Introdução: A infecção pelo Papilomavírus humano (HPV) é uma das principais doenças sexualmente transmissíveis da atualidade e sabe-se que para o desenvolvimento das lesões intraepiteliais de alto grau e do carcinoma do colo uterino, a infecção persistente pelo HPV de alto risco oncogênico é condição necessária. A história natural da lesão intraepitelial de alto grau é, em grande parte, imprevisível e a atual análise histopatológica, ainda que associada à imuno-histoquímica, não é capaz de diferenciar lesões que irão regredir ou evoluir. A partir deste problema, este estudo justifica-se, pois, a compreensão de aspectos ainda não completamente esclarecidos do processo de carcinogenêse do colo do útero possibilitará a identificação de aspectos, sobre biomarcadores clássicos e ainda não definidores, que poderão auxiliar a diferenciar essas lesões, possibilitando direcionar o tratamento das lesões intraepiteliais. Objetivo Geral: Avaliar a resposta morfomolecular através da análise in situ da expressão de Ki-67, p53, p63 e p16, associado com a detecção e genotipagem do DNA de HPV, em segmentos teciduais representativos dos estágios de progressão do carcinoma do colo uterino; e comprovar o valor deste modelo inovador na identificação de aspectos ainda não completamente elucidados a respeito de biomarcadores clássicos e na identificação de critérios mais seguros aplicáveis ao diagnóstico. Material e métodos: Foram selecionados fragmentos de colo uterino, removidos por conização ou histerectomia, fixados em formol e incluídos em parafina, contendo áreas de epitélio sem lesão, com displasia leve, displasia moderada/intensa, carcinoma in situ e/ou invasor, todas em material proveniente da mesma participante. As áreas de interesse foram delimitadas e submetidas a seleção por dissecção e microdissecção a laser para extração de DNA. Através da PCR foi investigada a presença e tipo do DNA HPV. As lâminas histológicas obtidas de cada material foram submetidas a imuno-histoquímica para anti-Ki-67, anti-p53, anti-p63 e anti- p16. Para avaliação do biomarcador Ki-67, realizamos uam revisão de literatura sobre os aspectos moleculares e morfológicos da proteína Ki-67. A partir dessa revisão propomos um modelo teórico de avaliação do padrão nuclear associado as fases do ciclo celular. O modelo foi validado quanto a sua aplicabilidade utilizando segmentos teciduais de epitélio sem lesão, com displasia leve, moderada/intensa, carcinoma in situ e/ou invasor, lesão hiperplásica de língua geográfica e condiloma acuminado. Resultados: Após levantamento de 189 casos, apenas 11 atenderam a todos os critérios de inclusão, sendo 17 com diagnóstico de carcinoma in situ e 4 com carcinoma invasor. A qualidade do material genômico extraído a partir de amostras macrodissecadas e microdissecadas se mostrou satisfatória. Duas amostras de CIS foram positivas para HPV16. A revisão de literatura permitiu definir padrões nucleares de imunopositividade ao Ki-67 relacionados com as fases do ciclo celular. O modelo se mostrou aplicável quanto a classificação in situ. Observamos associação entre áreas sem lesão e predominância de células em G1, ao passo que áreas tumorais foram compostas predominantemente por células em G2. Conclusões: O modelo de estudo da carcinogênese proposto, utilizando segmentos teciduais que contenham áreas representativas de todas as etapas de progressão tumoral, oriundas da mesma paciente, é possível de ser utilizado para o estudo imuno-histoquímico de biomarcadores e investigação molecular da presença e tipificação do HPV. O modelo teórico proposto para análise do biomarcador Ki-67 se mostrou aplicável. Nas áreas sem lesão e com displasia leve avaliadas, a maioria das células se encontram na fase G1 e nas áreas tumorais há predomínio de células em S/G2. A utilização de segmentos teciduais de colo uterino contendo todos os estágios da progressão tumoral caracteriza um modelo biológico específico para a carcinogênese cervical, permitindo uma avaliação personalizada e a identificação de aspectos ainda não completamente elucidados a respeito de biomarcadores clássicos.