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