Ciclo celular

a. DIFERENCIAÇÃO

SÍNTESE DE DNAb. NOVO CICLO

Ponto de não retorno, Ponto R

Duração das fases do ciclo celular no tubo digestivo (em horas)

Fases Estômago

Jejuno

Íleon

Cólon

Recto

G1 (a mais variável)

7 8 10 12 12

S(a mais

constante)

8 9 8 10 9

G2 (mínimo)

2 1,5 2 1 2

G2 (máximo)

4 - 6 7 6O tempo de duração da mitose nas células dos mamíferos considera-se igual a 1 hora.

Tempo de geração: duração do ciclo celular

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)• 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

Activam

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.

MITOSE1. 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

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.

Variações que afectam  aos estados

mitóticos

Endomitose: Não desaparece a membrana nuclear, mitose dentro do núcleo. Aparecem células poliplóides.

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

Variações que afectam à citocinese

em relação com a cariocinese

Cariocinese sem Citocinese: A cafeína inibe a citocinese, aparecem células binucleadas.

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.

Alterações do ciclo celular

Fuso acromático ou mitótico

Centrossoma

O fuso mitótico é formado por 3 tipos de microtúbulos:

1. Microtúbulos polares

2. Microtúbulos cinetocorianos

3. Microtúbulos astrais

Apoptose – morte celularAlterações 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.

MeioseProfase 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, proto-zoários e nalgumas plantas inferiores. As divisões meióticas ocorrem imediatamente antes da formação dos gâmetas. Espórica ou intermediária: Tem lugar nas plantas supe-riores 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

MonossomiasMonossomia parcial do

cromossoma 5Cri-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 Down47, +13 – Síndrome de Patau47, +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

Frequência de síndrome de Down conforme a idade materna

Cariótipo da trissomia 21

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.