Aspectos gerais da estrutura celular

Transcrição

1 Ciclo celular

2 Aspectos gerais da estrutura celular A célula é a unidade básica da vida Altamente organizada, dividida em compartimentos As células surgem de outras células préexistentes As células são capazes de se reproduzirem

3 Cada célula é derivada de outra A reprodução celular ocorre através de uma seqüência ordenada de eventos, com duplicação de conteúdos e divisão. O ciclo celular Mesmo no individuo adulto, quando não há mais crescimento, as células se dividem para substituir as que morrem. Para produzir 2 células idênticas, é preciso replicar o DNA nos cromossomos e estes devem ser precisamente distribuídos (segregados) nas novas células - irmãs

4 O ciclo celular

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6 Sistema de controle do ciclo celular 1. replicação cromossomal e crescimento celular (organelas e macromoléculas) 2. segregação dos cromossomos 3. divisão celular 4. sistema controlado por fatores externos em organismos multicelulares Fatores de sobrevivência Fatores de crescimento e divisão Fatores de morte celular

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8 Sinais externos favoráveis G1 start ou ponto de restrição Sinais externos desfavoráveis G0 (dias, semanas,meses ou anos) Estudos em leveduras genes cdc (cell division cycle genes condição permissiva x restritiva

9 condição permissiva x restritiva

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11 Aálise do ciclo celular por citometria de fluxo

12 Regulação da Atividade Enzimática Modificação Covalente Fosforilação Regula inúmeros processos metabólicos Proteínas quinases e fosfatases

13 Regulação da Atividade Enzimática Modificação Covalente Fosforilação ATP ADP Quinase Enzima-OH inativa HPO 4 - Enzima-OPO 3 - ativa H 2 O Fosfatase

14 Componentes do sistema de controle Cdk kinases dependentes de ciclinas Ubiquitina ligases 4 classes de ciclinas A variação cíclica na atividade Cdk e controlada pelas ciclinas Checkpoints

15 Ciclinas e CDKs

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17 S-Cdk e a iniciação da replicação A replicação precisa ocorrer com precisão para evitar mutações e só uma vez para não haver amplificação gênica Origem de replicação

18 Checkpoints

19 DNA damage checkpoint DNA danificado por radiação X leva a ativação de p53, que estimula a transcrição de vários genes. Um deles, o p21 se liga a S-Cdk e a inativa, impedindo a entrada na fase S

20 Principais checkpoints

21 Degradação das ciclinas Degradação das ciclinas da fase G1 Ativo por todo o ciclo celular

22 Degradação das ciclinas Degradação das ciclinas da fase M Ativado no início da anáfase

23 Controle extracelular do crescimento e divisão Tamanho de um órgão ou organismo e definido por 3 processos: Crescimento celular Divisão celular Morte celular Programas intracelulares Moléculas sinalizadoras extracelulares Proteínas solúveis secretadas Proteínas ligadas a superfície celular Proteínas componentes da matriz extracelular

24 Classes de sinalizadores extracelulares Mitógenos: estimulam a divisão celular Fatores de crescimento: aumentam a massa celular por síntese protéica e a degradação Fatores de sobrevivência: supressores de apoptose

25 Mitógenos Organismos unicelulares crescem rápido, dependendo somente da concentração de nutrientes no meio de cultura Org. pluricelulares: só nutrientes não bastam, é preciso a presença dos mitógenos Ex. PDGF platelet derived growth factor EGF(epidermal gf), eritropoietina Ausência de mitógenos - G0

26 Mecanismo de ação dos mitógenos Mitógenos Ras MAP kinase Myc Transcrição de ciclinas Gene Ras - oncogene mutações induziriam a divisão celular descontrolada Isto não acontece graças aos checkpoints. O problema está nas mutações dos chekpoints, principalmente p53.

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28 As células humanas se dividem um número limitado de vezes Senescência celular replicativa Principalmente devido a ausência de telomerases Células imortalizadas em cultura: mutações nos checkpoints

29 Fatores de crescimento O crescimento celular depende da oferta de nutrientes e de sinais extracelulares GF - GF receptors Também ativam Ras e Myc PDGF é mitógeno e GF Ex. neurônio

30 Nerve growth factor

31 Fatores de sobrevivência Controlam o número de células em uma população Inibem apoptose Bad Bcl-2 Competição entre vizinhos Ancoramento Integrinas receptores de ancoramento: contatos focais FAK anoikis

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33 Receptores de matriz extracelular

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35 Sinais extracelulares que inibem o crescimento celular TGF-beta: SMAds BMP (bone morphogenetic protein) aumenta o produto de genes apoptóticos Miostatina inibe a proliferação de mioblastos - gado Belgian Blue

36 Belgian Blue

37 Rebobinando a divisão celular

38 Apoptose Morte celular programada

39 Apoptose Desenvolvimento (cauda do girino) Vida adulta: vasculatura do útero no ciclo menstrual Fall (queda das folhas no outono) Controle do numero de células

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41 Apoptose x necrose Célula encolhe Colapso do citoesqueleto Envelope nuclear desaparece DNA é fragmentado Fragmentos celulares são fagocitados e reciclados Causada por injúria Afeta a vizinhança Provoca uma resposta inflamatória

42 Apoptose x necrose

43 Caspases Cascata de caspases proteases dependentes de Cys que atacam resíduos de Asp em certos substratos Substratos: lamininas do envoltório nuclear, ativam DNAses Reação tudo ou nada Dois mecanismos: via intrínseca e extrínseca (Fas)

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