Ciclo Celular e Células Eucarióticas

Lembre-se

• Células eucarióticas têm um núcleo e citoplasma.
• O núcleo é uma estrutura vital nas células eucarióticas.
• DNA é transcrito em RNA.
• Carioteca é a membrana que envolve o núcleo.
• Cromatina é o complexo de DNA e proteínas que formam os cromossomos.
• Organelas são estruturas especializadas dentro das células.
• Citoesqueleto é uma rede de fibras que dão forma e suporte à célula.
• Matriz extracelular é uma rede de moléculas fora das células.

Ciclo Celular

• O ciclo celular é um processo contínuo e altamente regulado que permite o crescimento e divisão das células.
• É essencial para a renovação celular, desenvolvimento e reparação de tecidos.
• Ocorre em células eucarióticas.
• O ciclo celular é regulado por proteínas específicas, incluindo ciclinas e quinases dependentes de ciclinas (CDKs).

Fases do Ciclo Celular

• O ciclo celular é dividido em duas fases principais: interfase e fase mitótica (M).

Interfase

• É o período de crescimento e preparação para a divisão celular.
• A interfase é dividida em três subfases: G1, S e G2.
• G1 (Gap 1) é caracterizado pelo crescimento celular e síntese de proteínas e organelas.
• S (Síntese) é a fase de replicação do DNA.
• G2 (Gap 2) é a preparação para a mitose, com síntese de proteínas essenciais.
• Células que entram em repouso prolongado podem entrar na fase G0, onde não se dividem, como os neurônios.

Mitose (M)

• Divide a célula em duas células-filhas geneticamente idênticas.
• Possui quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase.
• Prófase: Os cromossomos se condensam e o fuso mitótico se forma.
• Metáfase: Os cromossomos se alinham no plano equatorial.
• Anáfase: As cromátides-irmãs são separadas.
• Telófase: Reorganização do núcleo e formação de duas células-filhas.
• Após a mitose, ocorre a citocinese, onde o citoplasma se divide.
• Na interfase, a maioria das células apresenta núcleo com carioteca e cromatina frouxa.
• Na prófase, os filamentos de cromatina se apresentam alongados, dando ao núcleo aspecto de novelo.
• Na metáfase, os cromossomas se dispõem no equador da célula e a carioteca desaparece.
• Na anáfase, ocorre a separação das cromátides e a migração dos cromossomas para os polos.
• Na telófase, ocorre o desaparecimento dos microtúbulos dos cinetócoros, a descondensação da cromatina, a reorganização dos nucléolos, a reconstituição da carioteca e a citocinese.

Meiose

• É um tipo de divisão celular que reduz pela metade o número de cromossomos da célula-mãe, resultando em quatro células-filhas haploides.
• Ocorre em organismos eucarióticos e é essencial para a reprodução sexuada, garantindo a variabilidade genética das espécies.
• Produção de gametas (óvulos e espermatozoides) em animais e esporos em plantas.
• Variabilidade genética é promovida pelo crossing-over e segregação independente dos cromossomos.
• Mantém o número cromossômico da espécie ao longo das gerações.
• A meiose ocorre em duas divisões celulares sequenciais: meiose I e meiose II, sem replicação de DNA entre elas.

Meiose I: Separação dos Cromossomos Homólogos

• Prófase I: Condensação dos cromossomos, pareamento dos cromossomos homólogos (tétrades), crossing-over e desfazimento da carioteca.
• Metáfase I: Tétrades se alinham no equador da célula.
• Anáfase I: Cromossomos homólogos são separados e puxados para os polos opostos.
• Telófase I e Citocinese: Os cromossomos chegam aos polos e a célula se divide em duas células-filhas haploides com cromossomos duplicados.

Meiose II: Separação das Cromátides-Irmãs

• Esta fase é semelhante à mitose e ocorre em células haploides.
• Prófase II: Os cromossomos se condensam novamente e o fuso mitótico se reorganiza.
• Metáfase II: Os cromossomos se alinham na placa equatorial.
• Anáfase II: As cromátides-irmãs são separadas e puxadas para os polos opostos.
• Telófase II e Citocinese: Forma-se novamente a carioteca e o citoplasma se divide, resultando em quatro células haploides geneticamente diferentes.

Controle do Ciclo Celular

• O ciclo celular é rigorosamente controlado por:
• Ciclinas e CDKs que regulam a progressão do ciclo celular.
• Checkpoints celulares que garantem a integridade do DNA e o correto andamento do ciclo.
• G1/S: Avalia danos no DNA antes da replicação.
• G2/M: Verifica se a replicação do DNA foi concluída corretamente.
• Metáfase: Garante que os cromossomos estejam corretamente alinhados.
• Falhas nesse controle podem levar à proliferação celular desregulada, contribuindo para doenças como o câncer.

Morte Celular

• É um processo essencial para o desenvolvimento, homeostase e resposta a danos celulares.

• Pode ocorrer de forma programada ou acidental.

• Apoptose: Morte celular programada.

• Necrose: Morte celular patológica.

• Autofagia: Degradação controlada de componentes celulares.

Apoptose

• Mecanismo controlado e programado essencial para a manutenção do organismo.
• Encolhimento celular.
• Condensação da cromatina.
• Formação de corpos apoptóticos fagocitados sem inflamação.
• Vias principais: via intrínseca (mitocondrial) e via extrínseca (receptores de morte).
• Importância: desenvolvimento embrionário, remoção de células defeituosas e regulação imunológica.
• Relevância clínica: falha na apoptose leva ao câncer, excesso causa doenças neurodegenerativas.

Necrose

• Morte celular descontrolada devido a injúrias graves.
• Inchaço celular.
• Ruptura da membrana plasmática.
• Liberação de conteúdo celular causando resposta inflamatória intensa.
• Causas: isquemia, infecção, trauma físico ou químico.
• Relevância clínica: processos inflamatórios crônicos e danos irreversíveis em tecidos.

Autofagia

• Processo catabólico regulado que degrada organelas e proteínas danificadas.
• Características: formação de autofagossomos, fusão com lisossomos e reciclagem de componentes celulares.
• Funções: resposta ao estresse metabólico, remoção de proteínas anômalas e papel dual no câncer (proteção vs. promoção tumoral).

Senescência Celular

• É um estado de parada do ciclo celular que impede a proliferação descontrolada de células danificadas.
• Senescência Replicativa: Ocorre devido ao encurtamento dos telômeros.
• Senescência Induzida por Estresse: Resultado de danos ao DNA, estresse oxidativo e ativação de oncogenes.
• Senescência Induzida por Terapia: Ocorre após tratamentos como quimioterapia.
• Características: Parada permanente do ciclo celular, expressão de biomarcadores (p16INK4a e p21) e secreção do fenótipo secretor associado à senescência(SASP).
• Papel da Senescência: Proteção contra câncer, regeneração tecidual e relação com envelhecimento e doenças degenerativas.

Homeostase Celular

• Refere-se à manutenção da estabilidade dos tecidos pelo equilíbrio entre proliferação, diferenciação e morte celular.
• Sinalização Celular: Vias como p53, mTOR e NF-κB regulam proliferação e sobrevivência celular.
• Equilíbrio entre Células-tronco e Diferenciadas: Regulação do nicho de células-tronco mantém tecidos funcionais.
• Resposta a Danos Celulares: Sistemas como a apoptose e a autofagia eliminam células danificadas.

Sinalização Celular

• É o processo pelo qual as células se comunicam para coordenar funções essenciais, como crescimento, resposta a estímulos e homeostase.
• Envolve moléculas sinalizadoras (hormônios, neurotransmissores, fatores de crescimento).
• Utiliza receptores específicos que ativam vias de transdução de sinal.
• A desregulação pode levar a doenças como câncer e distúrbios metabólicos.
• Sinalização Autócrina: A célula produz e responde ao próprio sinal. Exemplo: Fatores de crescimento em tumores.
• Sinalização Parácrina: Sinal produzido por uma célula age em células vizinhas. Exemplo: Neurotransmissores na sinapse neuronal.
• Sinalização Endócrina: Sinal enviado via corrente sanguínea para células-alvo distantes. Exemplo: Insulina secretada pelo pâncreas regulando a glicemia.
• Sinalização Justácrina: Comunicação por contato direto entre células. Exemplo: Interação de células do sistema imunológico.
• A transdução de sinal converte sinais extracelulares em respostas intracelulares.
• Receptores de Membrana: Receptores acoplados à proteína G, receptores tirosina-quinase e receptores ligados a canais iônicos.
• Receptores Intracelulares: Localizados no citoplasma ou núcleo, ativados por moléculas lipossolúveis.
• As vias de transdução amplificam e regulam a resposta celular incluindo as vias MAPK, PI3K-AKT e JAK-STAT.