DNA Replicação

EVENTOS MOLECULARES NO CRESCIMENTO CELULAR Ligação ligante (fator de crescimento) -receptor ê Ativação do receptor do fator de crescimento Transdução do sinal e geração de mensageiros secundários Ativação dos Fatores de Transcrição no núcleo Síntese de DNA e divisão celular

Receptores de superfície Receptores com atividade tirosina quinase intrínseca Autofosforilação Receptores sem atividade catalítica intrínseca Ativam proteínas citosólicas (tirosina quinsase) que fosforilam o receptor Receptores associadas a proteína G Gera mensageiros secundários intracitoplasmáticos

Sistema de transdução de sinais Processo pelo qual sinais extracelulares são detectados e convertidos em sinais intracelulares o que gera uma resposta celular específica

A célula estável, após a cascata de fosforilação protéica, entra no ciclo celular (sai de G0 e entra em G1) Ex: Mitogen-activaded protein kinase pathway (sistema de transdução)

Fatores de transcrição I Sistema de transdução de sinais transfere a informação para o núcleo onde ocorre alterações na expressão gênica (transcrição dos genes) que é controlado for fatores reguladores conhecidos como fatores de transcrição

Fatores de transcrição II Estrutura composta por tipos específicos de domínios Domínio para ligar ao DNA e controle da transcrição (Domínio regulador) Domínio para ligar o mensageiro secundário (fosforilação)

Genes Codificam a seqüência de bases que serão transcritas para mRNA Exons sequências de DNA que codificam RNA ou proteínas Íntrons sequências que não codificam RNA ou proteínas participam organização do DNA estrutura cromossômica organização cromatínica regulação da expressão de genes maior parte constitui seqüencias repetitivas cuja função AINDA É DESCONHECIDA Seqüência promotora Exons Íntrons

Funções do DNA Duas funções básicas armazenamento da informação genética Replicação do DNA Recombinação gênica Reparo do DNA transmissão da informação genética Transcrição e Tradução

Funções do DNA Transcrição do RNA 5’ 3’ DNA Transcrição Transcrição processo no qual há a produção de um mRNA a partir de um gene (DNA) a sequência do RNA é complementar à do DNA as porções iniciais e terminais de um mRNA são determinadas pela posição de sequências promotoras e terminais no DNA A produção de mRNA utiliza apenas uma cadeia do DNA (“sense”)

Ciclo Celular G1 M G2 S G0 Células Quiescentes

Controle do ciclo celular Duas classes de proteínas cdk (cinases de proteínas dependentes de ciclinas) Ciclinas (que se ligam às cdk e controlam a taxa de fosforilação das proteínas responsáveis por inúmeros fenômenos que ocorrem na divisão celular (replicação do DNA, formação do fuso mitótico etc)

Ciclinas Ativadoras das cdk Produzidas e degradas de forma cíclica Dois tipos principais Ciclinas G1 (D e E) aumenta durante a fase G1 e quando atinge uma certa concentração a célula entra na fase S (síntese e duplicação do DNA) Ciclinas M (A e B) se ligam às cdk em G2 e sáo essenciais para iniciar a fase M Ciclina M + cdk = MPF (fator promotor da mitose)

Ciclinas O progresso das células através das diferentes fases do ciclo celular é controlado por complexos de proteínas quinases (CDKs), as quais são controladas por proteínas designadas ciclinas. CDKs: cyclin depend kinases: moléculas que possuem níveis celulares constantes apresentam-se em formas ativas e inativas ativadas pelas ciclinas Os níveis celulares de cada ciclina apresentam picos em fases específicas do ciclo celular ciclina D combina-se com CDK4 e CDK6 na fase G1 ciclina E combina-se com CDK2 no final da fase G1 ciclina A combina-se com CDK2 e CDK1 na fase S ciclina B combina-se com CDK1 na fase G2

Ciclinas As ciclinas são cofatores na ativação de proteínas específicas: quinases dependentes da ciclinas (CDK) fosforilam inúmeras outras proteínas estimulam a passagem pelas diversas etapas do ciclo celular inibidas por proteínas inibidoras das quinases: inespecíficas p21, p27 e p57 específicas p15, 16, 18 e 19

Ciclinas e CDks

Regulação do Crescimento Celular Resultado do balanceamento entre o número de células originadas por mitose e o de morte celular por apoptose Ciclo celular = série de eventos que culminam com a duplicação do DNA e a divisão da célula Esse fenômeno não progride automaticamente devido a pontos estratégicos nos quais há uma parada do ciclo (checkpoints: Ex G1/S e G2/M) Progressão só ocorre quando tais pontos são ultrapassados por estímulos apopriados

Crescimento celular resulta da ação coordenada de agentes estimuladores e inibidores da divisão celular Fatores de crescimento celular (FC): polipeptídeos produzidos por diferentes células e têm a capacidade de estimular ou inibir a multiplicação celular agindo sobre células específicas ou sobre várias células

Dogma da Biologia Molecular DNA transcrição RNA tradução Proteína Replicação

Oncogenes Inicialmente identificados em vírus possivelmente incorporados por “transdução” Mantidos durante toda a evolução das espécies genes que codificam proteínas responsáveis pela maquinaria do ciclo celular fatores de crescimento receptores de membrana mensageiros intra-celulares Nomenclatura relaciona-se à localização do oncogene no vírus: v-onc no citoplasma: c-onc no núcleo: n-onc

Oncogenes

Oncogenes Classes funcionais das oncoproteínas Fatores de crescimento PDGF-b (sis) FGF (int-2, hst) FGF-5 Fatores de transcrição Reguladores da proliferação myc, N-myc, L-myc, fos, jun Reguladores da diferenciação erb-a, gli, ski Tirosino quinases ligadas a receptores erb-B kit fms Proteínas quinases com ligandos desconhecidos ros, neu, trk, met Tirosino quinases sem receptor Associadas a membranas src, yes, fgr, lck Não-associadas a mb fps, abl/brc-abl Proteínas quinases raf, mos, pim 1 Proteínas G H-ras, K-ras, N-ras, gsp e gip Reguladores do ciclo celular PRAD1 (relacionado à ciclinas)

Mecanismos de ativação dos oncogenes Mutações ponto mutações do oncogene ras Rearranjos cromossômicos tumores primitivos neuroectodérmicos t(11;22)(q24:q12), t(21;22)(q22;q12), t(7;22)(p22;q12) linfomas Burkitt: t(8;14)(q24:q32)- myc/IgH Amplificação gênica N-myc nos neuroblastomas

Vírus DNA Epidemiologicamente, são mais importantes que os vírus de RNA, relacionando-se com câncer do colo uterino - HPV Linfoma de células B e ca nasofaríngeo - EBV Ca hepatocelular - HBV Os vírus mais estudados até o momento: SV40 - vacina Sabin Polioma vírus Adenovírus HPV EBV

Vírus DNA Em cultura de células, estimulam a replicação do DNA do hospedeiro facilitar sua própria replicação, pois necessitam da maquinaria celular codificam genes “precoces” (early genes) codificam proteínas multifuncionais ativam a transcrição dos genes do hospedeiro e virais capacidade de transformação das células SV40 - antígenos T (tumorais) Adenovírus - antígenos E (early)

Vírus DNA p53 Genes T e E amplamente estudados Acs monoclonais para antígeno T longo do SV40 Genes T e E amplamente estudados anticorpos monoclonais para as proteínas destes genes precipitam proteínas celulares, com as quais se combinam Precipitação do antígeno T longo + Proteína de 53kDa p53