Ciclo Celular. Biología Karp, Apuntes de Biología Celular y Molecular

¡Descarga Ciclo Celular. Biología Karp y más Apuntes en PDF de Biología Celular y Molecular solo en Docsity! GENERALIDADES El ciclo de la división de la mayoría de las células consiste en cuatro procesos coordinados: 1. Crecimiento celular 2. Replicación del ADN 3. Distribucion de los cromosomas duplicados de las células hijas 4. Division celular El objetivo del ciclo celular es producir dos células hijas, cada una de las cuales contiene cromosomas idénticos a los de la celula progenitora (en caso de células embrionarias, de tejidos, etc menos los gametos). Compone de 3 caelulares Quiescentes: condiciones normales no se dividen pero puede inducirse para sintetizar DNA incluye hepatocitos y linfocitos Aon alta actividad mitótica: células germinales Senescentes_ Celulas especializadas no se dividen, una ves diferenciadas permanencen en ese estado hasta que se mueren. Senescencia replicativa: perdida de telomeros, estado viable en que las cel alcxanzan el numero dinito de cuantas veces se dividen, importa en limitesde tumores, asi como diversas anomalías. El ciclo celular en las eucariotas se contiene en cuatro fases:  Fase M: mitosis y luego citocinesis (división celular). 1 hora  Fase G1(gap1): intervalo (gap) entre la mitosis y el comienzo de la replicación del ADN. Durante esta fase la célula es metabólicamente activa, creciendo más no se está replicando. Preparación para la síntesis del ADN, síntesis de ácido ribonucleico (ARN) y proteínas. Su duración varía dependiendo del tipo de célula. 11 horas  Fase S: Replicación del ADN. 8 horas.  Fase G2 (gap2): Crecimiento de la célula y se sintetizan proteínas para la preparación de la mitosis. 4 horas Aunque el ciclo sea un proceso continuo, elDNA se sintetiza SOLO durante una fase del cidlo y entonces los cromosomas replicados se distribuyen a los nucleos hijos por una serie de procesos que va antes de la división celular. Ciclo Celular C I C L O C E L U L A R Esta acompañado el ciclo de un sistema regulador conservado que permite coordinar los procesos sino también el de acoplar el ciclo celular con las señales extracelulares que controlan la proliferación celular. Este sistema son los puntos de control o mecanismos internos de control de calidad se representan por vías bioquímicas, controlan la transición entre las diferentes etapas del ciclo. Estos verifican y modulan la progresión de las células a lo largo del ciclo en respuesta a señales intracelulares o del entorno. El ciclo se detiene en varios momentos para verificar que se cumplen ciertas condiciones para poder seguir su desarrollo. La renovación de la población de las células cumplen un ciclo celular completo en un tiempo de veinticuatro horas. FASES DEL CICLO CELULAR Fundamentalmente se divide en dos fases:  Mitosis: es la separación de los cromosomas hijos y termina en la división celular (citocinesis), duran cerca de una hora.  Interfase: cerca del 95% del ciclo es ocupado por la interfase que ocurre entre dos mitosis. Aquí los cromosomas se descondensan y se distribuyem por el nucleo que hace que éste tenga un aspecto uniforme. Es cuando ocurre el crecimiento celular y la replicación del ADN de manera sucesiva, lo que hace que la celula se quede preparada para la división. La celula crece mientras sucede la interfase, esto hace que dupliquen su tamaño entre cada mitosis. Pero el DNA solo se sintetiza en una parte de toda la interfase, por lo que la duración de la síntesis de DNA divide al ciclo en cuatro fases diferentes: 1. Fase M/mitosis: a la que se le suele seguir por la citocinesis. (una hora) 2. Fase G1/Gap1: que va entre la mitosis y el inicio de la replicación del ADN, aquí la celula es metabólicamente activa y esta creciendo pero no se replica su DNA. (once horas) Sintesis de Arn y proteínas, organelos se duplican tanto membranosos como de saco. 3. Fase S/Sintesis: donde aquí se produce la replicación del ADN (ocho horas) formación de cromatides hermanas que serán evidentes en la profase y metafase, 4. Fase G2/Gap2: esta inicia tras terminar la repicacion del ADN, que aquí se sigue con el crecimiento de la celula y en donde se sintetizan proteínas en preparación para la mitosis. (cerca de cuatro horas)prepara la celula para la mitosis, reorganización de orgánulos citoplasmáticos, duración de una hora en división rápida, indefinida en células poliploides y células como el ovocito primario Un ejemplo es p53: La detención de G1 es por p53, que es fosforilada por ATM adempas de Chk2 , la fosforilacion estabiliza a p53 en respuesta del ADN dañado, que esta es una proteína de transcripción y su elevada expresión desencadena la inducción de genes que sería la p21 para detener el ciclo. En los canceres, el gen para p53 esta mutado lo que afecta a su expresión y por consiguiente comprometa a que el ADN dañado se replique y se transmita. RB: RESTRINGIR LA REPLICACION DEL DNA A UNA VEZ POR CICLO CELULAR Recordar que el ADN solo se replica una vez por cada ciclo celular, hasta para esto hay puntos de control para evitar que se siga replicando sin que pase por las otras fases de nuevo. AQUÍ ENTRAN LAS BELLAS PROTEINAS MCM  MCM: proteínas que se unen a los orígenes de replicación junto a las proteínas del origen de replicación (ORC), las MCM actúan como factores licenciadores que permiten que se inicie la replicación. La unión de MCM al ADN es regulada durante el cicle, solo se pueden unir a los orígenes de replicación (ORC) y se requieren para inciar la replicación. La MCM solo se pueden unir en G1 lo que hace que la replicación inicie en S. Cuando ya se da la iniciación las MCM se desplazan para la replicación no se pueda dar de nuevo hasta después de la mitosis. ¿La quinasas que regulan el ciclo impiden la unión de MCM pero por que? REGULADORES DE LA PROGRESION DEL CICLO CELULAR Todo por medio de las proteínas quinasas, son las responsables de inducir el paso de un estado de ciclocelular a otro. MPF: un dimero de Cdc2 y ciclina B  FACTOR PROMOTOR DE LA MADURACION (MPF): en los oocitos que se quedaron en el G2 solo pueden pasar a la fase Meiosis por medio de una estiulacion hormonal, pero también se encuentra involucrado en las células somaticas donde induce la entrada a la Mitosis, es decir es un regulador de paso de la G2 a la M. Ek MPF se forma de dos subunidades que son las Cdc2 y ciclina B, donde la primera que es una quinasa para ejercer su actividad catalítica requiere de la ciclina B, esto concuerda de que la actividad de MPF esta controlada por ocumulacion y degradación periódica de la ciclina B durante el transcurso del ciclo celular. Se sabe que la síntesis de ciclina B esta en la S, entonces esta se acumula y forma los complejos con la Cdk2 durante la S y G2. Cuando se forman entonces Cdc2 se fosforila en dos lugares críticos para regularse, una sucede en la treonina-161 y se requiere para la actividad quinasa de Cdc2. La otra fosforilacion es en tirosina-15 y de treonina-14, cuando esta va en tirosina-15, catalizada por una quinasa llamada Wee1, esto inhibe la actividad de Cdc2 y hace que se acumulen los complejos de MPF durante S y G2. Entonces para pasar a M se da por la activación del complejo de MPF por la desfosforilacion de la treonina-14 y de la tirosina-15 por una proteína fosfatasa llamada Cdc25. Una vez activada, la Cdc2 foforila muchas para iniciar la M y también provoca la degradación de la ciclina B (por ubiquitinación), esta destrucción inactiva a Cdc2, esto hace que la celula salga de la mitosis, pase la citocinesis y regrese a la bella interfase c: FAMILIA DE CICLINAS Y QUINASAS DEPENDIENTES DE CICLINAS  Cdk´s: son proteínas quinasas que son dependientes de ciclina, un ejemplo es la Cdc2, que también se le conoce como Cdk1 Paso de Fase a Fase Cdk´s Tipo de ciclinas De G1 a S Cdk2 y Cdk4 (a veces con Cdk6) Ciclinas D (cdk4 y cdk6) y cilinas E G1 a S, e inicio de síntesis de DNA Cdk2 Ciclina E A través de S Cdk2 Ciclina A De G2 a M Cdk1 tambien llamada Cdc2 Ciclina B La actividad de Cdk en el ciclo se regula por cuatro mecanismos,: 1. Asociación a las ciclinas, después se forman un complejo con estas ciclinas reguladas por su síntesis y degradación. 2. Activación de los complejos cdk/ciclina requiere fosforilacion de un residuo de treonina de la Cdk en la posición 160, la fosforilacion activa la Cdk esta catalizada por una enzima llamada CAK (de quinasa activadora de Cdk) que iguale esta formada de una Cdk (Cdk7) unida a ciclina H. Este complejo de CAk se asocia al factor de transcripción TfIIH, o sea que participa tanto en inicio de la transcripción como en la regulación del ciclo celualr. 3. La fosforilacion inhibidora de residuos de tirosina cerca del extremo amino terminal de Cdk, que esta catalizada por la Wee1 4. Inhibidores de Cdk o CKIs: unión de proteínas inhibidoras, la familia Cip/Kip regulan de G 1 a S (inhiben complejos de Cdk2. 4 y 6 con las ciclinas A, D y E), la familia Ink4 regula la progresión por punto de restriccion en G1.. El control de los inhibidores dan un mecanismo para regular la actividad de Cdk Los efectos combinados de estos cuatro mecanismos son responsables del control de la progresión del ciclo celular en respuesta tanto a los puntos de control como a la variedad de los estimulos extracelulares que regulan la proliferación celular.