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GENERALIDADES
El ciclo de la división de la mayoría de las células consiste en cuatro procesos coordinados:
- Crecimiento celular
- Replicación del ADN
- Distribucion de los cromosomas duplicados de las células hijas
- 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:
- Fase M/mitosis: a la que se le suele seguir por la citocinesis. (una hora)
- Fase G 1 /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.
- 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,
- Fase G 2 /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
PUNTO DE RESTRICCION: Sucede en G1, es un punto que permite continuar a la celular a la siguiente fase que seria la S, esta regulado por los factores de crecimiento extracelulares que son señales de proliferación celular. En presencia de los factores de crecimiento adecuados las células pueden atravesar la fase S, pero si no están en G 1 se para en el punto de restricción. Entra en el estado de reposo conocido como Go donde metabólicamente son activas pero se detiene el crecimiento y su síntesis es menor.
Un ejemplo son los fibroblastos, que están en reposo hasta que llegan los factores de crecimiento adecuados o por señales extracelulares como para reparar el daño por una herida, aquí el factor seria de las plaquetas que es liberado en la coagulación y actua como señal para la proliferación de los fibroblastos.
OOCITOS: Es un regulador en G 2 , donde por estimulación hormonal permite la continuación del ciclo hacia la fase M, sino estaría detenido en la G 2.
PUNTOS DE CONTROL DEL CICLO CELULAR
Los puntos de control previenen la entrada en la siguiente fase del ciclo celular hasta que los eventos de la fase anterior hayan sido completados.
Varios de estos puntos se aseguran que los cromosomas incompletos o dañados no sean replicados y no pasen a las células hijas. Detectan el ADN no replicado o dañado y coordinan la progresión del ciclo con la compleción de la replicación o reparación del ADN.
En G 2 detecta si el ADN a sido completamente replicado para poder seguir a la Mitosis, si se detecta un DNA sin replicar, genera una señal para la detención del ciclo celular, permanecen las células en esta fase hasta que el genoma haya sido replicado por completo. No solo detecta el ADN no replicado también detecta al ADN dañado que igual se detiene y da tiempo necesario para la reparación del daño.
También por DNA dañado, en G 1 hay un control que permite la reparación antes de que la celula entre a la fase S.
El punto de control en fase S da una monitorización continua de la integridad del DNA para asegurarse que el ADN dañado ha sido reparado antes de su replicación, también da un control de calidad, que estimula la reparación de cualquier error que pueda ocurrir durante la replicación (adicion de nucleótidos incorrectos o replicación incompleta de segmentos).
PROTEINAS SENSORAS: necesarias en la detención del ciclo celular en los diferentes puntos de la interfase, estas proteínas se unen al DNA dañado o sin replicar, son los sensores del ADN dañado y sirven para activar una via de salizacion que desencadena no solo la detención sino también la activación de la reparación del ADN o hasta la muerte celular programada.
Ejemplos de proteínas sensoras: ATM Y ATR
Una vez que son activadas las ATM Y ATR se fosforila y esto activa alas quinasas Chk2 (para ATM) y Chk1 (para ATR), que luego estas fosforilan a componentes del aparato regulador del ciclo.
Un ejemplo es p53:
La detención de G 1 es por p53, que es fosforilada por ATM adempas de Chk2 , la fosforilacion estabiliza a p 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 G 1 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 Cdc 2 y ciclina B
FACTOR PROMOTOR DE LA MADURACION (MPF): en los oocitos que se quedaron en el G 2 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 G 2 a la M.
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.
- La fosforilacion inhibidora de residuos de tirosina cerca del extremo amino terminal de Cdk, que esta catalizada por la Wee
- 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 G 1 .. 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.
