02.12.2009

1

Ciclul celular

Ciclu celular – succesiunea evenimentelor

genetice, biochimice şi morfologice desfăşurate

în celulă de la naşterea ei până la următoarea

diviziune, specializare sau moarte.

Într-un organism pluricelular deosebim mai

multe tipuri de celule:

I. Celule puternic specializate ce şi-au

pierdut capacitatea de proliferare

(nervoase, musculatura striată, celulele

cristalinului);

II. Celule specializate cu capacitate

proliferativă redusă (celulele ficatului,

limfocitele);

III. Celule nediferenţiate cu capacitate

proliferativă înaltă (celulele STEM –

embrionare, hematopoetice, epiteliale)

!!! ciclul celular = ciclul mitotic

Perioadele ciclului celular

Interfaza

Perioada G1 (postmitotică, presintetică)

Perioada S (sintetică)

Perioada G2 (postsintetică, premitotică)

Mitoza

Profaza, Prometafaza

Metafaza

Anafaza

Telofaza

cariochineza

citochineza

Perioada G1 - diferită şi îndelungată (6-12

ore):

•decondensarea cromatinei

•intensificarea proceselor de transcripţie şi

translaţie

•reorganizarea nucleolilor

!!! cromozomii sunt monocromatidieni

!!! celulele conţin un număr diploid de

cromozomi (2n=2c)

INTERFAZA

02.12.2009

2

Perioada S (6-8 ore):

•replicarea semiconservativă, asincronă şi

multirepliconă a ADN-ului → cantitatea de

ADN se dublează;

•cromozomii devin bicromatidieni (2n=4c)

•are loc sinteza intensivă a histonelor;

•dublarea centriolilor.

Perioada G2 (3-4 ore) - asigură pregătirea

celulei către diviziune:

•controlul finalizării replicării;

•acumularea tubulinelor pentru fusul de

diviziune;

•acumularea factorilor proteici necesari

pentru diviziune.

Procese de

sinteză pe

parcursul

interfazei

MITOZA

•ADN este replicat 2n=4c.

•Condensarea cromatinei.

•Disocierea nucleolilor

•Disocierea anvelopei nucleare

•Formarea kinetocorilor de fiecare parte a

centromerilor. Kinetocorul reprezintă

complexul ADN/proteine de care se vor

ataşa filamentele fusului de diviziune.

•Formarea fusului de diviziune

Profaza

•continuă condensarea ADN-ului

•cromozomii se deplasează spre centrul celulei

(prometafaza)

•unirea firelor fusului de diviziune la kinetocor

de fiecare parte a cromozomului.

Prometafaza

02.12.2009

3

•Formarea plăcii metafazice

!!! toţi cromozomii sunt aranjaţi într-un singur

plan la ecuator

Metafaza

•clivarea longitudinală a centromerului

•disjuncţia cromatidelor surori

•migrarea cromatidelor (cromozomi

monocromatidieni) spre polii celulei.

!!! Viteza de migrare 0,2-5,0 μm/min. Dura de

migrare – 2-60 min. Are loc datorită scurtării

microtubulilor din partea centromerilor.

Anafaza

Telofaza şi citochineza

•Decondensarea cromozomilor

•Reorganizarea anvelopei nucleare şi

restabilirea nucleului

•Apariţia nucleolului

•Diviziunea citoplasmei (citochineza) prin

formarea unei strangulaţii cu participarea

elementelor citoscheletului.

Interfaza

ProfazaPrometafaza

Metafaza

Anafaza

Telofaza

Ciclul nucleolar

02.12.2009

4

Ciclul centriolar

Controlul ciclului celular:

Controlul trecerii de la o etapă a ciclului celular laalta în dependenţă de realizarea altor evenimente.

Orice eveniment din ciclul celular are loc doardupă ce evenimentul precedent a luat sfârşit.

Evenimetele-cheie:

- începutul sintezei ADN

- începutul diviziunii celulare.

Desfăşurarea acestor evenimente sau blocarea lor depinde de depăşirea unor puncte de restricţie:

R1 – G1 / S

R2 – G2 / Mitoza

Puncte de restricţie:

R1 – G1 / S

R2 – G2 / Mitoza

Puncte de verificare:

I – G1 (verificarea creşterii celulare, factorilor de mediu)

II – G2/Mitoza (verificarea creşterii celulare, factorilor de mediu, calităţii replicării)

III – Metafaza (verificarea dacă toţii cromozomii sunt uniţi la fusul mitotic).

Factorii reglatori ai ciclului celular

Factori

externi

Receptori de

semnale

Mediatori intracelulari

ai semnalelor

Genelecancerigene

Factorii de

transcripţie

Stimulatori Inhibitori

Protooncogene GST

02.12.2009

5

p53Semnal

mitogen

Repararea

ADN

Apoptoza

Progresia în ciclul celular

Bcl-2

C-myc

GSTPro-onc

Pro-onc

Pro-onc

GST

02.12.2009

6

Ciclinele – gardieni ai ciclului celular:

1. Controlează distrugerea complexului stadiului precedent;

2. Stimularea evenimentelor perioadei corestunzătoare;

3. Formarea sau activarea complexului fazei următoare

Receptor

Factor de creştere

CITOSOL

Kinaza 1

Kinaza 2

Genă activată de

proteina reglatoare

Gena răspunsului primar

Gena răspunsului întârziat

Activarea sistemului de control a ciclului celular

Evoluţia celulelor după diviziune

Transformare

Malignizare

G0

Diferenţiere

Îmbătrânire /

lezare

ApoptozăG1

S

G2

Mitoză

Apoptoza

Moarte celulară programată

Proces fiziologic

Determină homeostazia tisulară:

Echilibrul dintre proliferare / moarte

02.12.2009

7

Этапы

апоптозаCelulă vie

Creşterea activităţii endonucleazelor

fragmentarea ADN, condensarea

cromatinei şi citoplasmei

Semnal

Fragmentarea nucleului şi celulei

cu formarea corpilor apoptotici

Fagocitoza corpilor apoptotici de

celulele vecine

Mecanisme moleculare în apoptoză Recunoaşterea semnalului de

către receptori

Transmiterea semnalului la factorul de transcripţie р53

Creşterea permeabilităţii membranei mitocondriale datorită acţiunii р53 asupra genei bcl-2

Activarea cascadei capsazelor şi proteoliza

Activarea endonucleazelor nucleare şi fragmentarea cromatinei

Fragmentarea celulei cu formarea corpilor apoptotici

Fagocitoza corpilor apoptorici

Pe calea apoptotică trec celulele:

celulele mutante, transformate - nedorite

celulele îmbătrânite

celulele recunoscute ca străine → celule cu

receptori anormali

celulele ce şi-au pierdut contactul cu celulele

vecine

celulele excesive → pentru menţinerea

constantă a populaţiei celulare.

Apoptoza are loc în mod

normal în următoarele procese

fiziologice

în embriogeneză – creşterea organelor şi obţinerea formei definitive

înlăturarea rudimentelor

eliminarea celulelor în procesul de îmbătrânire

înlăturarea celulelor canceroase

în sistemul imun → înlăturarea clonelor de celule şi înlocuirea lor cu altele

02.12.2009

8

Boli cu apoptoză deficitară Boli canceroase

Boli autoimune

Infecţii virale

Boli cu apoptoză în exces

Boli neurodegenerative

- boala Alzheimer

- boala Parkinson

- retinita pigmentară

Dereglări ischemice

- infarctul miocardic

- dereglări circulatorii cerebrale

Osteoporoza

SIDA