ciclo celular

Es un conjunto ordenado de eventos que culmina con el crecimiento de la célula y su división en dos células hijas

El período comprendido entre la formaciónde la célula por división de su célula madre yel tiempo cuando ella misma se divide.

INTERFASE: Crecimiento

Durante la interfase la célula duplica:

•Su ADN

•Todos los componentes celulares

DIVISIÓN: Se producen dos células hijas.

•Segregación del material genético

•División del citoplasma

Detección de la síntesis de ADN,midiendo su contenido.(Evaluación con citometría de flujo)

0 200 400 600 800 1000

G1

s G2

2C 4Ccé

lula

s

Durante un intervalo especifico en la interfasela célula duplica su ADN

Observación de la síntesis de ADN midiendo incorporación de Timidina tritiada

Alrededor de 24 horas.

G1: 12 horas

S: 7 horas

G2: 4 horas

M: 1 hora

Células no

cíclicas (Go)Células cíclicas

1. Las que son capaces de entrar alciclo nuevamente por medio deun estímulo adecuado y

Se encuentran en Go y son de dos tipos:

2. Las células diferenciadasterminalmente, que ya nunca sedividirán.

GO: Etapa Quiescente (Fuera de Ciclo)

G1: corresponde a "GAP 1“ (Intervalo 1).

S: representa "Synthesis“ de ADN

G2: representa "GAP 2“ (Intervalo 2).

En general "mitosis“ (células somáticas)

“meiosis” en células germinales.

En esta fase ocurre la división nuclear (los cromosomas se separan) y se da la división citoplasmática (citocinesis)

Es fisiológicamente distinta a una fase G1prolongada.

Los perfiles de síntesis de RNA y proteínasson diferentes.

La cromatina en las células Go tiene unmayor grado de condensación.

Los extractos de células en Go inhiben lasíntesis de DNA.

Citocinesis de la división anterior.

Acumulación del ATP e incremento del tamaño celular.

Gran actividad metabólica: Síntesis de diversas proteínas.

Actividades celulares de: secreción, conducción, endocitosis

Es el período que más variación de

tiempo presenta

En esta etapa la célula decide continuar

el ciclo o detenerse en la etapa G0.

FASE M

FASE Go

FASE G1

FASE G2

FASE S

TIEMPO

*

*

M

G1

S

G2

Durante la interfase hay dospuntos de regulaciónesenciales: uno durante G1,antes de la entrada a la faseS y el otro en G2, previo alinicio de la fase M.

En la etapa de división seencuentra el punto M

ALTO

ALTO

ALTO

Ciclinas

Cinasas dependientes de ciclinas (Cdk)

CDK Ciclina

Substrato(proteína blanco)

Se une al substrato

CDK + Ciclina

COMPLEJO ACTIVO

Modificación química

(fosforilación)

Substrato(proteína blanco)

Se une al substrato

Inicio

Nutrientes

Tamaño Celular

M

G1

S

G2

Punto de regulación

Factores de crecimiento

Go

G1-Cdk ciclina D

G1/S-Cdk ciclina E

Se combinan con cinasas-dependientes de ciclinas (Cdk)

Cdk2-ciclina DG1

Cdk4-ciclina D

Cdk6-ciclina D

G0

Cdk2-ciclina E


Incremento

S

Factores de crecimiento


Síntesis de ciclinas tipo D

Ras, Raf, ERK

Unión Cdk4, 6

con CycD

M

G1

S

G2

Inhibición de la transcripción

Transcripción de genes-fase S

pRb sin fosforilarunida a E2F

Fosforilación de pRb “libera” a E2F

Rb

E2F

RNAE2F

E2F

E2FRb

Rb

Cdk 4,6/ciclina D

Imagen modificada de: Cooper, 2000

El daño al ADN incrementa p53

Se activa la transcripción del gene que codifica para un inhibidor de Cdk (p21)

Inhibición del ciclo celular

Inhibición de la síntesis de ADN

Detención en G1

p21

p21 mRNA

p53

Incremento en p53

Daño en el DNA

Cdk´s PCNA

La síntesis del ADN, se efectúa en esta etapaespecífica del ciclo.

La duplicación inicia en diferentes puntossimultáneamente.

Diversos factores se relacionan con el inicio de lasíntesis.

Los nuevos “ADNs” quedan unidos por elcentrómero hasta la mitosis, recibiendo el nombrede CROMÁTIDAS HERMANAS.

Cromátidas Hermanas

La molécula de ADN esta activa y

Durante el ciclo deben generarse dos moléculas idénticas para ser repartidas entre las dos células

hijas.

ADN en la interfase

Cromatina

INTERFASE Cromatina

La molécula de ADN está asociada aproteínas denominadas histonas y otrasproteínas no histonas en una estructurafilamentosa.

Simultáneamente se realiza síntesis de proteínas

Activa síntesis de proteínas histonas

Síntesis de:

•Enzimas que elaboran desoxirribonucleótidos

•Enzimas para la duplicación del ADN

Nucleosomas

ADN de doble hélice

•Continúa el proceso de adquisición de ATP.

•Activa síntesis de proteínas, dentro de ellasdestacan las necesarias para el proceso demitosis.

•Reparación G2 (Reparación del ADN pos-replicativa).

•Transcurre entre el final de la duplicación del ADN y el inicio de la mitosis.

Preparación para la condensación de cromosomas y la división celular.

•Fosforilación de las histonas.

•Se incrementa la síntesis de tubulina

Condensación cromatina

Cromosoma en metafase

Microtúbulos del huso mitótico

formados por tubulina

CON daño-duplicación incompleta

Inactivo

MPF- Inactivo

Detención en G2

Proteínas –

punto de regulación

Fosforila e inhibe Cdc25

SIN daño-Duplicación completa

Proteínas -regulación

Activo

MPF- Inactivo MPF- Activo

Progresión a M

ACTIVAN cinasa Chk1

Se combinan con cinasas-dependientes de ciclinas(Cdk)

S

S-Cdk ciclina AM-Cdk ciclina B

SE INCREMENTAN

Cdk1-ciclina B

Cdk2-ciclina A



MPF

Cdc2

Ciclina B(Cdk1)

Condensación –cromatina

Disgregación –envoltura nuclear

Fragmentación –Golgi y Retículo

Formación –Huso Mitótico

Se activa-maquinaria de la mitosis

Progresión de metafase a anafase

Mitosis (la célula se divide)

Inicio del ciclo celular

La célula duplica su ADN

La célula se prepara para dividirse

La célula crece y fabrica nuevas proteínas

Detieneel ciclo

Punto de regulación la célula decide si continúa el ciclo

Tema 2: Mitosis y meiosis

La mitosis es la solución al problema de la división celular y la constancia en el númerode cromosomas de las células hijas

La meiosis resuelve el problema de la presencia de dos padres (progenitores) en los organismos sexuales y la constancia del número de cromosomas entre generaciones

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Cromosoma metafásicoformado por doscromátidas hermanas: DNA duplicado

El cromosomaen las célulashijas tras la segregación

Mitosis

Interfase Profase Metafase

Anafase Telofase

Mitosis vs Meiosis

Mitosis vs Meiosis:

•Conservativa (2n) -> (2n)

•Una división (2 células hijas)

•No suele haber apareamiento cromosomas homológos (y no quiasma)

•Células no gaméticas

Mitosis Meiosis

•Reductiva (2n) -> (n)

•Dos divisiones (4 células hijas)

• Apareamiento cromosomas homológos (y quiasma -> entrecruzamiento)

•Células gaméticas

Estructuras semejantes a cordones compuestos de ADN y proteínas asociadas que transportan parte o toda la información genética de un organismo

En Microscopio optico, se tiñen con la técnica de Feulgen, son basofilos, tambien se tiñen con hematoxilina-eosina aunque su técnica normalmente utilizada es la Orceina-Grensa y naranja de acridina

0.6 m de diámetro

4-6 (hasta 10) m de longitud.

(Cromosomas humanos 2n (46) es 220 micras).

HISTONAS:

SON PROTEINAS CROMOSOMICAS QUE

SIRVEN DE BASE PARA EL ENROLLAMIENTO DEL ADN.

SE CONOCEN COMO H1,H2A,H2B,H3,H4.

1. DOS COPIAS DE CADA HISTONA FORMA UN

OCTAMERO ALREDEDOR DEL CUAL DE ENROLLA EL ADN.

2.140 A 150 BASES SE ENROLLAN ALREDEDOR DEL

OCTAMERO Y FORMAN UN NUCLEOSOMA QUE ES LA

UNIDAD ESTRUCTURAL DE LA CROMATINA.

3. CADA 6 NUCLEOSOMAS SE EMPAQUETAN Y

FORMAN UN SOLENOIDE.

4.LOS SOLENOIDES SE EMPAQUETAN EN

ASAS O BUCLES DE CROMATINA

QUE CONTIENE CIEN MIL PARES DE BASES METIDAS

DENTRO DE UN ARMAZON O MATRIZ DE PROTEINAS NO

HISTONICAS.

ESTAS ASAS SON UNIDADES DE REPLICACION DEL ADN O DE LA TRANSCRIPCION QUE SE

VEN COMO NUDOS EN LOS CROMOMEROS Y EN LAS TINCIONES DE LOS CROMOSOMAS

CORRESPONDEN A LAS BANDAS G

OCTOMERO

NUCLEOSOMA

SOLENOIDE

BUCLES O ASAS DE CROMATINA

Hombre (46)

Pungidos (monos) (48)

Protozoos (300)

Crustáceos (100-127)

Insectos (220)

Ascaris megalocephala (4)

Ascaris univalens (2).

existen dos cromátida hermanas que constituyen cada cromosoma

En el cromosoma aparece un estrechamiento de la cromatina llamado constricción primaria o centrómero

En cada cromátida hay un cinetocoro

Los extremos de los cromosomas son los telomeros

El satélite es una parte redondeada que puede o no estar en los cromosomas

Cada cromátida posee dos brazos que según la posición del centrómero serán iguales o diferentes

Autosomas y heterosomas o cromosomas sexuales. Los autosomas son comunes de machos y hembras pero los heterosomas son únicos

Según la posición del centrómero: C. Telocéntricos: centrómero en el borde no poseen el

brazo pequeño.

C. Acrocéntricos: uno grande y otro pequeño.

C. Submetacentricos: uno es ligeramente más grande que el otro.

C. Metacentricos: iguales.

Según el numero de centrómeros: C. Monocentricos: un centrómero

C. Dicentricos: dos centromeros

C. Policentricos o de centrómero difuso

Bandas cromosomicas: subunidades de los cromosomas.

Cada una de ellas posee propiedades diferentes de coloración, además posee periodos de replicación diferente, cada banda se replica a un tiempo diferente.

Son unidades de condensación que se empaquetan individualmente.

Son muy sensibles a las radiaciones.

Bandas Q: quinacrina (colorante fluorescente que tiñe zonas intercalares. Son por tanto bandas intercalares.

Bandas G: giemsa, son bandas intercalares. Estas bandas coinciden con las Q (son las mismas) aunque estas requieren de un tratamiento previo de proteasas.

Bandas C: giemsa, se tiñen pero con un tratamiento previo de soluciones alcalinas y salinas. Son regiones que limitan con el centrómero. No desaparecen en la interfase porque están formadas por heterocromatina constitutiva.

Bandas R: se tiñen con naranja de acridina. Son bandas entre las Q y las G:

Bandas N: giemsa, pero con tratamiento previo de impregnación argéntica, se dan en los telómeros

Al diagrama simplificado de los cromosomas metafásicos del cariotipo se lo denomina idiograma, que se construye con el número genómico

Tamaño cromosómico (ubicados de mayor a menor)

Brazo corto “bc” o "p" hacia arriba

Brazo largo “bl” o "q" hacia abajo

Posición del centrómero (generalmente alineados)

Presencia de constricciones secundarias y satélites

Cromosoma Genes Bases Forma

1 4.222 247.199.719 metacéntrico, grande.

2 2.613 242.751.149 submetacéntrico, grande.

3 1.859 199.446.827 metacéntrico, grande.

4 451 191.263.063 submetacéntrico, grande.

5 617 180.837.866 submetacéntrico, grande.

6 2.280 170.896.993 submetacéntrico, mediano.





11 449 131.130.853 submetacéntrico, mediano.

12 1562 132.289.534 submetacéntrico, mediano.

Cromosoma Genes Bases Forma

13 924 114.127.980 acrocéntrico, mediano, con satélite en su brazo corto.

14 1.803 106.360.585 acrocéntrico, mediano, con satélite en sus brazo corto.

15 1122 100.114.055 acrocéntrico, mediano, con satélite en sus brazo corto.

16 1098 88.822.254 submetacéntrico, pequeño.



19 1859 63.806.651 metacéntrico, pequeño.

20 1012 62.436.224 metacéntrico, pequeño.

21 582 46.944.323 acrocéntrico, pequeño.

22 1816 49.528.953 acrocéntrico, pequeño.

Cromosoma X 1850 154.913.754 submetacéntrico, mediano.

Cromosoma Y 454 57.741.652 acrocéntrico, pequeño

ciclo celular

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