Ciclo Celular

Definições

• Cromatina: a combinação de ácidos nucleicos e proteínas que compõe os cromossomas
• Histonas:
  • A proteína mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome comum na cromatina
  • Organiza o DNA DNA A deoxyribonucleotide polymer that is the primary genetic material of all cells. Eukaryotic and prokaryotic organisms normally contain DNA in a double-stranded state, yet several important biological processes transiently involve single-stranded regions. DNA, which consists of a polysugar-phosphate backbone possessing projections of purines (adenine and guanine) and pyrimidines (thymine and cytosine), forms a double helix that is held together by hydrogen bonds between these purines and pyrimidines (adenine to thymine and guanine to cytosine). DNA Types and Structure, permitindo que este fique enrolado de forma mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome compacta ou solta
• Cromossomas:
  • DNA DNA A deoxyribonucleotide polymer that is the primary genetic material of all cells. Eukaryotic and prokaryotic organisms normally contain DNA in a double-stranded state, yet several important biological processes transiently involve single-stranded regions. DNA, which consists of a polysugar-phosphate backbone possessing projections of purines (adenine and guanine) and pyrimidines (thymine and cytosine), forms a double helix that is held together by hydrogen bonds between these purines and pyrimidines (adenine to thymine and guanine to cytosine). DNA Types and Structure e subunidades que contêm proteínas, nas quais os genes Genes A category of nucleic acid sequences that function as units of heredity and which code for the basic instructions for the development, reproduction, and maintenance of organisms. DNA Types and Structure estão organizados
  • Geralmente encontram-se em forma de corda e difusas e, durante a mitose, condensam-se em estruturas discretas em forma de haste.
• Cromatídeo irmão: 1 de 2 metades idênticas de um cromossoma replicado
• Centríolos: organelos cilíndricos que funcionam como um dos polos de fixação do fuso mitótico numa célula replicadora (sendo a outra extremidade um cinetocoro)
• Centrossomas: organelos que contêm centríolos
• Cinetocoro: estrutura proteica que se liga à zona central de um cromossoma (centrómero) ao qual uma das extremidades do fuso mitótico se liga numa célula replicadora (sendo a outra extremidade os centríolos)
• Centrómeros: a região do cromossoma à qual os microtúbulos do fuso mitótico se fixam através do cinetocoro
• Fuso mitótico: a estrutura de microtúbulos criada a partir do citoesqueleto desagregado de uma célula, ao longo do qual os cromossomas são puxados quando são separados durante a mitose.

Descrição Geral

O ciclo celular descreve a sequência cíclica de eventos através dos quais uma célula mãe eucariótica proliferativa, se divide em 2 células-filha idênticas.

G0 G0 Cell Cycle

• As células maturadas e diferenciadas fora do ciclo celular estão neste estado reversível e em repouso.
• Uma baixa concentração de fator de crescimento e uma alta densidade populacional mantêm as células em G0 G0 Cell Cycle.
• Decorre um metabolismo normal, mas não há divisão celular.
• Estímulos específicos, tais como fatores de crescimento, induzem algumas células a voltar à G1.

Interfase

As fases G1, S e G2 são agrupadas como interfase.

• G1 (intervalo (gap) 1): duração = aproximadamente 12 horas
  • Ocorre imediatamente após a mitose (a célula tem metade do seu tamanho normal)
  • Período de crescimento do volume celular
  • Ocorre síntese de RNA RNA A polynucleotide consisting essentially of chains with a repeating backbone of phosphate and ribose units to which nitrogenous bases are attached. RNA is unique among biological macromolecules in that it can encode genetic information, serve as an abundant structural component of cells, and also possesses catalytic activity. RNA Types and Structure e de proteínas.
  • São criadas proteínas e constituintes celulares necessários para a mitose (por exemplo, microtúbulos).
• S (síntese): duração = 8–12 horas
  • Cromossomas duplos, criando pares idênticos de cromatídeos irmãos (conjunto diploide → tetraploide)
  • Fase de controlo de qualidade:
    • Garante a precisão da replicação
    • Ocorre reparação de incompatibilidades no emparelhamento de DNA DNA A deoxyribonucleotide polymer that is the primary genetic material of all cells. Eukaryotic and prokaryotic organisms normally contain DNA in a double-stranded state, yet several important biological processes transiently involve single-stranded regions. DNA, which consists of a polysugar-phosphate backbone possessing projections of purines (adenine and guanine) and pyrimidines (thymine and cytosine), forms a double helix that is held together by hydrogen bonds between these purines and pyrimidines (adenine to thymine and guanine to cytosine). DNA Types and Structure
  • A maquinaria para a mitose é preparada:
    • Os centrossomas duplicam-se
    • Os centríolos separam-se
    • As histonas são sintetizadas
• G2 (intervalo (gap) 2): duração = 1,5–3 horas
  • Replicação de certos organelos
  • Preparação das estruturas utilizadas para mover os cromossomas (o citoesqueleto é desmontado)
  • São sintetizadas proteínas específicas que são necessárias para a divisão celular (por exemplo, moléculas de RNA RNA A polynucleotide consisting essentially of chains with a repeating backbone of phosphate and ribose units to which nitrogenous bases are attached. RNA is unique among biological macromolecules in that it can encode genetic information, serve as an abundant structural component of cells, and also possesses catalytic activity. RNA Types and Structure).
  • A replicação é controlada através de mecanismos de reparação.
  • A célula completa a interfase e está pronta para a mitose.

Divisão Celular (Mitose)

Durante a mitose, o DNA DNA A deoxyribonucleotide polymer that is the primary genetic material of all cells. Eukaryotic and prokaryotic organisms normally contain DNA in a double-stranded state, yet several important biological processes transiently involve single-stranded regions. DNA, which consists of a polysugar-phosphate backbone possessing projections of purines (adenine and guanine) and pyrimidines (thymine and cytosine), forms a double helix that is held together by hydrogen bonds between these purines and pyrimidines (adenine to thymine and guanine to cytosine). DNA Types and Structure duplicado da célula é separado e distribuído por duas células filhas idênticas. O processo dura cerca de 1 hora.

• Prófase:
  • Os cromossomas condensam, tornando-se visíveis.
  • Os microtúbulos montam-se, criando o fuso mitótico ligado aos centríolos.
  • Os centrossomas migram para polos opostos da célula.
  • O nucléolo já não está visível.
  • O invólucro nuclear começa a dissolver-se.
• Prometáfase:
  • Os cinetocoros montam-se nos centrómeros dos cromossomas.
  • As extremidades livres dos microtúbulos conectam-se aos cinetocoros.
  • Os centrossomas chegam aos polos opostos.
• Metáfase:
  • Os cromossomas são alinhados ao longo da região equatorial (placa metafásica) da célula.
  • Cada cromatídeo irmão está ligado a um fuso mitótico, originário de polos opostos.
  • O invólucro nuclear dissolve-se completamente.
• Anáfase:
  • Os cinetocoros degradam-se.
  • Os cromatídeos irmãos tornam-se cromatídeos simples ou cromossomos.
  • Os cromatídeos migram para polos opostos ao longo do fuso mitótico.
  • As fibras do fuso mitótico alongam para o lado oposto aos cromatídeos, esticando a célula numa forma oval.
• Telófase:
  • Formam-se novos invólucros nucleares à volta dos cromossomas em descondensação.
  • O aparelho do fuso mitótico dissolve-se.
  • Um “sulco de clivagem” divide a célula em 2 (citocinese)
  • Cada uma das células filhas desenvolve uma membrana celular completa.
  • Ambas as células filhas separam-se completamente uma da outra.

Regulação do Ciclo Celular

O ciclo celular é regulado de forma rigorosa. A não passagem por um ponto de controlo deve desencadear a morte celular programada (apoptose). O insucesso da apoptose resulta na acumulação de mutações, levando à doença.

O ciclo celular começa quando a célula tenha:

• Um tamanho mínimo suficiente
• Condições nutricionais adequadas
• Sido estimulada por fatores de crescimento, para além da ausência de sinais anti-mitogénicos

Moléculas que regulam o ciclo celular

• Reguladores positivos: A sua presença em concentrações apropriadas permite que o ciclo celular avance.
  • Ciclinas:
    • Proteínas reguladoras libertadas em resposta a estímulos internos e externos em fases específicas do ciclo celular.
    • 4 diferentes concentrações de ciclinas flutuam de forma previsível durante o ciclo.
  • As cinases dependentes de ciclina (CDK) são cinases proteicas que o são:
    • Ativadas por ciclinas e por proteínas cinases (através de fosforilação)
    • Inibidas por fosfatases proteicas (através de desfosforilação) e por inibidores da cinases dependente da ciclina (CKI)
  • A sequência de localização nuclear (NLS) permite a entrada de ciclinas no núcleo de célula como um heterodímero com CDK.
• Reguladores negativos: A ativação destes fatores bloqueia o ciclo celular.
  • p53 e p21: interrompem o ciclo celular se forem detetados danos no DNA DNA A deoxyribonucleotide polymer that is the primary genetic material of all cells. Eukaryotic and prokaryotic organisms normally contain DNA in a double-stranded state, yet several important biological processes transiently involve single-stranded regions. DNA, which consists of a polysugar-phosphate backbone possessing projections of purines (adenine and guanine) and pyrimidines (thymine and cytosine), forms a double helix that is held together by hydrogen bonds between these purines and pyrimidines (adenine to thymine and guanine to cytosine). DNA Types and Structure
  • Proteína do retinoblastoma Retinoblastoma Retinoblastoma is a rare tumor but the most common primary intraocular malignancy of childhood. It is believed that the condition arises from a neuronal progenitor cell. Retinoblastoma can be heritable or non-heritable. Retinoblastoma: interrompe a transição G1/S
  • Se a hiperfosforilação ocorrer devido a dímeros de ciclina D/CDK 4/6 → começa a transcrição da ciclina E e de outras proteínas para a progressão para a fase S.

Pontos restritivos

• Fase G1 posterior (ponto de verificação G1S): irreversível
  • Regulado por CDK2 e ciclina E
  • A transição entre as fases G1 e S determina a progressão da célula para a divisão celular ou dormência na fase G0 G0 Cell Cycle.
• Fim da fase G2(ponto de controlo G2M)
  • Regulado por CDK1 e ciclina B
  • Ponto de verificação para condições ambientais favoráveis e para replicação correta e completa do DNA DNA A deoxyribonucleotide polymer that is the primary genetic material of all cells. Eukaryotic and prokaryotic organisms normally contain DNA in a double-stranded state, yet several important biological processes transiently involve single-stranded regions. DNA, which consists of a polysugar-phosphate backbone possessing projections of purines (adenine and guanine) and pyrimidines (thymine and cytosine), forms a double helix that is held together by hydrogen bonds between these purines and pyrimidines (adenine to thymine and guanine to cytosine). DNA Types and Structure
    • O genoma incompleto nesta fase resultará na morte da célula.
    • Os fatores promotores da fase M (MPF), que são os heterodímeros ciclína-CDK, desempenham um papel importante neste ponto de controlo.
• Durante a metáfase (ponto de verificação do fuso mitótico): irreversível
  • Assegura que todos os cromossomas aderem aos microtubos do fuso mitótico antes da separação na anáfase.
  • Tensão nas fibras do fuso → produção de complexo promotor de anáfase ( APC APC A polyposis syndrome due to an autosomal dominant mutation of the apc genes on chromosome 5. The syndrome is characterized by the development of hundreds of adenomatous polyps in the colon and rectum of affected individuals by early adulthood. Familial Adenomatous Polyposis)
  • Os APC APC A polyposis syndrome due to an autosomal dominant mutation of the apc genes on chromosome 5. The syndrome is characterized by the development of hundreds of adenomatous polyps in the colon and rectum of affected individuals by early adulthood. Familial Adenomatous Polyposis promovem a decomposição das proteínas conexinas (cinetocoro) entre cromatídeos irmãos.
• As fases G1 e G2 têm mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome pontos de verificação de danos de DNA DNA A deoxyribonucleotide polymer that is the primary genetic material of all cells. Eukaryotic and prokaryotic organisms normally contain DNA in a double-stranded state, yet several important biological processes transiently involve single-stranded regions. DNA, which consists of a polysugar-phosphate backbone possessing projections of purines (adenine and guanine) and pyrimidines (thymine and cytosine), forms a double helix that is held together by hydrogen bonds between these purines and pyrimidines (adenine to thymine and guanine to cytosine). DNA Types and Structure.
  • O ciclo celular pode ser parado até que os danos tenham sido reparados.
  • Se o DNA DNA A deoxyribonucleotide polymer that is the primary genetic material of all cells. Eukaryotic and prokaryotic organisms normally contain DNA in a double-stranded state, yet several important biological processes transiently involve single-stranded regions. DNA, which consists of a polysugar-phosphate backbone possessing projections of purines (adenine and guanine) and pyrimidines (thymine and cytosine), forms a double helix that is held together by hydrogen bonds between these purines and pyrimidines (adenine to thymine and guanine to cytosine). DNA Types and Structure for irreparável, a apoptose é despoletada.