande síntese de RNA Sua duração varia dependendo das condições internas e externas da célula. Se as condições forem desfavoráveis, essas células não progridem, isto é, não saem da fase G1, dessa maneira, permanecem em um estado de repouso especializado, denominado G0. Essa fase também apresenta um papel controlador da decisão celular, ou seja, nessa fase haverá a inspeção da célula e se essa célula não possuir danos, continuará o ciclo, se houver, ela retira-se do ciclo e entra em um período quiescente. O sinal de parada do ciclo é dado pela proteína p53, que impede que a replicação do DNA danificado. OBS.: A proteína p53 é capaz de acionar outras proteínas, detectar alterações no DNA e programar a morte da célula, ou seja, a faz entrar no processo de APOPTOSE. A perda das funções da p53 origina um acúmulo de mutações e instabilidades no genoma, o que favorece o desenvolvimento de tumores. S: fase de duplicação do DNA
G2: Fase onde ocorre a duplicação dos centríolos e continuação da síntese proteica de G Fase M: Divisão celular
- MITOSE: Origina 2 novas células diploides (2n) idênticas. Proporciona crescimento, reparo, cicatrização e substituição de células mortas (renovação). É dividida em 4 fases:
a) PRÓFASE Nessa fase há:
- O desaparecimento do nucléolo
- Aumento do volume do núcleo
- Condensação da cromatina
- Os centríolos começam a se direcionar para os polos da célula
- Formação das fibras do fuso acromático
- Fragmentação da carioteca
- Os cromossomos prendem-se aos fusos acromáticos b) METÁFASE Nessa fase há a formação da PLACA EQUATORIAL/METAFÁSICA, onde os cromossomos estão alinhados no “centro”. Além disso, há a movimentação de organelas para os polos da célula. O cromossomo está ligado ao fuso por uma estrutura denominada de CINETOCÓRO.
- MEIOSE: Uma célula dá origem a 4 células haploides (n). Ocorre apenas em células de linhagem germinativa.
- É dividida em meiose I e meiose II.
- Cada etapa possui 4 fases
- Meiose I é REDUCIONAL e Meiose II é EQUACIONAL MEIOSE I a) PRÓFASE 1: é dividida em LEPTÓTENO, ZIGÓTENO, PAQUÍTENO, DIPLÓTENO e DIACINESE. Nessa fase ocorre a migração dos centríolos para polos opostos, condensação dos cromossomos, fragmentação da carioteca, desaparecimento do nucléolo, aumento do volume do núcleo, formação do fuso e os cromossomos se prendem aos fusos
- LEPTÓTENO: nessa fase, os cromossomos se condensam e se tornam visíveis
- ZIGÓTENO: Ocorre a aproximação e emparelhamento dos cromossomos homólogos (sinapse)
- PAQUÍTENO: Fase na qual ocorre o CROSSING-OVER O crossing over é uma permutação de pedaços dos cromossomos homólogos. Esse processo garante a variabilidade genética.
- DIPLÓTENO: Visualização dos quiasmas (= ponto de contato entre as cromátides)
- DIACINESE: Os cromossomos migram para o equador da célula + Terminação dos quiasmas (separação da parte permutada) OBS.: QUIASMAS
d) TELÓFASE 1: Nessa fase, ocorre o aparecimento dos nucléolos, da carioteca, desaparecimento do fuso mitótico, descondensação dos cromossomos e a citocinese. A meiose I origina duas células filhas com 46 cromossomos simples (diploides). MEIOSE II: É dividida em 4 partes (prófase 2, metáfase 2, anáfase 2, telófase 2). Os acontecimentos são os mesmos da mitose. A meiose 2 gera 4 células filhas haploides ( cromossomos simples). 2 células filhas haploides para cada célula filha diploide. Não ocorre crossing over porque já ocorreu na meiose I. A prófase 2 não possui aquelas subdivisões da prófase 1
SISTEMA DE CONTROLE DO CICLO CELULAR
Se ocorrer algum erro na síntese, duplicação ou separação do DNA/cromossomos, sinais são enviados para o sistema de controle que vai impedir a progressão dessa célula no ciclo. Assim, a célula tem tempo de reparar os erros. Se o reparo for bem sucedido o processo continua, se não for a célula entra em apoptose para impedir a propagação de DNA defeituoso. O sistema de controle tem como mecanismo uma série de interruptores bioquímicos, cada um deles inicia um processo do ciclo. Eles ativam/inativam os processos de forma completa e irreversível. O sistema de controle do ciclo controla a progressão do ciclo em 3 checkpoints (pontos de verificação/checagem).
- Ponto de verificação G1/S ou Início: Antes da fase de duplicação dos cromossomos para não reproduzir e evitar erros no DNA. Mecanismo: Ciclina-cdk
- Ponto verificação G2/M: Antes da fase de divisão para evitar a herança de uma DNA danificado para as células filhas. Mecanismo: Ciclina-cdk
- Transição entre metáfase e anáfase: O sistema de controle estimula a separação das cromátides irmãs e a citocinese Mecanismo: APC/C
- Ciclina G1/S: Ativam cdks no final de G1 (ponto de verificação G1/S), resultando no comprometimento a entrada no ciclo celular.
- Ciclina S: Ativam cdks no início de S, estimulando a duplicação dos cromossomos.
- Ciclina M: Ativam cdks que estimulam a entrada na mitose no ponto de verificação G2/M. A ciclina se liga a CDK, em seguida, o complexo recém formado ciclina+cdk fosforila proteínas alvo, que são responsáveis por desencadear o processo do ciclo celular. OBS.: O mesmo complexo ciclina-cdk pode induzir respostas diferentes dependendo da etapa do ciclo, porque a acessibilidade dos substratos da cdk muda. O complexo ciclina-cdk só ativado plenamente quando a CAK (Cdk- activating kinase) fosforila um aminoácido do sitio de ligação da cdk.
- CKI = Proteínas inibidoras de cdk
A ligação da proteína CKI ao complexo ciclina-cdk causa uma alteração no sitio de ligação da cdk, inativando o complexo. As células usam CKIs para auxiliarem na regulação das atividades dos complexos G1/S-cdks e S-cdks no início do ciclo. Exemplo de CKI = p b) COMPLEXO PROMOTOR DA ANÁFASE (Ciclossomo APC/C): Atua na transição da metáfase para a anáfase. O APC/C libera a ubiquitina, que quebra a ligação da securina com a separase e se liga a securina. A quebra dessa ligação ativa a separase, que vai ser responsável por separar as cromátides irmãs. A securina será quebrada pelas proteossomas e reciclada. OBS.: A securina mantem a separase “presa” no complexo securina-separase, deixando a separase INATIVADA. c) MPF = FATOR PROMOTOR MITÓTICO = Complexo ciclina B-cdk O complexo ciclina B-cdk2 permanece inativado até perder o fosfato de inibição, quando é ativado. Esse complexo ativado promove o rompimento da membrana nuclear, encaminhando a célula para o processo de mitose. Além disso, após a sua atuação, ativa o APC/C.
