Ciclo celular
b. NOVO CICLO
Ponto de não
retorno, Ponto R
a.
DIFERENCIAÇÃO
SÍNTESE DE DNA
Duração das fases do ciclo celular no tubo
digestivo (em horas)
Tempo de geração: duração do ciclo celular
Fases
G1
Estômago
Jejuno
Íleon Cólon
Recto
7
8
10
12
12
8
9
8
10
9
G2 (mínimo)
2
1,5
2
1
2
G2 (máximo)
4
-
6
7
6
(a mais variável)
S
(a mais constante)
O tempo de duração da mitose nas células dos mamíferos
considera-se igual a 1 hora.
Interfase
• Fase G1
– Nesta fase sintetizam-se muitas proteínas, enzimas e RNA,
verifica-se também a formação de organitos celulares e,
consequentemente, a célula cresce.
• Fase S
– É nesta fase que ocorre a síntese de DNA
– A partir deste momento os cromossomas passam a possuir
dois cromatídios ligados por um centrómero.
• Fase G2
– Neste período dá-se a síntese de moléculas necessárias à
divisão celular (como os centríolos).
Controlo do ciclo celular
(Nurse, Hunt e Hartwell – Prémio Nobel da Medicina
em 2001)
A acção fundamental destes mecanismos é verificar se
existem lesões no DNA celular.
As principais proteínas que controlam o ciclo celular:
• Ciclinas (ciclina B)
Activam
• Proteínas-cinases dependentes das ciclinas (CDK):
activam reacções químicas necessárias para as células efectuarem
as diferentes fases do ciclo (7 identificadas na espécie humana).
•
Proteínas inibidoras (CKI) que actuam sobre as CDK
Os factores inibidores
• P53: regula os mecanismos de proliferação celular,
actua a nível da transcrição de DNA.
• Família p21 (21, 27 e 57): impedem os complexos
das CDK-ciclinas de se ligarem entre si.
• Família p16 (15, 16, 18 e 19): entram em
competição com as ciclinas nas ligações com as
CDK.
A actuação das proteínas inibidoras
pode:
1. Conduzir à paragem em G0;
2. Conduzir à proliferação celular excessiva;
3. Conduzir à morte celular por apoptose.
MITOSE
1. Profase
• Aumento de volume nuclear
e aparecimento da cromatina
organizada sob a forma de
longos e finos filamentos.
• O nucléolo ou os nucléolos
iniciam a sua dissipação e,
gradualmente, vão
desaparecendo no
nucleoplasma
• Simultaneamente, os dois
pares de centríolos
(centrossomas) começam a
deslocar-se no citoplasma em
direcção aos pólos opostos
da célula.
2. Prometafase
• Início e desorganização
do invólucro nuclear.
• Os dois cromatídios
que formam o
cromossoma começam
a distinguir-se.
• Início da formação do
fuso mitótico.
2. Metafase
3. Anafase
4. Telofase
Citocinese
Alterações do ciclo celular
Variações na Replicação e
distribuição no material
hereditário
Endorreduplicação: Vários períodos S sucessivos sem entrar em mitose. Cromossomas
politénicos
Haplocromossomas: Duas mitoses sucessivas sem período S entre ambas.
Endomitose: Não desaparece a membrana nuclear, mitose dentro do núcleo. Aparecem
células poliplóides.
Variações que afectam aos
estados mitóticos
Variações na anafase: Inibição da formação do fuso acromático. Com colchicina (c-mitose)
mediante anoxia (a-mitose). Duplica o número de cromossomas e aparece uma célula
poliplóide.
Não reorganização do nucléolo: por mutações na ARN Polimerase I
Cariocinese sem Citocinese: A cafeína inibe a citocinese, aparecem células binucleadas.
Variações que afectam à
citocinese em relação com
a cariocinese
Citocinese sem Cariocinese: o bromuro de etidio provoca que as células parem em profase e
se reparta o citoplasma (citocinese) sem repartir o material do núcleo.
Citocinese em células anucleadas: nalguns organismos em determinados momentos se
observa que células sem núcleo dividem o seu citoplasma.
Fuso acromático ou mitótico
O fuso mitótico é formado por 3
tipos de microtúbulos:
1. Microtúbulos polares
2. Microtúbulos cinetocorianos
3. Microtúbulos astrais
Centrossoma
Apoptose – morte celular
Alterações na célula:
• condensação cromatínica e
degradação do DNA;
• destruição do citosqueleto;
• modificações da membrana
citoplasmática com
projecções em forma de
bolha (blebs)
• fragmentação celular em
corpos apoptóticos,
ulteriormente degradados
após fagocitose por células
vizinhas.
A apoptose participa:
1. na morfogénese,
2. na renovação de populações celulares,
3. na eliminação de células anormais por
alterações do DNA e
4. na eliminação de células infectadas por
vírus.
Meiose
Profase I
ZIGÓTENO
Complexo sinaptonémico
Fases da meiose
Consequências genéticas da meiose
1) redução cromossomática;
2) crossing-over;
3) síntese da maior parte ou de todas as moléculas
de RNA, proteínas, lípidos, nucleótidos,
necessários para a diferenciação dos gâmetas e
estados precoces de desenvolvimento
embrionário.
Tipos de meiose (tendo em conta o ciclo
de vida)
Gamética ou terminal: Observa-se nos animais, protozoários e nalgumas plantas inferiores. As divisões meióticas
ocorrem imediatamente antes da formação dos gâmetas.
Espórica ou intermediária: Tem lugar nas plantas superiores e em algumas plantas inferiores e nos fungos. Estes
organismos alternam, em cada geração, entre indivíduos
haplóides e diplóides. A fecundação produz a geração
esporófita diplóide. Em certo momento, a meiose ocorre
produzindo esporos em vez de gâmetas.
Zigótica ou inicial: Observa-se em alguns fungos, algas e
protozoários. Neste tipo as divisões meióticas têm lugar
imediatamente depois da fertilização.
Aneuploidias
Estado no qual há um número anormal de
cromossomas, devido a um cromossoma a mais
ou a menos (2n + 1 ou 2n -1).
Ocorre por não disjunção meiótica ou
mitótica ou ainda por atraso de migração de um
cromossoma durante a anafase (lagging).
É o tipo mais comum de anomalias
cromossómicas clinicamente significativas.
Não-disjunções
Monossomias
Monossomia parcial do cromossoma 5
Cri-du-chat (46, 5p)
A incidência é de 1 em 50.000 nados
vivos.
Síndrome de Turner (45, X)
Monossomia que afecta
aos cromossomas
sexuais.
As meninas com esta
síndrome são
identificadas ao
nascimento ou antes da
puberdade por suas
características
fenotípicas distintivas.
A incidência é de 1 em cada 2000
meninas nascidas e 10% dos
abortos espontâneos.
Trissomias
• Que afectam os cromossomas sexuais:
47, XXY – Síndrome de Klinefelter (1 em cada 500)
47, XYY – Síndrome XYY (1 em cada 1000)
47, XXX – Síndrome do triplo X (1 em cada 1500)
• Que afectam os autossomas:
47, +21 – Síndrome de Down
47, +13 – Síndrome de Patau
47, +18 – Síndrome de Edwards
Síndrome de Klinefelter
• A incidência é de 1 em
500 indivíduos do sexo
masculino.
• Um 56% de indivíduos
deve-se à não disjunção
materna, o 44% são
devidos a erros na
meiose paterna; a não
disjunção relaciona-se
com a idade materna
avançada.
Síndrome de Down
Lady Cockburn e os
seus filhos – Sir
Joshua Reynolds, 1773
A incidência é de 3
em cada 2000 nados
vivos
Cariótipo da trissomia 21
Frequência de síndrome de Down
conforme a idade materna
Síndrome de Down familiar
Síndrome de Patau
A vida média é de 6 meses
e a maioria são de sexo
masculino.
A incidência é de 1 caso
para 6000 nascimentos
Tem como causa a não
disjunção dos
cromossomas durante a
anafase I da meiose.
Também associada a idade
avançada da mãe.
Síndrome de Edwards
A vida média é inferior a 4
meses e a maioria são de
sexo feminino.
A incidência estima-se
entre 1/6.000 - 1/13.000
nados vivos.
Associada a idade materna
avançada; a partir dos 35
anos a frequência
aumenta
progressivamente desde
1/2.500 até 1/500 aos 44
anos.