1

Controle do Ciclo Celular

Ciclo celular: seqüência de eventos que leva ao crescimento e divisão celular

2

Replicação cromossômica e crescimento celular

Divisão celular

Segregação cromossômica

Ciclo celular

Células-filhas

Seqüência de eventos controlados e coordenados

Ciclo Celular

Câncer

Problemas

Tempo de duração dos ciclos celulares em algumas células eucarióticas

Ciclo Celular

Conhecimento sobre o ciclo celular:

Estudos em células eucarióticas: leveduras, Xenopus e mamíferos

3

Intérfase

Divisão

Ciclo Celular

Duplicação do DNA

Monitoramento e crescimento celular

Monitoramento e crescimento celular

INTINTINTINTÉÉÉÉRFASERFASERFASERFASE

G1G1G1G1: Crescimento celular, : Crescimento celular, : Crescimento celular, : Crescimento celular, Metabolismo normal, Metabolismo normal, Metabolismo normal, Metabolismo normal, DuplicaDuplicaDuplicaDuplicaçççção de organelasão de organelasão de organelasão de organelas

SSSS: Replica: Replica: Replica: Replicaçççção do DNA e ão do DNA e ão do DNA e ão do DNA e DuplicaDuplicaDuplicaDuplicaçççção cromossômicaão cromossômicaão cromossômicaão cromossômica

G2G2G2G2: Crescimento celular, : Crescimento celular, : Crescimento celular, : Crescimento celular, PreparaPreparaPreparaPreparaçççção para mitoseão para mitoseão para mitoseão para mitose

Ciclo Celular: 4 fases

4

Controle do Ciclo Celular

Ponto de Restrição

Ponto de Restrição: ponto posterior ao qual o ciclo celular iráprosseguir, mesmo que os fatores mitogênicos sejam retirados

Controle do Ciclo Celular

Ponto de Restrição

Caso a célula não receba os estímulos necessários para romper oponto de restrição, ela entra em G0.

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Pontos de checagem

DNA não replicado

Ligação ao fuso mitótico

Segregação dos cromossomos

Dano no DNA-1

Dano no DNA-2

Dano no DNA-3

Controle do Ciclo Celular

Identificação do Fator Promotor da Maturação (MPF)

Controle do Ciclo Celular

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Controle do Ciclo Celular

MPF: consiste de duas subunidades

-unidade catalítica (proteinoquinase)

-unidade regulatória (ciclina)

proteinoquinase

ciclina

Fosforilam proteínas alvo na célula

Quinase dependente de ciclina - Cdk

Controle do Ciclo Celular

Quinasedependente de ciclina - Cdk

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Controle do Ciclo Celular

A regulação da concentração de ciclinas determina a atividade das Cdks

Atividade de M-Cdk

Controle do Ciclo Celular

Para que M-Cdk seja ativa ela deve ser fosforiladaem alguns sítios e defosforilada em outros

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Controle do Ciclo Celular

Retroalimentação: M-Cdk ativada ativa outras Cdks

Controle do Ciclo Celular

A atividade das Cdks é regulada pela degradação das ciclinas

degradação das ciclinas em proteassomos

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Controle do Ciclo Celular

Fosforilação e degradação de proteínas controla o avanço no ciclo celular

Controle do Ciclo Celular

Diferentes complexos ciclina-Cdk acionam diferentes etapas do ciclo celular

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Ciclinas e quinasesdependentes de ciclina envolvidas no Ciclo Celular

Controle do Ciclo Celular

Complexo ciclina-Cdkda fase M

Complexo ciclina-Cdkda fase S

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Pontos de checagem e controle do ciclo celular

Ciclina A-Cdk1Ciclina B-Cdk1

Entrada em M*1

Chk1

ATRDNA não replicado

Proteino-quinase que quando associada a forquilhas de replicação, fosforila Chk1

Cdc25fosforila e inativa Cdc25, que não remove fosfato inibitório de Cdk1

Fosforilam alvos para desencadear mitose

Ligação ao fuso mitótico

Mad2

Anáfase

Ubiquitinação da securina e das ciclinasM por APC-Cdc20*2

Se associa a cinetócoros que não estão associados a microtúbulos, sendo convertida em forma ativa que inibe Cdc20

Segregação dos cromossomos

Cdc14Poliubiquitinaçãodas ciclinas B por APC-Cdh1

Anáfase

DefosforilaçãoCdh1

Durante intérfase e início da mitose, Cdc14 está sequestradae inativada no nucléolo

Tem1*3 Proteína do corpúsculo basal que ativa Cdc14

Ativada somente na correta segregação dos cromossomos

Dano no DNA-1

Dano no DNA-2

Dano no DNA-3

Ciclinas A/B/E-Cdk1/2Entrada em S*5

Cdc25

Chk2

quinaseATM/R

Fosforila Cdc25: marcada para ubiquitinação

Fosforila Chk2

Retirada de fosfato inibitório

Radiação γγγγ

p21CIP

p53*4

Fator de transcrição

Fosforila p53

Danos extensos no DNA: p53 ativa genes que levam a apoptose

p21CIP

p53ATM/R

Ponto de restrição

Inibe Cdk

Nomenclatura das proteínas envolvidas nos pontos de checagem e controle do ciclo celular

Chk: Csk Homologous Kinase; Csk – Cytosolic tyrosine kinase

Cdc: cell division control

ATM: Ataxia Telangectasia Mutant

ATR: Ataxia Telangectasia-Related

Tem1: Tumor endothelial marker 1

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Atividade dos complexos ciclina-Cdks ao longo do ciclo celular em vertebrados

O Ciclo Celular é influenciado por sinais extracelulares

Rb – Retinoblastoma Protein

Mitógeno

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G0: estágio de G1 no qual determinados tipos celulares podem permanecer temporariamente ou permanentemente

Ponto de Restrição

G0: estado modificado de G1 no qual o sistema de controle do ciclo estáamplamente desmantelado, podendo ocorrer o desaparecimento de várias Cdks e ciclinas.

Caso a célula não receba os estímulos necessários para romper o ponto de restrição, ela entra em G0.

Sinais externos como fatores que levam a célula a entrar em G0

inibição

Células interrompem ciclo e entram em G0

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Sinais externos levam a célula a sair de G0

Padrões de expressão de genes durante o retorno de fibroblastos com crescimento detido em G0

Níveis de expressão

Fatores de transcrição

Inibidores de Cdk

Tempo (horas)

Adição de:-Soro-Fator de crescimento

Proteína de reparo tecidual

Proteína estruturais

Genes retardatários

Ciclo Celular e Câncer

Muitos cânceres estão relacionados a mutações nos genes Ciclina D e Cdk4