CHECKPOINT

1. CHECKPOINT Disciplina de Genética e Evolução Monitora: Suélen Merlo

2. CHECKPOINT • Mecanismo de controle de qualidade • ESTABILIDADE CROMOSSÔMICA • Passo seqüencial depende: produto da etapa anterior • Mecanismo Feedback: etapa seguinte não se inicia até que tudo esteja correto CICLO CELULAR

3. CHECKPOINT • DE DANO AO DNA: apto a bloquear o ciclo celular nas fases G1, S, G2 e mitose. • DE REPLICAÇÃO DO DNA: monitora a progressão através da fase S. • DE FUSO MITÓTICO: monitora a ligação dos cromossomos aos microtúbulos.

4. CHECKPOINT • ESTRUTURA • Sensor: monitora o processo; • Transdutor: sinaliza quando um processo não se completa adequadamente; • Alvo: responde ao sinal, inibindo eventos subseqüentes;

5. CHECKPOINT MITÓTICO • Função • Monitorar a ligação dos cromossomos aos microtúbulos durante a divisão celular, estando apto a impedir esse processo, a fim de garantir a segregação idêntica de material genético entre as células-filhas e preservar a integridade do genoma em nível cromossômico.

6. CHECKPOINT MITÓTICO

7. CHECKPOINT MITÓTICO • Família MAD • mitotic arrest deficient • MAD 1, 2 e 3 • Família BUB • budding uninhibited by benzimidazole • BUB 1, 2 e 3

8. CHECKPOINT MITÓTICO • MAD 2 • Pequena proteína composta por 205 aminoácidos; • Codificada por um gene de mesmo nome localizado no cromossomo 4q27; • Encontrada associada aos cinetócoros não ligados aos microtúbulos durante a metáfase, permitindo o bloqueio do início da anáfase. • PREVINE A SEGREGAÇÃO CROMOSSÔMICA DESIGUAL

9. CHECKPOINT MITÓTICO • BUB 1 • Proteína com atividade GTP-ase; • Codificada pelo gene de mesmo nome localizado no cromossomo 2q12-14; • A BUB 1 interage diretamente com a MAD 2, na SINALIZAÇÃO para o atraso da anáfase.

10. CHECKPOINT

11. CHECKPOINT MITÓTICO • Para a célula progredir para a anáfase duas condições devem ser satisfeitas: • O conjunto completo de microtúbulos deve estar ligado aos cinetócoros, garantindo a captura de todos os cromossomos pelo fuso; • Deve haver a ligação adequada entre os cinetócoros das cromátides-irmãs, garantindo que o cromossomo esteja alinhado na placa metafisária.

12. CHECKPOINT MITÓTICO • Se: • CINETÓCORO NÃO LIGADO ADEQUADAMENTE AO MICROTÚBULO CORRESPONDENTE OU TENSÃO INADEQUADA ↓ GERAÇÃO DE SINAL INIBITÓRIO

13. CHECKPOINT MITÓTICO • CONTROLE MOLECULAR DA MITOSE

14. CHECKPOINT MITÓTICO • Permissão para o início da anáfase: • dada por checkpoints do DNA da fase G2 do ciclo celular → promovida por→ ATIVAÇÃO DO COMPLEXO MPF (“mitosis promoting factor”)

15. CHECKPOINT MITÓTICO • COMPLEXO MPF • Responsável por eventos característicos da mitose: • Quebra da membrana nuclear • Separação dos centrossomos • Formação do fuso mitótico • Condensação dos cromossomos • Fragmentação do Complexo de Golgi

16. CHECKPOINT MITÓTICO PROTEÍNAS RESPONSÁVEIS PELA MANUTENÇÃO DAS CROMÁTIDES-IRMÃS UNIDAS securinas une as cromátides-irmãs coesina separase COESINA: une as cromátides-irmãs SEPARASE: lisa subunidades de coesina SECURINA: associada à separase, inativando-a

17. CHECKPOINT MITÓTICO Fim da mitose (anaphase promoting complex) APC Conjuga ubiquitina às securinas Migração das cromátides-irmãs para pólos opostos da célula Ligação Cdc20 Separação das cromátides-irmãs coesina separase FINAL DA METÁFASE Para progressão da anáfase lise das subunidades

19. CHECKPOINT MITÓTICO • MECANISMO MOLECULAR DO CHECKPOINT MITÓTICO

20. CHECKPOINT MITÓTICO NÃO HÁ LIGAÇÃO DOS MICROTÚBULOS AOS CINETÓCOROS OU NÃO HÁ TENSÃO ADEQUADANA LIGAÇÃO APC Conjuga ubiquitina às securinas Ligação Mantém as cromátides-irmãs unidas Cdc20 MAD e BUB coesina separase SINAL BIOQUÍMICO lise das subunidades

21. CHECKPOINT MITÓTICO P NÃO HÁ LIGAÇÃO DOS MICROTÚBULOS AOS CINETÓCOROS OU NÃO HÁ TENSÃO ADEQUADANA LIGAÇÃO APC Conjuga ubiquitina às securinas Mantém as cromátides-irmãs unidas Cdc20 MAD e BUB coesina separase SINAL BIOQUÍMICO lise das subunidades

23. CHECKPOINT MITÓTICO LIGAÇÃO DO ÚLTIMO CINETÓCORO AOS MICROTÚBULOS APC Conjuga ubiquitina às securinas Ligação Separação das cromátides-irmãs Cdc20 MAD e BUB coesina separase SINAL BIOQUÍMICO lise das subunidades

25. CHECKPOINT MITÓTICO • ERROS NO PONTO DE CHECAGEM DO FUSO • Mutações em genes que codificam elementos que participam desse processo (ex: MAD 2, BUB 1) → segregação cromossômica desigual → células com conjunto cromossômico alterado.

26. CHECKPOINT MITÓTICO • MITOSE • ERROS NO PONTO DE CHECAGEM DO FUSO • Instabilidade cromossômica → anomalias cariotípicas: • Células: • Duas cópias de um cromossomo • Nenhum cromossomo

27. ERROS NO PONTO DE CHECAGEM DO FUSO • MITOSE • Implicações clínicas: • Rearranjos cromossômicos e aneuploidias: marcadores de células tumorais. • Perdas em mitoses pós-zigóticas: mosaicismos cromossômicos para determinada trissomia (ex:Síndrome de Down).

28. ERROS NO PONTO DE CHECAGEM DO FUSO • MEIOSE • ERROS NO PONTO DE CHECAGEM DO FUSO • Gametas cromossomicamente alterados • gametas aneuplóides → crianças sindrômicas ou abortamentos espontâneos.

29. ERROS NO PONTO DE CHECAGEM DO FUSO • Mutações • Comprometimento diferente: • MEIOSE I: aumento na taxa de segregação cromossômica desigual • MEIOSE II: não aumenta significativamente.

30. ERROS NO PONTO DE CHECAGEM DO FUSO • MEIOSE I:devido aos locais de recombinação, o par de homólogos é mantido unido pelos quiasmas ao longo de seus braços, em locais específicos.

31. ERROS NO PONTO DE CHECAGEM DO FUSO • MEIOSE II:cromátides-irmãs conectadas diretamente umas as outras pelos seus centrômeros, o que pode evitar que ambos os cinetócoros se liguem a microtúbulos provenientes do mesmo pólo do fuso.

32. CATÁSTROFE MITÓTICA • Checkpoints ineficientes • Dano celular • Processo de morte celular que ocorre durante a mitose (metáfase) • MOTIVO: ativação de caspases pelo citocromo c > interferem na permeabilidade da mambrana mitocondrial > desestruturação da organela > falta de energia para a célula > retração do citoplasma celular >fragmentação nuclear e cromatinólise.