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CICLO CELULAR
MITOSIS - MEIOSIS
CICLO CELULAR
Modelos experimentales y técnicas de estudio
Modelos experimentales:
Ovocitos
Fusión de células en cultivos
Hongos unicelulares: estudios genéticos
Estudios bioquímicos libres de células
Técnicas:
Cuantificación de células en mitosis
Detección de células que duplican su ADN (radioautografía con timidina tritiada)
Cuantificación de células con distinta cantidad de ADN (citometría de flujo)
El corazón del sistema de control del Ciclo Celular en eucariontes unicelulares
Factor promotor de la fase M
Organizacion de la maquinaria de la mitosis
Kinasa Start
Organización de la maquinaria de la replicación del ADN
Actividad de los complejos cdk-ciclinas durante el ciclo celular en mamíferos
Regulación de las concentraciones de Ciclinas mitóticas
Mecanismos de regulación de la proteinquinasas
dependientes de ciclinas (Cdk)
Puntos de control del Ciclo Celular
Puntos de control del Ciclo Celular que tienden a asegurar que los genomas completos y no dañados
se transmitan a las células hijas.
Factores que regulan el pasaje por los puntos de control del ciclo celular
-Disponibilidad de factores tróficos: lo estimulan (protooncogenes).
-Adhesión al sustrato: es necesaria para la proliferación de las células que no
son células madre.
-Limitación por contacto: no limita la proliferación de células madre.
-Integridad del ADN: su alteración lo detiene (proteínas supresoras de tumores:
retinoblastoma, p53, p21).
-Duplicación completa del ADN: la falta de la misma detiene el ciclo (proteínas
supresoras de tumores).
-Alineación de los cromosomas en el plano ecuatorial durante la metafase
con los cinetocoros de cada cromátide unidos a los microtúbulos
respectivos: fenómeno necesario para la activación del complejo promotor
de la anafase.
Regulación del ciclo celular por las proteínas retinoblastoma (Rb) y
E2F durante la etapa tardía de G1
Entrada en fase S por acción de Cdk2 y ciclina E
Detención del ciclo celular en los puntos de control de lesión del ADN
y rol de la proteína p53 en la detención del ciclo en G1.
El ADN no se duplica dos veces en el mismo ciclo celular
debido a que durante la replicación del ADN se separan del
sitio de inicio de la replicación las proteínas MCM que no
pueden volver a unirse a dicho sitio hasta la interfase siguiente.
LA FASE M DEL CICLO CELULAR
Etapas de la mitosis (Fase M) en las células animales
Dianas del Cdk1/ciclina B
Cromosomas Mitóticos y en G1
Los cromosomas mitóticos
representan el nivel más alto de
condensación de la cromatina
¿Cuáles son las bases moleculares de ésta
condensación?
Cohesinas y condensinas
Las condensinas hidrolizan ATP y pueden “enrollar” el ADN bajo condiciones experimentales. No se conoce el mecanismo preciso de condensación por condensina
Dímero de SMC (Structural Maintenance of Chromosomes)en complejo de condensina o cohesina
Unión de cromátides hermanas por cohesina
Enrollamiento del ADN por
condensinas
Son complejos proteicos que contienen dímeros de proteínas SMC y pueden unirse al ADN por sus extremos globulares
Las cohesinas “unen” a las cromátides hemanas a lo largo de toda su extensión
Acción de las condensinas y de las cohesinas
LA LÁMINA NUCLEAR Y SU DESPOLIMERIZACIÓN
Envoltura Nuclear
EL CINETOCORO
Regulación de la cohesión de cromátides hermanas
durante el ciclo celular en vertebrados
Ciclo del centrosoma
Las Tres Clases de Microtúbulos
del Huso Mitótico
El huso acromático Separación de los centríolos a ambos polos.
Se produce por proteínas motoras que se desplazan hacia los extremos +, interactuando sobre microtúbulos antiparalelos
Esas proteínas motoras están relacionadas a la kinesina
Etapas de la Mitosis:
-Profase: Condensación de los cromosomas, ensamblado del huso mitótico.
-Prometafase: Ruptura de la envoltura nuclear y contacto entre los microtúbulos del huso y los cromosomas (a través de los cinetocoros): movimiento activo.
Etapas de la Mitosis:
-Metafase: los cromosomas se alinean en el ecuador.
Etapas de la Mitosis:
-Anafase: las cromátides hermanas se separan y se dirigen a los polos opuestos por efecto del acortamiento de los microtúbulos
cinetocóricos y por el alejamiento de los polos del huso.
Una vez que todos los cromosomas se hallan alineados sobre el huso, la activación del complejo promotor de la anafase (APC) induce la ubiquitinización y degradación de la ciclina B y de la securina que inhibe a la separasa. Así, la separasa degrada a las cohesinas que mantienen unidas a las cromátides hermanas permitiendo su separación.
La degradación de la Cdk1 por la degradación de la ciclina B permite que la célula abandone la mitosis e ingrese en la interfase.
Punto de control del ensamblaje del huso
Los dos procesos que separan las cromátides en anafase
Etapas de la Mitosis:
-Telofase: los dos juegos de cromátides hijas arriban a los polos opuestos y se reensamblan las envolturas nucleares formando dos núcleos y terminando la mitosis.
Citocinesis:
La citocinesis comienza con el ensamblado del anillo contráctil.
Mitosis: Consecuencias biológicas
Como resultado de la mitosis, se generan dos células hijas genéticamente idénticas a la célula madre
En animales, la mitosis es responsable del crecimiento de los organismos y de la regeneración de sus tejidos.
MEIOSIS
Se separan los cromosomas homólogos en células distintas, reduciendo a la mitad el número de cromosomas
Se produce variabilidad genética
Profase I meiótica
Sinapsis de los homólogos durante la profase I
Complejo Sinaptonémico
Durante el paquitene ocurre la recombinación o crossing-over
Una endonucleasa rompe la doble hebra de un cromosoma. Luego, una exonucleasa crea dos extremos 3´que encuentran las regiones homólogas de un segundo cromosoma y comienza la sinapsis.
La molécula unida puede resolverse por un corte que separa los dos cromosomas
Hay proteínas específicas involucradas en el proceso: las recombinasas ej:
RAD51-DMC1 en eucariontes.
RecA (Rad51) y RecBCD en procariontes
Meiosis I
Comparación entre metafase y
anafase I yII
-Recombinación genética-Segregación al azar de los homólogos en la anafase I
Mecanismos de variabilidad genética de la Meiosis
Ovogénesis
Espermatogénesis
Errores en la Meiosis: No disyunción
Comparación Mitosis-Meiosis
Autoevaluación:
1) Explique en qué etapa del ciclo celular se encuentran las células satélites del músculo estriado esquelético y cómo responden dichas células cuando se produce una lesiónparcial de este tejido (integración con Histología).
2) Explique qué cambio se produce en el ciclo celular del ovocito Ide un folículo maduro cuando recibe el pico de hormona luteinizante (LH). La síntesis de qué proteína intracelular produce este cambio en el ciclo celular? (integración con Embriología e Histología). 3) La radioterapia y la quimioterapia suelen producir daños enel ADN. Trate de explicar por qué dichas terapias producen mayormuerte celular en células neoplásicas y en células de la médula ósea y del Epitelio intestinal que en fibras musculares y neuronas (integración con Histología).
Autoevaluación:
4) Explique por qué al fusionar en cultivo celular células en miotosis con células en interfase, se condensa la cromatina de las células en interfase.
5) Mencione cuáles son los mecanismos moleculares queproducen variabilidad genética en la reproducción sexual (integración con Embriología). 6) Explique qué tipos de alteraciones cromosómicas puede producir la falla en la separación o disyunción de los cromosomasdurante la división celular. Explique si existen diferencias en lasconsecuencias de la no disyunción si ésta se produce en lameiosis o en la mitosis (integración con Genética y Embriología).
