Ciclo Celular: Mitose e Controle do Ciclo Celular

Transcrição

1 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 s graduanda Bruna Victorasso Jardim

2

3 CICLO CELULAR O Ciclo Celular é uma seqüência ordenada de eventos através do qual as células duplicam seus componentes e se dividem

4 Responsável pelo desenvolvimento do organismo, renovação dos tecidos, reprodução.

5 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.

6 A duração do ciclo celular varia de acordo com o tipo, função e estágio de desenvolvimento celular Ausência das fase G1 e G2

7 O ciclo celular eucariótico apresenta-se assim dividido: Prófase Prometáfase Metáfase Anáfase Telófase Citocinese MITOSE

8 Tempo variável - Precisa receber estímulos para divisão

9 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

10 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

11 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

12 Ciclinas e CDKs são proteínas altamente específicas

13 As ciclinas sofrem acumulação e degradação periódicas Ativam a CDK correspondente Via ubiquitina - proteossoma Controlam a entrada e saída da mitose

14 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

15 Resumindo... Acumulação da ciclina Associação com a CDK correspondente Ativação da CDK (fosforilação e desfosforilação) Ciclina Quinase dependente de ciclina (CDK) CDK ativa fosforilação de proteínas específicas Eventos do ciclo celular

16 FASES DO CICLO CELULAR

17 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)

18 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)

19 Replicaçã ção o do DNA Semicorservativa Enzimas envolvidas: - Helicase - DNA-polimerase - DNA-girase

20 Na fase S ocorre a duplicação do centrossomo

21 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)

22

23 (CDK)

24 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

25

26

27 FASES DA MITOSE

28 MITOSE Prófase o Condensação dos cromossomos o Início da desestruturação do envelope nuclear o Migração dos centrossomos para lado opostos da célula

29 Início da condensaçã ção o da cromatina MPF (Ciclina-CDK) Fosforilação de enzimas responsáveis pela condensação cromossômica (condensinas)

30 Fragmentaçã ção o do envoltório nuclear MPF Fosforilação das laminas A e C Envoltório nuclear desintegra-se em vesículas Laminas B ficam assossiadas as vesículas

31 Formaçã ção o do fuso mitótico tico 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) + -

32

33 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

34

35

36 MITOSE Metáfase Cromatina com máximo grau de condensação Cromossomos organizados na região equatorial da célula Placa Metafásica

37

38 Cromossomos na placa metafásica, fuso mitótico e cinetocoros

39 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

40 Anáfase A: A Encurtamento dos microtúbulos Despolimerização dos microtubulos ligados ao cinetocoro Anáfase B: Distanciamento dos polos do fuso levando ao alongamento da célula

41 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

42 Formaçã ção o do novo envoltório nuclear

43 Reestruturaçã ção o do envoltório nuclear

44 Alterações no núcleo durante a Mitose

45 INTERFASE As etapas da fase M em uma célula animal típica

46 MITOSE Citocinese Divisão citoplasmática da célula em duas

47 Citocinese em células animais Ocorre na região marcada pelo anel contrátil (actina e miosina) na região perpendicular ao fuso mitótico

48 Citocinese em células vegetais Acúmulo de vesículas produzidas pelo Complexo de Golgi na região equatorial da célula que se fundem e foram o fragmoplasto

49

50 Vídeo - Mitose

51 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

52 PONTOS DE RESTRIÇÃ ÇÃO O 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?

53 Resumindo o controle do ciclo celular Síntese de ciclinas Associação com CDK Ativação da CDK (fosforilação e desfosforilação) prb Fosforilação de proteínas pela CDK ativa Progressão do ciclo celular

54 Proteínas inibidoras de CDKs Parar o ciclo nos pontos de checagem Síntese de ciclinas Associação com CDK Ativação da CDK (fosforilação e desfosforilação) Fosforilação de proteínas pela CDK ativa Progressão do ciclo celular

55 Proteínas inibidoras de CDKs Parar o ciclo nos pontos de checagem Ex: G1/S Mutações no gene da p53 Câncer

56 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

57 G o - estado modificado de G 1, 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 G o pode permanecer por dias, semanas ou anos

58 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

59 Obrigada!