Biologia dos Tempos Modernos:

Transcrição

1 Biologia dos Tempos Modernos: A regulação do ciclo celular e os centríolos. Zita Santos Epá, tens de vir ao IGC!! Estou a assistir a uma aula bué interessante!! UAAAUUUU! Adoro centríolos!! Filipe Leal

2 Menu: - A célula animal e o citoesqueleto - Ciclo e Divisão celular - Centríolos, Centrossomas e Cílios/flagelos - Importância dos Centrossomas na divisão celular - Organismos Modelo

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4 As diferenças entre uma célula animal e uma célula vegetal - recapitulação

5 O citosqueleto e a sua importância na célula Filamentos proteicos que conferem rigidez à célula: Tráfego intracelular Posicionamento de organelos Contracção muscular Movimento do esperma...

6 Os diferentes componentes do citosqueleto Actina Microtúbulos Filamentos intermédios

7 A coexistência dos três componentes em células Actina Microtúbulos ADN Microtúbulos

8 Menu: - A célula animal e o citoesqueleto - Ciclo e Divisão celular - Centríolos, Centrossomas e Cílios/flagelos - Importância dos Centrossomas na divisão celular - Organismos Modelo

9 Células e o seu ciclo de vida: o ciclo celular O ciclo celular é um processo através do qual uma célula consegue gerar todas as condições para se multiplicar em duas novas células idênticas à progenitora (mitose) ou quatro se for o caso da linha germinal que dá origem aos gâmetas para a reprodução sexual (meiose).

10 Constituição do ciclo celular

11 Constituição do ciclo celular

12 Constituição do ciclo celular

13 A dinâmica do ciclo celular em geral

14 A dinâmica do ciclo celular numa fase em particular: o exemplo da mitose

15 A importância da regulação do ciclo celular: checkpoints Spindle assembly checkpoint

16 O Spindle Assembly Checkpoint como exemplo de ponto de controlo

17 Consequências de um ciclo celular anormal A divisão celular é um processo crítico: é necessário a sua ocorrência, mas um ciclo celular defectivo pode ter consequências extremas, como o cancro. Cariótipo normal Cariótipo alterado

18 Consequências de um ciclo celular defectivo Divisão normal Divisão defectiva Andrew Duncan et al 2010 (Godinho et al, 2010)

19 Menu: - A célula animal e o citoesqueleto - Ciclo e Divisão celular - Centríolos, Centrossomas e Cílios/flagelos - Importância dos Centrossomas na divisão celular - Organismos Modelo

20 Os centríolos vistos ao vivo por microscopia electrónica Fuso mitótico Centríolos Citoesqueleto ADN Centríolos/ Centrossoma ADN Citoesqueleto Centríolos

21 A dupla identidade dos centríolos (Paintrand et al, 1992)

22

23 (Cunha-Ferreira I, et al 2010; Hatch EF, et al 2010) Formação de centríolos: Coordenação com o ciclo celular Duplicação e Alongamento dos pro-centríolos Separação dos centrossomas

24 Muitas proteínas controlam a formação dos centríolos SAK Asl POC1 SAS4 POC5 SAS6 SAS4 (Cunha-Ferreira I, et al 2010)

25 A dupla identidade dos centríolos (Bettencourt-Dias & Glover, 2007; Paintrand et al, 1992)

26 Formação de cílios em coordenação com o ciclo celular Formação do cílio primário

27 Células com cílio primário (cílios imóveis) Células multiciliadas (cílios móveis)

28 Motilidade em células fixas Propulsão da célula Centríolos/cílios e motilidade celular Paramecium (organismo unicelular) Espermatozóides de ratinho Células ependimais (K. Lechtreck)

29 Centríolos/cílios e perceção do ambiente (Sfakianos, 2007) (Schermer and Benzing) Cílio primário - Sentir fluxo de fluidos ou compostos químicos - Determinar assimetria nos órgãos - Perceção e transdução da luz em input nervoso Qin Liu & Eric A. Pierce

30 Menu: - A célula animal e o citoesqueleto - Ciclo e Divisão celular - Centríolos, Centrossomas e Cílios/flagelos - Importância dos Centrossomas na divisão celular - Organismos Modelo

31 Células humanas (Khodjakov A, Rieder C L J, 2001) Drosophila Centrossoma é ESSENCIAL para a divisão celular? Meiose Feminina Plantas (Cullen CF et al, 2005)

32 (Rebollo et al, 2004) Nucleação de microtúbulos, com ou sem centrossomas??? No mesmo organismo existem mecanismos de nucleação de microtúbulos dependentes e não dependentes de centrossomas

33 (Dinarina et al, 2009 ) Nucleação de microtúbulos a partir do DNA Esferas de cromatina e tubulina são suficientes para formar um fuso mitótico em extratos de ovos de Xenopus!!!

34 Formação do fuso mitótico com participação dos centrossomas e dos cromossomas (Walczak and Heald, 2008)

35 Centrossomas e divisões celulares assimétricas (Gonczy, 2008; Cheeks et al 2004) Embrião de C. elegans Neuroblastos de Drosophila

36 Menu: - A célula animal e o citoesqueleto - Ciclo e Divisão celular - Centríolos, Centrossomas e Cílios/flagelos - Importância dos Centrossomas na divisão celular - Organismos Modelo

37 Organismos modelo Permitem desvendar os mecanismos moleculares e celulares

38 A mosca da fruta: Drosophila melanogaster Thomas Hunt Morgan, 1900 Geneticamente manipulável Tempo de geração reduzido Fácil de manter em laboratório Diferentes sistemas úteis no estudo do ciclo celular

39 O que podemos aprender com Drosophila... Drosophila sob o efeito de cocaína Agressividade em Drosophila

40 Serão as descobertas feitas em mosca relevantes para os humanos? Enzimas presentes em mosca estão igualmente presentes em humanos (Manning et al, 2002) Polo e Aurora enzimas mitóticas essenciais (David Glover s lab) Estas enzimas estão sobre expressas em diversos tumores Desenvolvimento de inibidores: Polo Fase 1 de ensaios clínicos Aurora - desenvolvimento préclínico (Astra- Zeneca AZD1152) Late 80s-90s Late 90s

41 Mónica Bettencourt Dias group YIP & Installation Grant & Fellowships

42 O meu projeto de investigação Observação: Centríolos e flagelos são importantes para a motilidade do esperma. A proteína BLD10 é essencial para a construção do flagelo do esperma. Mutantes de mosca da fruta que não contêm esta proteína tem flagelos sem o par de microtúbulos central que é essencial para a motilidade. Pergunta: Qual é a função da proteína BLD10 na construção do flagelo? Hipótese: Uma vez que o flagelo é composto por microtúbulos, a BLD10 pode estar envolvida na formação destes microtúbulos.

43 O meu projeto de investigação Resultados: A BLD10 tem a capacidade de ligar-se e estabilizar microtúbulos. Conclusão: Durante a formação do esperma, a BLD10 tem uma função essencial ligando-se e estabilizando o par central de microtúbulos.

44 O meu projeto de investigação Observação: a formação de centríolos é um processo muito regulado. Sabemos que existe uma proteína essencial para a sua duplicação, denominada SAK/PLK4. Na sua ausência não se formam centríolos e se estiver a mais formam-se demasiados. Pergunta: Podemos utilizar os ovos de sapo como sistema para perceber melhor as funções desta enzima? Hipótese: nos ovos de sapo, a SAK/PLK4 tem a capacidade de formar centríolos como noutros sistemas já descritos.

45 O meu projeto de investigação: Resultados

46 O meu projeto de investigação: Resultados Microtúbulos Microtúbulos

47 O meu projeto de investigação: Resultados Amostra 1 um 1 um Controlo

48 Artigos científicos Artigo de investigação Artigo de revisão

49 Artigos científicos Journal Club Objetivos: - qual o tema de estudo da investigação; - como foi conduzida a investigação; - quais as principais descobertas e a sua contextualização na área Summary? Introduction Discussion Results Material and Methods

50 Descoordenação (cílios sensoriais) Esterilidade masculina (flagelos) Mutantes de SAS4 Defeitos nas divisões assimétricas