Ciclo Celular: Fases y Control - Prof. Ibáñez, Apuntes de Biología Celular

¡Descarga Ciclo Celular: Fases y Control - Prof. Ibáñez y más Apuntes en PDF de Biología Celular solo en Docsity! BIOLOGIA CEL·LULAR TEMA 19. CICLE CEL·LULAR El cicle cel·lular son els esdeveniments que permeten duplicar DNA i els orgànuls en la divisió de cèl·lules. 19.1. FASES I DURADA DEL CICLE CEL·LULAR G1 S Interfase F 0E 0 Etapa més llarga del cicle G2 M F 0E 0 Divisió de la cèl·lula (mitosi, citocinesi); es la més curta Aquestes fases es troben en la majoria de cicles cel·lulars, però hi ha els atípics com les primeres divisions embrionàries on G1 i G2 no existeixen. En les primeres divisions embrionàries les cèl·lules no tenen temps de créixer abans de dividir-se. El cicle cel·lular por durar hores, mesos o anys segons la cèl·lula: Hepàtica F 0E 0 1 divisió al any Intestinal F 0E 0 1 divisió cada 12 hores La fase G1 pot durar de 2h a dies, mesos,... ; la resta de fases tenen una durada més constant. Les cèl·lules poden aturar el cicle i entrar en una etapa de repòs G0, però pot tornar a entrar en el cicle cel·lular per algun estímul extern. La majoria de cèl·lules en adults estan en etapa G0 perquè sinó no deixaríem de créixer. 19.2. CONTROL DEL CICLE CEL·LULAR Hi ha un sistema de control del cicle cel·lular per a que les etapes es donguin correctament fins al final, avanç de començar la següent etapa. Aquest sistema de control també controla el exterior per saber que té tot el necessari per dividir-se. La cèl·lula ha de rebre senyals externs per a dividir-se, sinó no es duria a terme la divisió. Tot aquest sistema es vital pel correcte funcionament del cicle. Pel control hi participen diferents molècules que poden aturar el cicle en 3 punts: • Punt de control al inici de la fase G1 • Punt de control al final de la fase G2 • Punt de control de la fase M Controlen diferents variables i segons si son correctes o no es tirarà endavant o no. Control G1 Controla: • Mida incorrecta • Entorn favorable (senyals extracel·lulars) • Lesions DNA Si es tot correcte es passarà la barrera i continuarà fins al següent. Al arribar els factors de creixement s’estimula la síntesi de la ciclina D, que s’uneix o a la Cdk4 o a la Cdk6, que amb els processos ja esmentats s’activen. Llavors la Cdk fosforila la RB i allibera l’E2F fent que comenci la transcripció del DNA, alhora també hi ha l’activació de ciclina E que s’uneix a la Cdk2 i un cop actius fosforilen més proteïnes RB i passa el mateix esmentat anteriorment, però amb més intensitat. La E2F també indueix la síntesi de ciclina A, llavors les D i E es comencen a degradar quedant lliures les Cdk a les que anaven unides. Aquestes Cdk s’uniran també a la ciclina A formant el complex ciclina A-Cdk2 que s’activen durant tota la fase S. La E2F també indueix síntesi de proteïna P16 (fase S) que inactiva els pocs complexes que queden actius tornant a la situació inicial. PRESÈNCIA DE LESIONS EN EL DNA De vegades encara que la cèl·lula rebi els factors de creixement, si hi ha danys en el DNA, no passarà els punts de control fins que no es reparin els danys. S’activaran 2 quinases (ATR/ATM) (segons el tipus de dany) i aquestes activaran 2 vies: • Fosforilar i activar 2 quinases F 0E 0 Aquestes quinasses fosforilaran la Cdc25 en un lloc diferent al anterior i això provocarà la ubiquitinació i per tant la seva degradació. La Cdk-ciclina no es podrà activar, quedant aturada en la fase G1. • Fosforilar P53 (factor de transcripció) fent: • Estimula la síntesi de tots els factors necessaris per la reparació del DNA. • Estimula la síntesi de proteïna P21 que: • S’uneix a la Cdk-ciclina F 0E 0 inactiva (aturada G1) • S’uneix a la DNA-polimerassa F 0E 0 inactiva (impedeix la replicació de DNA. L’objectiu es: • Aturar el cicle • Sintetitzar proteïnes per reparar lesions Si amb aquest temps addicional no es pot reparar el DNA, es para i la cèl·lula morirà per apoptosi (suïcidi cel·lular). Si el control falla les cèl·lules amb lesions proliferarien i provocaria un càncer. Quan els gens que codifiquen aquestes proteïnes estan mutats també hi ha la proliferació de càncers. 19.2.3. ENTRADA A LA MITOSI: PUNT DE CONTROL G2 També hi participen complexes Cdk-ciclina (ciclina A o B + Cdk1), el més importat es la Cdk1-ciclina B (MPF). Per passar el punt de control s’ha d’activar el complex MPF de la forma ja explicada, però amb una diferència, quan les primeres molècules s’activen hi ha una explosió d’activació de MPF, que es dona perquè ell mateix estimula la Cdc25 i inhibeix la activitat de la Wee1. Això indueix la entrada a la fase M perquè el MPF fosforila les proteïnes necessàries per condensar el DNA, formació del fus mitòtic,... Llavors passarà el punt de control. Si hi ha presència de lesions al DNA o hi ha zones no replicades no es supera el punt de control. Hi ha activació de ATM i ATR passant el mateix del punt G1. 19.2.4. SORTIDA DE LA MITOSI: PUNT DE CONTROL M En la metafase es dona el últim punt de control. La proteïna APC es fonamental, ja que en activar-se el complexe la cèl·lula pot entrar en l’anafase. APC (ubiquitina ligasa) F 0E 0 Afegeix ubiquitines a dos proteïnes diferents: • Proteïna SECURINA F 0E 0 Degradació • Proteïna CICLINA B La SECURINA es degrada i en aquest moment la separassa s’activa i hidrolitza les quesines, que son les que uneixen les 2 cromàtides germanes dels cromosomes fent que les tensions dels microtúbuls puguin separa les cromàtides començant l’anafase. La ciclina B es degrada fent que la MPF s’inactivi, això fa que unes fosfatasses degradin els fosfats de la MPF fent que es torni a forma inicial de la cèl·lula. Qualsevol cèl·lula que hagi passat els dos punts de control anteriors superarà el 3r, però hi ha excepcions: • Fus mitòtic amb alteracions i no hi ha algun dels cromosomes unit als pols del fus. F 0E 0 no activació APC Això es podrà solucionar o sinó hi haurà apoptosi de la cèl·lula. • Error en l’anafase F 0E 0 APC s’inactiva i impedeix l’inactivació de la MPF i per tant no podrà acabar el procés de mitosi.