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DNA
Replicação
Ligação ligante (fator de crescimento) -receptor
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
EVENTOS MOLECULARES NO CRESCIMENTO CELULAR
Receptores de superfície
• Receptores com atividade tirosina quinase intrínsecaAutofosforilação
• Receptores sem atividade catalítica intrínsecaAtivam proteínas citosólicas (tirosina quinsase) que
fosforilam o receptor
• Receptores associadas a proteína GGera 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
Seqüência promotora
Exons Íntrons
• 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
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 DNATranscrição do RNA
• 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”)
5’
3’
3’
5’
DNA
5’ 3’DNA
Transcrição
Ciclo Celular
G1
MG2
S G0
CélulasQuiescentes
Controle do ciclo celular• Duas classes de proteínas
1. cdk (cinases de proteínas dependentes de ciclinas)
2. 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
1. 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)
2. 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 MolecularDogma 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
OncogenesOncogen Vírus de RNA Neoplasia Alteração
abl Leucemia murina Abelson LMC Translocaçãot(9;22)
erb-B1 Eritroblastose das aves Carcinomas escamocelularesAstrocitomas
Amplificação
erb-B2 Eritroblastose das aves Adenocarcinomas da mama, estômago eovário
Amplificação
myc MC29 mielocitomatoseaviária
Linfoma de BurkittCarcinoma de mama, pulmão e cervical
TranslocaçãoAmplificação
N-myc MC29 mielocitomatoseaviária
Neuroblastomas e carcinoma pulmonar depequenas células
Amplificação
H-ras Sarcoma dos ratos Carcinoma do cólon, pulmão e pâncreasMelanoma
Mutaçãoponto
K-ras Sarcoma dos ratos LMA e LLACarcinoma de tireóide
Mutaçãoponto
N-ras Sarcoma dos ratos Mutaçãoponto
OncogenesClasses funcionais das oncoproteínas
• Fatores de crescimento– PDGF- (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
• Genes T e E amplamente estudados– anticorpos monoclonais para
as proteínas destes genes precipitam proteínas celulares, com as quais se combinam
Acs monoclonais para antígeno T longo do SV40
Acs monoclonais para antígeno T longo do SV40
Precipitação do antígeno T longo+
Proteína de 53kDa
Precipitação do antígeno T longo+
Proteína de 53kDa