Sistema de Controle do Ciclo Celular

O sistema de controle do ciclo celular é uma rede de proteínas reguladoras que desencadeia e coordena os eventos do ciclo e verifica sua conclusão antes de permitir a progressão.

Definition

O sistema de controle do ciclo celular é o conjunto de quinases dependentes de ciclina e seus reguladores e pontos de verificação que determina quando a célula avança por cada fase do ciclo.

Scope

Este tópico abrange o mecanismo de ciclina e quinase dependente de ciclina que impulsiona as transições do ciclo celular, a regulação desse mecanismo pela síntese e destruição de ciclinas, fosforilação e inibidores, e os pontos de verificação que monitoram a integridade do DNA, a replicação e o anexo cromossômico.

Core questions

• Como as ciclinas e as quinases dependentes de ciclina cronometram as transições do ciclo celular?
• Como a atividade da quinase dependente de ciclina é ativada e desativada?
• O que os principais pontos de verificação monitoram?
• Como o sistema garante que os eventos ocorram uma vez e na ordem correta?

Key theories

Oscilador ciclina-CDK

A atividade da quinase dependente de ciclina oscila à medida que as ciclinas são periodicamente sintetizadas e abruptamente destruídas, e essas oscilações impulsionam as transições ordenadas do ciclo celular.

Controle de ponto de verificação

Mecanismos de vigilância detectam problemas como danos ao DNA ou replicação incompleta e interrompem o ciclo até que sejam resolvidos, garantindo a ordem e a fidelidade dos eventos do ciclo celular.

Mechanisms

As quinases dependentes de ciclina são ativas apenas quando ligadas a ciclinas, cujos níveis aumentam e diminuem ao longo do ciclo; fosforilações ativadoras e inibitórias e proteínas inibidoras de CDK ajustam ainda mais a atividade. Diferentes complexos ciclina-CDK impulsionam a entrada na fase S e na mitose, e a destruição direcionada de ciclinas pelo sistema ubiquitina-proteassoma torna as transições irreversíveis. Pontos de verificação nas transições G1/S, G2/M e metáfase-anáfase detectam prontidão e danos, bloqueando a atividade de CDK ou o início da anáfase até que as condições sejam satisfeitas.

Clinical relevance

O sistema de controle explica como as células regulam a proliferação com alta fidelidade e é um modelo central para a compreensão da regulação celular. O tratamento aqui é descritivo e não prescritivo.

History

A descoberta de ciclinas por Hunt e a identificação da quinase dependente de ciclina central por Nurse revelaram o motor do ciclo, enquanto o conceito de ponto de verificação de Hartwell explicou como a ordem e a fidelidade são impostas, enquadrando o sistema de controle moderno.

Key figures

• Leland Hartwell
• Paul Nurse
• Tim Hunt
• David Morgan

Seminal works

• evans1983
• hartwell1989

Frequently asked questions

Por que as ciclinas devem ser destruídas?

A destruição das ciclinas desativa a atividade da quinase correspondente, tornando cada transição irreversível e reiniciando o sistema para que a próxima fase possa prosseguir em ordem.

O que acontece em um ponto de verificação se algo estiver errado?

O ponto de verificação bloqueia a progressão adicional, por exemplo, inibindo a atividade da quinase dependente de ciclina ou atrasando a separação dos cromossomos, até que o problema, como o dano ao DNA, seja corrigido.