Sebenta.bmc

7/22/2019 Sebenta.bmc

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Anotadas BiologiaMolecular e Celular2009-2010Bibliografia: Essential Cell Biology e The Cell

Por: Gangue da Linha

Ana Vagos Mata

Ana Ferreira Lana

Pedro Cmara Pestana

Janeiro de 2010


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Prefcio

No princpio do ano quando nos foi dito que as aulas de BMC eram as nicas tericas a

que valeria a pena ir, pensmos em anotar as aulas, e aqui esto as anotadas de todas

as aulas de BMC, excepto as de Biomolculas, comuns Bioqumica.

importante revelar que fazer anotadas de BMC um passatempo nerd muito

comum dos alunos de Medicina. Tem uma longa tradio e vem j dos tempos da

velha Escola Hipocrtica, onde provavelmente um antepassado da professora Carmo

(Carmutus), ainda mais alto do que ela, ensinava a magia da Biologia da Clula.

Estes apontamentos combinam todos os temas abordados na aula, com a matria

existente no nosso livro da disciplina. No entanto, visto termos sido s 3 a anotar, tm

algumas gralhas e incorreces que devem ser analisadas com esprito crtico.

Assim, estando estas anotadas muito longe de serem a bblia simplificada de BMC,

podero dar bastante jeito para o vosso estudo enquanto complemento, ou em casos

de desenrasque, substituto ao livro. Fica a promessa de que no fim do ano iremos

corrigir as gralhas e erros com mais detalhe (agora impossvel com o pouco tempoque dispomos).

Porque as dedicatrias se tornaram moda, gostaramos de dedicar esta obra

imperfeita e lanada na forma de Sebenta pressa, ao Deus grego Baco, aquele que

provavelmente vai zelar por ns nas Olimpadas da Medicina.

*Ah! E menina dos olhos do Joo Gramaa, ou para os mais monrquicos El Rey D.

Juan Carlos I de Odivelas, Antnio para os amigos, porque ele j merece ser Feliz!


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Aula 1

1-As molculas da clula

(Teoria dada em parceria com a cadeira de Bioqumica)

2-Genes, engenharia Gentica e medicamentos recombinantes

O que um gene?

Estrutura/ Poro de DNA que codifica informao que vai ser traduzida em

protenas, que iro desempenhar diversas funes no nosso organismo.

RNA

- Existem dois tipo de RNA: Mensageiro e de Transferncia.

Cada um desses desempenha um importante papel na sntese proteica que s

acontece graas a estruturas chamadas de ribossomas.

*O RNA que traduzido directamente para as protenas o mRNA.

O que uma doena Gentica?

uma doena causada por uma

alterao na informao contida

no gene (Alterao/ Mutao - na

base azotada, que altera o

nucletido inteiro, ou ento partedo nucletido mantendo-se


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inalterveis outros elementos constituintes do mesmo).

Ex: Trissomia 21, leucemia, anemia falciforme, hemofilia, etc.

H doenas genticas causadas por:- Alteraes nas sequncias de genes.

- Alteraes nos cromossomas (ex trissomia 21- no h alterao na sequncia dos

genes, mas sim nos cromossomas, neste caso existe um cromossoma a mais)

O Que uma doena hereditria?

- uma doena que se pode identificar atravs de histria clnica familiar.

- Tem sempre de causa gentica

- Cancro uma doena gentica de causa NO hereditria

O nico DNA que o indivduo adulto transmite descendncia o da linha germinal

(clulas que vo originar o vulo e os espermatozides). Se ocorrer uma mutao

nessas clulas, as clulas do indivduo filho iram consequentemente sofrer essa mesma

mutao.

Clula somtica Clula que no pertence linha germinal, quando sofre mutao,

esta no transmitida descendncia (esta mais frequente cancro)

* SIDA no hereditria mas sim transmitvel descendncia* H predisposio gentica para o cancro

Doena de Gaucher

Doena hereditria gentica

Gene mutado

glucocerebrosidase (inexistncia ou

disfuncionalidade na enzima que

degrada o glucocerebrosido e seus

componentes, que neste caso um

glicolpido).

* Glicolpido uma molcula

composta por acares e por lpidos

que existe na nossa clula, mais

precisamente, na sua membrana.

Esta doena provocada pela inactivao da protena glucocerebrosidase.


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Estrutura Membranar:

Membranas so das estruturas mais plsticas no nosso organismo.

Autofagia o sistema de reciclagem das clulas.

Quando este sistema de reciclagem falha a membrana deixa de ser degradada,

passando-se a acumular a membrana velhanas clulas.

O tratamento para esta falha no sistema de reciclagem passa por injectar a enzima que

est em falta (a que vai degradar a membrana velha)

Em termos prticos, a terapia gnica no conseguiu dar frutos, mas conseguiu fazer

um by-pass, administrando aos doentes a enzima/molcula que est em falta.

Engenharia Gentica e DNA

Surge como opo sintetize artificial de protenas.

Em termos genricos, consiste:1. Em cortar determinado gene do DNA humano que codifique a protena que

queremos produzir.

2. Colar esse gene nas bactrias.

3. Multiplic-las de forma a transformarem-se em autnticas fbricas da protena

que queremos produzir, podendo existir o risco de esta no ser perfeitamente

igual protena original, existindo sempre o perigo de rejeio

Um pouco de histria:

1. Em 1943 descoberto o DNA enquanto material

gentico

2. Fred Griffith, 1920 Verificou que havia 2 tipos de

steptocoens

(Um mau e um bom)

LER CAP TULO 11 MEMBRANE STRUCTURE

LER CAP TULO 5


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Situao experimental que o levou a essa concluso:

- Se ele destrusse as clulas infectadas estas j no provocavam doena.

- Se juntasse clulas mortas infectadas com clulas vivas no infectadas= encontrava

ento uma nova estirpe (tornava-as patognicas).

Tinha ento de descobrir o que nas clulas mortas as levou a infectar as clulas vivas?

Qual a molcula capaz de transmitir informao hereditria?

Chegou-se assim descoberta do DNA (material gentico)

3. Watson e Crick = 1 modelo DNA

4. 1972 So descobertas as

enzimas de restrio e a sua

capacidade de cortar o DNA em

zonas especificas.


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Aula 2

Protenapolmero de aminocidos

Enzimas de restrioSo enzimas que reconhecem e cortam determinadas sequncias deuma molcula estranha.

Porque que h bactrias que podem resistir a ser transformadas por enzimas de restrio?

Todas as bactrias possuem um sistema imunitrio, que por sua vez contm enzimas de

restrio. As bactrias possuem tambm ligases, destacando-se entre elas a DNA ligase.

Por esta razo o genoma da bactria est metilado, ou seja, protegido das enzimas de restrio

* Cada enzima de restrio, restringe uma sequncia especfica.

* Enzima de restrio quebra pontes fosfodister.

Engenharia Gentica

Exemplo mais comum:

Eco RI: G/AATTC G/ + AATTC

CTTAA/G CTTAA /G

Estas bases desemparelhadas so termodinamicamente poucoestveis encontrando-se os grupos qumicos procura do seu

parceiro

1- Usa-se esta enzima para cortar molculas Humanas e molculas de bactria.

2- Deixam-se ambas as molculas prximas, de modo a ligarem-se por pontes de

Hidrognio.

3- Insere-se DNA ligase.

4- Tem-se assim a molcula recombinante.

Bactrias:Possuem apenas um cromossoma e plasmdeos (molculas circulares de DNA).

Etapas da tcnica DNA recombinante:

1- Cortamos os plasmdeo e o DNA Humano com a mesma enzima de restrio.

2- Misturamo-los, e adicionamos-lhes DNA ligase (Adicionamos mais DNA humano que

plasmdeos para garantir a ligao plasmdeo - DNA humano).

3- Forma-se o plasmdeo recombinante.

4- Introduzem-se o plasmdeos nas bactrias previamente tratadas com Clcio (Favorece

a entrada de DNA na clula, j que transforma a membrana celular, tornando-a mais

instvel).


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5- Seleco das bactrias transformadas (com plasmdeo) e funcionais, por um antibitico

(nos plasmdeos est presente um gene que confere resistncia a um antibitico

especifico).

Ampf - gene resistente ampicilina

Oriorigem da cluladeterminante de replicao

Cultivar em meio Antibitico:

* Seleccionam-se bactrias geneticamente iguais (clone) que derivam da mesma clula

Bactrias sem plasmdeo morrem.

Morrem todas as bactrias sem plasmdeo ainda que em segundas divises.

Pode haver bactrias transformadas com plasmdeo (sem ser recombinante).

Para se confirmar se as bactrias tm ou no plasmdeo recombinante, selecciona-se

aleatoriamente uma colnia, e retiram-se dessa colnia bactrias. Reproduzem-nas em meio

aquoso, e em seguida removem-se os respectivos plasmdeos para anlise. Separando-os portamanhos (maioresrecombinantes, menoresnormais) com recurso electroforese.

Electroforese

Separao de molculas por aplicao de um campo elctrico, as molculas vo-se deslocar do

plo negativo, para o positivo a velocidades diferentes devido sua carga e tamanho.

* DNA carregado negativamente devido aos grupos fosfatos.

Assim basta corar as molculas de DNA e submete-las a um campo elctrico e analisamos o

seu deslocamento.

Esquema:

Plasmdeo transcrito em mRNA Encontra principio de geneafasta cadeias de DNA,

usando uma como moldeLeva nucletidos do RNA a produzir a cadeia complementar

5-3, enquanto que cadeia molde antiparalela vai de 3-5

Promotor: sequncia de DNA que o RNA polimerase reconhece (Por encaixe molecular)

+1Denominao atribuda ao primeiro nucletido a ser transcrito.

Polimeraseencaixa no promotor

- Decide onde e em que sentido comea a transcrio.

-35


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Aula 3

Como que o DNA humano transcrito a mRNA das bactrias?

1- Afastamento das cadeias de DNA

2- RNA polimerase escolhe uma das duas cadeias de DNA, baseada no promotor do gene

(Para assim sintetizar a cadeia de RNA).

* No est definido qual das cadeias serve de molde.

3- RNA polimerase tende a encontrar o promotor associado ao gene, e que vai ditar onde

e em que sentido comea a transcrio.

4- A RNA polimerase vai ligar-se ento preferencialmente cadeia codificante, ficando

centrada perpendicularmente mesma, bloqueando assim os nucletidos dessa

cadeia, impedindo a sua transcrio (embebida pelo RNA polimerase a template fica

no canal entre as subunidades do ribossoma e usada para sintetizar DNA.

GenesRegra geral, so lidos apenas num sentido

Excepo: Alguns genes so lidos nos dois sentidos (sentido inverso)

Diferenas entre RNA polimerase dos Eucariticos e RNA polimerase Procariota

As Protenas qus e associam RNA polimerase necessitam de factores de transio.

Apenas reconhece o promotor eucariota.

Apenas reconhece promotor procariota


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Tcnicas usadas na recombinao gentica:

-Usar promotor de um gene de bactria que inserimos num plasmdeo bacteriano.

-A Regio a cortar no plasmdeo depende de onde se vai localizar o promotor

Explicao mais detalhada de algumas variaes na sntese proteica:

-Extremidade 5 (ao 1 nucletido mRNA, junta-se uma guanina metilada)d-se a adio de

um capuz (guanina metilada).

-Extremidade 3 d-se a adio de resduos repetidos de Adenina (150-250)poli-A-tail

* Esta adio contribui para a estabilidade da molcula.

- Remoo dos intres do mRNA.

GeneNo so sequencias continuas na molcula de DNA, so um conjunto de intres eexes.

* Quanto mais pontes de Hidrognio houver na cadeia codificante, mais embebida ela estar.

* Existem agora no nosso DNA mais intres que exes

Gene humano da Glucocerebrosidase:

Recombinao gentica:

1- Purificao do RNA da glucocerebrosidase a partir duma clula humana.

2- Transcriptase reversa do mRNA maturado em cDNA (DNA funcional sem intres).


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Aula 4Ribossoma:

-Comea a ler num stio especfico.

-L um codo e vai buscar o respectivo aminocido.

-Possui formas de determinar o que um codoquadro de leitura

(Onde esse codo comea e onde se vai ligar)

* O Ribossoma utiliza um sinal para ler o mRNA

Funcionamento do Ribossoma:

As duas unidades do ribossoma no esto sempre juntas

A modificao na ext. 5 (cap-metilado) apenas reconhecida pela pequena subunidade do

ribossoma.

Iniciador tRNALiga-se pequena subunidade do ribossoma por complementaridade fsica.

(Impedindo deste modo a interaco com a subunidade maior do ribossoma, recorrendo-se

para isso aos Factores.)

J ligado, o ribossoma vai deslocar-se at encontrar um codo de iniciao complementar ao

seu anti-codoQuebrando-se neste ponto o impedimento de ligao entre as subunidades

do ribossoma.

Os aminocidos prximos do ribossoma vo ser progressivamente ligados peptidicamente(1ststep) e deslocando-se medida que novos aminocidos se vo ligando.

A protena vai sendo sintetizada desde a ligao do ribossoma ao codo de iniciao AUG

Ligam-se aminocidos entre si Chegando-se ao codo de finalizao (atrai a protena que faz

que a sntese proteica termine), acaba a sntese proteica.

* No Confundir codo finalizao com 3

Ribossomas procariotas:

-Mais pequenos (70s unidade de sedimentao).

-Sintetizam menos protenas.

Ribossomas eucariotas:

-Maiores e mais densos (80s).

-Sintetizam mais protenas.


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Os antibiticos servem para inibir selectivamente os ribossomas procariotas.

Ribossome blindingsites

5

AUG AUG AUG

Protena Protena Protena

-No existe capuz de guanina metilada.

-Bactrias usam sequncias parecidas com o promotor para indicar onde o ribossoma se deve

ligar.

- necessrio, fornecermos ns o sinal ao ribossoma procariota para iniciar a traduo de umRNA eucariota.

Esquema:

Promotor Procariota / Sequncia de DNA humanoVai ser transcrito pelo ribossoma.

Existem poli-ribossomasquando os ribossomas esto associados s membranas do reticulo

endoplasmticoForma-se o R.E.R

As clulas eucariotas possuem uma grande quantidade de R.E.R com membranas e ribossomas

* O conjunto de protenas sintetizadas no polissoma fica no citosol.

O que define para onde se vo encaminhar as protenas produzidas?

Algumas protenas comeam a ser sintetizado por um ribossoma fora do reticulo

endoplasmtico recebendo ento um sinal que ordena que a sua sntese seja feita dentro do

R.E.R. (Lmen)

Ou seja:

As protenas solveis no citosol transportam um sinal (sequncia de aminocidos reconhecida

pela partcula de reconhecimento do sinal) que vai bloquear o ribossoma. S o deixando

retomar a traduo quando se libertar a partcula de reconhecimento do sinal, o que acontece

quando esta se liga ao receptor do reticulo endoplasmtico, soltando-se assim o ribossoma

para o R.E, ficando a protena prxima de um canal dentro do retculo.

A partir deste ponto as protenas passam a ter dois destinos possveis, consoante os processos

que sofrerem, podendo tornar-se ser enviadas para oexterior da clula, ou ento passarem afazer parte da membrana celular, ou seja passam a sertransmembranares.


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Protenas Transmembranares:

Algumas protenas possuem regies homofbicas que permitem o enrolamento em hlice ou

folha , o que as vai translocar para o interior do R.E, mais precisamente para a sua

membranaSeguem depois para o C. Golgi sempre transmembranarmenteacabando por

fim na membrana celular.

Protenas em soluo no lmen que vo seguir para o exterior da clula:

Protena dentro do lmenmembranas do C. Golgitem tendncia para se fecharem sobre

si prprias num meio aquosoas protenas so encaminhadas por vesculas at ao exterior da

clula.


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Aula 5

Protenas secretadas pela clula(vo para o exterior da clula):

Exemplo: Eritropoetinaestimula o fabrico de mais eritrcitos (funo de regulao)

Protenas sintetizadas associadas ao retculoC. GolgiLisossoma

Membrana Celular

Protenas R.E.R:

-Protenas secreoex: Insulina que permite entrada de glicse

-Protenas da membrana celular (sempre transmembranares)

-Protenas dentro dos lisossomas digesto celular (possuem enzimas que

degradam/reciclam todos os componente de uma clula (hidroliticos))

Superfcie do Reticulo Endoplasmtico onde se soltam as vesculas, onde nova membrana formada (sntese de membrana pelas protenas do R.E.R)

Quando o nmero de vesculas transportando protenas que se vo fundir com a membrana

celular (exocitose) maior, a sua superfcie tambm aumenta.

Quando a membrana celular se envagina e envia algo para o interior da clula estamos

perante um processo de endocitose, onde graas a uma protena auxiliar (Claterina) forma-se

uma malha que puxa a membrana para o interior da clula.

A Endocitose um processo complexo que se pode dividir em algumas etapas que visamsegmentar e reciclar as molculas que vm do exterior, em molculas teis do interesse da

clula.

1- Fuso do Endossoma

2- Digesto intracelular nos lisossomas por enzimas digestivas que provem de vesculas

do aparelho de Golgi direccionadas.

Principio Geral:

Clula envia protenas para todos os stios:

* As Protenas transmembranares tm

como funo regular a exportao e

importao de protenas

-Membrana alvo reconhecida pela

protena em trs etapas: 1- Adeso, 2-

Dockling (Acopolar) e 3- Fuso

Depois dentro do reticulo ocorre a adiode acar s protenas (glicosilar protenas)


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Exemplo concreto de disfunes nesta funo:

Os eritrcitos tem tempo mdio de vida de 20 dias, sendo 90% removidos por macrfagos e

10% hemolisam em circulao.

R.E so produzidos Eritrcitos que so maturados no c. Golgi Enviados atravs de

vesculas para o exterior da clula.

Bao:

- um labirinto de capilares, onde os glbulos vermelhos andam devagarinho, sendo mais

facilmente apanhados pelos macrfagos.

Doena de Gaucher:

Falta ou deficincia na enzima de GlucocerebrosidaseGlico-portena lisossomal

Os Glicolpidos distribuem-se assimetricamente e de uma forma no regular.

O que vai resultar:

Numa alterao ao nvel dos lisossomas, que vo ficar:

-Com fragmentos de membrana no degradveis.

-Maior volume.

Os Macrfagos ficam pior pois no conseguem reciclar a membrana dos lisossomas.

Emitindo assim os macrfagos certos sinais, como que a avisar que algo no se processa da

maneira correctainflamaoaumento do bao e fgado, onde se encontram os

macrfagos.


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Aula 6

Genoma humano:

-Tem 3x109pares de bases

- 25000 Genespoucos em relao quantidade de protenas.

Percentagem de DNA nos exes = 1,5% Mais de 20% ocupado por intres.

Genes = Intres + Exes

Dois tipos de Transposes:

Retrotransposes:

A enzima transcriptase reversa no faz cpias perfeitas das molculas, ocorrendo com alguma

frequncia mutaes, o que vai estar na origem de muitas doenas genticas, como por

exemplo a Hemofilia e a Distrofia Muscular de Duchene

Sem intres. Os Genes muitas

vezes no so funcionais


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Hemofilia A e B:

Alterao provocada pelo retrotransposo durante a transcriptase reversa que alterou o factor

VIII, um dos factores essenciais para a coagulao do sangue.

Mutao: Defeito de funo ainda que compatvel com a vida.

200 mil anos apareceram primeiros homens em frica.

Quanto mais afastados esto os exes, mais fcil troc-los. Portanto os intres favorecem a

troca de exes.

Tipos de mutao:

-Mutao com um gene

-Mutao na regio regulamentar-Duplicao do geneConfere vantagem

pois garante a sequncia original e uma 2

que pode ser alvo de experincias

-Eliminao de um gene

-Mistura de Exestroca de exes entre

cadeias de genes diferentes

-Transferncia horizontal

-Crossing-overRecombinao de DNA mas

desta vez no genoma.

Polimorfismo de um nico nucletido: Varia ao longo do genoma em determinadas regies.

SNPsno provocam a doena mas alguns podem causar susceptibilidade a determinada

doena ou a modificar a resposta a medicamentos.


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Aula 7

1- Ao comparar o genoma de duas pessoas encontra-se cerca de 0,1% de diferenas

neste. Os SNPs (Single Nucleotide Polimorphism-ocorre quando o genoma ousequencias de nucletidos conhecidas diferem em apenas um nico nucletido entre

organismos da mesma espcie ou cromossomas de um mesmo indivduo) no

provocam a doena, mas alguns podem causar susceptibilidade a determinadas

doenas ou por exemplo modificar a resposta do indivduo a determinado

medicamento.

2- Esto em curso projectos para que se possa sequenciar diferentes genomas. Tal

poder ser vantajoso uma vez que poderemos correlacionar as alteraes no genoma

dos diferetes indivduos e o seu percurso de sade. Este servio actualmenteoferecido por vrias clnicas, existindo guidelines clnicas para que este possa ser

1. O genoma humano est contido no ncleo; a molcula de DNA apresenta cerca

de 2m de comprimento e est contida num espao de aproximadamente 5 a 8

Micrmetros de dimetro (tamanho aproximado do ncleo da clula).

Existe uma desproporo entre a quantidade linear de Dna e o espao ondeeste est contido- comparao entre uma bola de futebol (ncleo) e o

comprimento da molcula (distncia da Terra Lua).

Soluo: enrolamento do DNA

(cromatina e cromossomas); consiste

basicamente na associao do DNA a

protenas. Esta condensao do DNA vai

ser possvel em dois estadios diferentes:

um na interfase e um outro na diviso

celular (metafase/anafase), nestas

ltimas nas quais a molcula se encontra

no seu mais elevado grau de

compactao.

A molcula de DNA vo-se enrolar volta

de histonas (dois tipos: so as molculas

a amarelo na figura, envolta das quais o

DNA se enrola formando os

LER CAP TULO 9

LER CAP TULO 5


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nucleossomas e um outro tipo, as H1, que vm de fora e dobram o DNA em

volta do nucleossoma).

A- Molcula na presena de

H1- o DNA enrola-se emvolta dos nucleossomas

B- 1 nvel de enrolamento- v-

se os nucleossomas, a

molcula no est na

presena de H1

(Ver imagem 5.25 do livro)-

Representa vrios tipos de compactao, descreveno o aumento

progressivo do nvel de enrolamento da molcula de DNA.

(Ver imagem 5.15 do livro)- Na interfase o genoma vai estar dividido em

vrias molculas individuais de DNA (cromossomas-tm extremidades

livres, ao contrrio do genoma bacteriano que consiste numa nica

molcula de DNA circular - sem extremidades livres).

Na diviso celular vai ocorrer cpia de cada uma dessas molculas, que ficam

unidas pelo centrmero. Na interfase, os ncleos observados podem ou no ter

a quantidade normal de DNA ou o seu dobro-depende se ja ocorreu replicaoou no)- conclui-se que os ncleos em interfase no so todos iguais em

termos da quantidade de DNA que possuem.

Na diviso celular a clula est preocupada em separar as molculas

duplicadas e dividi-las igualmente pelas duas clulas-filhas. Essa separao d-

se por meio dos microtbulos (com origem nos centrmeros-isto nas clulas

animais), formando ncleos clulas-filha com igual quantidade de DNA, caso

no ocorra nenhum erro- os centrmeros so onde os microtbulos se vo ligar

para que ocorra a separao das molculas de DNA.


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(ver imagem 5.16)- Os cromossomas bacterianos no possuem telmeros uma vez que

a sua molcula de DNA circular.

Caritipo- cromossomas ordenados- para a que olhmos para ver se h

alterao/mutao; possibilidade de corar os diferentes cromossomas- coramde acordo com a afinidade do corante para o cromossoma e seu tamanho.

O caritipo dos Hmanos constitudo por 22 pares de cromossomas

autossmicos e um par de cromossomas sexuais (1par- 1 vem cromossoma

vem da me e outro vem do pai-cromossomas homlogos).

Exemplo de doenas com origem no processo de separao, que no ocorreu

de forma equitativa para as clulas-filhaTrissomia 21 (ocorre no 21 par).

Identificao dos cromossomas num caritipo pelo modo como estes coram eseu tamanho no permite uma fcil diferenciao entre os diferentes pares de

cromossomas homlogos.

(ver imaem 5.10 e 4.24) Podemos ento arranjar marcas para demarcar regies

com sequncias conhecidas dos cromossomas Hibridao In-Situ (vamos

fazer molculas hbridas molculas de DNA recombinante).

Para hibridar 2 molculas diferentes de DNA...

1- aquecemos para desnaturar a cadeia (quebra das pontes de Hidrognio que

ligam a dupla cadeia de DNA entre si)

2-Tiramos proveito de sequncias de DNA qu conhecemos de determinado

cromossoma, ligando essa sequncia conhecida a uma molcula com

capacidade de fluorescncia- flurocromo (ou seja, se he incidirmosuma

determinada radiao ela emite uma outra radiao). Diferentes sequncias

vo-se ligar a diferentes flurocromos que emitem em diferentes radiaes.


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Aula 8

BLOCO IV- A ORIGEM DA VARIAO GENTICA

Preservar informao gentica define a espcieEquilbrioGerar variao que nos

permite evoluir

Causas dessas variaes:

Por cada vez que a clula se divide necessrio que haja uma replicao do material

genticoinevitavelmente, pelo processo no ser 100% eficiente, alguns erros sero

introduzidos.

Mecanismos de Replicao do DNA

Na replicao do DNA, as pontes de hidrognio que ligam nucletidos complementares

das duas cadeias antiparalelas vo ser quebradas (quebra das pontes de hidrognio

ocorre no por aumento de temperatura, j que a temperatura da clula mantm-se),

por enzimascadeias separam-se.

ReplicaoDNA polimerase

TranscrioRNA polimerase

A DNA polimerase vai reconhecer umas sequncias especficas de nucletidos

origens de replicaoafastando ento as duas cadeias de DNA que vo servir de

templates(quebra das pontes de hidrognio), criando-se assim espao para que sejamsintetizadas as novas cadeias de DNA.

Ca tulo 6


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Clula Procaritica Clula Eucaritica

Tem um nico cromossoma, circular

Tem s uma origem de replicao

Tem vrias origens de replicao

(molcula muito grande)

A molcula assim replicada ao mesmo

tempo em vrios pontos (torna mais

rpida a replicao!)

Fotografia por microscpio electrnicope em evidncia vrias origens de

replicao

Vo existir vrias origens de replicao ao longo da cadeia, a partir das quais o DNA vai

ser sintetizado nos dois sentidos (na verdade sempre de 53 mas pelas setas

somos iludidos do contrrio cadeias novas vo-se ligar)

Forquilha de replicaozona entre a cadeia (hlice ) antiga (que

ainda est ligada) e as cadeias separadas (2 novas cadeias) a

replicar (cadeias template).

Ligao fosfodister que dita

que o crescimento das cadeias

tem de se dar de 5para 3


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NOTA:a Replicao no ocorre ao mesmo tempo em todo o cromossomavai

depender do grau de compactao do cromossoma/ DNA

A replicao, ou seja, sntese de novas cadeias d-se em sentidos opostos, pois so

antipararelas, no entanto, como o crescimento de cada cadeia de DNA nova a partir dacadeia molde se d de 5para 3, (devido ao facto do grupo fosfato do novo nucletido

se ir ligar ao grupo OH do nucletido que j l se encontra, por meio da energia

proveniente da desfosforilao de um Desoxirribonuclesido trifosfato), a cadeia

laggingtem de ir crescendo aos poucos, medida que a cadeialeadingvai abrindo

caminho.

Designa-se de leading strand(cadeia

lder).

a cadeia nova que cresce de forma

Contnua.

Criando assim espao para que a outra

cadeia filha seja tambm sintetizada

Cadeia no-lder (lagging strand- cadeia

que fica espera)

medida que a outra cadeia avana,

esta vai tendo espao para poder

crescer, crescendo assim de uma forma

Descontnua.

Empurra zona da forquilha para afrente


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...Mas na lagging strand, a DNA polimerase no consegue por ela prpria sintetizar a

cadeia nova a partir de uma cadeia molde.

DNA Primase (RNA polimerase)esta enzima vai sintetizar 10 nucletidos (primers de

RNA) a partir da cadeia molde.

A DNA polimerase na lagging strand precisa sempre de se inserir num hbrido para

iniciar a replicao.

O primer da lagging strand inicia-se no 1 nucletido junto da forquilha.

Leading strand empurra forquilha, definindo qual o 1 nucletido livre.

A replicao um processo que envolve muito mais protenas para alm da DNA

polimerase (ler paginas 208..)

Sliding Campajuda a DNA polimerase, mantendo-a ligada ao DNA (permite uma

maior eficincia do processo de replicao).

Clamp Loaderfixa a Sliding Camp DNA Polimerase (esta protena pode activar-se

ou desactivar-se mediante as circunstncias).

DNA helicaseenzima que separa a dupla hlice, libertando as duas cadeias uma

da outra.


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Blind proteinscobrem a cadeia molde da lagging strand, espera que venha o

primer, se ligue e se inicie a replicao.

Single-strand binding proteinsligam-se s cadeias de DNA expostas pela helicase

prevenindo o rearranjo em dupla hlice das mesma


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Aula 9

BLOCO IV- A ORIGEM DA VARIAO GENTICA

Variao genticaDiversidadeMelhor adaptaoEvoluo

Mas a evoluo gentica nem sempre benfica...

A sntese/replicao deDNA ocorre de 5para 3como as cadeias so antiparalelas,

a sntese das cadeias-filhas vai ocorrer em sentidos opostos nas duas novas cadeias.

Na replicao:

A Cadeia lagging template com DNA polimerase espera enquanto a cadeia lder

(leading strand template) vai sendo replicada.

medida que a cadeia sintetizada a partir da molde da cadeia lder,vai crescendo, vaiabrindo espao permitindo o posterior crescimento da cadeia lagging.

Durante o tempo que a cadeia lagging templateteve esperar para ser replicada para

que a cadeia lder abrisse caminho; Surgiram ento nesta cadeia mais nucletidos

desemparelhados.

Vo ser reconhecidos pela RNA polimerase (DNA Primase), que vai fabricar primers

Os Primers vo ser reconhecidos pela DNA polimerase, que vai sintetizar maisnucletidos contribuindo assim para a formao do fragmento de Okazaki (cadeia

lagging).

Mas, ento o que acontece no fim da cadeia?(quando por exemplo no temos

nucletidos desemparelhados suficientas para que na lagging strandse ligue um

primer e que haja sntese de nucletidos complementares desses e assim a nova

cadeia sintetizadafique menor que a suatemplate, neste caso a lagging strand)

Como j foi dito, na cadeia lagging templatenem sempre h espao para que se ligue

um primer e sejam sintetizados novos nucletidos. Ento, quando DNA polimerasechega aos telmeros (sequncias de DNA no final dos cromossomas)vai haver

perda de nucletidos da cadeia lagging template, j que no vo haver nucletidos

complementares na nova cadeia sintetizada.

NOTA: Sempreque uma clula se divide perde informao gentica, na ponta

(telmeros) dos seus cromossomas.

Como que a nossa evoluo contornou este problema?


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nascido (fibroblasto) se dividem cerca de 80-90 vezes, enquanto as de um indivduo

com 70 anos, dividem-se cerca de 20 a 30 vezes.

No caso do cancro, as clulas cancergenas tm de ter telomerase activa para se

conseguirem dividir/proliferar descontroladamenteestas clulas reactivam a

telomerase.J as bactrias resolveram este problema da perda de informao durante a

replicao de DNA possuindo o seu material gentico numa forma circular, sem ser

necessrio a adio de telomerase.

Repara co de DNA durante a replicao:

Proofreading:

Os poucos erros cometidos pela polimerase so

prejudiciais uma vez que sempre que a clula se

dividir, e houver ento replicao de DNA, esses

erros sero perpetuados. (ver tabela 6.1 do livro)

Como se pode observar na figura ao lado, a DNA

polimerase abraa as duas cadeias (a molde e a que

est a ser sintetizada)

Como que se descobre se h nucletidos que esto

mal emparelhados?

medida a distncia entre os nucletidos- Distncia certa, encaixe perfeito

- Distncia errada (nucletidos ligeiramente

afastados), encaixe imperfeitoe a, a polimerase

manda fora o nucletido que no encaixou

perfeitamente

Em sntese:

O sistema previne erros da polimerasereparao

de erros do DNAComo?

Polimerase mede as distncias entre os nucletidos nas duplas cadeiasquando a

distncia maior, o nucletido no encaixa perfeitamente.

A a DNA polimerase (nuclease-tipo) junta novos nucletidos e verifica se

nucletido novo perfeito para o encaixevalidao (Proofreading)

Mismatch:


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Mas por muitos poucos erros que a DNA polimerase faa, eles perpetuariam-se para as

prximas geraes. Ento, o DNA possui ainda outro mecanismo que repara erros no

DNA durante a replicao: o Mecanismo Mismatch

Vai medir a distncia entre os nucletidos que esto nas cadeias de dupla hlice

Vai haver ento um grupo de protenas que capaz de remover a cadeia de DNA

sintetizada onde ocorreu este erro (DNA mismatch- remove cerca de 100 nucletidos-

regio cortada para refazer a cadeia bem de novo), e sintetiza essa parte da cadeia

novamente, agora sem erros. Esta sntese feita por uma outra DNA polimerase.

Sistema de reparao do DNA

Actua nos erros que podem ocorrer no DNA por diversos factores, como por exemplo

radiao ionizante, poluentes, etc, ao longo da vida de uma clula.

Envolve trs passos: 1-Exciso; 2 Nova sntese; 3ligao

Existem ainda mecanismos para reparar quebras em simultneo nas duas cadeias de

DNA:

- Nonhomologous end-joining to repair double-strand breaks.

- Homologous Recombination


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Aula 10

A. Variaes Genticas

B. Vrus

A. Variaes GenticasAo longo da vida de uma clula, o seu genoma sofre alteraes devido a, essencialmente, trs

diferentes factores:

1- Alteraes qumicas espontneas2- Erros na replicao3- Alteraes qumicas no DNA introduzidas por exposio a factores do meio

ambiente

1.

Todas as molculas de DNA tm uma instabilidade prpria, inerente sua constituio

qumica. Como consequncia, podem surgir alteraes nas caractersticas do DNA.

Como se v na figura acima, podem desaparecer algumas ligaes covalentes, perdendo-se a

base do nucletido. Neste caso especfico, uma guanina perde a sua base azotada. Sabe-se

tambm que tal processo pode ocorrer em adeninas.

Noutros casos tambm se pode perder um grupo do nucletido.

Um desses processos toma o nome de desaminao, exemplificado na imagem acima, em que

uma citosina desaminadaperde o seu grupo aminapor ruptura de ligaes, passando de


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citosina a uracilo o que, do ponto de vista gentico, poder ter algumas implicaes funcionais

dado que so dois nucletidos totalmente diferentes.

2.

Os erros na replicao podem advir de erros no corrigidos nem pela DNA polimerase

(proofreading) nem pelo DNA Mismatch Repair.

Assim, em casos de modificaes no corrigidas, figura abaixo, no momento da replicao

surgiro duas novas duplas cadeias, sendo que uma possuir a mutao e a outra no. Neste

caso especfico vemos uma citosina desaminada (que originou um uracilo) levando a que uma

das novas duplas cadeias contenha a mutao relativa desaminao da citosina,

emparelhando-se ainda com o nucletido correspondente, sendo este diferente do que

figurava na cadeia no mutada. Podemos ver que o par de bases correcto seria C-G, enquantoque a cadeia mutada possui U-A.

3.

Um dos factores mutagnicos conhecidos a Radiao Ultra Violeta. A incidncia desta

radiao sobre as clulas da pele, por exemplo, faz com que se estabeleam ligaes

covalentes entre timinas adjacentes. (figura abaixo)

Sabe-se que o fumo do cigarro tambm altera ligaes qumicas das molculas e entremolculas, sendo portanto um agente mutagnico.


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Porm, se estamos to expostos a tantos factores adversos, se ocorrem tantos erros nas

ligaes e estruturas das biomolculas constituintes do nosso organismo, por que razo no

sofremos mais cancros?

Porque temos um eficaz sistema de reparao constitudo por um conjunto de protenas.

Este sistema detecta falhas de complementaridade causadas pelos trs tpicos do incio. Esta

falha de complementaridade, na prtica, traduz-se num aumento da distncia entre os

nucletidos mal emparelhados.

Todavia, de vez em quando algumas alteraes escapam ao sistema, no sendo ento

corrigidas e dando origem a mutaes permanentes, problemticas ou no.

O mais frequente que as alteraes que o genoma sofre no surtam qualquer efeito negativo

no funcionamento do organismo, j que a maioria do nosso genoma no responsvel pela

codificao de protenas.

Assim, uma mutao que seja problemtica aquela que incide sobre uma sequncia

codificante.

Resta s referir que existem mutaes em sequncias codificantes que no representam

qualquer problemtica funcional, sendo contudo uma situao muito mais rara, visto dever-se

somente a algumas propriedades do cdigo gentico: redundncia e pouca especificidade do

ltimo nucletido de um codo (matria de 11 ano).

H contudo casos de mutaes que induzem doenas (neste caso, alterao de um nucletido

traduz-se em anemia falsiforme):

Sabe-se ainda que doenas genticas,

associadas a erros que escapam reparao

e que esto nas clulas da linha germinal, so

passadas descendncia. Tomam ento a

classificao de doenas hereditrias.

As alteraes graves nas clulas somticas

(todas as clulas menos as sexuais) no so

transmitidas descendncia, sendo que essas

alteraes se traduzem quase sempre no

surgimento de cancro.

Sabemos que a incidncia de cancro aumentacom a idade devido a:


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- quanto mais vezes as clulas se replicam, maior a probabilidade de ocorrerem erros na

replicao

- estarmos mais tempo expostos a factores mutagnicos

Estes dois parmetros levam a uma acumulao sucessiva de erros, alteraes.

O aumento da incidncia de cancro com o aumento da idade traduzido por uma curva deste

tipo:

Por que razo a curva exponencial?

Porque as clulas cancergenas progridem e multiplicam-se no de uma forma controlada

como as clulas no cncergenas, mas sim de uma forma exponencial.

Para que uma clula passe a ser cancergena tem que atingir o chamado limite crtico:

momento a partir do qual foram acumuladas as mutaes suficientes para que uma clula

normal adquira caractersticas prprias de um cancro, entre elas a sua multiplicao

descontrolada.

Caso existam mutaes no gene que codifica o sistema de DNA Repair (proofreading +

mismatch) aumentada a probabilidade de se fixarem mutaes no genoma erros quesurgiram e no foram reparados atingindo-se mais facilmente o limite crtico e, portanto,

aumentando a probabilidade de incidncia de cancro.

Se tal mutao ocorrer numa clula da linha germinativa o descendente ter uma taxa de

mutaes superior de um indivduo normal e, assim, uma maior probabilidade de sofrer

cancro. (caso de cancro hereditrio)

B.Vrus (caso especfico do vrus HIV)


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Assim trava-se a proliferao da infeco, j que no se forma cDNA.

Mutabilidade dos Vrus

Ao contrrio da DNA polimerase, que evoluiu no sentido de no cometer erros na replicao

(um erro em cada 107nucletidos transcritos), a T. Reversa evoluiu no sentido oposto: um erro

em cada 105nucletidos transcritos.

Genoma do HIV: 104nucletidos

HIV replica-se 109a 1010vezes por dia.

Ou seja, todos os nucletidos do genoma podem ser mutados cerca de 104vezes por dia.

esta caracterstica que confere uma grande mutabilidade aos vrus, sendo tambm ela que

resulta no acumular de mutaes que lhes permitem resistir aos factores adversos do exterior.


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Aula 11

A. Alteraes no genoma

B. Leses nas duplas cadeias e respectiva reparao

A. Alteraes no genoma

Como j foi dito anteriormente, as cpias feitas pela Transcriptase Reversa tm muito mais

erros que as copias feitas pela DNA polimerase.

Quais as consequncias das mutaes nos vrus?

As mutaes no geral do origem a organismos viveis e a organismos no viveis.Como os vrus tm um genoma muito compacto ou minimalista, como dizem os

apontamentos do Pedro, o seu genoma codifica essencialmente as protenas indispensveis

sua sobrevivncia. portanto um genoma onde abundam substancialmente as regies

codificantes, ou seja, associadas produo de protenas.

Por esta razo, as inmeras mutaes que o genoma dos vrus sofre tm como consequncia o

surgimento de muitos vrus no viveis que acabam por morrer e nunca proliferar. Para

contrabalanar esta perda enorme, os vrus multiplicam-se imenso para que, por oposio aos

muitos vrus que no so viveis, surjam uns, ainda que poucos, capazes de proliferar.

Por oposio, como as nossas clulas no se dividem muito ns no nos podemos dar ao

luxo de sofrer tantas mutaes.

No meio das muitas mutaes que os vrus sofrem, muito provvel que surjam mutaes que

conferem resistncia a alguns medicamentos (ateno que a probabilidade de essas mutaes

ocorrerem no aumenta nem diminui na presena do dito medicamento, puro acaso. A

presena do medicamento s influencia a seleco positiva dos vrus resistentes, bem como a

seleco negativa dos vrus no resistentes). Por esta razo muito frequente que hoje em diase usem cocktails de drogas no tratamento de infeces virais, j que muito menos

provvel que surja uma variante do vrus resistente a todas as drogas simultaneamente.

Porm, uma maior virulncia no tem que estar associada unicamente resistncia a

determinado medicamento: caso uma pessoa no esteja a ser medicada e caso continue

infectada, isso significa que o vrus em questo est mais virulento, j que tem resistido

aco do sistema imunitrio.

Sabe-se ainda que alguns metabolitos celulares, como o oxignio reactivo, so produtos

qumicos que podem atacar o nosso DNA. (por isso que h quem tome os anti-oxidantes).


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Esta frase introduz o tema que se segue:

B. Leses nas duplas cadeias e respectiva reparao

As leses ou quebras nas duplas cadeias de DNA so particularmente perigosas porque no

deixam qualquer poro de template intacta para que possa ocorrer uma correcta reparao.

Como se se deixassem duas cadeias por reparar o risco de fragmentao de cromossomas

seria altssimo, existem (pelo menos) dois tipos de reparao que podem entrar em aco

numa situao deste tipo.

Reparao Rpida

Consiste na simples unio das duas cadeias, novamente. Porm, o corte provocado pela leso

representa um ponto de entrada para nucleases, o que resulta na eliminao e perda de certas

quantidades de material gentico (deleces). Assim, quando as duas cadeias de DNA voltam a

ser unidas, no ter sido respeitada a fidelidade da informao gen tica previamente

contida nessa cadeia. Assim se v na imagem abaixo.

ESSENTIAL 6-27

Recombinao Homloga ou Crossing-over

Este processo consiste na troca de material gentico

entre cromossomas homlogos (cromossomas que

codificam as mesmas caractersticas tendo contudo

provenincias diferentes: materna e paterna).

Como o nosso genoma apresenta muitas sequncias

repetidas ao longo de todos os nossos cromossomas,

grande parte do nosso genoma homlogo entre si,

pelo que possvel recorrer recombinao homloga

para a reparao de leses nas duplas cadeias.

Este processo est representado na imagem seguinte:

Essencialmente, aps a leso na dupla cadeia, umas

nucleases encarregam-se da digesto das

extremidades do corte de cada uma das cadeiassimples.


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Com o auxlio de enzimas, uma das cadeias simples invade um par de homlogos formando

pares de bases com a sua cadeia complementar. criado um branch point, local onde uma

das cadeias quebradas se cruza com a cadeia molde sua homloga. A cadeia de DNA quebrada

reparada pela repair DNA polimerase, usando o critrio de complementaridade de bases.

Enquanto decorre a elongao, o branch point migra ao longo da cadeia. Por fim, a sntese

de novo DNA continua, terminando na ligao das duas cadeias quebradas formando uma

dupla cadeia intacta, deixando tambm intacta a cadeia que lhe serviu de molde.

Atravs deste processo no h risco de perda de informao gentica!

Porm, o crossing-over tambm pode estar na origem de erros que levam ao aparecimento de

doenas genticas. (relembrar a imagem do caritipo humano onde havia um cromossoma

que tinha um bocado a mais, pertencente a um outro que estava notoriamente pequeno

demais!)


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Aula 12

Imunologia

A. As imunoglobulinasB. Paradoxo de Landsteiner e Teoria da Seleco ClonalC. Como que se atinge tamanha diversidade?D.Caso Clnico

A. Imunoglobulinas

Os milhes de anticorpos que possumos diferem muito entre si. Possuem uma regio

constante (base do Y) e duas regies variveis (braos do Y).

So estas regies variveis que conferem especificidade aos anticorpos, ou seja, permitem que

certo anticorpo se associe a certo antignio, diminuindo os efeitos negativos desses agentes

estranhos.


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Estas regies variveis perduram em anticorpos que, depois da infeco, se mantm no nosso

organismo. Isto possibilita a to importante memria imunitria que, por sua vez, permite

que se d uma resposta imunitria mais rpida e eficiente no momento do contacto com um

antignio ao qual o organismo j reagira.

Uma molcula de regio varivel tem sempre duas cadeias, sendo que um anticorpo tem

sempre duas regies variveis.

Imunoglobulinas

Os anticorpos tanto podem circular livremente no plasma, depois de segregados, como podem

estar associados s membranas dos linfcitos T e B, tal como est esquematizado acima,

funcionando como receptores de antignios.

B.Paradoxo de Landsteiner e Teoria da Seleco Clonal

A partir de experincias em coelhos, Landsteiner apercebeu-se de uma caracterstica muito

importante do Sistema Imunitrio (S.I.).

Ao sujeitar os coelhos ao contacto com molculas sintetizadas em laboratrio, que no

existissem na natureza, podiam observar-se reaces imunolgicas. Ou seja, o coelho reagia a

todos e quaisquer agentes estranhos, ainda que nunca tivesse estado na sua presena

anteriormente.

Receptores de clulas T

Receptores de clulas B

Regies variveis: alfa

e beta ou gama e delta

Regies variveis:

cadeia pesada e cadeia

leve


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Estendendo estes conhecimentos aos restantes seres vivos (mamferos, se no me engano)

pde concluir-se que o S.I., ao contrrio de muitos outros sistemas funcionais, tem um

domnio de competncia molecular universal, completo, open-ended. O S.I., na sua

condio natural, reage perante tudo o que estranho e que entra em contacto com o

organismo.

Agora torna-se necessrio enquadrar a dinmica do nosso S.I. numa perspectiva Darwinista:

Quando somos infectados por um novo vrus ou por uma nova bactria, por exemplo, no so

produzidos anticorpos de raiz contra essa ameaa. Pelo contrrio, so seleccionados os

anticorpos j existentes que se revelam capazes de combater os efeitos nefastos do antignio.

Ou seja, so seleccionados positivamente os anticorpos aptos para lutar contra a nova

ameaa e seleccionados negativamente aqueles que, naquele momento, so inteis.

Com isto se conclui que o S.I.beneficia de uma grande diversidade!

Nota: nunca associar a dinmica do sistema imunitrio a uma perspectiva Lamarckista. O

nosso S.I. no se adapta s ameaas do exterior que entram em contacto com o organismo.

(lei do uso e do desuso)

Nota-se ento que toda esta diversidade de anticorpos, capazes de desempenhar uma

resposta imunitria pronta e eficiente, consiste numa estratgia de sobrevivncia. A maioria

dos agentes patognicos multiplica-se a uma velocidade incrvel, podendo atingir ciclos de

duplicao de 20 minutos. Caso fosse preciso, para cada nova ameaa, desencadear um

processo de produo de anticorpos adequados desde a sua raiz, essa seria a causa da nossa

extino.

Assim, temos que a Teoria da Seleco Clonal aquela que diz que, a cada momento, temos

linfcitos (portadores de anticorpos, os receptores membranares) no nosso organismo a serem

seleccionados e consequentemente activados, consoante contribuam ou no para a defesa do

organismo perante a ameaa sentida nesse momento.

A diversidade no finalistacomo soluo do desconhecido.


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C.Como que se atinge tamanha diversidade?

O nosso genoma composto por menos de 105 e so necessrios 1012 diferentes tipos de

receptores de clulas B e T. (VRMs: variable region molecules, ou seja, protenas de regies

variveis)

O splicing permite muitas combinaes, mas ainda assim no suficiente para explicar uma

diversidade 7 potncias acima da ordem de grandeza do nosso genoma.

Como que to poucos genes produzem tantas protenas de regies variveis?

Os nossos genes que codificam clulas B e T so capazes de pegar em fragmentos de genes e

recombin-los.

A totalidade da mensagem gentica est fragmentada e pode ser recombinada, dando origem

a 106possibilidades de variaes.

A isto chama-se recombinao somtica, capacidade de clulas no sexuais procederem a

uma recombinao gentica que est na origem de uma grande quantidade de possveis

variaes, no envolvendo os processos comuns de recombinao: meiose, crossing over.

Gene propriamente dito, depois de recombinao somtica.

A BC

D E F

A, B, C, D, E e F so fragmentos de genes.

B D F

RAG RAG


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Neste momento o mRNA da protena que codifica os receptores de superfcie deixa de ter o

endereo para a membrana passando a ter o endereo para o exterior. A clula B

transforma-se numa fbrica de produo de anticorpos.

Mas como que geramos as clulas B?

Como j foi dito antes, a partir de precursores hematopoiticos.

Esses precursores vo sofrendo diferentes processos de diferenciao, agrupando-se em

quatro diferentes fases:

- f. hematopoitica

- f. pr-B

- f. pr-B

- B

Fase hematopoitica

A clula ainda pluripontente, no sendo portanto diferenciada nem possuindo ainda

rearranjos VDJ.

Fase pr-B:

Iniciaram-se os rearranjos na cadeia pesada. Falta-lhe adquirir um receptor completo (cadeia

pesada + cadeia leve).

Fase pr-B:

Acabam os rearranjos na cadeia pesada. A protena surge superfcie da clula. (ter em

ateno que a imunoglobulina que acaba de surgir superfcie da clula s tem uma cadeia e

no duas; assunto tratado mais frente)

Fase B:

Do-se os rearranjos na cadeia leve e d-se por finda a diferenciao da clula B antes da

activao. (depois da activao ocorrem outros processos de diferenciao)

Ento se na fase pr-B a protena vem para a superfcie, apesar de estar numa forma instvel,

como que a natureza resolve este problema?


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Temos genes no nosso genoma que codificam as protenas VprB e 5, as quais tm afinidade

para dimerizar com a cadeia pesada, conferindo estabilidade estrutural ao receptor

membranar. Assim ele pode ser enviado para a membrana e aguardar a chegada da cadeia

leve. este receptor que envia sinais ao ncleo da clula e que a faz progredir na sua evoluo

e especializao.

Mas por que razo que, evolutivamente, se preferiu que a clula tenha primeiro uma

molcula incompleta na sua superfcie e no logo as duas perfeitamente estveis?

Optando por esta estratgia a cadeia leve s surge se a cadeia pesada emitir sinais e se estiver

perfeita, de acordo com as necessidades da clula. Este processo permite uma melhor gesto

energtica, pois no existir dispndio de energia para criar uma cadeia leve se a pesada no

estiver ok.

Isto constitui ento um checkpoint, um ponto de verificao do processo de diferenciao da

clula B.

S se possuir cadeia pesada que prossegue, sendo que depois s continua o processo se

possuir cadeia leve tambm. Caso um dos dois processos no se verifique a clula morre por

apoptose.

Sabemos que o mais frequente, j que apenas 5% do total de clulas que iniciam

diferenciao chegam a clulas B.

VprB

5


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1. Hipermutao somtica

Baseia-se em mutaes nos nucletidos ao nvel das regies variveis e decide a que antignio

se liga o receptor.

Tem como principal objectivo o aperfeioamento da resposta imunitria, a maturao da

afinidade. Desta forma possvel o receptor tornar-se cada vez mais homlogo, mais afim do

antignio, tendo ainda em conta que quanto mais afim do antignio o receptor estiver, mais

fortemente o sinal transmitido para o interior da clula, maior a proliferao da clula B,

maior a eficincia e eficcia da resposta imunitria.

Estas mutaes so introduzidas por um enzima, a AID.

Sendo que estas mutaes no tm objectivo, so aleatrias, s persistem as que so

seleccionadas positivamente.

Dentro da diversidade h sempre a seleco do que mais eficaz.

2. Mudana de Classe

Esta mudana d-se ao nvel das regies constantes e decide o que que o anticorpo faz com

o antignio. Existem 5 diferentes tipos de regies constantes, sendo que cada uma tem uma

funo distinta.


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Retira-se a poro de gene que no interessa, fazendo este looping. Desta forma ir-se-o

juntar aos fragmentos VDJ (a cinzento) os fragmentos gnicos que codificam o tipo de

imunoglobulina pretendida

Legenda das cores do esquema:

Assim temos os segmentos de regio varivel junto dos segmentos de regio constante.

Caso Clnico:

Ratinho knockout sem enzima AID.

Revelou na sua circulao apenas anticorpos IgM, todos iguais.

Sofria ento de Sndrome Hiper IgM, provocada por uma mutao no cromossoma 12, dandoorigem a uma doena autossmica recessiva

I M I D I G3 I G1 I G2b I 2a I E I A


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Daqui se concluiu que a AID contribui tambm para a mudana de classe, na medida em que

retira grupos amina, aplicando-se neste caso remoo dos fragmentos gnicos que codificam

outros tipos de Ig das quais a clula no necessita.

Neste caso patolgico o ratinho s apresentava IgM pois com a ausncia de AID funcional o

looping no era feito e o fragmento gnico que ficava adjacente aos fragmentos VDJ era o

fragmento respeitante IgM.

Soube-se ento que antes da mudana de classe todas as imunoglobulinas esto preparadas

para serem IgMs.

Nota:Existem vrias protenas que esto na superfcie das clulas B que tm correspondncia

com as diferentes fases do desenvolvimento celular. Assim, fazendo uma anlise das protenas

de superfcie de certa clula consegue determinar-se qual a fase de evoluo em que est.

Aula 14

Mdulo I - Imunologia

20 de Novembro


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Clulas Tconstituem a pea central na Imunidade Celular(ou mediada por clulas).

Existem 2 tipos de clulas T:

-Clulas T helpers: Tm como funo matar outras clulas.

-Clulas T citotxicas: Tm como funo, secretar citosinas para interagirem com os

Macrfagos ou para ajudarem as clulas B a produzir anticorpos.

As Clulas T tm um receptor especfico que as torna

T. (alfa+beta ou delta+gama), existindo 4 lcus

genticos para o receptor da clula.

As clulas T possuem fragmentos VDJ e ainda o

processo de recombinao somtica como acontece

nas clulas B.

As clulas T maturam no timo e no na medula,

porque a medula no d os sinais necessrios para

que os precursores hematopoiticos se transformemem clulas T.

Esquema:

Inter-leucina 7Recebida pelos receptores IL-7 (R)

dos precursoresDetermina que as clulas, assim

marcadas, vo ser linfcitos T.

Funo do Complexo Clula-Receptor


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O complexo clula-receptor completado por molculas (CD3-marcador essencial) que do

para o interior da clula e que so ricos em citosina ou tirosina, o que permite a fosforilao.

a que se inicia a Cascata de Fosforilao, responsvel pela transmisso de um sinal para o

interior da clula.

Foxn1Factor de transcrio para as clulas epiteliais

O que se verifica na ausncia de Foxn1?

Sem este factor as clulas ficam bloqueadas na diferenciao celular.

Uma pessoa que sofra uma mutao neste gene no ter protena funcional para formar o

epitlio do timo, nem da pele, pelo que no h plo nestes doentes. No existindo timo,

consequentementeo doente no possuir clulas T.

Doena resultante de mutao do gene que codifica Foxn1

SCID: severe combined imune deficiency:

Na posio 792 do gene Foxn1 h um codo STOP (TGA) em vez de um CGA.

Devido presena do codo stop, a transcrio interrompida e portanto deixa de se formar

protena funcionalisto se o doente for homozigticopara a mutao. Se for heterozigtico,

tendo s um alelo bom consegue ter timo mesma. A quantidade de protena produzida por

um alelo saudvel, apesar de inferior quando na presena de dois aleos saudveis, suficiente

para a vida de um ser humano.

Terapia para estes casos: *Como o problema no tem que ver com a medula,um transplante da mesma no iria solucionar o problema.

necessrio um transplante de timo. Para que o transplante seja bem sucedido preciso: Em

1 lugar, arranjar um orgo compatvel total ou parcialmente com o dador; Em 2 lugar,

colocar o rgo em cultura num meio que elimina as clulas T l existentes, a fim de que as

clulas do enxerto no rejeitem o hospedeiro; Em 3 e ltimo lugar, realiza-se um transplante

de timo e implanta-se o epitlio do timo na coxa por ser uma zona de fcil acessomais do

que cavidade torcicae por ser muito irrigada.

Saudvel Doente


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Resultados:As CD4 progridem bem, as CD8 nem por isso, mas ainda assim um sucesso.*As CD8 no recuperam pois necessitam de sinais especfios vindos do prprio organismo do timo, isto nesta situao s poderia

hipoteticamente acontecer caso o timo do dador fosse 100% compativel com o organismo do receptor, algo que nunca se verifica.

Importncia do Timo: Maturao das clulas T

Pr TPr TT Final (Muito semelhante com a maturao das clulas B)

A importncia da Inter-leucina 7:

A protena Inter-leucina 7 (IL 7) um factor de crescimento das clulas T. O gene que a codifica

est presente no cromossoma X. Esta hormona produzida pelas clulas epiteliais.

A IL 7 serve como j vimos, para transmitir sinais muito importantes aos precursores

hematopoiticos que tm o receptor especfico (IL 7 (R)).

X-linked Severe combined Imunodeficiency

Na ausncia de receptores de IL7, existe um bloqueio na diferenciao das clulas T.

Terapia para clulas que no apresentem os receptores IL-7 (R):

Se os precursores hematopoiticos no tiverem os receptores, j podemos, desta vez, usar

transplante de medula ssea para solucionar o problema.

Fases de Maturao clulas T:

Pr TCR:

Pr TCR: 1 Checkpoint

Do-se rearranjos assncronos (no so simultneos nem sincronizados)

1 faseOcorre a formao da primeira cadeia, convencionalmente a cadeia beta, como

resultado destes rearranjos. Temos assim, ento um homodmero.

Os homodmeros no so muito estveis, portanto para lhes conferir estabilidade e verificar se

a cadeia beta se formou em condies junta-se-lhes uma protena, de seu nome pTalfa (P de

pr, T de TCR, alfa de cadeia alfa), que se vai ligar superficie cadeia beta. Se a cadeia beta

estiver bem, a protena envia sinais para o ncleo da clula para gerar cadeia alfa o concluir

TCR.

Neste ponto, tal como na medula, a maioria das clulas esto condenadas morte. O

processo aleatrio, ou seja, no produz uma grande quantidade funcional, pois produz todas


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as combinaes possveis, ocorrendo portanto muitos erros. Mas s desta forma, que se

torna eficaz. Cobrindo todas as possibilidades numa 1 fase, e submetendo-se seleco

natural numa 2 fase, torna-se possvel produzir conjuntos de clulas T que melhor se vo

adequar aos nossos problemas e necessidades. Por outro lado, estas modificaes aleatrias

tornam desnecessrio a existncia de um genoma exageradamente grande e de um corpo

muito maior para o armazenar.

TCR Final: 2 Checkpoint

Ligao MHC (protena que apresenta fragmentos antignicos s clulas efectoras da

resposta imunitria)

As molculas de MHC so carregadas no retculo endoplasmtico e pem nas superfcies das

clulas, pequenas amostras de todo o seu contedo (marcadores), para que as cellas T

reconheam quais so as cellas infectadas. Caso contrrio, as clulas T teriam que entrarna clula para saber se ela estava infectada ou no e, a, mat-la-am necessariamente.


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Aula 15

1 Aula sobre Citoesqueleto

A. Introduo ao Citoesqueleto

B. Filamentos de Actina

A. Introduo ao Citoesqueleto

O citoesqueleto define-se como um conjunto de estruturas filamentosas, de natureza

proteica, formando uma rede dinmica altamente complexa e interdependente.

Sabemos ento que o citoesqueleto muito dinmico, imagem que contraria a ideia associada

a um esqueleto normal, embora tenha uma funo estrutural.

O citoesqueleto ento constitudo por trs diferentes tipos de filamentos:

- Filamentos de actina

- Filamentos intermdios

- Microtbulos

Filamentos de Actina:

So os filamentos mais finos com uma dimenso de cerca de 7 nanmetros. Tem principais

funes nas clulas epiteliais e em clulas migratrias.

Estes filamentos esto envolvidos na gerao de fora e na mudana da forma das clulas,

bem como no movimento celular.

Filamentos Intermdios:

Apresentam espessura mdia. Esto normalmente distribudos por toda a clula, tanto em

clulas migratrias como em clulas epiteliais.

Esto fortemente envolvidos na resistncia celular e na elasticidade celular.

Microtbulos:

Tm maior espessura que ambos os anteriores e formam um tubo, tal como o nome indica.

Organizam-se a partir do centro organizador do microtbulo at s extremidades da clula.

Fortemente ligados ao transporte intracelular.


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B. Filamentos de Actina

Os filamentos de actina esto espalhados por toda a clula, localizando-se contudo em

diferentes locais consoante a funcionalidade da clula ou fase do ciclo celular.Nas clulas epiteliais os filamentos tendem a localizar-se na zona apical da clula, em

microvilosidades (microvilli) (A); noutras clulas estes filamentos podem conjugar-se em feixes

contrcteis que, em conjunto, actua como se fossem msculos da clula (B); no caso de

clulas migratrias, os filamentos de actina podem estar na origem de protuses dinmicas na

extremidade lder da clula, a extremidade no sentido do movimento (C); por fim, os

filamentos podem localizar-se no anel contrctil de uma clula em diviso (D);

Os filamentos de actina so constitudos por monmeros de actina, como se deduz do nome,

monmeros esses que se dispem em hlice enrolada. Cada filamento possui uma

extremidade positiva e uma negativa, extremidades estas que podem ser detectadas atravs

de tcnicas de microscopia electrnica.

O filamento cresce por adio de monmeros de actina extremidade positiva do filamento. O

que consome mais energia, sob a forma de ATP, activar a reaco de formao de dmeros e

trmeros, sendo que a continuao do crescimento do filamento implica um menor gasto

energtico.


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Associada adio de monmeros extremidade positiva do filamento, est a dissociao de

monmeros da extremidade negativa. Este mecanismo, cclico, adopta o nome de

Treadmilling.

Podemos ento observar aqui um ciclo:

Um monmero de actina associado a uma molcula de ATP liga-se extremidade + do

filamento. Para que o monmero se junte ao filamento d-se a hidrlise do ATP, ou seja,

liberta-se um fosfato inorgnico (Pi) e os monmeros constituintes do filamento passam a

estar associados a molculas de ADP. Quando um monmero se dissocia da extremidade

fosforilado e o ADP passa a ATP, o que permite que esse monmero se volte a ligar a um

filamento.

Porm, para que os monmeros de actina disponveis no citosol no estejam sempre a

polimerizar em filamentos de actina, existem algumas enzimas que regulam e controlam este

processo. So elas a timosina (thymosin) e a profilina (profilin). Sabemos que se ligam aos

monmeros de actina, impedindo que estes se liguem a filamentos, assegurando a

estabilidade do filamento. A aco destas enzimas permite adormecer o filamento, ou seja,

regular ou mesmo estagnar o seu crescimento, se isso for conveniente para a clula.

Quando os filamentos de actina so necessrios, outras protenas so chamadas para

promover a sua ligao. So ento as actin-binding proteins.

Existem protenas que:

- sequestram monmeros, como j foi explicado. (A)

- catalisam a nucleao de pequenos filamentos (B)

- cortam os filamentos e portanto(C)

Os filamentos ficam mais curtos e h destruio docitoesqueleto

Ou


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- bloqueiam as extremidades, no h associao de novos monmeros (D)

- se enrolam volta dos filamentos (E)

- desempenham o papel de motores associados aos filamentos (miosinas, p. ex.) constituindo

estruturas contrcteis, tal como nas clulas musculares. (F)

- ligam filamentos paralelos em microvilosidades, por exemplo. (G)

Existe ainda um outro tipo de protenas as forminas e as ARPs (actin-related proteins)que

controlam o processamento dos filamentos de actina na frente de migrao de uma clula

migratria.

A migrao celular divide-se em trs passos essenciais:

1.A clula cria protuses na direco da migrao. (A)

2.Estas protuses aderem superfcie sobre a qual a clula se est a deslocar, criando pontos

de ancoragem (B)

AB

C

DE

F

G

Estas protenas ligam os filamentos

entre si e camada de citoplasma

adjacente membrana citoplasmtica


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3.A clula arrastada para a frente pela traco exercida pelos pontos de ancoragem sob o

resto da clula.

Este ciclo repete-se vezes sem conta para que

a clula se movimente por distncias

considerveis.

As protuses podem ser constitudas por dois

tipos diferentes de estruturas: filopodios e

lamelipodios.

Sabe-se que ambos so gerados pelo rpido

crescimento de filamentos de actina. Porm,

o seu crescimento est associado a diferentes

tipos de protenas.

Lamelipodios:

Os Complexos ARPs encarregam-se de se

associarem aos filamentos de actina activando a

polimerizao de novos filamentos a partir de

A

B, C


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Estes sinais so detectados por receptores membranares, sendo que so depois traduzidos em

GTP-binding proteins muito semelhantes entre si, pertencentes famlia de protenas Rho.

(B)esta activao teve como consequncia a sntese rpida de feixes contrcteis e lineares,

sem ramificaes.

(C) a activao de Rac aumenta a formao

de filamentos de actina, levando ao

surgimento de lamelipodios.

(D)a activao de Cdc42 estimula a protuso

de muitos e longos filopodios, contornando

toda a periferia da clula.

A rede de protenas Rho processa sinais

vindos do exterior, tais como concentraes

de nutrientes, factores de crescimento,

contactos com clulas vizinhas. Esses sinais,

conforme a informao intracelular (estado de nutrio da clula, tamanho e prontido para

diviso celular), levam a sejam produzidos sinais que regulam a forma do citoesqueleto de

actina.

Uma das principais expresses destes sinais a contraco muscular, que ser falada na aula

seguinte.


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O msculo possui ento um componente contrctil, as suas (feixes de) fibras musculares, cujas

estruturas principais que as compem so os sarcmeros-

estruturas organizadas de filamentos de actina (esto

ancoradas pelas suas extremidades positivas numa

estrutura chamada de Disco Z) e filamentos de miosina II

(na regio central- zona central onde s existem as caudas

das molculas de miosina II, chamamos de Linha M).

A contraco do msculo causada pelo encolhimento

simultneo dos sarcmeros. Como que tal possvel?

Graas ao deslizamento dos dois tipos de filamentos um sobre o outro, no havendo nunca um

encurtamento destas duas estruturas.

O que acontece que quando um

msculo estimulado a contrair, as

cabeas de miosina comeam a andar

ao longo dos filamentos de actina, por

passos cclicos.

Em cada ciclo, a cabea de miosina liga-se a uma molcula de

actina e hidrolisa o seu ATP. Isto causa uma srie de mudanas

conformacionais na molcula de miosina, levando a que esta seja

impulsionada na direco da extremidade positiva do filamento de

actina. A molcula de miosina tem menor afinidade para o ADP do

qe para o ATP, ou seja depois de hidrolisado o ATP esta perde

afinidade para a molcula de actina qual se ligou, levando a que a

cabea de miosina se ligue actina mais frente (que tem ATP), e assim em diante. D-se

assim uma aproximao dos filamentos de actina, os discos z

aproximam-se, o que se traduz na contraco muscular.

B. Microtbulos

Os microtbulos so heterodmeros altamente dinmicos e com

um crucial papel organizacional na clula; so molculas que


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podem ser relativamente longas e rgidas, assemelhando-se a tubos ocos, constitudos por

protenas, que se podem polimerizar (crescer) numa regio e despolimerizar (desagregar-se)

noutra, rapidamente.

Nas clulas animas, estas molculas desenvolvem-se a partir de uma pequena estrutura

chamada de centrossoma.

Formam estruturas, aliando-se a outras protenas, que permitem o

transporte de organelos e vesculas para diferentes regies da

clula, formam o fuso mittico aquando da mitose e meiose, o que

permite que os cromossomas sejam segregados igualmente para

as clulas-filhas, e podem formar ainda estruturas permanentes

que se extendem da superfcie de clulas eucaritas,

possibilitando a sua propulso ou ainda o retirar de fludo da

superfcie celular.

Os microtbulos so um dos trs tipos de filamentos proteicos

componentes do citosqueleto das nossas clulas, cuja subunidade

estrututal a tubulina - os microtbulos so portanto um

heterodmero de tubulina.


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Cada subunidade constituda por duas protenas globulares

similares, a -tubulina e a -tubulina, unidas por ligaes no-

covalentes.

Os dmeros de tubulina agregam-se linear e alternadamente e -tubulina, tambm por

ligaes no-covalentes, formando os protofilamentos.

Cada protofilamento tem uma polaridade estrutural, com a -

tubulina exposta numa extremidade e a -tubulina exposta

na extremidade oposta, originado uma polaridade direccional

intrnseca molcula.

Um microtbulo ento constitudo por 13 protofilamentos

unidos paralelamente, originado uma estrutura em forma de

tubo oco.

Como os protofilamentos esto dispostos na mesma direo,

isso confere uma certa

polaridade ao

microtbulo como um

todo. A extremidade da -tubulina negativa e a da -

tubulina positiva.

A polaridade do microtbulo deve-se o facto da

molcula possuir uma direco definida, sendo as suas

duas extremidades quimicamente diferentes e

comportando-se de maneiras distintas.

a partir dos centrossomasque se formam e crescem a

maioria dos microtbulos existentes nas clulas, sendo que este complexo controla o n de

microtbulos formados e a sua orientao no citoplasma.


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Nos centrossomas podemos encontrar uma matriz proteica, e ainda centenas de estruturas

em forma de anel, formadas por -tubulina, a partir das quais se vo desenvolver os

microtbulos (extremidade negativa est ento ligada a a este complexo estvel) e com a qual

vai ficar ligada a sua extremidade negativa-o microtbulo vai ento crescer na sua

extremidade positiva, que se direcciona para o exterior do centrossoma.

Nos centrossomas das clulas eucaritas animais observa-se tambm ainda a existncia de um

par de centrolos- curtas estruturas cilndricas compostas por 9 tripletes de microtbulos. A

sua funo permance ainda um mistrio, uma vez no tm qualquer papel na formao dos

microtbulos (os anis de -tubulina so suficientes) e tambm devido ao facto das clulas

vegetais no possurem este organelo celular

Os microtbulos podem-se ainda formar a partir do corpo basal, ao

qual esto ligados, formando os clios.

A polimerizao do microtbulo a partir de uma estrutura j

existente muito mais fcil do que se comeasse a formar o

microtbulo a partir das juno de dmeros de -tubulina e -

tubulina.

No entanto, verifica-se que tal polimerizao espontnea possvel

de ocorrer na clula quando as concentraes de -tubulina e -tubulina livres so bastante

elevadas. Acontece que nas nossas cllulas esta concentrao no suficiente para que se d

este primeiro passo na polimerizao dos microtbulos.

Os microtbulos possuem um comportamento designado de instabilidade dinmica - to

depressa se esto a formar pela adio de novos dmeros de e -tubulina na sua

extremidade livre (a positiva), como de repente se comeam a despolimerizar, encolhendo

rapidamente e podendo at desaparecer para mais tarde e vir a formar um outro

microtbulo a partir do mesmo anel de -tubulina.


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Este comportamento provm da capacidade das molculas de tubulina hidrolisarem GTP. Os

dmeros de tubulina livres possuem ligados a si uma molcula de GTP, a qual tm a capacidade

de hidrolisar logo aps se ligarem a um outro dmero de tubulina- os dmeros de tubulina

associados a GTP tm maior afinidade para se ligarem a outros dmeros que outros cuja

molcula de GTP tenha sido hidrolisada (porntanto, outros dmeros que estejam agora ligados

a GDP).

Quando as molculas de tubulina so adicionadas a uma velocidade maior do que a molcula

de GTP ao qual est ligada hidrolisada (sim, porque esta molcula acaba sempre por ser

hidrolisada), o microtbulo cresce- a cadeia est a

ser polimerizada.

Por outro lado, pode acontecer que a

tubulina presente na extremidade da cadeia

hidrolise a molcula de GTP antes que a esta se ligue outra tubulina, ficando a extremidade do

protofilamento composta por tubulina GDP. A menor afinidade das tubulinas para o GDP vai

provocar uma reaco de despolimerizao em cadeia; como o resto microtbulo era j

composto por GDP tubulina-depois de ligadas as tubulinas hidrolisaram o seu GTP a GDP, isto

levou a que o protofilamento de despolimerizasse (as tubulinas naturalmente hidrolisam o GTP

a GDP, o que dita se o protofilamento vai crescer (polimerizao) ou diminuir

(despolimerizao) o facto da nova tubulina se ligar tubulina da extremidade do

protofilamento antes que esta hidrolise o seu GTP; caso esta hidrolise o seu GTP, passando a

GDP, antes de uma nova tubulina se ligar a si, a menor afinidade das tubulinas livres

existentes para a tubulina composta por GDP levam a que o protofilamento no s no cresa,

como se desencadeie uma reao de despolimerizao espontnea do protofilamento).

Funcionalidades dos Microtbulos

A dinmica dos microtbulos dentro da clula pode ser modificada de acordo com as

necessidades da clula.


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Por exemplo, numa clula diferenciada e altamente especializada, com uma estrutura fixa, a

instabilidade dinmica dos microtbulos suprimida pr protenas que se ligam a esta molcula

estabilizando-a, passando esta estrutura a manter a organizao da clula; j durante a mitose,

a polimerizao e despolimerizao dos microtbulos d-se com maior frequncia que numa

clula que no esteja nesta fase.

importante referir que a polarizao da clula reflexo dos arranjos dos microtbulos

polarizados no seu interior -isto vai ajudar a posicionar os organelos celulares nos seus

devidos lugares e vai permirtir o transporte de vesculas e de organelos ao longo dos

microtbulos.

Por exemplo, nos axnios das

clulas nervosas, os

microtbulos esto

orientados com a sua

extremidade positiva na

direco do axnio, permite o

transporte de vesculas e complexos proteicos para os seus

terminais, que so produzidos no corpo ceular desta clula,

mas necessrios na extremidade do seu axnio.

Os materiais transportados ao longo dos microtbulos movem-se a uma velocidade de cerca de 10 cm por dia-apesar de

parecer muito lento, caso este transporte se desse por difuso

ao longo da clula, seria bastante mais demorado, levando

anos ou mesmo nunca chegando a atingir a extremidade do

axnio.

Estes movimentos dependem da actuao

de protenas acessrias, que se ligam tanto

ao microtbulo como ao material a ser transportado.

As protenas motoras usam a energia proveniente da hidrlise de ATP para

se moverem, ao longo de filamentos de actina ou dos microtbulos, numa

nica direco.

Foram identificadas bastantes destas protenas, que diferem na direco

em que deslocam, a carga que transportam, e o tipo de filamento sobre

o qual se deslocam.


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Para os microtbulos temos duas protenas: as dinenas, que se movem na direco da

extremidade negativa do microtbulo (em direco ao centrossoma) e as cinesinas, que se

movem na direco positiva do

microtbulo (afastando-se do

centrossoma). Estas duas protenas so

ambas constitudas por duas cebas

globulares,

s quais se liga o ATP e consequentemente se ligar ao microtbulo, e uma cauda, que se liga a

uma vescula ou um organelo que ser ento transportado.

As cabeas globulares das cinesinas e das dinenas so enzimas com actividade ATPase - esta

reaco providenciar a energia necessria sua movimentao, atravs de um ciclo de

mudanas conformacionaisdas protenas levando a um ciclo de liga-solta-liga da protena ao

microtbulo-movimento saltatrio.

Durante a mistose, os microtbulos vo possuir

a importante funo de segregar os

cromossomas para as clulas-filha. Como dito

anteriormente, a instabilidade dinmica dos

microtbulos vai aumentar com o incio da


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mitose, graas em parte fosforilaao de protenas assoociadas aos microtbulos e que lhe

conferem alguma estabilidade, pela M-Cdk.

Assim, os microtbulos vo crescer

a partir dos dois centrossomas, em

todas as direces, explorando o

interior da clula. Isto pode levar a

que haja interao entre

microtbulos provenientes de

centrossomas diferentes,

conferindo-lhes alguma estabilidade, ou seja, prevenindo a sua despolimerizao- a partir

deste momento os centrossomas passam a designar-se de plos mitticos tudo isto

constitundo assim a base do fuso mittico.

Durante a profase, protenas designadas de cinetocoroscriam a ligao entre os microtbulos

e os cromossomas (mais precisamente aos seus centrmeros), aos quais passam a estar

ligados. Os cromossomas sero mais tarde puxados em diferentes direces, pela

despolimerizao dos microtbulos aos quais estos ligados.

Existem ainda microtbulos que cerscem na direo da membrana plasmtica, qual se

acabam por ligar conferindo estabilidade a todo o processo.

A associao de certas protenas protenas aos

microtbulos confere-lhes estabilidade,

possibilitando a formao de estruturas

estruturas rgidas polarizadas, como os clios e

os flagelos.

Os clios so estruturas que se assemelham a

cabelos, com cerca


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Aula 17

Componentes do Citoesqueleto:

-Microtbulos

-Filamentos Intermdios

-Filamentos de Actina

Filamentos Intermdios:Tm como principal funo conferir resistncia estrutural clula e

dot-la de elasticidade.

Existem vrios tipos de filamentos intermdios, pois cada um constitudo por diferentespolmeros.

Podemos observar nesta imagem a funo dos filamentos intermdios nas clulas:

Diferentes Categorias de Filamentos Intermdios:


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* As lminas nuclearesrevestem a parte interna da membrana nuclear, conferindo resistncia

e estrutura ao ncleo.

Todos os componentes do citoesqueleto se encontram ligados entre si, o que confere

unidade clula.

As molcula ligam-se a diferentes tipos de componentes do citoesqueleto, ou por vezes,

simultaneamente a vrios tipos, exemplo:

Muitas vezes, o citoesqueleto serve para ligar clulas umas s outras, como veremos mais

adiante.

Epitlios e Junes Celulares

Epitlios so organizaes celulares, ou seja, folhas multicelulares.

Tipos de Epitlios:

Constituio de um Epitlio celular simples:


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Classificao das Junes do Epitlio celular:

Junes de Ocluso:

Tm como funo selar o epitlio celular, assim se colocarmos molculas no lmen, elas no

conseguem passar atravs do epitlio.

Junes de Adeso:

Localizam-se mais perto da zona apical, e resultam da ligao de filamentos de actina de uma

clula a um complexo de cadrinas que por sua vez est ligada a uma protena de outra clula.Este tipo de junes, confere folha epitelial a capacidade de desenvolver tenso e assim

alterar a sua forma de diversas formas. Muito disto se deve ao potencial de contraco das

actinas.

Desmossomas:

Funcionam como um subtipo das junes de adeso, s que estas se do entre filamentos

intermdios e complexos de cadrinas, e vo contribuir sobretudo para a elasticidade dos

tecidos formados.

Junes Comunicantes ou junes de Hiato:

No esto relacionadas com o citoesqueleto, so sim, complexos proteicos com poros que

permitem a passagem de pequenos ies aquasolveis e molculas do citosol. Existem assim

molculas que so passadas do citosol de uma clula para o de outra. Estas junes so de

extrema importncia pois permitem a comunicao entre diferentes clulas.

Hemidesmossomas:

So junes, onde os filamentos intermdios se encontram ligados s integrinas (molculas

transmembranares) no interior da clula, ligando-se estas extracelularmente lmina basal.

Esta ligao filamentos intermdio, neste caso keratina, lmina basal confere estrutura eelasticidade ao tecido.


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Adeses Focais:

So espcies de Hemidesmossomas, s que em vez de filamentos intermdios, encontramos

filamentos de actina ligados a integrinas.

Casos Clnicos e Patologias relacionadas com esta temtica:

Sindroma dos Cartagineses:

uma rara, cilioptica, doena autossmica recessiva, onde existe uma deficiente funo dos

clios, principalmente ao nvel da funo respiratria. Esta deficiente funo dos clios

consequncia de uma mutao nos genes que codificam a parte motora dos clios.

Clio- formado por umamembrana que protege umamatriz de novemicrotbulosque rodeia um ncleo central de dois microtbulos. Esto presentes nas clulas

eucariticas com movimento.

Os Clios desempenham ainda um papel importante no desenvolvimento embrionrio, j que,

nessa altura, definem o conjunto de estruturas (clulas, tecidos, rgos) que se vo localizar

direita ou esquerda no nosso organismo.

Os clios so idnticos aos flagelos, sendo estes ltimos fundamentais para o movimento dos

espermatozides.

Consequncias:

-Crnica obstruo pulmonar.

-Crnica infeco nos seios nasais.

-rgos invertidos (Situs inversus)

-Espermatozides sem mobilidade.

Epidermlise Bulhosa:

uma doena rara hereditria da pele, que desencadeada devido a uma mutao no gene

que codifica a keratina (um dos tipos de filamentos intermdios). Gera-se assim uma keratina

mutante, em que a sua elasticidade muito inferior normal desse tipo de filamentosintermdios.

Consequncias:

-A Degradao da Epiderme com o tempo.

-Hipersensibilidade da pele, cada vez que lesada forma logo enormes bolhas.

Existem muitas substncias para manipular o citoesqueleto, a principal talvez o Taxol, que

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