CHECKPOINT

Disciplina de Genética e Evolução

Monitora: Suélen Merlo

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

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.

CHECKPOINT

• ESTRUTURA

– Sensor: monitora o processo;– Transdutor: sinaliza quando um processo

não se completa adequadamente;– Alvo: responde ao sinal, inibindo eventos

subseqüentes;

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.

CHECKPOINT MITÓTICO

CHECKPOINT MITÓTICO

• Família MAD – mitotic arrest deficient– MAD 1, 2 e 3

• Família BUB – budding uninhibited by benzimidazole– BUB 1, 2 e 3

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

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.

CHECKPOINT

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.

CHECKPOINT MITÓTICO

• Se:

• CINETÓCORO NÃO LIGADO ADEQUADAMENTE AO MICROTÚBULO

CORRESPONDENTE OU TENSÃO INADEQUADA ↓

GERAÇÃO DE SINAL INIBITÓRIO

CHECKPOINT MITÓTICO

• CONTROLE MOLECULAR DA MITOSE

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”)

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

CHECKPOINT MITÓTICO

securinas

separase coesina

une as cromátides-irmãs

PROTEÍNAS RESPONSÁVEIS

PELA MANUTENÇÃO DAS CROMÁTIDES-

IRMÃS UNIDAS

COESINA: une as cromátides-irmãs

SEPARASE: lisa subunidades de coesina

SECURINA: associada à separase, inativando-a

CHECKPOINT MITÓTICO

APC Conjuga ubiquitina às

securinas

separase coesina

lise das subunidades

Separação das cromátides-irmãs

Migração das cromátides-irmãs para pólos opostos da célula

Fim da mitose

Cdc20

Ligação

FINAL DA METÁFASE

Para progressão da anáfase

(anaphase promoting complex)

CHECKPOINT MITÓTICO

• MECANISMO MOLECULAR DO CHECKPOINT MITÓTICO

CHECKPOINT MITÓTICO

APC Conjuga ubiquitina às

securinas

separase coesina

lise das subunidades

Mantém as cromátides-irmãs unidas

Cdc20

Ligação

SINAL BIOQUÍMICO

MAD e BUB

NÃO HÁ LIGAÇÃO DOS MICROTÚBULOS AOS

CINETÓCOROS OU NÃO HÁ TENSÃO ADEQUADA NA

LIGAÇÃO

CHECKPOINT MITÓTICO

APC Conjuga ubiquitina às

securinas

separase coesina

lise das subunidades

Mantém as cromátides-irmãs unidas

Cdc20

SINAL BIOQUÍMICO

MAD e BUB

P NÃO HÁ LIGAÇÃO DOS MICROTÚBULOS AOS

CINETÓCOROS OU NÃO HÁ TENSÃO ADEQUADA NA

LIGAÇÃO

CHECKPOINT MITÓTICO

APC Conjuga ubiquitina às

securinas

separase coesina

lise das subunidades

Separação das cromátides-irmãsCdc20

Ligação

SINAL BIOQUÍMICO

MAD e BUB

LIGAÇÃO DO ÚLTIMO CINETÓCORO AOS MICROTÚBULOS

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.

CHECKPOINT MITÓTICO

• MITOSE– ERROS NO PONTO DE CHECAGEM DO

FUSO– Instabilidade cromossômica → anomalias

cariotípicas:• Células:

– Duas cópias de um cromossomo– Nenhum cromossomo

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).

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.

ERROS NO PONTO DE CHECAGEM DO FUSO

• Mutações • Comprometimento

diferente:

– MEIOSE I: aumento na taxa de segregação cromossômica desigual

– MEIOSE II: não aumenta significativamente.

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.

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.

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.