Replicação
DNA
EVENTOS MOLECULARES NO CRESCIMENTO
CELULAR
Ligação ligante (fator de crescimento) -receptor

Ativação do receptor do fator de crescimento

Transdução do sinal e geração de mensageiros secundários

Ativação dos Fatores de Transcrição no núcleo

Síntese de DNA e divisão celular
Receptores de superfície
• Receptores com atividade tirosina quinase
intrínseca
Autofosforilação
• Receptores sem atividade catalítica intrínseca
Ativam proteínas citosólicas (tirosina quinsase) que
fosforilam o receptor
• Receptores associadas a proteína G
Gera mensageiros secundários intracitoplasmáticos
Sistema de transdução de sinais
Processo pelo qual sinais extracelulares
são detectados e convertidos em sinais
intracelulares o que gera uma resposta
celular específica
A célula estável, após a cascata de fosforilação
protéica, entra no ciclo celular (sai de G0 e entra
em G1)
Ex: Mitogen-activaded protein kinase pathway
(sistema de transdução)
Fatores de transcrição I
• Sistema de transdução de sinais transfere a
informação para o núcleo onde ocorre alterações
na expressão gênica (transcrição dos genes) que é
controlado for fatores reguladores conhecidos
como fatores de transcrição
Fatores de transcrição II
• Estrutura composta por
tipos específicos de
domínios
– Domínio para ligar ao
DNA e controle da
transcrição (Domínio
regulador)
– Domínio para ligar o
mensageiro secundário
(fosforilação)
Genes
• Codificam a seqüência de bases que serão transcritas para mRNA
• Exons
– sequências de DNA que codificam RNA ou proteínas
• Íntrons
– sequências que não codificam RNA ou proteínas
– participam
•
•
•
•
organização do DNA
estrutura cromossômica
organização cromatínica
regulação da expressão de genes
– maior parte constitui seqüencias repetitivas cuja função AINDA É DESCONHECIDA
Seqüência
promotora
Exons
Íntrons
Funções do DNA
• Duas funções básicas
– armazenamento da
informação genética
• Replicação do DNA
• Recombinação gênica
• Reparo do DNA
– transmissão da informação
genética
• Transcrição e Tradução
Funções do DNA
Transcrição do RNA
• Transcrição
– processo no qual há a produção de
um mRNA a partir de um gene
(DNA)
• a sequência do RNA é complementar à
do DNA
DNA
5’
3’
5’
5’
DNA
– as porções iniciais e terminais de
um mRNA são determinadas pela
posição de
• sequências promotoras e terminais no
DNA
– A produção de mRNA utiliza
apenas uma cadeia do DNA
(“sense”)
3’
Transcrição
3’
Ciclo Celular
G2
M
G1
S
G0
Células
Quiescentes
•
Controle do ciclo celular
Duas classes de proteínas
1. cdk (cinases de proteínas dependentes de ciclinas)
2. Ciclinas (que se ligam às cdk e controlam a taxa de
fosforilação das proteínas responsáveis por
inúmeros fenômenos que ocorrem na divisão
celular (replicação do DNA, formação do fuso
mitótico etc)
•
Ciclinas
–
–
–
1.
Ativadoras das cdk
Produzidas e degradas de forma cíclica
Dois tipos principais
Ciclinas G1 (D e E) aumenta durante a fase G1 e quando
atinge uma certa concentração a célula entra na fase S
(síntese e duplicação do DNA)
2. Ciclinas M (A e B) se ligam às cdk em G2 e sáo
essenciais para iniciar a fase M
Ciclina M + cdk = MPF (fator promotor da mitose)
Ciclinas
• O progresso das células através das diferentes fases do ciclo celular é
controlado por complexos de proteínas quinases (CDKs), as quais são
controladas por proteínas designadas ciclinas.
• CDKs: cyclin depend kinases:
– moléculas que possuem níveis celulares constantes
– apresentam-se em formas ativas e inativas
– ativadas pelas ciclinas
• Os níveis celulares de cada ciclina apresentam picos em fases específicas do
ciclo celular
–
–
–
–
ciclina D combina-se com CDK4 e CDK6 na fase G1
ciclina E combina-se com CDK2 no final da fase G1
ciclina A combina-se com CDK2 e CDK1 na fase S
ciclina B combina-se com CDK1 na fase G2
Ciclinas
• As ciclinas são cofatores na ativação de proteínas
específicas:
–
–
–
–
quinases dependentes da ciclinas (CDK)
fosforilam inúmeras outras proteínas
estimulam a passagem pelas diversas etapas do ciclo celular
inibidas por proteínas inibidoras das quinases:
• inespecíficas
– p21, p27 e p57
• específicas
– p15, 16, 18 e 19
Ciclinas e CDks
Regulação do Crescimento Celular
• Resultado do balanceamento entre o número de células
originadas por mitose e o de morte celular por apoptose
• Ciclo celular = série de eventos que culminam com a
duplicação do DNA e a divisão da célula
• Esse fenômeno não progride automaticamente devido a
pontos estratégicos nos quais há uma parada do ciclo
(checkpoints: Ex G1/S e G2/M)
• Progressão só ocorre quando tais pontos são
ultrapassados por estímulos apopriados
• Crescimento celular resulta da ação coordenada de
agentes estimuladores e inibidores da divisão celular
• Fatores de crescimento celular (FC): polipeptídeos
produzidos por diferentes células e têm a capacidade
de estimular ou inibir a multiplicação celular agindo
sobre células específicas ou sobre várias células
Dogma da Biologia Molecular
Replicação
DNA
transcrição
RNA
tradução
Proteína
Oncogenes
• Inicialmente identificados em vírus
– possivelmente incorporados por “transdução”
• Mantidos durante toda a evolução das espécies
– genes que codificam proteínas responsáveis pela maquinaria do
ciclo celular
• fatores de crescimento
• receptores de membrana
• mensageiros intra-celulares
– Nomenclatura
• relaciona-se à localização do oncogene
– no vírus: v-onc
– no citoplasma: c-onc
– no núcleo: n-onc
Oncogenes
Oncogen
Vírus de RNA
Neoplasia
Alteração
abl
Leucemia murina Abelson
LMC
Translocação
t(9;22)
erb-B1
Eritroblastose das aves
Carcinomas escamocelulares
Astrocitomas
Amplificação
erb-B2
Eritroblastose das aves
Adenocarcinomas da mama, estômago e
ovário
Amplificação
myc
MC29 mielocitomatose
aviária
Linfoma de Burkitt
Carcinoma de mama, pulmão e cervical
Translocação
Amplificação
N-myc
MC29 mielocitomatose
aviária
Neuroblastomas e carcinoma pulmonar de
pequenas células
Amplificação
H-ras
Sarcoma dos ratos
Carcinoma do cólon, pulmão e pâncreas
Melanoma
Mutação
ponto
K-ras
Sarcoma dos ratos
LMA e LLA
Carcinoma de tireóide
Mutação
ponto
N-ras
Sarcoma dos ratos
Mutação
ponto
Oncogenes
Classes funcionais das oncoproteínas
• Fatores de crescimento
– PDGF-b (sis)
– FGF (int-2, hst)
– FGF-5
• Fatores de transcrição
– Reguladores da proliferação
• myc, N-myc, L-myc, fos, jun
– Reguladores da diferenciação
• erb-a, gli, ski
• Tirosino quinases ligadas a
receptores
– erb-B
– kit
– fms
• Proteínas quinases com ligandos
desconhecidos
– ros, neu, trk, met
• Tirosino quinases sem receptor
– Associadas a membranas
• src, yes, fgr, lck
– Não-associadas a mb
• fps, abl/brc-abl
• Proteínas quinases
– raf, mos, pim 1
• Proteínas G
– H-ras, K-ras, N-ras, gsp e gip
• Reguladores do ciclo celular
– PRAD1 (relacionado à ciclinas)
Mecanismos de ativação dos
oncogenes
• Mutações ponto
– mutações do oncogene ras
• Rearranjos cromossômicos
– tumores primitivos neuroectodérmicos
• t(11;22)(q24:q12), t(21;22)(q22;q12), t(7;22)(p22;q12)
– linfomas
• Burkitt: t(8;14)(q24:q32)- myc/IgH
• Amplificação gênica
– N-myc nos neuroblastomas
Vírus DNA
• Epidemiologicamente, são mais importantes que os vírus
de RNA, relacionando-se com
– câncer do colo uterino - HPV
– Linfoma de células B e ca nasofaríngeo - EBV
– Ca hepatocelular - HBV
• Os vírus mais estudados até o momento:
–
–
–
–
–
SV40 - vacina Sabin
Polioma vírus
Adenovírus
HPV
EBV
Vírus DNA
• Em cultura de células, estimulam a replicação do DNA
do hospedeiro
– facilitar sua própria replicação, pois necessitam da maquinaria
celular
– codificam genes “precoces” (early genes)
• codificam proteínas multifuncionais
– ativam a transcrição dos genes do hospedeiro e virais
– capacidade de transformação das células
• SV40 - antígenos T (tumorais)
• Adenovírus - antígenos E (early)
Vírus DNA
• Genes T e E amplamente
estudados
– anticorpos monoclonais
para as proteínas destes
genes precipitam proteínas
celulares, com as quais se
combinam
Acs monoclonais
para antígeno T longo
do SV40
Precipitação do antígeno T longo
+
Proteína de 53kDa