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Os substratos, para cada uma das enzimas. · Classificação dos lisossomos com base na atividade funcional Os lisossomos apresentam características morfológicas e funcionais muito distintas. Essa variedade esta relacionada aos diversos tipos de enzimas encontradas em seu interior. Os lisossomos se originam pela fusão de vesículas liberadas do Complexo de Golgi, sendo denominados de lisossomos primários. Os lisossomos primários apresentam enzimas hidrolíticas compactadas e sem atividade, por esse motivo, são observados na microscopia eletrônica como organelas esféricas eletrodensas (negras). As células possuem um numero variável de lisossomos primários em seu citoplasma, e esse numero varia de acordo com a função celular. Macrófagos, por exemplo, cuja função é a fagocitose, apresentam um grande número de lisossomos primários. O lisossomos primário promovem fusão com vesículas de rota endocítica, endossomos tardios ou fagossomos. Essa função promove a ativação de bombas de H+ presentes na membrana plasmática, que leva á acidificação do pH tornando essas enzimas ativas e dando origem ao lisossomo secundário. O lisossomo secundário, portanto, apresenta enzimas ativas, promove a digestão do material intracelular e a formação dos vacúolos digestórios. · Destino do material digerido no lisossomo Os materiais digeridos pelas hidrolases presentes nos lisossomos são reutilizados pela célula na síntese de novas moléculas. No entanto, nem todo material é digerido, podendo ser formadas vesículas contendo material não digerido, denominadas de corpos residuais. Quando o material não é digerível, todo o processo perderia o valor se estas células simplesmente promovessem a exocitose dos corpos residuais. Por esse motivo, na maioria das células, o material é acumulado no citoplasma celular. Nas células de vida longa, como neurônios e células do musculo cardíaco, esses corpos residuais se agrupam formando partículas grandes denominadas de Grãos de Lipofuscina. Estes grãos contem formas insolúveis e indigeríveis, cujo número aumenta com a idade do indivíduo, já que os neurônios não são renovados. · Lisossomos e autofagia O mecanismo de autofagia promove a formação de vesículas contendo macromoléculas, cujo, destino e digestão celular se dará nos lisossomos. · Autofagia: processo fisiológico A autofagia é um mecanismo utilizado para degradar partes não funcionais das células, sendo considerado um processo fisiológico, ou seja, normal de organelas e outras estruturas celulares. A principal diferença entre a autofagia e os mecanismos da endocitose é a origem do material a ser degradado. Na autofagia, o material é proveniente da célula que realiza o processo; e, no caso da endocitose, esse material foi incorporado do meio extracelular. A PALAVRA “AUTOFAGIA” SIGNIFICA “COMER A SI MESMO” E, N O CONTEXTO EM QUESTAO, DIZ RESPEITO AO PROCESSO CELULAR DE DESTRUIÇAO E DIGESTAO DE COMPONENTES INTERNOS POR MEIO DA AÇAO DE ENZIMAS. · Formação de vesículas na autofagia As organelas e macromoléculas que serão degradadas são envolvidas por uma dupla membrana, originada do reticulo endoplasmático rugoso, que formam vesículas de diferentes tamanhos e recebem o nome de autofagossomos. Estas se fundem, então, a um lisossomo formando um autofagolisossomo, local que ocorre a digestão intracelular. · Ação dos lisossomos na autofagia A autofagia promove a formação de vesículas contendo organelas celulares ou macromoléculas que devem sofrer digestão intracelular, e esta ocorre em lisossomos por meio da ação de enzimas hidroliticas. A autofagia pode ser ativada em resposta ás condições do meio, como, por exemplo, falta de nutrientes, possibilitando, assim, a sobrevivência da célula. Em outros casos, o processo pode ser ativado para remodelação de tecidos e órgãos. Em ambas as situações, as vesículas autofágicas são direcionadas para o lisossomo. MODULO III: COMPARTIMENTALIZAÇÃO DAS CELULAS (ORGANELAS CELULARES) TRANSPORTE CELULAR POR MEIO DA MEMBRANA · Citoesqueleto: composição, funções e patologia As células animais, principalmente por não possuírem parede celular, precisam de uma estrutura filamentosa que ajuda a sustentar o volume citoplasmático. Sendo assim, o citoesqueleto permite essa sustentação por meio de uma rede de filamentos proteicos que se distribui por todo o citoplasma celular. ● Composição geral: É constituído por uma trama proteica filamentosa, ou seja, diferentes tipos de fibras de proteínas cruzam a célula em diversas direções formando uma rede. Esses filamentos proteicos são divididos em três tipos que diferem entre si quanto á composição, propriedades mecânicas e funções no interior da célula. Os três tipos de filamentos proteicos são chamados de filamentos intermediários, microtúbulos e filamento de actina. Os filamentos são formados por um processo reversível, que pode ser mudado conforme as necessidades das células. Os filamentos intermediários são composto por proteínas fibrosas. Os microtúbulos são formados por subunidades de tubulina glomerular. Os microfilamentos ou filamentos de actina são constituídos por subunidades de actina globular, organizados em feixes funcionais ou rede. ● Funções gerais: Exerce um papel fundamental nas células, como processos de cicatrização, contração muscular e motilidade dos espermatozoides, essenciais para a fecundação. Todos esses processos estão relacionados ao citoesqueleto, que é o responsável pelo deslizamento das células sobre uma superfície, pelo movimento de contrair e relaxar as células musculares, bem como pela migração e determinação do formato celular durante o desenvolvimento embrionário. Além disso, o citoesqueleto controla o posicionamento das organelas no citoplasma, de forma que elas possam realizar suas funções com o máximo de eficiência. Outro ponto de extrema importância é a atuação do citoesqueleto na segregação dos cromossomos e na separação de duas novas células durante o processo de divisão celular. Cada tipo de filamento que compõe o citoesqueleto é responsável por uma função. Os filamentos intermediários atuam fornecendo resistência mecânica as células e contribuindo para a junção celular de alguns tecidos. Os microtúbulos promovem a organização do citoplasma celular e formam estruturas moveis, que permitem a movimentação de alguns tipos celulares, além de formar estruturas chamadas de fuso durante a divisão celular. Por outro lado, os filamentos de actina são encontrados em maior quantidade logo abaixo da membrana plasmática, com a função de controlar a forma e os eventos celulares que envolvem o movimento. · O citoesqueleto em diferentes tipos celulares Dependendo do tipo de célula em que é encontrado, pode ter diversas funções. Sendo assim, os tipos celulares são caracterizados por arranjos específicos que podem definir a sua forma, movimento de suas organelas ou a própria locomoção. As células epiteliais presentes no trato respiratório possuem cílios na sua superfície apical que, através dos seus movimentos, conseguem eliminar os microrganismos e resíduos que estão nas vias respiratórias superiores. ● Citoesqueleto e patologias Participa de funções essenciais para células. No entanto, quando ocorre alguma alteração nos filamentos proteicos como, por exemplo, defeitos na síntese dos componentes, na montagem estrutural ou na associação com as proteínas acessórias, pode resultar no desenvolvimento de algumas patologias. A progéria é uma patologia que ocorre devido a um defeito em algum tipo especifico de lamina nuclear. No entanto, ainda não se sabe com clareza de que modo a perda da lamina nuclear pode causar esse distúrbio, que promove o envelhecimento prematuro do indivíduo afetado. Algumas hipótese acreditam que a instabilidade nuclear pode resultar em problemas na divisão celular, morte celular aumentada, redução da capacidade de reparar tecidos ou, ainda, uma combinação entre esses efeitos. Mutações no gene da queratina causam uma doença genética raraque eram responsáveis pela sua sobrevivência. Esse tipo de situação ocorre com os neutrófilos recrutados pela resposta inflamatória aguda e com os linfócitos, após resposta imune. Alguns linfócitos apresentam características autorreativas, podendo ser potencialmente nocivos ao próprio organismo. Por esse motivo, o mecanismo de apoptose age para eliminar os linfócitos antes ou depois de completarem sua maturação. Além disso, os linfócitos T citotóxicos podem induzir a morte celular de células neoplásicas ou infectadas por vírus como mecanismo de defesa. · Apoptose na organogenese e no indivíduo adulto Na organogenese, a apoptose é um evento importante para a formação das mãos e dos pes, uma vez que essas estruturas apresentam formato de pá logo no inicio do desenvolvimento embrionário. Sendo assim, os dedos passam a ser estruturas individualizadas quando as células morrem. A apoptose é essencial para o controle da produção de células na medula óssea do individuo adulto. De modo geral, a medula óssea esta constantemente produzindo células sanguíneas, como, por exemplo, neutrófilos, que poderão ser recrutados rapidamente caso ocorra alguma infecção. Assim, visando o equilíbrio dessas células no organismo, a maioria acaba morrendo por apoptose mesmo sem nunca ter funcionado. OS NEUTRÓFILOS SÃO CÉLULAS DO SISTEMA IMUNOLÓGICO QUE ATUAM NA DEFESA DO ORGANISMO A PARTIR DA FAGOCITOSE DE MICRORGANISMOS OU PARTÍCULAS. · Mecanismo de apoptose O mecanismo de apoptose nas células animais esta relacionado a uma cascata proteolítica intracelular mediada por caspases. As caspases pertencem ao grupo de proteases que, através do resíduo de cisteina em seu sitio ativo, são capazes de fragmentar as proteinas-alvo em ácidos aspárticos específicos. Nem todas as caspases atuam na apoptose, porem, as que agem logo no inicio da cascata proteolítica são chamadas de caspases iniciadoras (caspases 2,8,9 e 10), que, por sua vez, ativam as caspases executoras (caspases 3,6 e 7) para crivar as proteinas-alvo. Existem duas vias de sinalização envolvidas com o mecanismo de apoptose em células animais da ativação da cascata de caspase. A via extrínseca da apoptose é ativada pelo receptor de morte Fas, presente na superfície da célula-alvo. A primeira etapa inicia quando o receptor de morte Fas reconhece o ligante Fas e, consequentemente, ocorre o recrutamento de proteinas adaptadoras intracelulares que se ligam ás caspases iniciadoras (caspases-8, caspase-10, ou a ambas), formando o complexo de sinalizaçao indutor de morte. A partir desse complexo, as caspases iniciadoras ativam as caspases executoras (caspase-3), que rompem e degradam as proteinas-alvo. Em alguns casos, a via extrínseca ativa outra via conhecida como via apoptótica intrínseca para amplificar os sinais de cascata crescente, que tem como finalidade causar a morte celular. A ativação da via intrínseca da apoptose depende da liberação de uma proteína presente na membrana interna das mitocôndrias, conhecidas como citocromo c. quando essa proteína é liberada no citosol, ela se liga a uma proteína adaptadora chamada Apaf-1 (fator 1 de ativação da protease apoptótica), que, por sua vez, recruta caspases iniciadoras (caspase-9) dando origem a uma estrutura chamada apoptossoma. A apoptossoma, por seu turno, ativa as caspases executoras para induzir a apoptose que, nesse caso, pode estar relacionada á degradação e ao rompimento dos filamentos de actina que formam o citoesqueleto. · Regulação do mecanismo de apoptose As células precisam ter um controle da via intrínseca para que a apoptose so aconteça quando for necessário. Para realizar esse controle, proteinas da família Bcl2 atuam, principalmente, na ativação ou inibição da liberação do citocromo c e de outras proteinas intermembranares das mitocôndrias. Assim, a apoptose baseia-se na liberação de proteinas Bcl2 proapoptóticas, que induzem a morte celular, ou pela ação das Bcl2 antiapoptóticas, que bloqueiam a liberação de proteinas inibindo a apoptose. O grupo de proteínas Bcl2 antiapoptóticas é formado pela própria Bcl2 e pela Bcl-KL. As proteínas Bcl2 proapoptóticas são subdivididas em duas famílias denominadas de proteínas BH123 (Bax e Bak) e proteínas BH3-apenas. As proteínas BH3-aepnas induzem a via intrínseca de apoptose por meio da inibição de proteinas antiapoptóticas. Para isso, a BH3-apenas se liga á proteína Bcl2 antiapoptotica, o que permite que as proteinas BH123 sejam acoplados na superfície celular da mitocôndria, liberando as proteinas que induzem a apoptose. · Morte celular por necrose A necrose é um mecanismo de morte celular que ocorre de forma acidental, devido a traumas ou injurias que comprometem a viabilidade celular por meio de alterações morfológicas. Nesse processo, a célula lesionada aumenta de volume, perde a integridade de suas membranas (nuclear e citoplasmática) e o conteúdo intracelular é extravasado sobre as células adjacentes, o que induz uma resposta inflamatória local através do recrutamento de células do sistema imune (macrófago) para fagocitar os restos celulares. · Características gerais da necrose Apresenta uma serie de alterações citoplasmáticas que estão relacionadas á desnaturação de proteinas, digestão de organelas pelas enzimas lisossômicas, perda de RNA e glicogênio, além da degradação das membranas das organelas e da membrana plasmática. As células são caracterizadas pela descontinuidade das membranas, rompimento dos lisossomos, densidades amorfas nas mitocôndrias, bem como pela presença de massas fosfolipidicas derivadas da degradação dos componentes intracelulares conhecidos como figuras de mielina. · Morte celular por necrose: tipos e causas Necrose tecidual: apresenta vários padrões morfológicos que permitem a melhor compreensão de suas possíveis causas. Necrose de coagulação: é considerado o tipo mais comum, sendo caracterizado por preservar a arquitetura básica do tecido lesionado. A área do tecido que sofre esse tipo de necrose é chamada de infarto. Necrose liquefativa: as células mortas são totalmente digeridas pelas enzimas lisossômicas dos leucócitos que se acumularam na área lesionada e, como resultado, ocorre a transformação do tecido afetado em uma massa viscosa liquida. Esse tipo de necrose é provocada por infecções bacterianas, que geram um acumulo de leucócitos e de liberação de enzimas no local da infecção. Em casos de inflamação aguda, as células formam um liquido amarelado chamado pus. Esse tipo de necrose é observado em células do sistema nervoso central que sofreram hipóxia (falta de oxigênio). Necrose gangrenosa: é uma consequência de necrose de coagulação, relacionada ao suprimento sanguíneo de um membro do corpo. Em casos de infecção bacteriana, ocorre o recrutamento de leucócitos que, junto com as bactérias, transformam a necrose de coagulação em necrose liquefativa, resultando em uma condição conhecida como gangrena úmida. Necrose caseosa: mais encontrada em tecidos que sofreram infecção tuberculosa. De modo geral, a estrutura do tecido é totalmente alterada e as células não tem seus contornos preservados. Necrose gordurosa: ocorre em casos de pancreatite aguda, na qual as células gordurosas são destruídas pela ação de lipases pancreáticas e liberadas pelo pâncreas na cavidade peritoneal. Necrose fibrinoide: pode ser observada nas reações imunes. É caracterizada pelo acumulo de complexos antígeno-anticorpo nas paredes da artéria, que, por sua vez, se combinam á fibrina extravasada pelos vasos, formando uma estrutura chamada fibrinoide. · Necrose e processo inflamatório Inflamassoma atua na ativação de enzimas da família caspase (cisteina-aspartato proteases) envolvidas nos processos de apoptose e necrose. Quando o inflamassoma reconhece componentes celulares liberados por necrose, ocorre a ativação da enzima caspase-1, que, por sua vez, ativa a citocina inflamatória interleucina 1β(IL-1β). A IL-1β é uma citocina importante no recrutamento de leucócitos durante inflamações agudas provocadas por necrose celular. Dessa forma, os leucócitosliberam enzimas que agem na destruição das células mortas. · Mecanismo de morte celular programada nas células neoplásicas. As células humanas possuem mecanismos de reparação e renovação tecidual que ajudam a manter o equilíbrio de suas populações. Por esse motivo, as células vivem o quanto for necessário e, também, morrem por mecanismos de morte programada quando não são mais uteis para a célula. No entanto, os mecanismos que controlam esses processos podem falhar ou, ainda, uma alteração genética em uma única célula pode produzir mais células que se comportam da mesma maneira. Dessa forma, o aumento do número de células anormais causa alterações na organização do tecido como um todo, podendo caracterizar o surgimento do câncer. A morte celular programada tem um papel importante na prevenção do câncer, uma vez que esse processo pode impedir ou eliminar o acumulo de células indesejadas no organismo. · Células neoplásicas As células neoplásicas também apresentam características genéticas importantes relacionadas ao modo de proliferação. Sendo assim, essas células proliferam de forma indefinida e são geneticamente instáveis, sendo portadoras de altas taxas de mutações e apresentando números anormais de cromossomos Outra característica das células neoplásicas diz respeito a seu metabolismo anormal, pois elas necessitam de uma demanda muito grande de nutrientes que auxiliem na sua biossíntese e crescimento. Além disso, as células cancerosas podem se desenvolver em locais que não apresentam condições adequadas, pois produzem seus próprios sinais de sobrevivência e conseguem inibir o mecanismo de apoptose. · Células neoplásicas: inibição da morte celular por apoptose Para que as células cancerosas possam sobreviver e se dividir de forma ilimitada, alguns mecanismos de defesa normal do organismo são desativados. Sendo assim, as células neoplásicas possuem a capacidade de evitar a apoptose em situações em que, normalmente, esta seria realizada pela célula normal. Além disso, algumas mutações podem inibir a morte celular, resultando na superexpressão do gene Bcl-2. · Apoptose e proliferação celular na célula neoplásica A principal característica das células neoplásicas é a excessiva proliferação celular que leva à formação de tumores. As células normais mantêm o equilíbrio da divisão celular por meio do mecanismo de apoptose. No entanto, o aumento na divisão celular e a diminuição da apoptose podem contribuir para o desenvolvimento de câncer. A proliferação celular excessiva pode ocorrer devido a danos no DNA das células, provocando alterações em quatro tipos de genes: • proto-oncogenes, que promovem o crescimento celular; • genes supressores de tumor, que inibem o crescimento celular; • genes reguladores da apoptose; • genes que reparam o DNA. Os proto-oncogenes são genes normais das células que, quando necessário, ativam o processo de proliferação celular. No entanto, esses genes podem sofrer alterações e se transformar em oncogenes, induzindo a proliferação exagerada das células. Os genes supressores de tumor atuam como limitadores da proliferação celular, controlando o aumento do número de células. Quando sofrem mutação, ocorre a perda de sinais inibitórios do crescimento celular, e as células passam a se proliferar descoordenadamente. · Avanços no tratamento de câncer Geralmente, o tratamento de câncer visa controlar o ciclo celular para impedir que as células neoplásicas se multipliquem de forma descontrolada. A quimioterapia é uma alternativa que faz uso de fármacos anticâncer que atuam nos mecanismos de controle celular. No entanto, muitas vezes os fármacos citotóxicos tradicionais não são específicos para um tipo celular e, por isso, acabam afetando também o ciclo celular de células saudáveis. Muitas pesquisas vêm sendo desenvolvidas nessa área e a busca pelo tratamento ideal já obteve alguns avanços, como, por exemplo, o surgimento de um tratamento chamado letal-sintético que causa a morte celular somente em associação com mutações especificas do câncer. A ciclofosfamida que impede a divisão celular. Por outro lado, fármacos com ciclos específicos atuam apenas em células que estão se proliferando ativamente, afetando fases específicas do ciclo celular. O metotrexato é um fármaco que atua na fase S, o etoposídeo age na fase G2 e a vincristina atua na fase M do ciclo celular. image5.png image6.png image7.png image8.png image9.png image10.png image11.png image12.png image13.png image14.png image15.png image16.png image17.png image18.png image19.png image20.png image21.png image22.png image23.png image24.png image25.png image26.png image27.png image28.png image29.png image30.png image31.png image32.png image33.png image34.png image35.png image36.png image37.png image38.png image39.png image40.png image41.png image42.png image43.png image44.png image45.png image46.png image47.png image48.png image49.png image50.png image51.png image52.png image53.png image54.png image1.png image55.png image56.png image57.png image58.png image59.png image60.png image61.png image62.png image63.png image64.png image2.png image65.png image66.png image67.png image68.png image69.png image3.png image4.pngchamada de epidermólise bolhosa simples. Essa doença afeta a formação dos filamentos de queratina (filamento intermediário) e, consequentemente, as células da epiderme ficam mais vulneráveis a lesões mecânicas. A Síndrome de Kartagener é uma doença hereditária caracterizada por um defeito na dineína ciliar, que compromete a motilidade dos espermatozoides, bem como os cílios que revestem o trato respiratório. OS HOMENS AFETADOS PELA SINDROME DE KARTAGENER APRESENTAM INFERTILIDADE E AUMENTO DA SUSCETIBILIDADE EM ADQUIRIR INFECÇÃO BRONQUICA, POR NÃO SEREM CAPAZES DE ELIMINAR AS BACTERIAS E OUTROS RESIDUOS DO PULMÃO. · Microtúbulos Formam estruturas complexas essenciais que realizam a organização de todas as células eucarióticas. Os microtúbulos são tubos proteicos longos, ocos e altamente dinâmicos, pois seus monômeros constituintes podem sofrer dissociação e reassociações dependendo da sua localização. A origem dos microtúbulos nas células animais, geralmente, ocorre próximo ao núcleo celular, em uma região especifica denominada de centrossomo. O crescimento acontece do centro para a periferia celular, possibilitando, quando associado a proteínas motoras, o transporte e o posicionamento das organelas e vesículas de transporte intracelular. Os microtúbulos participam da divisão celular, pois são os componentes do fuso mitótico e meiótico, que é responsável pela separação dos cromossomos que são distribuídos de forma igual para cada célula-filha. Também formam a estrutura interna de flagelos e cílios e, dessa forma, são responsáveis pela movimentação de espermatozoides e pelo impulsionamento de líquidos sobre a superfície de células ciliadas, como observadas na traqueia. Em células eucariontes, os cílios e flagelos são formados por um feixe de microtúbulos extremamente organizados. · Composição, montagem e instabilidade dinâmica São compostos por proteínas globulares denominadas de ɑ-tubulina e β-tubulina, que se associam em dímeros, nos quais a ɑ-tubulina e β-tubulina são ligadas entre si por interações não covalentes. Os dímeros se associam entre si e formam protofilamentos. Os microtúbulos são compostos por 13 protofilamentos paralelos e lineares, que resultam na estrutura cilíndrica e oca. Cada protofilamento apresenta polaridades opostas, sendo uma extremidade “menos” (-) com a ɑ-tubulina exposta e a outra extremidade “mais” (+) que expõe a β-tubulina. Sendo assim, todos os protofilamentos do microtúbulos apresentam a mesma orientação, resultando em uma polaridade estrutural geral. O transporte de diferentes estruturas ao longo dos microtúbulos são direcionados devido a essa polaridade. A montagem dos microtúbulos está relacionada aos centros organizadores especializados, que nas células animais são conhecidos como centrossomos, responsáveis por controlar o posicionamento, a orientação e o número de microtúbulos. Os centrossomos são formados por um par de centríolos revestidos por uma matriz proteica e, geralmente, são encontrados próximo ao núcleo celular. Durante o alongamento dos microtúbulos, chega o momento em que esse crescimento é interrompido e ocorre o seu encolhimento através da perda de dímeros de tubulina na extremidade “mais” (+) livre. Nesses casos, podem ocorrer transições no crescimento dos microtúbulos cresça no mesmo sitio de nucleação. Toda essa mudança de direção, alternância entre polimerização e despolimerização, caracteriza um evento chamado de instabilidade dinâmica. A instabilidade dinâmica está relacionada à polimerização rápida e despolimerização dos microtúbulos, que permite a remodelação do citoesqueleto e é essencial para a função dessas estruturas. Isso pode ocorrer, por exemplo, quando a célula entra em processo de divisão celular e os microtúbulos são reorganizados para formar os fusos mitóticos. O processo de polimerização e despolimerização está relacionado com a capacidade dos dímeros de tubulina em hidrolisar a guanosina trifosfado (GTP) em guanosina difosfato (GTD). · Proteínas associadas ao microtúbulo (MAP) e movimento intracelular Os microtúbulos, bem como todos os outros filamentos proteicos, precisam de proteínas acessórias que auxiliam no seu funcionamento. Entre essas proteínas estão as proteínas associadas aos microtúbulos (MAPs), podem intensificar seu processo de polimerização, ou seja, estabilizam essas estruturas contra a dissociação e não apresentam instabilidade dinâmica. Algumas MAPs são consideradas estruturais, uma vez que elas se ligam lateralmente aos microtúbulos e são capazes de impedir que estes sejam despolimerizados. Essa classe de MAPs pode ser exemplificada pela proteína tau, que forma feixes de microtúbulos mais compactos, e a MAP2, que forma feixes e bem espaçados. As MAPs motoras produzem força e direcionam os movimentos das organelas, vesículas e outras macromoléculas ao longo dos microtúbulos utilizando a energia derivada de ciclos repetitivos de hidrolise de ATP. As cinesinas e dineinas representam a classe de MAPs motoras responsáveis pela variedade de transportes dependentes de microtúbulos. As cinesinas, que deslizam pelo microtúbulo em direção à extremidade “mais” (+) e as dineinas, que se movem em sentido á extremidade “menos” (-). A estrutura da cinesina e a dineína é formada por duas cabeças globulares e uma cauda única. As cabeças globulares das proteínas motoras são enzimas com atividade de hidrolise de ATP, fornecendo energia para que se movam ao longo do microtúbulo. A cauda da proteína motora carrega componente celular, como vesículas ou organelas. Sendo assim, a associação dessas proteínas e os microtúbulos exercem um papel essencial para realizar o posicionamento das organelas no citoplasma das células eucarióticas. · Microtúbulos em cílios, flagelos, corpos basais e centríolos Os cílios e flagelos são estruturas presentes na superfície celular formadas por um arranjo de microtúbulos estáveis, estes fornecem um suporte e possibilitam a manutenção da forma e movimentação. Cílios_ o movimento realizado por ele impulsiona fluidos ou muco sobre a superfície de uma célula, como epitélio, que reveste as vias respiratórias, ou nos que transportam células individuais, como na tuba uterina, cujo movimento permite o deslocamento do ovulo em direção ao útero. Flagelos _ em humanos estão presentes exclusivamente nos espermatozoides , e ao contrario dos cílios, são únicos e apresentam uma estrutura alongada com movimentos ondulatórios. Os flagelos também podem estar presentes em microrganismos, como protozoários que permitem seu deslocamento. Normalmente, um par central de microtúbulos é circundado por nove duplas de microtúbulos dispostos na periferia. A participação das proteínas acessórias (MAPs) nessa estrutura, esta relacionada á formação de pontes proteicas a fim de unir as duplas periféricas entre si e o par central (MAPs estruturais), bem como a formação de braços de dineína que são projetados em cada microtúbulo periférico o que permitem o deslizamento de pares de microtúbulos e o movimento de cílios e flagelos (MAPs motoras). O crescimento desses microtúbulos ocorre a partir do sitio de nucleação que, nesse caso, é conhecido como corpo basal citoplasmático. Além disso, os corpos basais também representam um ponto de ancoragem dos cílios e flagelos na superfície celular. A estrutura dos corpos basais é formada por nove grupos de três microtúbulos e estes são semelhantes aos centríolos (também presentes nos centrossomos). · Microtúbulos na célula em divisão Na divisão celular, os microtúbulos sofrem uma total reorganização, caracterizando um exemplo de instabilidade dinâmica. A rede microtubular formada no citoplasma é dissociada e as tubulina livres são reutilizadas a fim de formar os fusos mitóticos. O centrossomo é duplicado e posicionado em polos opostos. Os fusos mitóticos são irradiados dos centrossomos, sendo que alguns se conectam ao centrômero dos cromossomos, com a finalidade de separar as cromátides-irmãs, que migram para os polos opostos. Existem três tipos de microtúbulos que formam os fusosmitóticos: os microtúbulos dos cinetócoros, que são responsáveis pela separação dos cromossomos através de proteínas especificas que auxiliam na ligação entre o microtúbulo e o centrômero dos cromossomos, os microtúbulos polares, que promovem a estabilização no centro celular e os microtúbulos astrais, que irradiam do centrossomo para a periferia celular. · Filamentos de actina Uma proteína globular que apresenta três isoformas diferentes, com algumas variações de ocorrência e localização, sendo denominadas de actinas ɑ, β, γ. Estão presentes em todas as células eucarióticas, exercem funções fundamentais para que ocorram diferentes funções celulares. A partir dessa estrutura, as células podem realizar movimento ameboide, ou seja, deslizar sobre uma superfície, fagocitar partículas e dividir o citoplasma ao final da divisão celular. · Composição, montagem e instabilidade dinâmica Os filamentos de actina são formados por uma cadeia de monômeros (actina G) assimétricos, organizados sempre no mesmo sentido e, por isso, também apresentam polaridade estrutural. O conjunto de cadeias de monômeros forma uma estrutura helicodial, chamada de actina F. Quando a concentração de actina livre esta em níveis intermediário, é observado um comportamento chamado de treadmiling. Esse tipo de comportamento ocorre quando um filamento de actina apresenta ganho de monômeros na extremidade “mais” (+) e, simultaneamente, ocorre a perda de monômeros na extremidade “menos” (-). Nesse caso, em que a taxa de adição e perda são equilibradas, o filamento permanece do mesmo tamanho. · Associação com proteínas Algumas proteínas ajudam a controlar a polimerização da actina. A timosina e a profilina são pequenas proteínas que, ao ligarem-se aos monômeros de actina, impedem que elas sejam associadas ás extremidades dos filamentos de actina. · Actina em bandas paralelas, na rede cortical e contato focal Nas células eucarióticas, existe uma camada logo abaixo da membrana plasmática, chamada de córtex celular, na qual observam-se filamentos de actina que interagem com proteínas de ligação com a actina (espectrina). Sendo assim, esses rearranjos de filamentos de actina no córtex formam uma rede tridimensional, que está relacionada com a forma das células e sua movimentação, bem como o controle das propriedades mecânicas da membrana plasmática. Os eritrócitos apresentam filamentos de actina e espectrina associados à membrana plasmática. Por essa razão, esse tipo celular consegue manter a sua forma discoide. A presença de filamentos de actina no córtex celular também pode gerar forças que ajudam a impulsionar uma célula para frente, como no caso dos macrófagos durante a fagocitose ou das amebas carnívoras, que deslizam para obter alimento. O processo é iniciado pela polimerização de actina, que impulsiona a superfície celular para frente (protrusão). Essa protuberância fina e rígida, que pode ocorrer na borda anterior ou ao longo da superfície, move-se de forma exploratória, formando estruturas chamadas de lamelipódios e filopódios. Em seguida, são estabelecidos pontos de ancoragem entre a parte inferior da célula e a superfície sobre a qual a célula está deslizando, sendo que o deslocamento da célula é promovido pela contração na sua região posterior. Esse movimento é mediado por proteínas motoras de miosina. Dessa forma, ocorre um ciclo de acordo com o deslocamento da célula, que estabelece novos pontos de ancoragem na região anterior para, assim, dissociar os pontos de ancoragem antigos. A associação de filamentos de actina sobre arranjos de filamentos de miosina (proteína motora) desempenham funções relacionadas á expansão de prolongamento celulares e, principalmente, contração muscular. A estrutura da miosina II, encontrada nas células musculares, é dividida em duas extremidades, sendo uma formada por duas cabeças globulares (se liga a actina) e a outra por uma cauda supertorcida de duas ɑ-helices (atividade motora). Essas moléculas de miosina II se associam por meio de suas caudas para formar um filamento de miosina bipolar, que pode deslizar dois filamentos de actina ao mesmo tempo, mas em sentidos opostos. As células musculares estriadas são especializadas na contração muscular de maneira rápida e eficiente. O citoplasma dessas células contem um citoesqueleto com organização única formado por pequenas unidades contrateis chamadas de sarcomeros. Os sarcomeros são organizados por dois tipos de filamentos: actina e miosina, arranjados paralelamente. O processo de contração muscular é realizado pelo deslizamento dos filamentos de miosina sobre os filamentos de actina, resultando no encurtamento de todos os sarcomeros da célula. · Actina nas células em divisão A fase final do processo de divisão celular, denominado de telófase, é caracterizada pela divisão do citoplasma, por meio de um processo chamado de citocinese. Para que isso aconteça, os filamentos de actina se organizam e formam uma estrutura de anel contrátil, que se contrai, de modo que a célula seja dividida em duas células-filhas. Dessa forma, a interação entre os filamentos de actina com moléculas de miosina controla a contração do anel e a divisão da célula em duas. · Filamentos intermediários É formado por proteínas fibrosas, sendo exclusivo de células de organismos multicelulares sujeitas a estresse mecânico. Os filamentos intermediários possuem arranjos complexos, nos quais os monômeros são mantidos por ligações fortes, por esse motivo, não apresentam instabilidade dinâmica. · Composição e classificação Os filamentos intermediários são estáveis e resistentes, uma vez que são capazes de distribuir a tensão mecânica aplicada nas células para evitar o seu rompimento. Essa classificação esta relacionada com as características do tipo celular no qual os filamentos intermediários são encontrados. Além disso, as proteínas que compõem cada filamento são agrupadas de acordo com suas propriedades moleculares, sendo classificadas em: vimentinas e proteínas associadas, citoqueratinas, proteínas dos neurofilamentos, e laminas nucleares. · Montagem e distribuição As proteínas que compõem os filamentos intermediários apresentam, basicamente, a mesma estrutura formada por um segmento central de α-hélice e porções globulares amino e caboxiterminais. Cada classe de filamento intermediário é formada por uma subunidade proteica que, geralmente, agrega-se de forma rápida, seguindo um padrão de polimerização. Sendo assim, a montagem dos filamentos começa com os monômeros sendo agregados em dímeros, que, por sua vez, são associados de forma antiparalela, formando os tetrâmeros. Embora seja possível encontrar alguns tetrâmeros livres no citoplasma, a maioria é polarizada em estruturas organizadas em forma de corda, caracterizando a formação dos filamentos intermediários. · Associação com junções celulares Os filamentos de queratina estão presentes no interior das células epiteliais de qualquer epitélio do corpo de um vertebrado. Os feixes de filamentos intermediários são ancorados na membrana plasmática em junções célula-célula formadas por estruturas aderentes chamadas de desmossomos. Assim, os desmossomos são responsáveis pela conexão entre as membranas plasmáticas de células adjacentes. · Manutenção da forma celular Os filamentos intermediários de desmina exercem um papel estrutural na manutenção da integridade muscular. A desmina é um componente essencial para a organização das células musculares, sendo que estão presentes circundando os discos Z e, também, ligadas ao sarcomero através da interação com os filamentos grossos de miosina. Os neurofilamentos são responsáveis por diversas funções nas células nervosas, relacionadas ao crescimento axonal e á manutenção da forma neural. Sendoo assim, os neurofilamentos são necessários para determinar o diâmetro correto dos axônios, para que seja ajustada a velocidade na qual os impulsos nervosos são propagados. · Princípios gerais da comunicação celular Envolve mecanismos complexos, pois os sinais e as formas de recepção e transduçãopodem ocorrer de diversas formas. De modo geral, esses sinais são recebidos e interpretados por proteínas presentes na membrana celular, que convertem o sinal extracelular em um sinal intracelular e, através da comunicação química, influenciam outras células e regulam funções vitais. · Importância da comunicação celular para a regulação de diferentes funções A comunicação célula-célula pode definir o comportamento tanto dos organismos unicelulares como dos organismos multicelulares. Embora as bactérias tenham vida independente, elas podem se comunicar por meio de sinais químicos que acabam influenciando no modo como elas se comportam, incluindo a mobilidade, a produção de antibióticos, a formação de esporos e a conjugação sexual. Quando a célula, por algum motivo, não recebe os sinais necessários para sua sobrevivência, ela passa por um processo de morte celular programada denominada apoptose. · Receptores de membrana, ligantes, célula-alvo e transdução de sinais O mecanismo de comunicação celular ocorre quando a célula sinalizadora (indutora) produz uma molécula-sinal extracelular (ligante) que é detectada pela célula-alvo por conta da presença de receptores proteicos responsáveis pelo reconhecimento desse sinal. Assim, a transdução de sinal ocorre quando a célula-alvo reconhece o sinal extracelular e o converte em moléculas de sinalização intracelular, direcionando o comportamento celular. As células sinalizadoras podem ser glândulas endócrinas, células especializadas ou neurônios. O inicio da resposta celular começa quando a molécula-sinal atua como ligante, sendo reconhecida pelos receptores da célula-alvo. Essa ligação acontece de acordo com algumas características relacionadas à especificidade, afinidade, competição e saturação. No entendo, cada receptor é compatível com apenas um tipo de sinal e quando as células produzem pequenas quantidades de receptores, elas se tornam mais seletivas diante das possibilidades de sinais que podem interferir no seu comportamento. Os receptores são proteínas, ou complexo de proteínas, presentes na célula-alvo. Eles podem ser divididos entre receptores intracelulares, localizados no citoplasma ou no núcleo celular, e receptores de superfície celular, encontrados na membrana plasmática. Apresenta um resumo dos receptores de superfície celular classificados de acordo com o mecanismo de transdução, tais como receptores acoplados a canais iônicos, receptores acoplados á proteína G (GPCRs), receptores enzimáticos e receptores integrina. A importância dos GPCRs, esses receptores reconhecem a maioria dos sinais extracelulares (hormônios, neurotransmissores e mediadores locais) que são transmitidos para dentro da célula. A interação entre o GPCR e os sinais extracelulares é mediada pela proteína trimerica de ligação a GTP (proteína G), que acopla o receptor a uma enzima ou a um canal iônico. Portanto, os GPCRs atuam de forma indireta no controle da atividade de uma proteína-alvo ligada á membrana plasmática, que, por sua vez, pode atuar de duas formas: 1) como uma enzima, resultando no aumento da concentração de 2° mensageiros no citosol;2) como um canal iônico que altera a permeabilidade da membrana aos ions. Além disso, a transdução de sinal nem sempre apresenta a mesma resposta, visto que cada tipo celular apresenta um tipo de sistema de propagação intracelular do sinal e de proteína efetora que estão envolvidos diretamente com o efeito sobre o seu comportamento. Portanto, o mesmo tipo de sinal pode apresentar respostas diferentes. Isso depende do tipo de célula-alvo. Mostra que acetilcolina (A) pode induzir respostas diferentes dependendo da célula-alvo. Quando a acetilcolina se liga aos receptores presentes na superfície da célula muscular cardíaca (B), resulta na redução da velocidade e força da contração. Esse mesmo sinal pode ser reconhecido pelas células da glândula salivar (C), gerando a mensagem de que as vesículas de saliva devem ser secretadas. ´por outro lado, no musculo esquelético (D), a acetilcolina se liga ao receptor dessa célula muscular e provoca a contração. · Mensageiros extracelulares e intracelulares na comunicação química. As moléculas extracelulares de sinalização, ou mensageiros extracelulares (1° mensageiro), são produzidas e secretadas para o compartimento externo da célula, e podem ser divididas em duas classes. As moléculas sinalizadoras grandes e hidrofílicas são incapazes de atravessar a membrana plasmática da célula-alvo e, por isso, transmitem o sinal por meio de receptores presentes na superfície celular. Por outro lado, as moléculas sinalizadoras pequenas e hidrofóbicas atravessam a membrana plasmática e se ligam a receptores citosólicos ou nucleares. Quando os mensageiros extracelulares são acoplados nos seus respectivos receptores, as moléculas induzem a formação em moléculas intracelulares de sinalização, ou mensageiros intracelulares (2° mensageiros), que repassam a informação do mensageiro extracelular para uma próxima molécula que, assim, executa a informação de alteração do comportamento celular. Dessa forma, as vias de sinalização intracelular podem simplesmente transmitir o sinal ou, ainda, em alguns casos, podem alterar as informações, ampliando, integrando ou distribuindo os sinais antes de serem transmitidos. · Classificação dos mecanismos de comunicação Pode ocorrer de quatro formas diferentes, sendo que cada uma apresenta características especificas de acordo com a sua finalidade. Sinalização endócrina: corresponde ao mecanismo de comunicação celular mais comum, pois a molécula sinalizadora é liberada na corrente sanguínea para que seja distribuída para todo o corpo através da circulação, atuando em células-alvo especificas. Nesse caso, as moléculas-sinal são chamadas de hormônios e são produzidas pelas células endócrinas. Sinalização parácrina: atua como uma forma de comunicação local, uma vez que as moléculas-sinal produzidas são difundidas localmente pelo liquido extracelular que permanece próxima á célula que as secretou. Além disso, algumas células podem produzir sinais que são reconhecidos por elas mesmas, sendo denominada de sinalização autócrina. Sinalização neural: ocorre por meio da sinapse química que permite a comunicação de neurônios separados por uma distância sináptica. Dessa forma, os neurônios liberam sinais químicos, denominados neurotransmissores, nas fendas sinápticas, que são reconhecidos pela célula-alvo de forma rápida. · Comunicação celular pelas vias parácrina e autócrina A via parácrina ocorre quando a célula sinalizadora esta próxima da célula-alvo. No entanto, quando o sinal químico é produzido e recebido pela mesma célula, ocorre uma sinalização autócrina. Muitas moléculas podem atuar tanto como sinal parácrino como sinal autócrino. Em ambas as vias, a molécula sinalizadora é conduzida ate sua célula-alvo por difusao do liquido extracelular. · Características e funções da comunicação parácrina A sinalização parácrina é caracterizada por realizar uma comunicação local, uma vez que o sinal parácrino percorre um pequeno trajeto entre a célula sinalizadora e a célula-alvo. Isso acontece porque a célula secreta uma substancia química que age nas células ao seu redor. Portanto, a principal função da sinalização parácrina está relacionada com o controle local das atividades das células vizinhas pela célula que secretou a molécula sinalizadora. Os sinais parácrinos são importantes durante o desenvolvimento embrionário, pois um grupo de células passa informações para que as células vizinhas possam se diferenciar. · Mediadores químicos de ação local A histamina e a heparina são moléculas liberadas por células presentes no tecido conjuntivo- os mastócitos -, que atuam como medidores químicos e estão envolvidas nas respostas imunitárias locais. Dessa forma, a histamina e a heparina são liberadas e agem como um sinal parácrino que se difunde pela área próxima da lesão, atuando em células-alvo uqe, por sua vez, determinam eventos como entrada de leucócitos e anticorpos plasmáticos, formaçãode edema causada pela saída do liquido dos vasos sanguíneos acumulado no local e a vasoconstrição. Outro exemplo de molécula-sinal envolvida na comunicação parácrina são os eicosanoides, originados a partir da cascata do acido araquidônico. Nesse processo, a enzima fosfolipase A2 (PLA2) produz o ácido arquidonio que, por sua vez, pode ser convertido em substancias parácrinas soluveis em lipídios que pertencem á classe de eicosanoides. Sendo assim, são gerados dois grupos de moléculas parácrinas, os leucotrienos e os prostanoides (prostaglandina e tromboxanas), que podem se difundir para fora da célula e se ligar aos receptores das células vizinhas. Mostra um esquema da cascata do ácido araquidônico que pode gerar substancias parácrinas. Os fosfolipídeos de membrana produzem o ácido araquidônico (segundo mensageiro) por meio da ação da enzima PLA2. Na presença das enzimas lipoxigenase ou cicloxigenase, o acido araquidônico é convertido em várias classes de eicosanoides parácrinos. Além disso, as citocinas podem atuar no controle do desenvolvimento e diferenciação celular e, nesse caso, elas funcionam como sinais parácrinos ou autócrinos. · Características e funções da comunicação autócrina A liberação dos sinais autócrinos corresponde a um mecanismo de controle local, no qual resulta em uma mudança isolada da célula ou tecido. De modo geral, a via autócrina produz um sinal químico que se liga à superfície da própria célula que o secretou. Diferentes moléculas sinalizadoras podem atuar como substancias autócrinas. Alguns fatores de crescimento não são secretados na corrente sanguínea e acabam atuando sobre a própria célula que os secretou. · Velocidade da comunicação e tempo de duração A sinalização parácrina e autócrina é caracterizada pela secreção de moléculas sinalizadoras no liquido extracelular. Diante desse fato, a capacidade de difusão das moléculas secretadas é limitada pela distância e, por isso, elas atuam somente sobre as células que estão no mesmo local que a célula sinalizadora. Esse sistema de sinalização apresenta alguns comportamentos específicos para produzir uma resposta adequada. Nesse caso, a velocidade da comunicação ocorre de forma muito rápida, pois os sinais químicos não percorrem grandes distancias para encontrar a célula-alvo, obtendo uma resposta entre milissegundos e segundos. · Comunicação celular pela via hormonal Na sinalização endócrina, a molécula sinalizadora precisar percorrer uma longa distância para se ligar á célula-alvo. Esses sinais químicos que são liberados na corrente sanguínea e distribuídos no corpo pela circulação sanguínea são chamados de hormônios. Representa a comunicação celular pela via hormonal, em que o hormônio liberado pela célula endócrina se difunde pela corrente sanguínea até se ligar a uma célula-alvo especifica, que apresenta receptores para o hormônio.UMA MESMA MOLECULA SINALIZADORA PODE ATUAR POR VIAS DIFERENTES. A ADRENALINA, QUE FUNCIONA COMO HORMONIO E NEUROTRANSMISSOR, É UM EXEMPLO DISSO. Em alguns casos, as moléculas secretadas pelos neurônios são liberadas na corrente sanguínea e distribuídas pelo corpo por meio da circulação. Por isso são chamadas de neuro-hormonios. Os neuro-hormonios liberados pelo sistema nervoso presentam uma via de comunicação celular semelhante á comunicação dos hormônios clássicos secretados pelo sistema endócrino. · Glândulas endócrinas e hormônios As glândulas endócrinas são especializadas na síntese e liberação de hormônios diretamente na corrente sanguínea. Durante o desenvolvimento embrionário, ocorre a perda das células que conectam essas glândulas com o epitélio de origem, o que determina a ausência de ductos secretores a associação com vasos sanguíneos. As glândulas endócrinas podem ser classificadas quanto ao numero de células que as constituem, como glândulas unicelulares ou multicelulares. As principais glândulas endócrinas multicelulares, secretoras dos hormônios mais conhecidos, são o pâncreas, a glândula tireoide, as gônadas e a hipófise. As glândulas unicelulares ou células endócrinas isoladas formam o sistema endócrino difuso e secretam hormônios. Células especializadas como os neurônios liberam neuro-hormonios, e células do sistema liberam citosinas, que também atuam como hormônios. Os hormônios podem ser divididos de acordo com a sua natureza química: ● Hormônios peptídicos/proteicos: compostos por aminoácidos unidos; ● Hormônios aminoácidos/amínicos: modificações de um único aminoácido, triptofano ou tirosina; ● Hormônios esteroides: derivados do colesterol. Geralmente, os hormônios esteroides e amínicos são lipofílicos e, quando liberados, conseguem atravessar a membrana plasmática da célula-alvo e se ligam aos receptores intracelulares. Os outros hormônios são proteicos e, por isso, são hidrofílicos. Nesse caso, os hormônios proteicos se ligam aos receptores de superfície celular. · Hormônios proteicos e comunicação química Normalmente, os hormônios lipofílicos são proteicos e afetam as atividades das células-alvo quando se ligam aos receptores na membrana plasmática. Essa interação hormônio/receptor resulta em uma serie reações que modificam os níveis de mediadores presentes no citoplasma, gerando como 2° mensageiros o AMP cíclico (cAMP) ou Ca2+. Por outro lado, alguns hormônios proteicos, como é o caso da insulina, se ligam aos receptores com atividade tirosina-cinase. A epinefrina, hormônio secretado pela glândula adrenal, é uma molécula-sinal extracelular que tem como alvo células musculares. Quando a epinefrina é reconhecida pelos receptores de superfície celular ocorre o aumento do nível intracelular de cAMP. Dessa forma, o segundo mensageiro muda a atividade da enzima fosforilase glicogenica promovendo a degradação do glicogênio em glicose. · Hormônios lipídicos e comunicação química Alguns hormônios são lipossolúveis, ou seja, apresentam maior facilidade de atravessar a membrana celular para se ligarem a receptores localizados no citoplasma ou no núcleo das células-alvo. Os hormônios esteroides e da glândula tireoide (tiroxina – T3 e T4) são exemplos de moléculas sinalizadoras que atuam desta forma. Demonstra os tipos de hormônios esteroides produzidos pelo córtex da glândula suprarrenal e nas gônadas a partir da molécula de colesterol. O mecanismo dos hormônios lipídicos ou lipossolúveis consiste no transporte de moléculas hidrofóbicas pela corrente sanguínea. Ao serem liberados das glândulas endócrinas, os hormônios lipossolúveis se ligam a proteínas transportadoras para serem transportados pelo plasma sanguíneo. No momento da difusao do hormônio para o interior da célula, os hormônios se ligam a receptores no núcleo, formando um complexo hormônio-receptor, que interage com o DNA, e resultando na ativação ou inibição de um ou mais genes. Quando ocorre a ativação dos genes, novas moléculas de RNAm são criadas e liberadas de volta ao citoplasma. Sendo assim, a tradução desse RNAm produz novas proteínas para o processos celulares. Portanto, os hormônios esteroides, incluindo cortisol, estradiol, testosterona e hormônios da tireoide, representam uma categoria de mensageiros extracelulares que entram na célula para se ligar aos receptores intracelulares. Mostra como o cortisol atua na ativação de um regulador de transcrição. · Velocidade da comunicação e tempo de duração A comunicação endócrina está relacionada à difusão de hormônios por meio da corrente sanguínea para as células-alvo que estão distantes da célula sinalizadora. Os hormônios hidrossolúveis e lipossolúveis também apresentam diferenças em relação ao tempo de permanência no organismo e duração da resposta. Os hormônios hidrossolúveis secretados no sangue acabam sendo eliminados do organismo em minutos. Por outro lado, os hormônios lipossolúveis permanecem no plasma sanguíneo por períodos mais longos e, por isso, tendem a apresentar respostas mais prolongadas do que os hormônios hidrossolúveis. · Comunicação celular por neurotransmissores A comunicação neural ocorre por meio de moléculas-sinal (os neurotransmissores)liberadas pelos neurônios. Na região terminal dos axônios encontram-se os sítios de transmissão das moléculas sinalizadoras, conhecidas como sinapses químicas. Nesse processo, a célula nervosa recebe um estimulo de outra célula para enviar impulsos elétricos que, quando chegam na extremidade do axônio, estimulam a secreção de neurotransmissores. Dessa forma, a organização da sinapse garante que o neurotransmissor liberado possa interagir com o receptor da célula-alvo. · Neurônio e neurotransmissores Os neurônios são células do sistema nervoso que dependem de sinais químicos para estabelecer sinapses. O mecanismo de comunicação dos neurônios envolve a liberação de neurotransmissores na fenda sináptica para que estes possam ser reconhecidos pelos receptores das células-alvo e, assim, interferir em seu comportamento. Existe uma grande variedade de neurotransmissores que são classificados de acordo com sua estrutura, tais como acetilcolina, aminas, aminoácidos, peptídeos, purinas, gases e lipídeos. Os diferentes tipos de neurotransmissores são secretados pelo sistema nervoso central (SNC) ou pelo sistema nervoso periférico (SNP). CLASSIFICAÇAO COMPOSTO QUIMICO Acetilcolina Acetilcolina Aminas Noradrenalina (NA) Adrenalina(A) Dopamina (DA) Serotonina Histamina Aminoácidos Glutamato GABA (acido y-aminobutírico) Glicina Peptídicos Peptideos opioides (encefalina e endordinas) Colecistocinins (CCK) Argenina vasopressina (AVP) Peptídeos natriuréticos atriais (ANP) Purinas Adenosina Gases Óxido nítrico (NO) · Mecanismo de comunicação na fenda sináptica A comunicação neural envolve diversos fatores relacionados com a classificação das moléculas sinalizadoras e o tipo de receptor na célula-alvo, bem como os tipos de conexões anatômicas entre o neurônio e o seu alvo, as quais ocorrem em regiões denominadas como sinapse. A sinapse é dividida entre a região terminal da célula pré-sináptica, que transmite o sinal, e a membrana da célula pós-sináptica, que contem receptores de membrana, ou seja, é responsável por captar a mensagem. As duas células estão próximas e são separadas por um espaço chamado fenda sináptica. Os neurotransmissores produzidos no corpo celular ficam armazenados em compartimentos conhecidos como vesículas sinápticas, localizados na região terminal do axônio, e são liberados mediante estimulo. Explica como ocorre a liberação dos neurotransmissores. No neurônio, a maior parte das comunicações ocorre por via neural nas sinapses químicas, que convertem o sinal elétrico da célula pré-sináptica em que sinal químico. Isso ocorre por meio da liberação de um neurotransmissor na fenda sináptica que, ao se ligar á célula-alvo, transmite uma informação. · Velocidade da comunicação e tempo de duração A velocidade da resposta pós-sináptica depende do modo como o neurotransmissor interage com o receptor de superfície celular. Os neurotransmissores que se ligam a receptores acoplados á proteína G geram respostas sinápticas lentas e efeitos a longo prazo. Por outro lado, os neurotransmissores que atuam na permeabilidade da membrana, através da abertura temporária dos canais iônicos na célula-alvo, apresentam potenciais sinápticos rápidos e de curta duração. · Mecanismo de dessensibilização O mecanismo de dessensibilização ocorre quando uma célula-alvo esta sendo estimulada por uma molécula de sinalização por um longo período. Quando isso acontece, a célula se torna dessensibilizada ou adaptada por meio de alterações na concentração do estimulante ou, ainda, por modificações no próprio receptor. Existem diferentes formas de dessensibilização da célula-alvo. No caso dos receptores acoplados á proteína G(GPCRs), os três principais mecanismo são: 1. Inativação: os receptores são alterados, de modo que não conseguem mais interagir com as proteínas G. 2. Sequestro: os receptores são removidos para o interior da célula para que a molécula sinalizadora não tenha mais acesso a ele. 3. Retrorregulaçao: destruição dos receptores nos lisossomos. MODULO IV: MECANISMO DE ENDOCITOSE, FAGOCITOSE E CINOCITOSE · Aspectos gerais do ciclo celular, da interfase e da divisão celular Todos os organismos vivos, unicelulares ou multicelulares, começa a vida a partir de uma única célula que se reproduz e passa por uma sequência de eventos cuja função básica é a duplicação do material genético para gerar duas novas células idênticas. Esses processos compõem o ciclo celular e envolvem duas etapas importantes: a primeira esta relacionada á duplicação do seu conteúdo, na interfase, e a segunda tem relação com a divisão celular na fase M (mitose). Sendo assim, a mitose é um tipo de divisão celular necessária para o desenvolvimento e renovação das células somáticas do corpo humano. Por outro lado, as células germinativas dao origem aos gametas por outro tipo de divisão celular, conhecido como meiose. Na meiose, as células eucariontes diploides (2n) originam células haploides (n) e, nesse caso, ocorre um ciclo de duplicação cromossômica seguido de duas etapas de divisões celulares (meiose I e II). · Ciclo celular e suas fases Antes de ocorrer a divisão celular em duas células geneticamente idênticas, a célula precisa duplicar a quantidade de DNA, suas macromoléculas e organelas, bem como duplicar seu tamanho. O ciclo celular eucariótico é dividido em quatro fases que seguem a seguinte sequencia: fase G1→fase S →fase G2→fase M, como mostra o Diagrama. A fase M é caracterizada pela divisão celular. Nela, ocorrem eventos sucessivos que dividem o núcleo por meio da mitose, seguido da divisão citoplasmática em duas células pelo processo de citocinese. As outras fases compõem a interfase (G1, S e G2), sendo que a G1 e G2 são fases de intervalo que ocorrem antes e depois, respectivamente, da fase S, marcada pela duplicação do DNA da célula. A interfase é o período mais longo do ciclo celular, pois a célula precisa se preparar para começar a se dividir. Para isso, a célula realiza muitas transcrições e tradução, ou seja, síntese de RNA e síntese de proteína. · Período G¹ e suas características A fase G¹ é um período de intensa atividade metabólica que envolve processos importantes de crescimento celular e a verificação de todas as condições para que célula possa dar continuidade ás outras fases do ciclo celular. Algumas células na fase G¹ permanecem em interfase por um longo período sem se dividir e, nesses casos, as células ficam em um estagio de repouso chamado de G0. Células altamente especializadas tendem a ficar em G0 e não voltam a se dividir, pois todos os estímulos são direcionados para as suas funções. É o caso dos neurônios na condução de impulsos nervosos, os macrófagos que defendem o organismo contra patógenos, dentre outros. Por outro lado, existem alguns tipos celulares que podem voltar a se dividir na presença de estímulos, como os hepatócitos e os linfócitos. Sendo assim, a fase G¹ determina se a célula deve seguir as fases do ciclo celular de acordo com os sinais intracelulares que indicam se o tamanho da célula esta adequado e os sinais extracelulares que refletem as condições do meio. Portanto, é nesse ponto que ocorre a decisão se a célula deve pausar no período G0 ou se ela esta preparada para entrar na fase S. Além disso, no final da fase G¹ e início da fase S ocorre a duplicação do centrossomo, centro organizador de microtúbulos localizados próximo ao envoltório nuclear e formado, na maioria das células, por dois centríolos. · Período S e suas características Após passar pelo ponto de checagem na fase G¹, a célula está pronta para realizar a duplicação do DNA na fase S da interfase. Essa etapa é a mais importante do ciclo celular, pois cada célula parental tem sua molécula de DNA duplicada de forma precisa para garantir que as células-filhas recebam uma cópia exata de cada molécula de DNA. Além disso, é nessa etapa que ocorre a duplicação das proteínas que estão envolvidas com cada região do DNA duplicado, uma vez que as células-filhas também herdam as características daestrutura cromossômica. O DNA passa por um processo complexo e eficiente para gerar novas copias, que são passadas para as células filhas. Assim, as informações genéticas precisam ser conservadas e, para isso, a duplicação do material genético acontece a partir de uma fita de DNA molde que fornece as informações para a fita recém-formada, sendo caracterizada por um processo chamado de semiconservativo. · Período G² e suas características Após a duplicação do DNA, a célula precisa ser preparada para o processo de divisão celular que ocorre na Fase M e, por isso, passa pela fase G² para verificar se a duplicação do DNA foi concluída e se os possíveis danos do DNA foram reparados. Além disso, ocorre a síntese de proteínas não histonicas que são necessárias para a condensação do DNA na mitose, bem como a síntese do complexo ciclina-Cdk que são acumulados no citoplasma para realizar a checagem de todo o ciclo. Ainda nessa etapa, o DNA começa a se condensar de forma progressiva e os microtúbulos iniciam os processos de despolimerização e liberação de monômeros de tubulina para serem usados nos processos de divisão celular. Portanto, a fase G2 apresenta um dos principais pontos de checagem, que verifica se todo o DNA foi duplicado corretamente e se a célula atingiu o volume adequado antes de iniciar a divisão celular. · Mecanismo de controle do ciclo celular A célula possui um sistema de controle com a finalidade de coordenar todas as etapas do ciclo celular, bem como ativar ou inibir as maquinarias responsáveis pela produção de componentes para o crescimento e divisão da célula. Assim, o sistema de controle celular atua como uma chave de molecular que aciona as etapas sequenciais em pontos já definidos a partir do momento que os pré-requisitos foram alcançados. Desse modo, é possível evitar que os erros e imperfeiçoes sejam carregados para as fases seguintes. O diagrama apresenta os pontos de verificação mais importantes distribuídos ao longo do ciclo celular. · Checkpoints do ciclo celular Ao longo do ciclo celular, existem pontos de checagem, controladores da maquinaria celular que ativa ou inibe a cíclinas das proteínas-chave, bem como os complexos proteicos que estão envolvidos na regulação da replicação do DNA, mitose e citocinese. De modo geral, esse controle é realizado por meio da fosforilação ou desfosforilaçao que, respectivamente, ative e inibe a atividade de proteínas envolvidas nesses processos. Sendo assim, grupos específicos de proteinas quinases controlam o ciclo celular por meio da fosforilação, e um grupo de proteinas-fosfatases é responsável pela desfosforilaçao. O sistema de controle do ciclo celular das células eucarióticas é composto por três principais pontos de verificação que estão localizados na transição de uma fase para a outra, tais como: 1) Transição entre fase G¹/S: no final da fase G¹, está localizado o primeiro ponto de verificação, chamado de ponto de restrição nos mamíferos. Nesse ponto, ocorre o controle da entrada da célula no ciclo celular para que seu material genético seja duplicado na próxima fase. 2) Transição entre G²/M: esse segundo ponto de verifica se a duplicação do DNA foi realizada corretamente e se a célula já está pronta para entrar na fase de divisão mitótica. 3) Transição entre metáfase/anáfase: é responsável por estimular a separação das cromátides-irmãs para dar continuidade ao último estágio da mitose e citocinese. · Ciclina e Cdks As proteínas quinases são componentes importantes no ciclo celular e são ativadas em momentos específicos do ciclo. No entanto, essa ativação e inibição das quinases depende de um grupo de proteínas ciclinas e, por isso, as quinases são conhecidas como proteínas quinases dependentes de ciclina (Cdks). Durante o ciclo celular, as concentrações de ciclinas variam de forma periódica, contribuindo para o controle da formação de diferentes tipos de complexos ciclina-Cdk, que desencadeiam várias etapas do ciclo celular quando ativados. A ciclina M é ativada com a formação do complexo M-Cdk que atua na fase G², promovendo o início da divisão celular. Outros complexos formados no final de G¹, pelas ciclinas S e ciclinas G¹/Cdk se ligam a diferentes proteínas Cdk, resultando, respectivamente, em complexos S-Cdk e G¹/S-Cdk que auxiliam a transição da célula para a fase S. Além disso, as ciclinas G¹ se ligam a proteínas Cdk para formar o complexo G¹/Cdks por meio de moléculas de sinalização extracelular que estimulam a célula a passar de G¹ para S e, assim, se dividirem. · Ação das ciclinas e Cdks no controle do ciclo celular Quando os complexos S-Cdks e M-Cdks estão ativados, as células finalizam um ciclo celular e, em seguida, inicia-se novamente a duplicação do DNA e um novo ciclo, sem demandar muito tempo nos intervalos de G¹ e G², é realizado. No entanto, esse sistema só é bloqueado na síntese de novas ciclinas e ação de proteinas inibitórias de Cdk para que a atividade do complexo ciclina-Cdk seja inibida. Quando um DNA é danificado, um mecanismo precisa ser ativado na transição G¹/S para impedir a sua divisão. Para isso, ocorre um aumento da proteína p53, responsável pela ativação do gene que codifica a proteína inibidora de Cdk p21. O complexo S-Cdk, formado no final de G¹, é responsável pela transição da célula para a fase S por meio da ativação das DNA-helicases, que atuam em pontos específicos da molecula de DNA e promovem a associação das proteinas envolvidas na formação da forquilha de replicação. Além disso, o S-Cdk impede que a síntese do DNA ocorra mais de uma vez no mesmo ciclo celular. O INÍCIO DO PROCESSO DE DUPLICAÇÃO DO DNA TEM PONTOS DE ORIGEM ESPECIFICOS, NOS QUAIS OCORRE A SEPARAÇÃO DAS FITAS DO DNA ORIGINAL, FORMANDO UMA BOLHA DE REPLICAÇÃO. CADA EXTREMIDADE DESSA BOLHA APRESENTA AS FITAS DO DNA ORIGINAL SEPARADAS, E O NOVO DNA É SINTETIZADO. ESSAS REGIÕES EM FORMA DE Y SÃO CONHECIDAS COMO FORQUILHAS DE REPLICAÇÃO. · Alteração no controle do ciclo celular Embora o sistema de controle do ciclo celular seja responsável por impedir a divisão celular em casos de erros ou falhas que possam comprometer a formação de células normais, algumas alterações podem ocorrer nesse sistema e resultar, por exemplo, na formação de células neoplásicas. Sendo assim, a origem das células cancerosas está relacionada com os erros que ocorram nos checkpoints e levaram a célula a realizar mitose de modo descontrolado. Nesses casos, possivelmente, ocorre uma alteração no funcionamento de genes que atuam na regulação do ciclo celular, sendo uma delas os proto-oncogenes, que estimulam o ciclo celular, e os genes supressores, que produzem proteínas responsáveis pela inibição do ciclo celular. · A divisão celular por mitose A fase M representa a divisão celular por mitose, sendo dividida em seis estágios que acontecem em uma sequência contínua. De modo geral, é durante a mitose que os cromossomos estão visíveis (condensados) e, quando observados em microscopia optica, podem ser reconhecidos individualmente nos estágios chamados de prófase, metáfase, anáfase e telófase. O estágio final da mitose é chamada de citocinese. Podemos definir a mitose como um conjunto de eventos sucessivos que envolvem os cromossomos, o citoesqueleto e os centrossomos para produzir duas células-filhas geneticamente idênticas. · Importância da mitose na formação e renovação do organismo A mitose é o principal mecanismo que ocorre nos eucariotos. Ela está relacionada com o desenvolvimento, crescimento e manutenção dos organismos multicelulares. Sendo assim, o primeiro ponto a ser destacado sobre o desenvolvimento do organismo consiste em ter ciência de que tudo começa a partir de uma célula pré-existente que sofre divisões celulares sucessivas e, consequentemente, faz com que ocorra o crescimento de tecidos e órgãos. Isso acontece devido á premissa de que cada ciclo celular gera duas células-filhas, realizando outro ciclo celular e resultando em mais células-filhas. Outros tipos celulares apresentam possibilidade de divisão, mas isso só é executado pormeio de estímulos, como nos casos dos hepatócitos, fibroblasto da pele, células musculares lisas e células endoteliais. Esses tipos celulares, permitem reparar os tecidos e órgãos danificados, bem como substituir as células que sofrem morte celular (apoptose) programada como consequência de processos fisiológicos naturais. Por outro lado, existem tipos celulares que perderam a capacidade de divisão após se tornarem células altamente especializadas, como as hemácias, neurônios e células musculares estriadas. Sendo assim, o corpo humano precisa realizar constantemente o processo de manutenção de atividades orgânicas básicas para manter a homeostase dos organismos e, para isso, são necessárias muitas divisões celulares desde o nascimento até o envelhecimento. · Fases da mitose e suas características Na célula animal, a fase M é dividida didaticamente em quatro estágios principais: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Na prófase, os cromossomos já foram duplicados e estão organizados em duas cromátides-irmãs associadas entre si e unidas pelo centrômero. Nesse primeiro momento, os cromossomos começam a se condensar e os microtúbulos dão origem ao fuso mitótico, que começa a se formar em volta de cada centrossomo. Os centrossomos já foram duplicados durante a interfase, mas na prófase eles se separam e migram para posições opostas na célula, definindo os polos das células-mães em divisão. A partir do início da formação do fuso, ocorre o desaparecimento do componente que participa das síntese de RNA no núcleo chamado de nucléolo. O envoltório nuclear também é fragmentado em pequenas vesículas e, assim, os microtúbulos podem invadir o espaço nuclear para ter acesso aos cromossomos. Esses últimos acontecimentos da prófase, podem ser considerados como outro estagio da mitose, chamada de prometáfase. O início da metáfase pode ser considerado a partir do momento que os microtúbulos se fixam aos cinetócoros dos cromossomos. Desse modo, os cromossomos se movimentam para que todos fiquem alinhados na região equatorial (placa metafásica) da célula, ou seja, os cinetócoros ficam organizados no meio da célula, entre os dois polos. Cada cromátide-irmã de um cromossomo possui um cinetócoro liga um cromossomo a um polo do fuso por meio dos microtúbulos. O alinhamento dos cromossomos é essencial para que a distribuição do material genético para as células-filhas ocorra de forma igual e exata. A etapa seguinte, chamada de anáfase, é representada pela separação das cromátides-irmãs, que passam a ser um cromossomo e são puxadas para polos opostos. Esse processo ocorre devido ao encurtamento (despolimerização) dos fusos mitóticos e degradação dos componentes (coensina) que mantem a união das cromátides-irmãs. Os polos do fuso também se afastam, deixando em evidencia dois grupos de cromossomos idênticos localizados nas extremidades opostas do fuso. Durante a telófase, os cromossomos são descondensados e voltam para a estrutura inicial (interfásico) referente a uma rede de fibras de cromatina. As organelas fragmentadas em vesículas durante a mitose são reconstituídas e cada grupo de cromossomos passa a ser envolvido por uma nova membrana nuclear. Portanto, a formação de dois núcleos-filhos indicam o fim da mitose. · Número de células originadas pela mitose e suas características Após gerar dois núcleos-filhos, a célula precisa completar a sua divisão em duas células-filhas individuais. Para isso, ocorre o processo de citocinese, no qual o citoplasma é dividido em dois por meio de uma estrutura formada por filamentos de actina e miosina que compõem o anel contrátil. O anel contrátil realiza a força necessária, por meio do deslizamento entre esses filamentos, para comprimir essa região e realiza a separação em duas novas células. Sendo assim, quando uma célula-mãe realiza a divisão celular, resulta na formação de duas células-filhas geneticamente idênticas entre si. Cada célula-filha apresenta um conjunto completo de cromossomos que foram produzidos pela replicação dos cromossomos originais pertencentes á célula que os originou. · A divisão celular por meiose Na reprodução sexuada, os organismos precisam produzir gametas com a metade do número de cromossomos. Esses cromossomos formam os espermatozoides nos homens e os óvulos das mulheres. Dessa forma, quando os gametas se encontram, ocorre a união dessas células que resultam em um zigoto com um conjunto completo de cromossomos. A meiose envolve duas divisões celulares sucessivas, chamadas de meiose I e meiose II, que dão origem a quatro células haploides. A síntese de DNA ocorre antes da meiose I, porém não há duplicação do material genético entre essas suas fases. A primeira fase da meiose é caracterizada pela redução do número de cromossomos pela metade e, por isso, é considerada uma divisão reducional. Na segunda fase da meiose, cada célula gera outras duas células-filhas com o mesmo número de cromossomos e, por isso, essa segunda divisão é dita como equacional. · Importância da meiose na gametogênese A meiose é um importante processo da gametogênese que ocorre em organismos de reprodução sexuada, afinal é por meio dela que são originados os gametas. A gametogênese masculina é chamada de espermatogênese e resulta na formação dos espermatozoides. Nas mulheres, a formação do seu gameta (óvulo) ocorre pelo processo chamado de ovogenese ou ovulogenese. De modo geral, os gametas são considerados haploides, uma vez que apresentam somente um conjunto de cromossomos. No entanto, todas as células do organismo são diploides, ou seja, apresentam dois conjuntos de cromossomos, sendo que um conjunto é de origem materna e o outro de origem paterna. A redução do número de cromossomos pela metade exerce um papel importante nos organismos, uma vez que a união dos gametas reflete no padrão de herança dos genitores, que contribuem com informações genéticas e influenciam nas características dos seus progenitores. Além disso, a meiose promove a variabilidade genética por meio de dois processos, crossing-over e segregação independente dos cromossomos na meiose I, gerando gametas geneticamente diferentes da célula-mãe, bem como das outras três células geradas nesse mesmo processo de divisão celular. · Fases da meiose e suas características Os eventos da interfase de uma célula germinativa são semelhantes ao que ocorrem nas células somáticas. Alguns processos durante a divisão meiótica são parecidos com a mitose, como o processo de formação do fuso, desmontagem e remontagem do núcleo e a divisão citoplasmática. No entanto, na meiose ocorrem algumas diferenças importantes que são apresentadas a seguir. A meiose também é dividida em uma série de etapas, para que se seja possível compreender todas as características de cada momento da divisão celular. Nesse caso, as etapas são divididas em prófase I, metáfase I, anáfase I, telófase I, intercinese, prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II. A prófase I inicia a partir do momento que a cromatina interfásica começa a sua condensação. No entanto, essa fase é mais longa e complexa, sendo subdividida em outras cinco etapas chamada de leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese. No leptóteno são observadas regiões chamadas de cromômeros devido ao aspecto granular causado pela condensação de alguns pontos do filamento que ficam intercalados com regiões mais compactadas. Nessa etapa, os cromossomos homólogos começam a se aproximar para que ocorra a associação entre eles. No zigóteno e, entre eles, ocorre a formação de um complexo sinaptomenico (CS). Esse pareamento forma uma estrutura chamada bivalente, no qual cada par é formado por dois homólogos duplicados. Na etapa seguinte, chamada de paquíteno, os cromossomos se encontram emparelhados e cada vez mais condensados, ocorrendo um evento chamado de crossing-over. Nesse evento, acontece a recombinação genica entre os cromossomos pareados, que consiste na troca de fragmentos cromossômicos equivalentes entre cromátides-irmãs. Essa troca fica mais evidente no estágio seguinte, denominadode diplóteno, no qual é possível observar que os cromossomos pareados se afastam, mas a região do crossing-over continua em contato, criando quiasmas em cada bivalente. A maioria dos bivalentes podem conter mais de um quiasma, indicando que ocorreram várias trocas entre os cromossomos homólogos. Essas trocas contribuem para a diversidade genética das espécies com reprodução sexuadas. Além disso, os quiasmas garantem que o par de cromossomos homólogos seja segregado de maneira correta na meiose I. No final da prófase I, ocorre o ultimo estagio denominado de diacinese, qual os quiasmas são deslocados em direção as extremidades dos cromossomos por meio de um evento chamado de terminalização. Na metáfase I, os cromossomos estão totalmente condensados e, nesse estágio, ocorre a fragmentação da membrana nuclear e dos núcleos para que os fusos recém-formados pelos microtúbulos possam invadir o espaço nuclear e se ligar aos cinetócoros dos cromossomos. Dessa forma, os cromossomos começam a se movimentar e se alinham no plano central da célula (equatorial). Durante a anáfase I ocorre a separação dos cromossomos homólogos, que migram para polos opostos que, ao final da telófase I, geram duas células com cromossomos reduzidos pela metade. Por fim, os cromossomos se descondensam, o envoltório nuclear é reconstituído e as células são divididas pelo citoplasma por meio da citocinese. O curto espaço de tempo antes de começar a próxima divisão meiótica é chamada de intercinese e, nesse momento, não ocorre síntese de DNA. As etapas da meiose II acabam sendo muito semelhantes á mitose, pois a prófase II inicia o processo de divisão celular por meio da condensação dos cromossomos que se fixam em um novo fuso mitótico. Em seguida, ocorre a metáfase II, etapa na qual os cromossomos ficam alinhados no plano equatorio da célula. As cromátides-irmãs são divididas durante a anáfase II por um processo chamado de disjunção das cromátides por meio do rompimento dos centrômeros. Na telófase II, as cromátides separadas passam a ser chamadas de cromossomos, que se agrupam em dois grupos localizados nos polos opostos para dar origem aos núcleos-filhos. O resultado da meiose II consiste na formação das células haploides que não são geneticamente semelhantes.DURANTE A ANÁFASE I OU II, PODE OCORRER PROCESSO DE NÃO DISJUNÇÃO CROMOSSOMICA, OU SEJA, EM ALGUM MOMENTO DA DIVISÃO CELULAR, OCORRE UM ERRO NA DISTRIBUIÇÃO DE CROMOSSOMOS OU DAS CROMÁTIDES. NESSE CASO, AS CELULAS APRESENTAM NÚMERO DE CROMOSSOMOS ALTERADO, CARACTERIZANDO A ANEUPLOIDIA CROMOSSOMICA. · Número de células originadas pela meiose e suas características A divisão meiótica que resulta em quatro células haploides não idênticas. Durante a meiose, a célula diploide (2C) duplica a sua quantidade de DNA para 4C e passa pela meiose I para reduzir esse material genético pela metade, gerando duas novas células 2C e, em seguida, cada célula passa pela meiose II para se dividir em mais duas células-filhas haploides (C). A meiose II ocorre de forma semelhante á mitose. Entretanto, seus produtos são células haploides que não são geneticamente idênticas. Isso ocorre devido á separação dos cromossomos homólogos durante a meiose I, sendo que um homologo foi herdado da mãe e o outro do pai. Vale ressaltar que a mitose e a meiose são dois tipos de divisão celular que apresentam diferenças entre si. (Compara a quantidade de cromossomos das células filhas e o número de células geradas por cada processo) · Função da morte celular na homeostase do organismo Em um estado fisiológico normal, as células mantem suas estruturas e funções, o que, nesse caso, é chamado de homeostasia. Quando a célula entra em contato com estresse fisiológico ou estímulos patológicos, ela tenta se adaptar. Entretanto, se o estresse for muito intenso, há a possibilidade de ocorrer lesão celular. A morte celular pode estar associada a situações fisiológicas, participando de processos essenciais como embriogenese, desenvolvimento dos órgãos, renovação celular e manutenção da homeostasia. Por outro lado, a morte celular também pode estar relacionada á evolução de processos patológicos. Os mecanismos de morte celular são a apoptose e a necrose. De modo geral, a apoptose representa a morte celular programada que esta envolvida com processos fisiológicos e estímulos patológicos mais brandos. No caso de estímulos mais severos, a morte celular ocorre por necrose. · Importância dos mecanismos de morte celular Em organismos multicelulares, a quantidade de células é controlada pela velocidade da divisão celular e pela taxa de morte celular. Sendo assim, a morte celular é importante para eliminar as células sem utilidades ou potencialmente prejudicadas, por meio da ativação de um mecanismo de morte celular programada, conhecida como apoptose. A morte celular por necrose também permite o controle da homeostase do organismo, uma vez que esse mecanismo promove a destruição de células lesionadas e, consequentemente, desencadeia uma série de alterações morfológicas que resultam em uma resposta inflamatória local. Vale ressaltar que a necrose exerce um papel importante em processos patológicos e a apoptose esta mais relacionada a funções fisiológicas. No entanto, quando a célula sofre danos em seu DNA, ou proteinas, que não são separados, pode ocorrer morte celular por apoptose. · Comunicação química e morte celular As células animais podem se comunicar através de sinais enviados por outras células ou, ainda, por meio de sinais extracelulares. Dessa forma, moléculas químicas de sinalização são liberadas no meio extracelular para que sejam transportadas ate a célula-alvo que contem receptores capazes de reconhecer o sinal enviado e, assim, receber o estimulo necessário para sobreviver, crescer e se dividir. No entanto, os processos de morte celular como, por exemplo, a apoptose, podem ser induzidos por sinais extracelulares emitidos por células adjacentes. Sendo assim, a morte celular por apoptose pode ocorrer quando as células reconhecem os sinais apoptóticos por meio de receptores específicos chamados de receptores TNF (fator de necrose tumoral) presentes na superfície celular. · Sinais químicos e morte celular As células animais recebem sinais de outras células que contem as informações necessárias para sua sobrevivência. No entanto, se de alguma forma a célula deixa de receber esse sinal, outro mecanismo intracelular dependente de caspase é ativado e a célula morre por apoptose. Durante o desenvolvimento do sistema nervoso, muitas células nervosas são produzidas, porem a quantidade de fatores de sobrevivência é limitada. Sendo assim, as células nervosas que ficam sem o sinal de sobrevivência acabam sofrendo morte por apoptose. · Morte celular programada (apoptose) A apoptose atua como uma resposta fisiológica que permite a remoção de células alteradas, a fim de promover a manutenção estrutural de órgãos e tecidos. Esse processo envolve alterações morfológicas características. As células começam a sofrer alterações em sua estrutura devido á perda de citoesqueleto, ocorrendo no núcleo a perda do envoltório nuclear e a fragmentação da cromatina. Em seguida, surgem bolhas na superfície celular que resultam em fragmentos delimitados por membrana chamados de corpos apoptóticos. A morte celular por apoptose não induz resposta inflamatória, uma vez que a célula é eliminada antes de liberar seu conteúdo no meio extracelular. · Apoptose como processo fisiológico A apoptose esta associada a diversos processos fisiológicos. Na embriogenese, seu papel é realizar a morte programada de algumas células que não são mais necessárias para que outras células e tecidos possam surgir durante o desenvolvimento. Em mulheres, a apoptose promove a remoção das células endometriais durante o ciclo menstrual e, nos casos de desmame, ocorre a regressão do tecido mamário. As células que já cumpriram sua função e não são mais necessárias para o organismo também sofrem morte celular por apoptose, pois deixam de receber as moléculas sinalizadoras