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1ª série · Biologia
A biologia celular · O ciclo celular

O ciclo celular e a sua regulação

Uma pele ralada cicatriza em poucos dias, mas um neurônio lesionado quase nunca é substituído. Por que algumas células se dividem o tempo todo, outras só quando necessário e outras nunca mais? A resposta está no ciclo celular e no sistema de controle que decide quando uma célula pode, ou não, se dividir.

Interfase, divisão e a saída do ciclo

Ao observar ao microscópio um cultivo de células em multiplicação, quase todas mostram o núcleo bem delimitado e só algumas têm cromossomos condensados, em divisão. Como a vida da célula se organiza no tempo, de uma divisão até a seguinte?

Diagrama circular do ciclo celular: a interfase (G1, S, G2) ocupa cerca de 90% do ciclo e a divisão (fase M) cerca de 10%; da divisão parte uma saída lateral para o estado de repouso G0. ciclo celular G0 (repouso) saída do ciclo divisão (M) ≈ 10% interfase (G1·S·G2) ≈ 90% do ciclo

Algumas células, depois de se dividir, não voltam para G1: entram em um estado chamado G0, em que continuam funcionando, mas não se preparam para dividir.

Pratica★☆☆Por começar
Nomeie as duas grandes etapas do ciclo celular e as três fases em que se divide a interfase, indicando o que acontece, de forma geral, em cada uma delas.

Nomeie as duas grandes etapas do ciclo celular e as três fases em que se divide a interfase, indicando o que acontece, de forma geral, em cada uma delas.

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Pratica★☆☆Por começar
O que ocorre durante a fase S do ciclo celular? Justifique por que razão é imprescindível que esta fase termine antes de a célula entrar em divisão.

O que ocorre durante a fase S do ciclo celular? Justifique por que razão é imprescindível que esta fase termine antes de a célula entrar em divisão.

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Pratica★★☆Por começar
O esquema representa o ciclo completo de uma célula que demora $24\ \text{h}$ para se dividir. Calcule quantas horas dura a sua fase S e explique que processo celular…

O esquema representa o ciclo completo de uma célula que demora $24\ \text{h}$ para se dividir. Calcule quantas horas dura a sua fase S e explique que processo celular ocorre durante ela.

24 h G1 = 9 h S = ? G2 = 4 h M = 1 h
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Pratica★★☆Por começar
Algumas células, como os neurônios adultos, saem do ciclo celular e permanecem em uma fase chamada G0. Explique o que significa estar em G0 e que consequência esse fato…

Algumas células, como os neurônios adultos, saem do ciclo celular e permanecem em uma fase chamada G0. Explique o que significa estar em G0 e que consequência esse fato tem para a capacidade de regeneração do tecido nervoso.

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Os pontos de checagem

Linha do ciclo celular com as fases G1, S, G2 e M e os três pontos de checagem: G1/S (DNA íntegro?), G2/M (duplicação completa?) e M (fuso bem preso?). G1 S G2 M G1/S DNA íntegro? M fuso bem preso? G2/M duplicação completa?
Pratica★☆☆Por começar
O que é um ponto de controle do ciclo celular? Nomeie um deles e explique o que ele verifica antes de permitir que o ciclo prossiga.

O que é um ponto de controle do ciclo celular? Nomeie um deles e explique o que ele verifica antes de permitir que o ciclo prossiga.

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Pratica★★★Por começar
Analisa-se por citometria de fluxo a quantidade de DNA por célula em um tecido somático animal em proliferação ($2n = 8$). A análise identifica três subpopulações…

Analisa-se por citometria de fluxo a quantidade de DNA por célula em um tecido somático animal em proliferação ($2n = 8$). A análise identifica três subpopulações celulares bem delimitadas: Subpopulação 1 com 4 pg de DNA, Subpopulação 2 com valores intermediários e contínuos entre 4 e 8 pg, e Subpopulação 3 com 8 pg de DNA.

  1. a) Atribua, justificando, cada subpopulação à sua fase correspondente da interfase (G1, S ou G2). Determine quantos cromossomos, quantas cromátides e quantas moléculas de DNA de fita dupla possui uma célula individual pertencente à Subpopulação 3.
  2. b) Se for adicionada à cultura colchicina (fármaco que despolimeriza os microtúbulos do fuso acromático), preveja em qual subpopulação as células se acumularão e deduza quantos cromossomos e quantas cromátides conterá uma célula se ela escapar da mitose sem se dividir (endomitose).
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Ciclinas e CDK: o motor do ciclo

Em embriões em divisão rápida, a quantidade de certas proteínas sobe aos poucos e despenca logo antes de cada divisão. Que mecanismo funciona como um relógio interno que marca o ritmo do ciclo?

Gráfico da concentração de ciclinas ao longo do ciclo celular: a curva tem dois picos, o da ciclina G1/S e o da ciclina M, que marcam os momentos em que o complexo ciclina-CDK está ativo. ciclina G1/S ciclina M G1 S G2 M
Pratica★★☆Por começar
Explique o que são as ciclinas e as quinases dependentes de ciclinas (CDK) e de que modo atuam em conjunto para regular o avanço do ciclo celular.

Explique o que são as ciclinas e as quinases dependentes de ciclinas (CDK) e de que modo atuam em conjunto para regular o avanço do ciclo celular.

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p53: o guardião do genoma

Esquema da via da p53: o DNA danificado ativa a p53, que interrompe o ciclo para reparar o dano e continuar, ou induz apoptose se o dano é irreparável. DNA danificado p53 ativa ponto de checagem G1/S reparo → ciclo continua dano irreparável apoptose

Voltando ao começo: neurônios ficam em G0 e quase não se regeneram, enquanto a pele se renova porque suas células seguem o ciclo, sempre sob a vigilância dos pontos de checagem.

Resumo

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