Exercícios: O ciclo celular e a sua regulação

Nomeia 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.

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

O que é um ponto de controlo do ciclo celular? Nomeia um deles e explica o que verifica antes de permitir que o ciclo prossiga.

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

Explica 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.

Algumas células, como os neurónios adultos, saem do ciclo celular e permanecem numa fase designada G0. Explica o que significa estar em G0 e que consequência esse facto tem para a capacidade de regeneração do tecido nervoso.

Num laboratório de oncologia analisam-se duas culturas de células humanas submetidas a uma dose moderada de radiação ultravioleta:

• Cultura A: A maioria das células interrompe o seu ciclo na transição G1/S; após 24 horas, reparam as lesões ou ativam a apoptose.

• Cultura B: As células continuam a replicar ativamente o seu ADN na fase S apesar de apresentarem dímeros de timina não reparados, acumulando aberrações cromossómicas nas mitoses sucessivas.

1. a) Deduz fundamentadamente que alteração na via do gene TP53 explica o comportamento da Cultura B em relação à Cultura A.
2. b) Se for aplicado a ambas as culturas um fármaco inibidor dos complexos ciclina-CDK responsáveis pela entrada na fase S, prevê a resposta de cada cultura e explica por que razão este tratamento trava a proliferação, mas não reverte as mutações já fixadas na Cultura B.

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

1. a) Atribui justificadamente cada subpopulação à sua fase correspondente da interfase (G1, S ou G2). Determina quantos cromossomas, quantas cromátides e quantas moléculas de ADN bicatenar possui uma célula individual pertencente à Subpopulação 3.
2. b) Se for adicionada à cultura colchicina (fármaco que despolimeriza os microtúbulos do fuso acromático), prevê em que subpopulação se acumularão as células e deduz quantos cromossomas e quantas cromátides conterá uma célula se escapar à mitose sem se dividir (endomitose).

Um fármaco antitumoral bloqueia de forma irreversível a atividade da ADN helicase durante a interfase. É adicionado a uma cultura de células somáticas humanas em proliferação ativa.

1. a) Justifica em que ponto de controlo do ciclo celular ficarão bloqueadas as células que já tinham começado a replicar o seu ADN ao adicionar o composto, e explica que consequências teria para a célula ultrapassar o referido ponto sem completar a replicação.
2. b) Um estudante afirma que, decorridas duas horas desde a adição do fármaco, 100 % das células da cultura estarão retidas na fase S. Refuta a sua previsão deduzindo o que ocorrerá inicialmente com as células que se encontravam em G2 e mitose no momento da administração e em que fase se acumularão finalmente se o fármaco permanecer no meio.