Ciclo Celular y Regulación de la División de las Células, Monografías, Ensayos de Biología Humana

¡Descarga Ciclo Celular y Regulación de la División de las Células y más Monografías, Ensayos en PDF de Biología Humana solo en Docsity! CICLO CELULAR Y MITOSIS (CELL CYCLE AND MITOSIS) CICLO CELULAR El ciclo celular: es la secuencia cíclica de procesos en la vida de una célula eucariota, que por lo general conserva la capacidad de dividirse. El ciclo de la división de la mayoría de las células consiste en cuatro procesos coordinados: crecimiento celular, replicación del ADN, distribución de los cromosomas duplicados a las células hijas y división celular. La proliferación celular tiene lugar de un modo controlado de acuerdo a las necesidades generales del organismo. La célula puede encontrarse en dos estados: en la interfase o estado de no división; o en el estado de división o mitosis (fase M). La interfase es la etapa más larga del ciclo celular, ocupando casi 95% del ciclo (~ 23 horas). Durante esta etapa, la célula es muy activa desde el punto de vista metabólico, crece mediante la síntesis de nuevas macromoléculas y organelos y duplica su ADN. Se divide en tres: G1, S y G2. La fase M comprende la división celular, en la cual una célula eucariota somática progenitora se divide en dos células hijas idénticas. La fase de mitosis se divide, a su vez, en función de los diferentes estadios de los cromosomas, en profase, metafase, anafase, telofase y finalmente se produce la citocinesis. a. Fase o intervalo G1 (del inglés gap = intervalo). La fase G1 es llamada fase de crecimiento, y en ella se forman millones de proteínas, enzimas, biolípidos y nucleótidos requeridos para la biosíntesis del citoplasma, membranas celulares, organelos, ADN y ARN. En este periodo se produce la acumulación del ATP necesario y el incremento de tamaño celular. El aumento de tamaño responde al desarrollo de los distintos organelos y requiere un metabolismo anabólico activo, caracterizado por la síntesis de lípidos de membrana, proteínas, ARNm, etc. Las mitocondrias se originan por división de otras estructuras preexistentes. El nucléolo es visible y su presencia se relaciona con la síntesis y maduración de las subunidades ribosomales. Las células que no se dividen nuevamente (como las neuronas o las del músculo esquelético) pasan toda su vida en este periodo, que en estos casos se denomina G0. Esta etapa es la más variable en duración. Tiene una duración entre 6 y 12 horas b. Fase S (del inglés synthesis = síntesis). Es la segunda fase del ciclo celular, en esta se produce la síntesis o replicación del ADN, permitiendo la formación de las cromátides hermanas. Con la replicación del ADN, el núcleo contiene el doble ADN que al principio. En esta etapa se sintetizan también las histonas, encargadas del empaquetamiento del ADN. Tiene una duración promedio de 8 a 10 horas. Durante la fase S a medida que los cromosomas se duplican para formar cromátides hermanas, se unen entre sí mediante vínculos proteicos. Los complejos proteicos que establecen cohesión entre las cromátides hermanas se llaman cohesinas. Las cohesinas se asocian con los cromosomas durante G1. Durante la replicación del ADN, son cargadas sobre los cromosomas, de tal modo que puedan mantener a las cromátides hermanas juntas. Probablemente esto ocurre a medida que las horquillas de replicación duplican el ADN. Las kinasas dependientes de ciclina (CDKs) de la fase S desempeñan un papel esencial para regular la replicación del ADN. También son responsables de asegurar que cada origen se inicie solo una vez durante la fase S. c. Fase G2 En esta etapa la célula culmina su crecimiento y sintetiza los factores necesarios para iniciar la mitosis. Dado que el proceso de síntesis consume una gran cantidad de energía, la célula entra nuevamente en un proceso de crecimiento y adquisición de ATP que proporcionará energía durante el proceso de mitosis. Tiene una duración de aproximadamente 4 horas. d. Fase M. En la fase M se realiza la rotura y división nuclear a partir de sus distintas subfases: profase, metafase, anafase, telofase, y termina en la citocinesis. En la fase M se divide el núcleo que a veces se denomina cariocinesis (gr. karyo = núcleo; kinesis = acción), divide el citoplasma o citocinesis (kyto = célula; kinesis = acción), organelos y membrana celular en 2 células que contienen cantidades iguales. Los principales eventos de esta fase son la rotura de la envoltura nuclear, el ensamble del huso mitótico, la separación de los cromosomas y citocinesis. la separación de los cromosomas es modulada por el complejo APC/Plk1 que hidroliza las moléculas de cohesinas. En la citocinesis un complejo formado por RhoA reestructura los filamentos del citoesqueleto para formar un anillo contráctil de actinomiosina. La mitosis cumple la función de distribuir los cromosomas duplicados de tal modo que cada nueva célula obtenga una dotación completa, y similar de cromosomas a la célula progenitora y a su célula hermana. La duración de estas fases del ciclo celular varía considerablemente según los distintos tipos de células. Para una célula de proliferación rápida humana típica, con una duración total del ciclo de 24 horas, la fase G1 dura unas 11 horas, la fase S unas 8 horas, la fase G2 cerca de 4 horas y la fase M 1 hora, aproximadamente. Sin embargo, otros tipos celulares pueden dividirse más rápidamente en células embrionarias tempranas tras la fecundación del óvulo y tienen lugar ciclos celulares más cortos. En este caso no se produce crecimiento celular. En estos ciclos celulares en el embrión temprano no hay fase G1 ni G2 y el ADN se replica rápidamente, por lo que consisten en fase S muy corta alternando con fase M. CLASIFICACIÓN DE LAS CÉLULAS SEGÚN SU CAPACIDAD PROLIFERATIVA La capacidad proliferativa de las células y su potencial de regeneración son dos propiedades relacionadas entre sí que se han empleado para distinguir tres grupos de tejidos adultos: lábiles, estables y permanentes. a. Células lábiles (células en división continua) Estas células entran continuamente al ciclo celular y permanecen proliferando a lo largo de toda la vida, sustituyendo a las células que mueren y manteniendo la homeostasis tisular. Los tejidos que tienen células lábiles son los epitelios de superficie como el de la piel, tracto digestivo, respiratorio, genito- urinario, conductos excretores de todas las glándulas, y el tejido hematopoyético. La proliferación c. Ciclinas y kinasas de S. Las ciclinas actúan durante la fase S y son necesarias para iniciar la replicación del DNA. Su representante es la ciclina A. Esta ciclina se asocia con dos kinasas: Cdk2 y Cdk1. El complejo ciclina A/ Cdk2 se requiere para la progresión de G1/S y, actúa fundamentalmente fosforilando y activando helicasas, las cuales a su vez actúan abriendo la doble hélice de ADN. El complejo ciclina A/Cdk1 se requiere para la transición G2/M. d. Ciclinas y Kinasas de M. La ciclina de esta fase promueve la mitosis. Su representante es la ciclina B. En mamíferos existen tres isoformas de ciclina B: la ciclina B1 y B2 son citoplásmicas mientras que la ciclina B3 es nuclear. La ciclina B1 es necesaria en la mitosis. La ciclina B3 se encuentra restringida a células germinales durante el desarrollo y a testículos en adultos. Forma complejos con la kinasa Cdk1. ACTIVACIÓN E INACTIVACIÓN DE CICLINAS Y KINASAS Las actividades de kinasas están reguladas por diversos mecanismos, que comprenden: a. Estado de fosforilación de la kinasas dependientes de ciclina. Cuando una ciclina está presente en la célula, se une con la subunidad catalítica de Cdk, lo que ocasiona un cambio importante en la conformación del centro activo de la Cdk que conducen a una elevación de su actividad catalítica. Una manera de controlar la actividad de los complejos ciclina/Cdk es la fosforilación. La Cdk1 es fosforilada en dos posiciones reguladoras críticas. Una de estas fosforilaciones ocurre en la treonina- 161 (thr 161) y es necesaria para la actividad de la Cdk1. Esta fosforilación es llevada a cabo por el complejo quinasa activadora de Cdk, CAK (Cdk activating kinase). La segunda es una fosforilación de la tirosina-15 (también en treonina 14) por la proteína kinasa Wee1, que inhibe la actividad de Cdk1 y da lugar a la acumulación de complejos de ciclina/Cdk1 inactivos durante la fase G2. La activación del complejo ciclina B/Cdk1 resulta de la desfosforilación de la treonina-14 y tirosina-15 por la acción de una fosfatasa denominada Cdc25. b. Proteólisis controlada. Las concentraciones de ciclina oscilan durante cada ciclo celular, lo que produce cambios en la actividad de las Cdk. Las células regulan la concentración de ciclinas y otras proteínas clave del ciclo celular mediante el ajuste tanto de la síntesis como de la velocidad de destrucción de la molécula en diferentes puntos del ciclo celular. La degradación se logra por el proteosoma. c. Inhibidores de kinasas dependientes de ciclinas. Diversos inhibidores pueden bloquear la actividad de kinasa dependiente de ciclina. Dos familias de proteínas inhibidoras, llamadas inhibidoras de kinasas, CKI (cyclin-dependent kinase inhibitors). Actualmente las CKI se clasifican en dos grupos: la familia de p16 INK (p15, p16, p18, p19) y la familia Cip/Kip (p21, p27 y p57). FACTOR PROMOTOR DE MITOSIS – Factor Promotor de Maduración (Maturation Promotion Factor, MPF) El complejo Factor Promotor de la Mitosis (complejo ciclina B/Cdk1) fosforila varios sustratos mitóticos que actúan en la separación de los centrosomas, la fosforilación y activación de enzimas reguladoras de la condensación de la cromatina, fosforilación de histona H1, reorganización del citoesqueleto de microtú- bulos y de actina y fosforilación de los residuos de serina en las tres láminas nucleares, lo que causa la rotura de los filamentos de lámina en dímeros individuales de lámina, desencadenando directamente la despolimerización de la lámina nuclear; y la fosforilación de diversas proteínas del Golgi que son necesarias para el acoplamiento de las vesículas cubiertas COP1 a la membrana del Golgi; su fosforilación inhibe el acoplamiento y la fusión de las vesículas, lo que provoca la fragmentación de dicho aparato. PROTONCOGENES. ACCIONES Los proto-oncogenes, son genes celulares normales que realizan contribuciones esenciales a la regulación del crecimiento celular y la supervivencia. Un oncogén, puede desencadenar el desarrollo del cáncer, resultan por mutación de protooncogenes normales. En todos los casos los cambios sufridos por los proto- oncogenes son dominantes y normalmente afectan a uno de los dos alelos de un gen La activación de los oncogenes implica un incremento en la función de proto-oncogenes. La ganancia de función puede ser a nivel cuantitativo (incremento en la generación del producto inalterado) o a nivel cualitativo (generación de un producto modificado a consecuencia de una mutación o producción de un producto distinto). Pueden ser activados por los siguientes mecanismos moleculares: a. Mutaciones puntuales. La mutación puntual, es la sustitución de un único nucleótido en el ADN que causa la sustitución de un único aminoácido en la proteína codificada por el proto-oncogén normal. Los oncogenes de este tipo que se encuentran con mayor frecuencia son los oncogenes RAS que codifican formas anormales de la proteína Ras. Las mutaciones puntuales crean formas anormales, hiperactivas de la proteína Ras, que provocan que la ruta de Ras esté continuamente activada, conduciendo a una proliferación celular excesiva. b. Amplificación génica. La amplificación de los genes produce aumento del número de copias de un proto-oncogen. Cuando el número de copias génicas aumenta, provoca que la proteína codificada por el proto-oncogén se produzca en cantidades excesivas, aunque la proteína en sí misma es normal. El resultado es un gran aumento en el nivel de concentración de la proteína, que, a cambio, desencadena una proliferación celular excesiva. c. Traslocación cromosómica. Durante la traslocación cromosómica, una porción de un cromosoma se retira físicamente y se liga a otro cromosoma. Las translocaciones cromosómicas pueden crear genes quiméricos que no existen en condiciones fisiológicas. El cromosoma Filadelfia es la translocación más conocida y consiste en un pequeño cromosoma acrocéntrico presente en el 90% de los pacientes con leucemia mieloide crónica. Es el resultado de la translocación entre los cromosomas 9 y 22. El gen BCR/ABL produce una proteína con actividad tirosina kinasa relacionada con la proteína Abl pero con propiedades transformantes. Los puntos de control son cascadas de señalización que aseguran la estabilidad, la correcta replicación y la distribución adecuada del material genético en las células, además de garantizar el mantenimiento de la homeostasis interna de éstas, fundamentalmente por medio de la regulación de su progresión por el ciclo celular. La célula evalúa su estado y/o las condiciones del medio y detecta posibles aberraciones. Entonces es capaz de detenerse, poner los medios pertinentes para solucionar dichos problemas y proseguir o, por el contrario, activar las cascadas intracelulares de muerte celular programada. La integridad de los diferentes puntos de control se considera clave en el mantenimiento de la estabilidad genética. En las células que contienen ADN con daño genético no reparado o sin replicar, el ciclo celular se detiene. Estas células no se dividirán por mitosis, sino que son inducidas a morir por apoptosis. El número de veces que una célula se ha dividido anteriormente también influye en la división celular. Cuanto mayor edad tiene el organismo de donde se toman las células, menor será el número de veces que las células se dividan en cultivo. A este fenómeno se le denomina envejecimiento celular. Esta restricción en el número de divisiones se correlaciona con el acortamiento progresivo de los telómeross. Existen tres puntos de control principales: el punto G1, el punto G2 y el punto M. a. Punto de control de G1 Este punto de control se encarga de: revisar las condiciones del medio buscando factores externos que induzcan el progreso del ciclo celular; revisar que la célula haya crecido lo suficiente; y que el material genético esté intacto. Las células que rebasan el punto G1 quedan «comprometidas» a completar el ciclo. De esto deriva que el punto G1 (punto de restricción o punto R), sea considerado el inicio del ciclo celular. En cambio, si las células no sobrepasan este punto de control, se detendrán en la fase G1 de forma transitoria o permanente (G0). Cuando se estimula una célula para entrar en proliferación por factores externos, tales como hormonas, factores de crecimiento, etc., se inicia una serie de eventos moleculares que la llevarán a pasar el punto R. El punto R se alcanzará siempre que los niveles de ciclina D estén elevados. Las moléculas que participan en el punto de control G1 son: los complejos ciclina D/Cdk4,6, los inhibidores de kinasas p16 y p21 y las proteínas pRb y p53. El complejo ciclina E/Cdk2, se encarga de inactivar a la proteína Rb y de favorecer el trabajo de E2F para que se formen moléculas para la síntesis de ADN. b. Punto de control de la fase G2 El punto de control G2 se encuentra en la transición entre la fase G2 y la fase M. En este punto se evalúan: el tamaño celular, las condiciones del medio extracelular y si el ADN ha sido replicado correctamente, si detecta algún error, el ciclo celular se detiene, y si no detecta errores, la célula progresará hacia mitosis. Las células evitan que se llegue a la mitosis con daño cromosómico, de manera que mientras se efectúa la reparación del ADN, el punto de control G2 bloque la actividad del factor promotor de la mitosis, FPM. La actividad del FPM puede ser inhibida, mediante dos actividades principales: - Inhibición de la fosfatasa Cdc25, que es la que activa al complejo FPM en el límite de las G2/M por lo que al ser inhibida no se entra a mitosis. - Las kinasas Chk1/Chk2 pueden activar a Wee1, que es un regulador negativo del complejo FPM. c. Punto de control de Metafase o punto de control del huso (spindle checkpoint). El punto de control M se activa en cada ciclo celular inmediatamente después de la entrada a mitosis y funciona retrasando la entrada a anafase hasta que todos los cromosomas están correctamente alineados en la placa metafásica, biorientados y con tensión adecuada. Antes de la anafase, una proteína conocida como segurina se une a la separasa y la inhibe, una vez que todos los cinetocoros se han unido a los microtúbulos del huso del modo biorientado correcto, el complejo promotor de la anafase/ciclosoma (APC/C, CPA/C, anaphase promoting complex/cyclosome) ubiquitina ligasa, dirigida por un factor específico Cdc20, ubiquitina la segurina. Este proceso se inicia cuando el cofactor proteico Cdc20 se une y activa al APC/CCdc20. El APC/CCdc20 es activado en la profase por la fosforilación, por acción de la Cdk mitótica. Sin embargo, este APC/CCdc20 fosforilado no es activo hasta que todos los cromosomas estén biorientados sobre el huso mitótico. El APC/CCdc20 es inhibido por una vía de puntos de control que asegura que la mitosis no procederá hasta que todos los cromosomas hayan logrado una unión adecuada al aparato mitótico. La Cdc20 está inhibida hasta que cada cinetocoro se haya unido a los microtúbulos y exista tensión aplicada a los cinetocoros de todas las cromátides hermanas, traccionándolos hacia los polos opuestos del huso. Cuando el APC/CCdc20 se activa, transfiere tres ubiquitinas a la ciclina B1 y a la proteína segurina, marcándolas de ese modo para su degradación vía proteosoma. La segurina es importante porque se encarga de mantener secuestrada a la proteasa separasa; cuando ésta es liberada, gracias a la degradación de la segurina, tiene lugar a la degradación de la cohesina, que mantiene unidas a las cromátides hermanas. La degradación de la cohesina permite la segregación cromosómica, mientras que la degradación de la ciclina B1 tiene como resultado la inactivación de Cdk1; por esto se consigue salir de la mitosis. Una proteína conocida como proteína deficiente en la detención mitótica, Mad2 (mitotic arrest-deficient 2) es central para la reacción de esta señal inhibidora. La Mad2 es reclutada a los cinetocoros que no están unidos a los microtúbulos. MITOSIS. ETAPAS La mitosis es el proceso nuclear por el cual los cromosomas replicados se segregan en dos núcleos hijos, generalmente va acompañada de la citocinesis, que es la división del citoplasma y separación física de las dos células hijas. Durante la mitosis, la célula se ocupa en una actividad principal, que es la segregación cromosómica y prácticamente detiene el metabolismo, la transcripción y la traducción. La mitosis se caracteriza por dos eventos importantes que pueden visualizarse bajo el microscopio de luz: la condensación y la segregación cromosómica. El movimiento cromosómico está mediado por una estructura compuesta primordialmente por microtúbulos: el huso mitótico. Los eventos se realizan en cinco etapas nucleares: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase y finalmente la citocinesis. PROFASE (gr. pro = antes de; phasis = fase ) La profase dura aproximadamente un 40% del tiempo total de la mitosis (~ 24 minutos). Cambios nucleares: En la profase, se produce la condensación de los cromosomas, los cuales están constituidos por dos cromátides hermanas emparejadas en toda su longitud. En su tendencia progresiva a la condensación de la cromatina, los cromosomas mitóticos cada vez son más cortos, gruesos y compactos. El empaquetamiento es indispensable para que los cromosomas no sufran alteraciones generadas por el estrés mecánico al que son sometidos debido a los movimientos del huso mitótico durante la segregación cromosómica. El proceso de condensación de la cromatina se inicia después de la activación del complejo ciclina B/Cdk1, el cual se transloca al núcleo, en donde fosforila a la CAP-D3 que forma parte del complejo condensina II, iniciándose la compactación de la cromatina en los cromosomas. En dicha compactación, además de la condensina II interviene la topoisomerasa, que facilita que el ADN pueda hacer giros y se formen lazos superenrollados en la fibra de cromatina. El inicio de la compactación de la cromatina coincide con la fosforilación de condensinas, que tienen una serie de subunidades proteicas SMC (structural maintenance of chromosomes): SMC2 y SMC4. Las SMC forman complejos diméricos sobre los cuales otras subunidades de proteínas moduladoras, dando lugar a los complejos proteicos denominados cohesinas, quienes se encargarán de mantener las cromátides hermanas asociadas durante la mitosis para asegurar su correcta segregación. Algunas cohesinas se eliminan durante la profase, mediado por la fosforilación de las cohesinas, por la kinasa polo y la aurora kinasa B. En la mayoría de los organismos, las cohesinas solo se mantienen alrededor de los centrómeros. Cuando la cromatina tiene la mayor condensación del ciclo celular, la transcripción se inhibe. La fosforilación de proteínas nucleolares desensambla el nucleólo. Cambios citoplasmáticos: El citoesqueleto sufre cambios importantes, los microtúbulos de interfase se desensamblan debido a la modificación de proteínas asociadas a microtúbulos (MAPs), y se reorganizan para contribuir a la formación del huso mitótico. Ocurre nucleación de microtúbulos alrededor de los centrosomas para formar el áster. Cada áster migra a posiciones opuestas dentro de la célula, estableciendo así los polos celulares a partir de donde se formará un huso mitótico. Los microtúbulos que se denominarán interpolares, continúan creciendo por su extremo (+) hasta que se encuentran y se superponen con los extremos (+) de los microtúbulos del polo contrario. Otros elementos citoesqueléticos que se desensamblan en la profase son los filamentos intermedios y filamentos de actina. Como resultado de la reorganización del citoesqueleto, las células se hacen redondas. ANAFASE El proceso clave de esta etapa es la segregación o disyunción de las cromátides hermanas (o cromosomas hijos). La anafase se divide en anafase A y anafase B. Anafase A, se caracteriza por la segregación de los cromosomas. Cuando se ha cumplido con el punto de control del ensamblaje en el huso, la activación del complejo promotor de la anafase/ciclosoma (APC/C anaphase promoting complex/cyclosome), complejo formado por por varias proteínas centrales y una subunidad adaptadora. Se han descrito dos proteínas adaptadoras: la Cdc20 y la CDh1. La Cdc20 se activa durante la transición metafase-anafase formándose APC/CCdc20 es sustituída por CDh1 al final de la anafase formándose APC/CCdh1. El complejo APC/CCdc20 se activa en la transición metafase-anafase y es responsable de marcar con ubiquitina a la segurina, un inhibidor de la separasa. Una vez marcada con ubiquitina, la segurina es degradada por el proteosoma, lo cual lleva a una activación de la separasa, proteasa que degrada entre otros, los anillos de cohesina que mantienen asociadas a nivel centromérico las cromátides hermanas durante la metafase. Las cromátides hermanas apareadas se separan una de la otra y se dirigen a sus respectivos polos. Al finalizar la telofase y entrar de nuevo a G1, la célula se prepara para entrar en un nuevo ciclo celular y se produce una activación de APC/C por Cdh1 formándose el complejo APC/CCdh1, que promueve la degradación de Cdc20, y en consecuencia se sustituirá el complejo APC/CCdc20 por APC/CCdh1, complejo que mediará en la degradación de diversas proteínas durante G1. La proteína kinesina-13 que despolimerizan microtúbulos, contribuye al movimiento de los cromosomas en la anafase A. Una de las proteínas kinesina-13 se localiza en el cinetocoro e incrementa el desensamblaje, y la otra se localiza en el polo del huso, aumentado la despolimerización en ella. En consecuencia, se acortan los microtúbulos del cinetocoro tanto en sus extremos (+) como (-), traccionando los cromosomas hacia los polos. Este proceso requiere hidrólisis del ATP. En todos los organismos analizados hasta la fecha, la pérdida de cohesinas desencadena el movimiento de los cromosomas en la anafase. Una proteasa conocida como separasa corta una subunidad de la cohesina llamada Scc1, que une a las cromátides hermanas. Una vez que este vínculo se ha roto, se inicia la anafase que mueven las cromátides hermanas escindidos hacia los polos del huso. Anafase B, se caracteriza por el aumento de la distancia entre los centrosomas y la elongación de las fibras del huso mitótico (hasta el doble de su longitud en la metafase). De esta manera, la célula adquiere una conformación elíptica. El compromiso de las proteínas bipolares Kinesina-5 es un contribuyente principal para este movimiento. Estos motores se asocian con los microtúbulos polares que se superponen y dado que son motores dirigidos al extremo (+), empujan a los polos, separándolos. Al tiempo que esto ocurre, los microtúbulos polares deben crecer para acomodarse a la distancia creciente entre los polos del huso. Otro motor (la dineína dirigida al extremo (-), localizada y anclada en la corteza celular) ejerce su acción sobre los microtúbulos del áster y de este modo contribuye a la separación de los polos del huso. Al final de este período se observan más microtúbulos en el ecuador. Esto es debido al alargamiento de los microtúbulos polares por adición de nuevas tubulinas en sus extremos (+), con el consiguiente entrecruzamiento de los microtúbulos provenientes de un polo con los que vienen del polo opuesto. La naturaleza de Anafase A es la despolimerización de fibras cinetocóricas. La despolimerización en extremo más acoplada a cinetocoro parece ser el principal contribuyente para el movimiento a los polos (70%), mientras que despolimerización del extremo menos asociada al polo del huso contribuye cerca del 30%. La Anafase B, a su vez depende de activa generación de fuerza por puentes en microtúbulos interpolares que están fuertemente entrelazados a fibras cinetocóricas. La observación de deslizamiento de microtúbulos en la región de superposición paralela a través de la anafase sugiere el crecimiento de los microtúbulos polares en el extremo más. TELOFASE. REAPARECE ENVOLTURA NUCLEAR Al final de la anafase cuando las masas de cromatina individuales correspondientes a cada cromosoma, cuando llegan al polo, se agrupan entre ellas por la acción de la proteína motora cromokinesina Kid (kinesina 10). Posteriormente durante la telofase se organizará una nueva envoltura nuclear alrededor de la cromatina. En relación a la envoltura nuclear, el punto de partida de su reconstitución se inicia en la anafase con el reclutamiento del complejo de la nucleoporina Nup 107-160 alrededor de la cromatina y formando los preporos. Al final de la anafase una red de túbulos que emergen del retículo endoplásmico empiezan a contactar con la superficie de la masa polar de cromatina, y será durante la telofase cuando las membranas del retículo se extenderán, por acción de los reticulones, sobre la cromatina, formando una cisterna plana que la envolverá por completo y constituirá la doble membrana de la envoltura nuclear. La incorporación de nucleoporinas y reorganización de los poros nucleares es posterior a la formación de la envoltura nuclear. Cuando se restablecen los poros y con ello el intercambio nucleocitoplasmático, se da el paso a la incorporación de las láminas al núcleo y a la formación de la lámina nuclear. Básicamente, las células son impulsadas hacia fuera de la mitosis mediante una reversión de los eventos que la impulsaron hacia ella. Los eventos asociados con la salida de la mitosis son llevadas a cabo por la defosforilación de los sustratos de las Cdk, lo que puede considerarse como la inversa del ingreso en la mitosis. La defosforilación de los sustratos Cdk mitóticos es provocada por la inactivación de las Cdk mitóticas, En la mayor parte de los organismos, la inactivación de las Cdk mitóticas desencadenada por la degradación mediada por APC/CCdc20 de las ciclinas mitóticas. La reversión de la fosforilación de las Cdk mitóticas cambia las actividades de muchas proteínas nuevamente a su estado de interfase. La defosforilación de las condensinas, la histona H1 y otras proteínas asociadas a la cromatina conduce a la descondensación de los cromosomas. Al mismo tiempo, el huso se desmonta, y se forma una nueva estructura basadas en microtúbulos llamada cuerpo intermedio en el área entre los dos grupos separados de cromosomas. En la telofase tardía reaparecen los nucléolos a partir de los organizadores nucleolares. El citoesqueleto se reorganiza y reaparece la forma propia de la célula. CITOCINESIS La citocinesis (cyto = célula, cinesis = división), o división del citoplasma, es la última fase de la división celular; en ella el citoplasma se divide para dar lugar a dos células hijas con un núcleo cada una. Durante la salida de mitosis todas aquellas proteínas que hayan sido fosforiladas deban ser desfosforiladas. Además de la inactivación de la actividad Cdk que supondría la desfosforilación de sus sustratos y la salida de mitosis, hay varias fosfatasas que han sido implicadas en la regulación de la salida de mitosis, entre ellas las fosfatasas de las familias PP1 y PP2A. Siendo la PP2A la fosfatasa esencial en la salida de mitosis de mamíferos. PP1, actúa regulando la descondensación de la cromatina a la salida de mitosis, desfosforila las láminas de tipo B, permitiendo así su polimerización y el reensamblaje de la envuelta nuclear. La fosfatasa PP2A desfosforila sustratos de CDK1, regulando procesos como el desensamblaje del huso mitótico y la descondensación de los cromosomas. El inicio de la citocinesis se aprecia, a nivel morfológico, al final de la anafase, cuando se forma un surco en la región medial debido a la interacción del citoesqueleto del córtex de la célula y el huso mitótico. El córtex celular es un afina capa de microfilamentos que contienen miosina y proteínas asociadas a la actina. En la región ecuatorial donde se forma el surco de división, el córtex superficial además de microfilamentos, contiene filamentos bipolares de miosina II que forman una estructura anular contráctil llamada anillo contráctil, el cual genera una fuerza que constriñe la célula por el plano en el que se producirá la segmentación de la célula en dos. Hay dos aspectos del anillo contráctil que resultan esenciales para su función. El primero, es que debe estar adecuadamente ubicado en la célula. El segundo aspecto importante es el momento de su contracción (si esta se produjera antes de que todos los cromosomas han llegado a sus respectivos polos habría consecuencias genéticas). El ensamblaje de la maquinaria contráctil de actina y miosina en el plano del futuro surco de división es dirigido por una proteína G llamada RhoA. En este estado unido a GTP, la RhoA induce una cascada de sucesos que lleva tanto al ensamblaje de filamentos de actina como al inicio de la actividad motora de la miosina II. Si se elimina o desactiva RhoA en las células, no se forma un surco de división. El anillo se contrae de modo similar a la contracción muscular. En tanto el deslizamiento de los filamentos de actina en una célula muscular causa el acortamiento de la fibra muscular, el deslizamiento de los filamentos del anillo contráctil tira de la corteza y la membrana plasmática unida hacia el centro de la célula. La contracción del anillo hace que el surco avance hasta que las dos mitades de una célula que se están dividiendo estén conectadas por solo un delgado puente que contiene el cuerpo intermedio (fascículo de microtúbulos que es colocado entre los dos grupos de cromosomas separados).