Biologia Celular - Clase 09

EL CICLO CELULAR

Las Cuatro Fases del Ciclo Celular Durante la interfase, la célula crece en forma contínua. En la fase M, Se detiene el crecimiento y se divide, primero el núcleo y después la célula. La replicación del DNA está limitada a la parte de la interfase conocida como la fase S. La fase G1 es el intervalo entre la fase M y la fase S y la fase G2 es el intervalo entre la fase S y la fase M.

La división de una célula en dos células hijas ocurre en la fase M, que consta de la división nuclear, o Mitosis y de la división citoplasmática, o Citocinesis. La Mitosis está dividida en 5 etapas (en esta figura se ha ampliado la fase M para más claridad).

INTERFASE centrosomas duplicados microtúbulos

citosol

envoltura nuclear

cromosomas descondensados en el núcleo membrana plasmática

la célula aumenta de tamaño, el DNA de los cromosomas se replica y el centrosoma se duplica.

• En interfase tardia, los cromosomas estan duplicados, pero aun se encuentran ligeramente condensados. • El centrosoma ha sido duplicado y comienza a organizar los microtubulos en el aster

Rojo: citoesqueleto. Verde-amarillo:microtubulos

Fig. 12.5a Copyright © 2002 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

PROFASE centrosoma envoltura nuclear intacta

cinetocoro

formación del HUSO MITÓTICO

cromosomas condensados con dos cromátidas hermanas unidas

En la PROFASE, los cromosomas replicados, cada uno de ellos constituído por dos cromátidas hermanas estrechamente asociadas entre sí, se condensan. Fuera del núcleo, se forma el HUSO MITÓTICO entre los dos centrosomas que se han replicado y separado

PROFASE

• • • •

Cromosomas visibles Nucleolo desaparece Se forma el huso mitotico Los centrosomas se mueven

PROMETAFASE polo del huso mitótico

fragmentos de la envoltura nuclear

microtúbulos del cinetocoro

cromosoma desplazándose activamente

la PROMETAFASE comienza súbitamente con la rotura de la envoltura nuclear. Los cromosomas se unen a los microtúbulos del huso mediante sus cinetocoros y experimentan un dewsplazamiento activo.

METAFASE polo del huso

polo del huso microtúbulos cinetocoros de todos los cromosomas alineados en un plano medio entre los dos polos del huso

En la METAFASE los cromosomas se alinean en el ecuador del huso, en la parte media entre los dos polos del huso. Los microtúbulos cinetocóricos emparejados de cada cromosoma se unen a los polos opuestos del huso.

METAFASE

• Centrosomas en polos opuestos • Centromeros se alinean • Cinetocoros de cromatidas hermanas unidos a microtubulos (huso mitotico)

ANAFASE cromosomas hijos

microtúbulos cinetocóricos que se están acortando

polo del huso desplazándose hacia el exterior

En la ANAFASE el par de cromátidas se separan sincrónicamente, formando dos cromosomas hijos y cada uno de ellos es arrastrado lentamente hacia los polos opuestos del huso. Los microtúbulos del cinetocoro se hacen más cortos y, además, los polos del huso se separan, contribuyendo ambos procesos a la separación de los cromosomas.

ANAFASE

•

Centromeros apareados se separan; las cromatidas hermanas son liberadas

•

Cromosomas se mueven a los polos

•

Cada polo tiene ahora un set completo de cromosomas

TELOFASE conjunto de cromosomas hijos en el polo del huso anillo contráctil iniciando su formación

polo del huso microtúbulos polares del huso

envoltura nuclear reformándose alrededor de los cromosomas separados

En la TELOFASE los dos conjuntos de cromosomas hijos llegan a los polos del huso. Se reconstruye una nueva envoltura nuclear alrededor de cada conjunto, completando la formación de dos núcleos y marcando el final de la mitosis. La división del citoplasma empieza con la formación del anillo contráctil.

TELOFASE

• Se forman los nucleos hijos • La envoltura nuclear se forma de nuevo • La Cromatina descondensa

se

Fig. 12.5 left Copyright © 2002 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

Fig. 12.5 right Copyright © 2002 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

CITOCINESIS envoltura nuclear completa rodeando los cromosomas descondensados

anillo contráctil produciendo el surco de la división

reorganización del conjunto de microtúbulos interfásicos, nucleados por el centrosoma

En la CITOCINESIS, el citoplasma se divide en dos mediante un anillo contráctil de actina y miosina, el que estrangula a la célula formando dos células hijas, cada una con un núcleo.

Dos Estructuras Citoesqueléticas que Intervienen en la Fase M

Primero se forma el huso mitótico, que separa las cromátidas hermanas. Después se forma el anillo contráctil, que divide a la célula en dos.

Formación de un Huso Mitótico Bipolar

centrosoma

microtúbulos

polo del huso

microtúbulos polares

Desde los dos centrosomas aparecen microtúbulos en todas direcciones. En células animales, en el centro de cada centrosoma se encuentra un par de centríolos. Cuando dos microtúbulos procedentes de centrosomas opuestos interactúan entre sí por superposición, ciertas proteínas asociadas a los microtúbulos unen ambos microtúbulos, estabilizando sus extremos +

Los 3 Tipos de Microtúbulos de Un Huso Mitótico

Los 2 Procesos que Separan las Cromátidas Hermanas Durante la Anafase

Anafase A: Los cromosomas hijos son arrastrados hacia los polos por depolimerización de los microtúbulos en el cinetocoro. Anafase B: Los dos polos del huso se separan por 2 fuerzas: - el alargamiento y deslizamiento entre sí de microtúbulos polares empuja a los dos polos a separarse - los microtúbulos libres estiran a los polos hacia la membrana plasmática

Formación del Anillo Contráctil El anillo contráctil se forma en la anafase temprana y consiste de fibras de actina y miosina dispuestas en forma circular por el interior de la membrana plasmática. La contracción del anillo contráctil se produce por el deslizamiento de los filamentos de actina y miosina entre sí.

CONTROL DEL CICLO CELULAR

PUNTOS DE CONTROL DEL CICLO CELULAR

Reguladores de la Progresión del Ciclo Celular: Complejos de Cdk-Ciclina

La quinasa dependiente de ciclina (Cdk) es una enzima que cataliza la fosforilación de proteínas y la ciclina es una proteína reguladora que la Cdk requiere para ser activa. El complejo activo fosforila proteínas clave de la célula que son necesarias para iniciar una etapa concreta del ciclo celular.

Dos Complejos Cdk-Ciclina que Actúan en Etapas Distintas del Ciclo Celular

Ciclinas y Cdk de un Ciclo Normal de Vertebrados

Regulación de las Cdk Mediante la Degradación de Ciclinas

Cómo p53 Detiene el Ciclo Celular en G1

Activación de la Proteína de Retinoblastoma (Rb)

Cómo Estimulan la Proliferación Celular los Factores de Crecimiento

CÁNCER Alteración celular producto de mutaciones que liberan a las células de los controles normales de proliferación y sobrevivencia celular Estas mutaciones afectan fundamentalmente 2 tipos de genes:

Proto-oncogenes: Al ser mutados se transforman en oncogenes. Supresores de Tumores: Codifican para proteínas que detienen la proliferación celular cuando hay daño genético

Proliferación Celular Normal vs. Proliferación Celular Descontrolada Causada por un Oncogen

G1→S, G2→M Checkpoints p53

p21WAF1

(Cdk2-cyclin A)

Genes Supresores de Tumores vs. Proto-Oncogenes ambas copias de gen supresor de tumores inactivados

2 copias de gen supresor de tumores

sistema de control de ciclo

2 copias de proto-oncogen

Mutación oncogénica hiperactiva 1 copia del proto-oncogen

PROLIFERACIÓN NORMAL

PROLIFERACIÓN EXCESIVA

PROLIFERACIÓN EXCESIVA

FORMAS DE MUERTE CELULAR

Necrosis

Apoptosis

Pasiva

Activa

Patologica

Fisiologica o patologica

Lisis N.

Condensacion N.

Disipa

Fagocitado

Inflamación

Sin inflamación

APOPTOSIS • Conocida como muerte celular programada • Gatillada por – Células dañadas • Destruccion secuencial de la célula – fragmentacion de cromosomas – Ruptura de organelos – fragmentacion de celulas • Moduladas por la actividad de caspasas – cysteine-containing aspartate-specific proteases – normalmente en estado inactivo(zymogen) – Activatadas por proteolisis – caspases activas degradan otras proteinas

CASPASAS

Dos clases de caspasas: iniciadoras y ejecutoras Iniciadoras respuesta celulares

clivadas en a señales

Las iniciadoras clivadas, cortan a una ejecutora la cual corta a otras y asi sucesivamente

FIN