Pontos de Controle do Ciclo Celular e Apoptose

Pontos de controle são mecanismos de vigilância que pausam o ciclo celular até que etapas críticas — como a replicação completa do DNA ou o anexo correto dos cromossomos — tenham sido realizadas, e a apoptose é uma forma programada e ordenada de morte celular que remove células quando o dano é irreparável. Juntos, eles protegem a integridade genômica e regulam o número de células.

Definition

Pontos de controle do ciclo celular são circuitos regulatórios de vigilância que interrompem a progressão do ciclo celular em resposta a eventos incompletos ou defeituosos, enquanto a apoptose é uma via geneticamente programada de morte celular caracterizada por encolhimento celular, condensação da cromatina e fragmentação em corpos delimitados por membrana que são eliminados sem inflamação.

Scope

A entrada descreve os principais pontos de controle do ciclo celular (os pontos de controle de dano ao DNA nas transições G1/S e G2/M e o ponto de controle do fuso mitótico na mitose), como eles interrompem o ciclo e como a apoptose serve como um destino complementar quando a interrupção e o reparo falham. Trata os pontos de controle e a morte celular programada como tópicos de biologia celular, não como orientação clínica.

Key concepts

• Ponto de controle de dano ao DNA
• Ponto de controle G1/S (restrição)
• Ponto de controle G2/M
• Ponto de controle do fuso (mitótico)
• Sinalização de ponto de controle e interrupção do ciclo celular
• Apoptose (morte celular programada)
• Integridade genômica e supressão tumoral

Mechanisms

Hartwell e Weinert definiram pontos de controle como circuitos de controle que tornam eventos posteriores do ciclo celular dependentes da conclusão bem-sucedida de eventos anteriores; quando um problema é detectado, vias de sinalização inibem a atividade relevante da ciclina-CDK e interrompem o ciclo. Os pontos de controle de dano ao DNA em G1/S e G2/M atrasam a replicação ou a mitose até que as lesões sejam reparadas, e o ponto de controle do fuso mitótico bloqueia a anáfase até que cada cinetócoro esteja corretamente ligado ao fuso, conforme sintetizado por Elledge. Quando a interrupção não consegue resolver o problema, a célula pode ser eliminada por apoptose — a morte ordenada e programada definida morfologicamente pela primeira vez por Kerr, Wyllie e Currie, na qual a célula se condensa e se fragmenta em corpos que são engolfados sem desencadear inflamação. A perda do controle do ponto de controle e da apoptose permite que células danificadas proliferem, um tema recorrente na biologia do câncer revisado por Vermeulen e colegas.

Clinical relevance

As vias de ponto de controle e apoptóticas sustentam como a função supressora de tumor e as respostas ao tratamento são descritas, e sua falha está associada à instabilidade genômica e proliferação descontrolada. Esta entrada é uma descrição de referência desses mecanismos de controle e não fornece orientação diagnóstica ou de tratamento.

History

O conceito de ponto de controle foi articulado por Hartwell e Weinert em 1989 a partir da genética de leveduras, reformulando a ordem do ciclo celular como dependências impostas em vez de tempo fixo. Paralelamente, a descrição de apoptose de Kerr, Wyllie e Currie em 1972 reconheceu um modo distinto e regulado de morte celular como uma contraparte normal da proliferação. O trabalho molecular subsequente, sintetizado por Elledge, mapeou as vias de sinalização que conectam a detecção de danos à interrupção do ciclo celular e, quando necessário, à morte programada.

Key figures

• Leland Hartwell
• Stephen Elledge
• John Kerr
• Andrew Wyllie

Seminal works

• hartwell-weinert-1989
• kerr-1972
• elledge-1996

Frequently asked questions

O que é um ponto de controle do ciclo celular?

Um ponto de controle é um mecanismo de vigilância que pausa o ciclo celular até que uma condição crítica seja atendida — por exemplo, replicação completa do DNA, reparo de danos ao DNA ou anexo correto de todos os cromossomos ao fuso — para que eventos posteriores não comecem antes que os anteriores sejam concluídos corretamente.

Como a apoptose está relacionada ao ciclo celular?

A apoptose é uma forma programada de morte celular que pode ser desencadeada quando a interrupção do ponto de controle e o reparo falham em resolver o dano; em vez de permitir que uma célula defeituosa se divida, a via a desmantela de forma ordenada, agindo como um controle complementar sobre o número de células e a integridade genômica.