Nucleo y ciclo celular, Apuntes de Biología Celular

¡Descarga Nucleo y ciclo celular y más Apuntes en PDF de Biología Celular solo en Docsity! NÚCLEO CELULAR (1) PRINCIPALES ELEMENTOS DEL NÚCLEO. El núcleo celular está rodeado por la envuelta nuclear, compuesta por una membrana externa y otra interna. La externa es continua con el RER y presenta ribosomas en su cara citoplásmica. La interna descansa sobre la lámina nuclear. La mayor parte del interior del núcleo, lo que se denomina nucleoplasma, por analogía con el citoplasma, está constituída por cromatina. La cromatina transcripcionalmente activa se denomina eucromatina y está menos condensada que la heterocromatina, en la que la transcripción es muy difícil. El máximo grado de condensación es el que se observa en los cromosomas. El resto del nucleoplasma está ocupado por el nucleolo y la matriz nuclear (“nucleoesqueleto”), red de proteínas que mantiene la forma del núcleo y compartimentaliza la cromatina LÁMINAS NUCLEARES. Son proteínas que pertenecen a la familia de los filamentos intermedios. En mamíferos hay tres tipos de láminas, A, B y C, que en su conjunto forman una red de nominada lámina nuclear. Las láminas interaccionan entre sí, con la cromatina, con proteínas de la membrana nuclear interna (lámina B) y con los complejos del poro . Cuando las láminas se fosforilan en sus extremos, la lámina se desorganiza (circunstancia que se produce durante la mitosis); los monómeros se disocian, si bien la lámina B queda anclada a la membrana de las vesículas que resultan de la fragmentación de la envuelta. RELACIONES ENTRE EL NÚCLEO Y EL CITOPLASMA. El citoesqueleto y la lámina nuclear se mantienen comunicados por cadenas de proteínas enlazadoras, capaces de transmitir señales mecánicas desde el exterior celular hasta la propia cromatina. Algunas de dichas señales pueden modificar la propia transcripción del DNA. IMPORTACIÓN Y EXPORTACIÓN DE PROTEÍNAS (información adicional) TIPOS DE TRANSPORTE NÚCLEO CELULAR (2): Transporte núcleo-citoplásmico INTERCAMBIO ENTRE EL CITOPLASMA Y EL NÚCLEO. El citosol envía al núcleo las proteínas constitutivas de este (histonas, láminas, matriz, etc.), y las enzimas y factores necesarios para la duplicación (replicación) y transcripción del DNA. Por su parte, el núcleo exporta RNAs, que salen unidos a proteínas COMPLEJO DEL PORO NUCLEAR (información adicional) La entrada y salida de proteínas depende de los siguientes elementos: 1. Secuencias de señalizacíon: La de entrada se llama secuencia de localización nuclear (NSL) y la de salida, secuencia de exportación nuclear (NES). 2. Proteínas que interaccionan con el cargo, que se denominan importinas y exportinas. 3. La proteína G- monomérica Ran: Regula la afinidad de las importinas y las exportinas con el cargo, permitiendo la liberación de este en el lugar apropiado (núcleo o citoplasma). Los GEFs predominan en el núcleo, por lo que es allí donde la la mayoría de Ran está en la forma Ran-GTP. Los GAPs son propios del citosol, por lo que en este predomina la forma Ran- GDP. CICLO CELULAR (2) Prometaphase Metaphase kinetochore microtubule tragments of nuclear envelope centrosome centrosome Anaphase Telophase kinetochore centrosome nuclear envelope reforming microtubule around chromosomes shortening contractile ring torming centrosome moving outward ETAPAS DE LA CARIOCINESIS (continuación) Cytokinesis o contractile ring creating cleavage furrow CITOCINESIS completed nuclear envelope surrounds decondensing chromosomes CICLO CELULAR (3) CICLO DEL CENTROSOMA EN UNA CÉLULA ANIMAL (información adicional). El centrosoma es único y contiene dos centriolos durante la fase G1 (a). Cada centriolo se duplica (el nuevo, en rojo) durante la fase S (b y c), y comienzan a reorientarse. Al final de la fase G2, empiezan a separarse (d) y al principio de la fase M, se organiza el huso acromático (e, f) UNIÓN DEL CROMOSOMA AL HUSO ACROMÁTICO. En el cinetocoro aparece un anillo proteico alrededor de cada microtúbulo (Dam1). El anillo está unido al centrosoma por una cadena de proteínas de enlace. Además, interacciona también con el extremo + del túbulo, que va “tirando” del anillo hacia el extremo -, a la vez que la quinesina (motor con actividad ATPasa) facilita la liberación de los monómeros de tubulina. De esta manera se facilita la separación de las cromátidas al final de la metafase. ESQUEMA GENERAL DE LA ACTIVACIÓN DE LAS QUINASAS DEL CICLO (Cdks) POR CICLINAS RESUMEN DE LA PROGRESIÓN DEL CICLO CELULAR Y PRESENCIA DE LOS COMPLEJOS CICLINAS-Cdks CICLO CELULAR (4) FOSFORILACIONES Y DESFOSFORILACIONES EN UN COMPLEJO CICLINA-Cdk (en este ejemplo, la M-Cdk.). La Cdk de la fase M y su ciclina forman un complejo inactivo (1), que sufre dos fosforilaciones inhibidoras consecutivas (2) y una fosforilación activadora (3). La activación de la Cdk tiene lugar por una fosfatasa, que elimina los fosfatos inhibidores (en este caso Cdc25), que se activa por la Cdk de la etapa anterior del ciclo (S-Cdk). La propia M-Cdk activa es capaz de aumentar la actividad de la fosfatasa Cdc25. ESQUEMA GENERAL DEL CONTROL DEL CICLO CELULAR. Cada complejo Ciclina-Cdk activa al siguiente, asegurándose que el ciclo se verifica de forma ordenada. Además, cada Cdk fosforila, directamente, o a través de cascadas de quinasas, a otros sustratos. Por ejemplo, las S-Cdks, regulan a los factores y enzimas implicados en la replicación del DNA; las M-Cdks, fosforilan a las láminas (fragmentación de la membrana), a ciertas proteínas asociadas a microtúbulos (formación del huso acromático), a las condensinas (condensación de cromosomas) y al factor de promoción de anafase (APC). Los niveles de Cdks permanecen más o menos estables durante el ciclo y nunca son limitantes. Sin embargo, los niveles de ciclinas sí fluctúan, como se ve en la gráfica y sólo cuando alcanzan una concentración apropiada, permiten la activación de sus Cdks. Dicha fluctuación en los niveles depende, no solo de su síntesis, sino también de su degradación: APC es un complejo con actividad ubicuitín ligasa, que señala a las ciclinas para su degradación en el proteasoma. Mientras APC está activo (línea verde discontinua) las ciclinas son degradadas (ausentes desde la anafase hasta el punto de restricción de G1, “Start”). Por último, hay que recordar que la actividad de los complejos ciclina-Cdk, puede bloquearse por los inhibidores de Cdks (CKI). (Nota: La regulación de la actividad de las G1/S-Cdks se explicará más adelante, en relación a la presencia de factores de crecimiento). COMPLEJO CICLINA-Cdk. La actividad de las quinasas del ciclo celular (Cdk) se regula por: 1. Asociación a ciclinas: síntesis y degradación de estas 2. Fosforilaciones inhibidoras (no ocurre en todas las Cdks) 3. Fosforilaciones activadoras. 4. Reclutamiento de inhibidores de Cdks (CKI)