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O CONTROLE BIOQUIMICO: CICLINAS E CINASES DEPENDENTES DE CICLINAS

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O CONTROLE BIOQUIMICO: CICLINAS E CINASES DEPENDENTES DE CICLINAS

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. As mudanças fisiológicas que determinam a entrada na fase G1 dependem da expressão
da proteína ciclina D, que é ativada pela cascata de sinalização mediada pelos fatores de
crescimento (via de sinalização da proteína ras). As ciclinas são proteínas fundamentais na
regulação do ciclo celular das células eucarióticas, tendo sido descritas, pela primeira vez, no anode 1982 em células embrionárias de ouriços-do-mar.
. As ciclinas sofrem um ciclo de síntese e degradação durante as diferentes fases do ciclo celular. Assim, temos ciclinas presentes em diferentes fases do ciclo celular.
. As ciclinas  são divididas em duas classes: ciclinas G1/S, que inclui as ciclinas D, A e E; e a ciclina G2/M, que inclui a ciclina B.
. Formam dímeros funcionais com proteínas cinases específicas, conhecidas como “cinases dependentes de ciclina” . A formação do dímero ativa as proteínas cdks que passam a adicionar grupamentos fosfato em seus substratos (fosforilação). A adição destes grupamentos, em proteínas-alvo específicas, é responsável pela progressão do ciclo celular, regulando desde a replicação do DNA, na fase S, até a condensação da cromatina, o desarranjo do envelope nuclear e a formação do fuso mitótico na fase M.
. Já foram descritas mais de 10 ciclinas diferentes em células animais

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. Os eventos celulares e bioquímicos responsáveis pela geração de duas células filhas, a
partir de uma célula-mãe, são conhecidos como ciclo celular.
. A divisão celular e a geração de novas células são fundamentais para diversos processos celulares, tais como: desenvolvimento embrionário; o crescimento do organismo; a regeneração ou a renovação tecidual; a reprodução
assexuada, e a formação de gametas.
. A divisão celular de organismos procariotos segue outro padrão, tendo em vista que tais organismos não possuem um sistema de endomembranas, e, portanto, não apresentam núcleo.
. Nestes organismos, a divisão celular é conhecida como fissão binária (uma forma de reprodução assexuada), sendo caracterizada pela duplicação do material genético, crescimento celular, e divisão celular.
. Em condições fisiológicas, a entrada no ciclo celular depende, fundamentalmente, de sinais extracelulares.
. Em organismos multicelulares, a divisão celular requer sinais extracelulares ,que promovam alterações bioquímicas e fisiológicas na célula alvo.
.Estes sinais, conhecidos como fatores de crescimento, através da sua interação com receptores de superfície celular, disparam uma cascata de sinalização intracelular, que responderá pelas mudanças morfofisiológicas responsáveis pela divisão celular.
. Entre os mais diversos fatores de crescimento, podemos citar:
fator de crescimento epidermal (EGF); fator de crescimento de fibroblasto (FGF); fator de
crescimento semelhante à insulina (IGF); fator de crescimento derivado de plaqueta (PDGF); fator
de crescimento do endotélio vascular (VEGF); e fator de crescimento neuronal (NGF), entre
outros.
. Em organismos unicelulares, além de sinais extracelulares, as condições do meio também são determinantes para a entrada de uma célula no processo de divisão celular, principalmente a disponibilidade de nutrientes,como no caso da levedura Saccharomyces cerevisiae, onde até mesmo o tamanho da célula determina a sua entrada no ciclo celular.

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. Comparação entre bipartição e mitose
. Em ambos os casos, os cromossomos são copiados e separados, e a célula divide seu citoplasma para formar duas novas células.
. Os mecanismos e a sequência dos dois processos são bastante diferentes. Em primeiro lugar, nenhum fuso mitótico é formado nas bactérias. Talvez a maior diferença seja que a replicação e a separação do DNA acontecem ao mesmo tempo durante a fissão binária (ao contrário da mitose, onde o DNA é copiado durante a fase S, muito antes de sua separação na fase M).

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Etapas da fissão binária (ou bipartição)
.Assim como uma célula humana, uma bactéria em divisão precisa copiar seu DNA. Mas, ao contrário de células humanas, que têm vários cromossomos (em forma de bastão) contidos em um núcleo limitado por uma membrana, as células bacterianas geralmente têm um cromossomo único, circular e sempre carecem de um núcleo. No entanto, o cromossomo bacteriano é encontrado em uma região especializada da célula chamada nucleoide.
. A cópia do DNA por enzimas de replicação começa num ponto do cromossomo chamado origem da replicação. A origem é a primeira parte do DNA a ser copiada. À medida que a replicação continua, as duas origens avançam para extremos opostos da célula, puxando o resto do cromossomo junto com eles. A célula também alonga-se, em adição à separação dos cromossomos recém formados.
. A replicação continua até que o cromossomo inteiro é copiado e as enzimas de replicação se encontrem. Depois que os novos cromossomos se mudaram para os lados opostos da célula, liberando o centro da célula, pode ocorrer a divisão do citoplasma, neste processo, a membrana se invagina e forma um septo, ou uma nova parede separadora, no meio da célula.
. O septo divide a célula ao meio e as duas células são liberadas para continuar suas vidas como bactérias individuais.

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. FISSÃO BINÁRIA
. É o processo pelo qual as bactérias realizam a divisão celular. Conceitualmente, a fissão binária é semelhante à mitose que acontece em organismos multicelulares (como plantas e animais), mas sua finalidade é diferente.
. Quando as células se dividem por mitose no corpo de um organismo multicelular, elas fazem o organismo crescer mais ou substituir células velhas, desgastadas, por novas. No caso de uma bactéria, no entanto, a divisão celular não é apenas um meio de ganhar mais células para o corpo.
. Apresenta características em comum com a mitose, mas também difere da mitose em alguns aspectos importantes.

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-> FASES DA MITOSE

Prófase: Nessa etapa, que é a mais longa da mitose, observa-se a condensação do DNA que foi duplicado no período da interfase. A membrana que envolve o núcleo desorganiza-se e forma vesículas que ficam no citoplasma até o final da mitose, momento em que o envoltório nuclear é reconstruído. Um par de centríolos migra para cada polo da célula e microtúbulos surgem entre eles, dando início à formação do fuso mitótico. Nessa etapa o nucléolo também se desintegra.

Metáfase: Nessa etapa da mitose, os cromossomos migram para o plano equatorial da célula. Cada cromossomo possui duas cromátides, as quais se prendem ao microtúbulo por meio de uma região denominada de cinetocoro. Nessa etapa, os cromossomos atingem seu maior grau de compactação.

Anáfase: os cromossomos separam-se, e cada cromátide segue em direção ao polo da célula. Essa migração ocorre em virtude do encurtamento das fibras do fuso. No final da anáfase até o fim da telófase, observa-se o processo de citocinese. Esse processo consiste na divisão do citoplasma e na formação de duas células-filhas.

Telófase: ocorre reconstrução dos envoltórios nucleares, descondensação dos cromossomos e a reconstrução do nucléolo.

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Quanto tempo dura o ciclo celular?

Células diferentes podem levar tempos diferentes para completar o ciclo celular. Uma típica célula humana pode levar cerca de 24 horas para se dividir, mas células de ciclo rápido de mamíferos, como aquelas que revestem o intestino, podem completar um ciclo a cada 9-10 horas quando mantidas em cultura

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.Fase M
.Durante a fase mitótica (M), a célula divide seu DNA duplicado e o citoplasma para formar duas novas células. A fase M envolve dois processos distintos relacionados à divisão: mitose e citocinesis.
.Na citocinese, o citoplasma da célula é dividido em dois, formando duas novas células. A citocinese normalmente começa assim que a mitose termina, com alguma sobreposição.
.Na mitose, o DNA nuclear da célula se condensa em cromossomos visíveis e é separado pelo fuso mitótico, uma estrutura especializada formada por microtúbulos. A mitose acontece em quatro etapas: prófase (algumas vezes dividida em prófase inicial e prometafase), metáfase, anáfase, e telófase.

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→ Etapas da Interfase
Na interfase, fase de intensa atividade, observam-se os filamentos de cromossomos descondensados no interior do núcleo formando a cromatina. Nesse período, verifica-se também uma produção ativa de moléculas de RNA, que serão utilizadas para a síntese de proteínas, a duplicação das moléculas de DNA e o crescimento da célula.
A interfase, maior fase do ciclo celular, é dividida em três etapas básicas: G1, S e G2.
.Fase G1: também chamada de primeira fase de intervalo, a célula cresce e torna-se fisicamente maior, copia organelas, e fabrica os componentes moleculares que precisará nas etapas posteriores.
.Fase S: célula sintetiza uma cópia completa do DNA em seu núcleo. Ela também duplica uma estrutura organizadora de microtúbulos chamada de centrossomo. Os centrossomos ajudam a separar o DNA durante a fase M.
.Fase G2: a célula cresce mais, produz proteínas e organelas, e começa a reorganizar seu conteúdo em preparação para a mitose. A fase G2 termina com o início da mitose
As fases G1,G2, juntas são chamadas de interfase. O prefixo inter significa entre, refletindo que a interfase ocorre entre uma fase mitótica (M) e a próxima.

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Estágios do ciclo celular
Para se dividir, uma célula deve completar várias tarefas importantes: ela precisa crescer, copiar seu material genético (DNA), e dividir-se fisicamente em duas células-filhas. As células realizam estas tarefas em uma série de etapas previsíveis e organizadas que constituem o ciclo celular. O ciclo celular é um ciclo e não um caminho linear, porque ao final de cada um, as duas células-filhas podem começar novamente mesmo processo, a partir do início.

Em células eucarióticas, ou células com núcleo, os estágios do ciclo celular são divididos em duas fases principais: interfase e a fase mitótica (M).

Durante a interfase, a célula cresce e faz uma cópia de seu DNA.

Durante a fase mitótica (M), a célula separa seu DNA em dois conjuntos e divide seu citoplasma, formando duas novas células.

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O ciclo celular pode ser considerado como um o ciclo de vida de uma célula. Isto é, é a série de estágios de crescimento e desenvolvimento que uma célula passa entre seu "nascimento" - formação pela divisão de uma célula mãe - e reprodução - divisão para gerar duas células filhas.