Divisão Celular
Final da Fase S Cada cromossomo é um par de cromátides irmãs, firmemente associadas uma à outra. A coesão organizada das cromátides depende de complexos denominados coesinas.
Duplicação dos centrossomos Auxiliar na formação dos 2 pólos do fuso mitótico. Inicialmente os 2 centrossomos permanecem juntos. Em M separam-se e cada um irradia seu áster. Os 2 ásteres movem-se p/ os pólos opostos para formar os pólos dos fusos.
Fase M É a mais rápida, onde os eventos celulares são mais evidentes. A célula reorganiza seus componentes para distribuí-los às célulasfilhas. Apresenta duas etapas: MITOSE e CITOCINESE. A mitose é tradicionalmente dividida em 5 fases: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase, telófase. A citocinese divide o citoplasma celular em duas metades. Um aumento abrupto de Cdk1-ciclina B na transição G2/M desencadeia os eventos iniciais (prófase, prometáfase e metáfase. A segunda parte da fase M depende de APC/C, que induz a separação das cromátides irmãs e inativação de Cdks.
Preparação para fase M A Cdk1-ciclina B: ativa a reunião de complexos de condensinas pela fosforilação das subunidades. induz a montagem do fuso mitótico. induz a ligação das duas cromátides às fibras do fuso mitótico. induz a desintegração da membrana nuclear. coesina condensina
Estágios da fase M A fase M consiste em: 1. Mitose: divisão nuclear 2. Citocinese: divisão citoplasmática A mitose é dividida em 5 fases
Prófase Condensação dos cromossomos mediada por condensina Internalização de receptores de superfície Redes de membrana interna se desmancham Início da condensação dos cromossomos Separação dos centríolos. Meia-vida dos microtúbulos diminui e formamse os ásteres Célula se arredonda.
Prometáfase INÍCIO DA PROMETÁFASE FIM DA PROMETÁFASE Desmontagem da carioteca Ásteres afastam-se para pólos opostos Cinetocoro captura os microtúbulos Microtúbulos de pólos opostos são capturados pelos cinetocoros irmãos Os cromossomos anexados aos dois polos se organizam no centro do fuso.
Importância dos centrômeros durante a divisão celular Os centrômeros são regiões do cromossomo onde ocorre uma constrição na cromatina, responsáveis pela correta formação do cinetocoro, o que permite a segregação durante a mitose, e também de ligação entre cromátides irmãs. O centrômero apresenta um conjunto de proteínas característico CENP A, B e C CENP A é uma histona H3 que só é Encontrada nas histonas de centrômeros.
Cinetocoro Os cinetocoros são placas proteicas associadas independentemente ao centrômero de cada cromátide, e se ligam à extremidade (+) dos microtúbulos. Pode haver de 1 a dezenas de microtúbulos ligados a cada cinetocoro.
Pró-metáfase Dissociação do envelope nuclear (dissociação da lâmina nuclear) Cromossomos tem acesso ao fuso mitótico Ligação ocorre via cinetocoro, o qual surge no final da prófase.
Formação do fuso mitótico No início da mitose: Microtúbulos citoplasmáticos dissociam-se e iniciam a formação do fuso mitótico; Os microtúbulos alternam entre polimerização e despolimerização numa taxa 20x + rápida que na interfase; Microtúbulos são + numerosos e + curtos áster Dinâmicos, vão formar o fuso mitótico A atividade das MAPs (proteínas associadas aos microtúbulos) comandam as mudanças no comportamento dos microtúbulos.
Metáfase Microtúbulos de cinetocoro Microtúbulos astrais Degradação de ciclina B e securina Microtúbulos interpolares Oscilação dos cromossomos
Os 3 tipos de microtúbulo que compõem o aparato mitótico na metáfase
A auto-organização do fuso mitótico depende das proteínas motoras Centrossomos se movem para os pólos opostos da célula dirigidos por proteínas motoras associadas, as cinesinas e dineínas. Microtúbulos de centrossomos diferentes interagem (microtúbulos interpolares) previnem a despolimerização e dão estabilidade à estrutura do fuso mitótico.
Anáfase Degradação de coesina Separação das cromátides irmãs Anáfase A: cromátides se aproximam dos pólos Microtúbulos interpolares unidos Anáfase B: pólos migram em direções opostas O rompimento das ligações das coesinas é ativado pelo complexo promotor de anáfase (APC/C). O movimento das cromátides após a liberação é conseqüência de 2 processos distintos mediados pelo fuso mitótico: Anáfase A: Encurtamento dos MT do cinetocoro pela despolimerização; Anáfase B: Distanciamento dos pólos do fuso (proteínas motoras)
Ação da APC/C na promoção da anáfase A ativação de APC/C leva a destruição da securina, que inibe a separase. Quando ativa, a separase cliva uma subunidade do complexo da coesina, que une as cromátides.
Etapas da Anáfase ANÁFASE A ANÁFASE B Forças geradas principalmente nos cinetocoros, envolve despolimerização dos MTs. Força (1): deslizamento dos MTs interpolares. Força (2): proteínas motoras ligadas à membrana plasmática e aos MTs astrais
Telófase Definição do plano de clivagem Reorganização do núcleo Fibras centrais do fuso mitótico Pólos continuam se separando A telófase é iniciada pela inativação das Cdks, causada por degradação das ciclinas. Com a inativação das Cdks, as proteínas modificadas por elas retornam ao seu padrão de fosforilação interfásico e a estrutura celular se restabelece.
Citocinese
Ação do citoesqueleto Estruturas distintas do citoesqueleto são reunidas em seqüência para processos da fase M: Divisão nuclear -- fuso mitótico Microtúbulos + outras proteínas (incluindo motoras) Citocinese -- anel contrátil (céls. animais) Filamentos de actina e miosina
Ação de Cdk1-ciclina B e APC/C Além da ligação à ciclina, Cdk1 é regulada por fosforilação ativadora E inibitória. A parte final da fase M precisa da inativação das Cdks, controlada pelo APC/C, por ubiquitinação das ciclinas e sua degradação.
Meiose
Diferenciais da Meiose Existem dois ciclos de divisão para um evento de replicação do DNA. Pareamento dos cromossomos homólogos durante a prófase I bivalentes. Eventos de recombinação homóloga (crossing-over). SIMILARIDADES: Cromátides-irmãs ligadas por complexos coesina.
Eventos de Recombinação RECOMBINAÇÃO HOMÓLOGA: proteina específica da meiose chamada de Spo 11 inicia o crossing- over por criar uma quebra na fita dupla do DNA tanto da cromátide materna quanto da paterna. Um complexo de recombinação multienzimatico muito grande, contendo enzimas de reparo da fita dupla de DNA, reune-se sobre a quebra e catalisa a recombinação homóloga. ALINHAMENTO PRÉ-SINÁPTICO: Quebras programadas na fita dupla de DNA induzem a justaposição dos homólogos guiada pelos complexos de recombinação. Existe regulação da recombinação: Hot-spots x cold-spots!
Organização do complexo sinaptonêmico SINAPSE: o centro axial de um homólogo associa-se ao centro axial de seu par por um arranjo hermeticamente agrupado de filamentos transversos.
Fases da Prófase I LEPTÓTENO: cromossomos homólogos pareiam, ocorrem as quebras programadas na dupla fita de DNA, inicia-se a recombinação genética. ZIGÓTENO: o complexo sinaptonêmico comeca a formar-se em regiões proximas ao longo dos homólogos; a formação inicia em locais onde os eventos de recombinação estão ocorrendo. PAQUÍTENO: o processo de formação está completo e os homólogos estao unidos por sinapses ao longo de todo seu comprimento. O estágio de paquíteno pode persistir por dias ou mais tempo. DIPLÓTENO: de-sinapse inicia, com a desorganização dos complexos sinaptotênicos e a concomitante condensação e o encurtamento dos cromossomos. DIACINESE: transição para metáfase, ocorre desmontagem do envoltório nuclear.
Sinapse dos homólogos ao longo da prófase I
Bouquet Os cromossomos replicados sofrem os rearranjos durante a prófase I. Durante a parte inicial da prófase I, os telômeros estão ligados à superfície interna do envoltório nuclear, e se agrupam numa mesma região. Mais tardiamente, esse agrupamento se desfaz.
Mecanismos Importantes durante a Metáfase I Quiasmata atrelam os dois homólogos, impedindo sua disjunção. A separação completa dos homólogos só ocorre na anáfase I. Os dois cinetocoros de um cromossomo se aderem às fibras de um mesmo polo do fuso mitótico.