APM 8-Ciclo celular y puntos de control

APM 8 Ciclo celular y puntos de control

¡Vamos!

Contenido elaborado por Dr. Daniver Morales Revisado por Dra. Claudia Infante

CICLO CELULAR

El ciclo celular es una sucesión de etapas de una célula que está en el estado de proliferación celular. Una célula se genera a partir de la división de una célula preexistente, luego crece, replica su ADN y, por último, se divide para dar origen a dos células hijas que comenzarán de nuevo el ciclo.

Tipos de células en vertebrados

Las células germinales primordiales pueden dar origen a los gametos: óvulos y espermatozoides. Sin embargo, las células germinales después de un período de mitosis dan origen a los gametos mediante el proceso de meiosis, por el cual se consiguen cuatro gametos haploides a partir de una célula germinal diploide.

Las células somáticas forman todas las células del cuerpo excepto las células que forman los gametos Las células somáticas en estado de proliferación celular pueden, como parte de su ciclo celular, generar dos células hijas con la misma dotación génica que su antecesora mediante un proceso denominado división celular (mitosis y citoquinesis).

CICLO CELULAR

• El ciclo celular es como un reloj que marca las distintas fases por las que pasa una célula a lo largo de su vida.
• Podemos dividirlo en dos grandes etapas: el Periodo de interfase, incluyendo las fases G1, S y G2 y, por otro lado, la Fase M (G significa "gap" o intervalo, S: síntesis y M: mitosis). Para que se produzca cada una de estas fases hace falta que se complete la anterior.

• El ciclo celular está cuidadosamente regulado y son las células las que controlan el curso de cada una de las cuatro fases para evitar errores. En el ciclo celular, existen tres puntos de control (checkpoint) principales que aseguran la fidelidad del proceso. Estos puntos están regulados. En el sistema de control participan las proteínas llamadas ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas (CDK) que regulan el que los eventos del ciclo celular ocurran en el momento y orden apropiados, y solamente una vez por ciclo.

Fase MPunto de Control: regula el paso desde la Metafas a la AnafaseRegulación: CDK1/Ciclina B

Fase G1. Punto de Control: regula el paso a la fase S Regulación: CDK4/ciclina D CDK6/Ciclina D CDK1/Ciclina E

Fase G2Punto de Control: regula el paso a la fase M Regulación: CDK1/ciclina B

Fase G0Quiescencia Diferenciación Senescencia Apoptosis

Fase S Regulación: CDK2/ciclina A CDK1/Ciclina A

Fase G1

Fase G0

Fase G2

Fase S

En esta fase algunas células pueden permanecer en estado de diferenciación celular permanete, mientras que otras, cuando son estimuladas, pueden abandonar la fase G0 y volver a la fase G1 del ciclo celular. Abandonar el ciclo celular implica que la célula puede tener los siguientes detinos: Diferenciación Quiescencia (estado sin división celular pero que es reversible y se puede volver a la proliferación celular) Senescencia (detención permanente del ciclo celular) Apoptosis (muerte celular programada)..

En la fase S se replica el ADN. Cualquier error en la copia del ADN puede llevar a daños letales para las células hijas o incluso para la totalidad del organismo. En la fase S se producen dos sucesos importantes: replicación del ADN y duplicación de los centrosomas en las células animales.

Abarca desde que una célula nace hasta que comienza la fase S. Se produce crecimiento celular de cada una de las células hijas hasta alcanzar el tamaño óptimo y se comprueban las condiciones en las que se encuentra la célula. Se duplican la cantidad de organelos. Durante la fase G1, las células pueden abandonar el ciclo celular tomando la ruta de G0, el cual es un estado de reposo que puede ser permanente o transitorio.

La fase G2 es la etapa en que se comprueba si el ADN se ha duplicado completamente y si se han producido errores durante la replicación del ADN. También se sintetizan progresivamente aquellas proteínas cuyas actividades serán necesarias para la división celular (fase M).

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Puntos de Control

Las ciclinas deben su nombre a que son moléculas que se sintetizan de forma cíclica, durante el ciclo celular y se han encontrado muchos tipos de ciclinas diferentes en las células eucariotas.

Existen distintas CDKs y requieren estar unidas a unas proteínas denominadas ciclinas para estar activas. Una vez activadas son las responsables de fosforilar numerosas moléculas, entre los que se encuentran los inhibidores del avance del ciclo celular, inactivándolos, y permitiendo así que el ciclo progrese. Distintas parejas Ciclina/CDK regulan la progresión a lo largo de las diferentes fases del Ciclo celular.

Las moléculas que mantienen la progresión del ciclo celular son las quinasas dependientes de ciclinas o CDKs (Cyclin-dependent kinases).

G1/S: regula el paso desde la fase G1 a la fase S. Evalúa si el tamaño celular es correcto y si existen condiciones extracelulares apropiadas o favorables para la replicación del ADN. Si la evaluación es negativa, la célula detiene su fase G1 y no hay progreso hacia la fase S. En esta fase, la ciclina D se une a la CDK4 para regular la progresión a través de esta fase. La unión de la ciclina D con CDK6 y de la ciclina E con CDK2 también regulan esta fase.

G2, controla el paso de la fase G2 a la fase M. Solamente hay progresión a la fase M si la célula ha duplicado su material genético en forma correcta. Si se detectan errores la célula no entrará en fase M y el ciclo celular se detendrá hasta que los daños sean reparados o el ADN sea completamente copiado. Se evalúa la integridad del ADN y si las condiciones extracelulares son favorables para la división celular. Si la evaluación es positiva, entonces, el ciclo celular progresa desde la fase G2 a la fase M.

punto de control de la Metafase. Este punto de control busca asegurar que todos los cromosomas están unidos en forma correcta al huso mitótico antes de que ocurra la separación de las cromátidas hermanas que procede en la Anafase.

FASE M

• En la fase M se realiza la división celular, la cual involucra a la mitosis (5 fases) y la citoquinesis (1 fase).
• La mitosis es el mecanismo por el cual se divide el núcleo celular y se reparten los cromosomas entre las dos células hijas.
• La mitosis es un verdadero proceso de multiplicación celular que participa en el desarrollo, el crecimiento y la regeneración del organismo.
• La fase M es regulada por la unión de la ciclina B con la CDK1.

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1.Profase

2.Prometafase

3.Metafase

4.Anafase

5.Telofase

6.Citocinesis

Preguntas que puedes responder

Ahora que ya sabes más acerca del Ciclo Celular y su importancia, te dejamos algunas preguntas:

• Explica las fases del Ciclo celular.
• Reflexiona sobre que mecanismos se activan si se localiza un daño en el ADN.
• ¿Qué ocurre si el ciclo se realiza sin control?
• Investiga cómo se diferencian la mitosis y la meiosis.

Datos curiosos