Biologia Celular 3a parte Ciclo celular, Apuntes de Biología Celular

¡Descarga Biologia Celular 3a parte Ciclo celular y más Apuntes en PDF de Biología Celular solo en Docsity! EL CICLO CELULAR Sucesión de eventos que conducen a que una célula se divida en dos células hijas, es un conjunto de eventos y consta de una serie de etapas: I. Interfase: es una etapa muy larga. Se divide en: I.a. G1 I.b. S I.c. G2 II. Mitosis: una fase más breve, en la que la célula se divide. Se divide en: I.d. Profase I.e. Prometafase I.f. Metafase I.g. Anafase I.h. Telofase Estos eventos deben ocurrir de manera ordenada y una sola vez (como la replicación), y estos procesos deben realizarse de manera correcta. Existe en la célula dos tipos de mecanismos, una serie de componentes celulares que son los que van a desencadenar los eventos que suceden en el orden adecuado. I. Mecanismo de regulación: que regulan que ocurra en el orden correcto. Son proteínas que actúa durante el ciclo celular promoviendo los diferentes eventos que van a tener lugar: son un conjunto de proteínas que regulan la fosforilación: kinasas (CDKs), son proteínas dependientes de otras que regulan su función, estas son las ciclinas. II. Mecanismos de control o check points: controlan que los fenómenos ocurran de manera adecuada. La célula pasa la mayor parte de su vida en la interfase. La sucesión del ciclo celular es una cadena, en la que cada evento da lugar al siguiente, son sucesos encadenados. ETAPAS DEL CICLO CELULAR 1. Primera etapa (G1): la célula acaba de salir de la mitosis, las células hijas que surgen de la mitosis comienzan esta fase. Cada una de estas células está reducidas a la mitad por la mitosis, y por tanto se van a duplicar. Una célula que crece alcanza su tamaño óptimo entra en una etapa de G0, una etapa de funcionamiento fisiológico normal y puede sufrir un proceso de diferenciación que es posterior a la fase G0. Una célula del músculo por ejemplo no se puede dividir porque está en fase G0, o las neuronas. Cuando se produce la especiación morfológica y funcional, estas no vuelven a entrar en el ciclo celular. Pero hay células que no están totalmente diferenciadas y se encuentran en G0 (las células madre), viven en un estado de latencia, de reposo y permanecen en ese estado hasta que les llega una mensaje volviendo a reincorporarse al ciclo celular, esto debe ser un estímulo externo, un mensajero químico denominado: factor de crecimiento (hormonas, mensajeros químicos…etc) 2. Segunda fase (S): Antes de que la célula entre en la fase S tiene que pasar dos barreras: 2.a.Un punto de restricción: Etapa de la célula que le impide seguir avanzando debido a que le faltan los componentes que desencadenan el ciclo celular, los elementos reguladores (CDK-ciclina) porque la síntesis de estos componentes está inhibida o porque si se expresa existe una maquinaria que lo destruye. El retinoblastoma es una proteína que inhibe la síntesis de las ciclinas es una proteína que se une al DNA y que inhibe la síntesis de proteínas que forman las ciclinas y CDKs. El estímulo externo llega a la superficie celular, y a través de una serie de cascadas de transducción que concluyen en la inhibición del retinoblastoma. La clave está en fosforilar el retinoblastoma, la que inhibe al retinoblastoma es la CDK 4/6 – ciclina D (es el primer complejo de CDK ciclina), cuando el retinoblastoma se separa del DNA y se forma el segundo CDK-ciclina (CDK2-ciclina E). 2.b.Punto de control; son proteínas que regulan que el DNA esté en perfectas condiciones. El siguiente complejo va a promover la síntesis (CDK2-ciclina A). La célula tiene que pasar por un control para saber que el genoma está en condiciones óptimas, siempre está funcionando. Son principalmente dos proteínas: ATM y ATR, estas son enzimas, kinasas que siempre está funcionando. Para reparar la zona debe dar el aviso de que la célula no puede pasar al siguiente paso del ciclo celular. Actúa a través de unas proteínas denominadas P53, que es un factor de transcripción y entre las muchas proteínas, entre ellas P21, que es un inhibidor de los complejos CDK- ciclina (parando el ciclo). Tras estos puntos de control ocurre la fase S, en la que se produce la replicación del DNA, y para ello se necesita la activación de las enzimas como la DNA-polimerasa y todos los factores de replicación. El DNA está asociado a histonas y estas deben duplicarse. También se duplica el centrosoma, realizándose la síntesis de 2 centriolos nuevos, formando 2 centrosomas nuevos unidos que se separan en el proceso de división. La duplicación del DNA solo se puede duplicar una vez, mediante los complejos prereplicativos, que son una serie de estructuras asociadas al DNA, se asocian inmediatamente a la división de las células hijas. Cuando este DNA se abre, los MITOSIS La célula se va a dividir en dos células hijas. Se divide en 5 fases: Se han duplicado los centriolos, el DNA, las cohesinas y los centrómeros. PROFASE En el núcleo se condensa la cromatina y aparecen los cromosomas. Esto se produce por la fosforilación de algunas histonas concretamente de la histona H3, y en otro fenómeno es la fosforilación de las condensinas. Esto pone en marcha el fenómeno de condensación formando la estructura de la fibra de 30nm, que está replegada formando bucles. Esta fibra de 30 nm se va a compactar para formar el ancho de la cromatina con la fibra de 300 nm. Hay muchos modelos por los cuales se pliegan. Aurora-B y CDK1-ciclina-B que es el responsable de la fosforilación de las condensinas. Las láminas son proteínas que si son fosforiladas llevan a que el entramado se desorganice, desorganización de la envoltura nuclear. La célula pierde su morfología y se vuelve redondeada. Cuando los microtúbulos se vuelven más inestables también los hacen los orgánulos asociados a ellos, a una modificación de la forma. Desorganización parcial de otros componentes como los filamentos intermedios. PROMETAFASE La diferenciación entre ambas, es que en esta transición se produce la desaparición de la envoltura nuclear, y los cromosomas que ya han alcanzado su grado máximo de compactación aparecen dispersos sobre el citoplasma. Un cromosoma metafásico, tenemos una única hebra de DNA duplicada. La posición del centrómero define los brazos cromosómicos. Se instala una estructura proteica denominada cinetoro que es la encargada de interaccionar con los microtúbulos. Se forma el huso mitótico, que está formado por microtúbulos. Se producen interacciones muy diversas entre los microtúbulos y los cromosomas, estas interacciones pueden ser inestables (se hacen y deshacen) esto hace que vayan oscilando hacia ambos polos durante un periodo de tiempo hasta que cada uno de los cromosomas crea una interacción estable con los microtúbulos, estos se denominan movimientos de congresión. Cuando un cinetocoro y el cinetocoro hermano han interaccionado de manera estable con ambos polos, y en ese caso el cromosoma queda a mitad de camino de una célula. Es en este momento cuando entramos en la metafase. METAFASE Podemos identificar los microtúbulos cinetocóricos y los microtúbulos del áster, que sirven para mantener la localización celular del huso mitótico dentro de la célula que interacciona con la membrana plasmática. También hay otros microtúbulos que pasan por el lado opuesto del huso, son los microtúbulos polares que interaccionan entre sí, en la parte media de la célula y sirven para mantener la forma del propio huso y sirven para la anafase, es una función que desarrollan durante la anafase. Lo que mantiene a estos cromosomas es la tensión sobre cada uno de los cinetocoros. En los cinetocoros existe una serie de proteínas con función motora, por tanto cuando atrapa un microtúbulo, mueven el cromosoma hacia el extremo -, es por ello por lo que los cromosomas se dirigen a un polo y a otro. El cromosoma no se mueve porque se ejerce la misma fuerza. Las cromátidas no se separan porque están unidas por las cohesinas. Anafase Cuando desaparece la MAD-2 se activa el complejo APC. La pérdida de la cohesión entre las cromátidas hermanas se produce cuando el complejo APC, que en realidad es un complejo ubiquitin transferasa, ubiquitina la securina de un complejo: un complejo formado por separasa (que corta las cohesinas que junta las cromátidas) y la securina que impide que la separasa se active. Una vez degradada la securina, la separasa se come a las cohesinas. El movimiento de los microtúbulos viene guiado por la actividad motora de los cinetocoros. Estas proteínas del cinetocoro arrastran el cromosoma entero hacia el extremo -. Estas proteinas son las dineínas. También hay kinesinas en el cinetocoro pero su función es la despolamerización del microtúbulo. Esta es la kinesina 13. Este movimiento hacia los polos es lo que se llama anafase-A , pero además del movimiento hacia los polos, se produce un alargamiento de la célula completa. Esto lo hace porque además de los microtúbulos cinetocóricos en el huso también hay unos microtúbulos polares o interzonales. Estos microtúbulos se deslizan unos respecto de otros, empujando los polos de la célula y empujando el citoplasma. Esto se produce por las proteínas motoras, que al moverse hacia el extremo + son kinesinas. Esto se llama anafase-B, pero es simultáneo a la A. A la etapa en la que los cromosomas llegan a los polos se denomina telofase. Telofase Todos los procesos que ocurrieron en la etapa profase se invierten, es decir: • Se decondensa la cromatina • Se organiza la envoltura nuclear a partir de los restos del RE que rodea a los cromosomas. • Se reorganiza la lámina nuclear, producto de la desfosforilación de las láminas. Sobre la envoltura se forman los poros, y al final de la etapa el núcleo ya está formado. • El complejo CDK1-ciclinaB es destruido por el complejo APC, por lo que desaparece la acción kinasa CDK-1, y deja de tener ese efecto Se forma un anillo contráctil de actina + miosina. Formando un estrangulamiento que va reduciendo el anillo y produciendo la citocinesis. Esto en células animales. En las vegetales se forma a partir del fragmoplasto, que son vesículas provenientes del Golgi. Algunas veces no se lleva la citocinesis inmediatamente, y se forman células polinucleadas, primero binucleadas y luego tetranucleadas. Esta es un forma de crear un sincitio. MEIOSIS Es un tipo de división y a diferencia de la mitosis, durante esta se producen dos procesos de división con único periodo de replicación celular. La célula resultante tiene la mitad de cromosomas que la célula original. De una célula diploide resultan 4 células haploides, las 4 tienen diferentes combinaciones de DNA (variabilidad genética). En la meiosis ocurren dos divisiones celulares: •