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División celular y muerte programada

Francisco Javier Santa Cruz Pavlovich Medicina Spanish

Mapa mental: división celular y muerte programada

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División celular y muerte programada

Dos tipos de división celular
- Mitosis
  - Las dos células hijas
    - Reciben el mismo material genético
  - Cinco etapas
    - 1. Profase
      - En humanos, dura aprox. 24 minuos
        40% de la división celular
      - Hay una condensación de los cromosomas
        Se mantienen en el interior de la envoltura nuclear
        Constituidos por dos cromátidas hermanas
        Hay una relación inversa entre esta condensación y el emparejamiento de las cromátidas hermanas
        Debido a
        Condensinas
        Cohesinas
      - Desorganización parcial de la envoltura nuclear
        Comienza a fragmentarse en vesículas
        Proceso asociado a fosforilación de las láminas
      - Los centrosomas duplicados se separan
        Emigran a polos opuestos
        Comienza el ensamblaje del huso mitótico
        Los micrúbulos emergentes que se alargan al plano ecuatorial
        Microtúbulos polares
        Actúan como centros organizadores de microtúbulos (MTOC)
        Gracias a Dineína y quinesina 5
        Efecto separador
        Necesario para la separación de los centrosomas
        Quinesina 14
        Efecto aproximador
        Necesario para la estabilización de los microtúbulos polares (junto con las separadoras)
      - Ocurre una disgregación del nucléolo
        Pierde sus propiedades tintoriales
      - Citoesqueleto sufre cambios
        Microfilamentos de actina
        Se esparcen por el citosol
        Aumenta concentración de
        γ-tubulina
        En matriz pericentriolar
        Microtúbulos se fragmentan para reaparecer nucleados en el áster
        Sus fibras son llamadas
        Microtúbulos astrales
        Numerosos y cortos
        La célula se torna esférica
      - Inducida por
        Cdk-ciclina M
    - 2. Prometafase
      - Desorganización completa de la envoltura nuclear
      - Cromosoma prometafásicos quedan inmersos en el citoplasma
      - Extremos (+) de los microtúbulos
        Invaden territorio nuclear
        Se anclan a los cromosomas
        En el centrómero
        Por medio del
        Cinetocoro
        Complejo de +50 proteínas
        Adosado a la constricción primaria de cada cromátida hermana
        Los microtúbulos que se unen a este reciben el nombre de
        Fibras cinetocóricas
        Su cara interna se adhiere a
        heterocromatina del centrómero
        Constituido por secuencias repetitivas de
        ADN satelite α
        Su cara externa se adhiere a
        Microtúbulos del huso
        Se une a
        10-40 microtúbulos
    - 3. Metafase
      - Duración de 12 minutos
        20% de la mitosis
      - Los cromosomas alcanzan su máximo empaquetamiento
        Se disponen en plano central o ecuatorial
      - Comienzan a separarse las cromátides hermanas
        Por medio de
        Digestión de cohesinas
        Se sustituyen por condensinas
    - 4. Anafase
      - Duración aprox de 6 minutos
        10% de la mitosis
      - Fenómeno clave para esta etapa
        Segregación (disyunción) de las cromátidas hermanas y su distribución equitativa entre los dos polos celulares
      - Dos etapas
        Anafase A
        Segregación de cromosomas mediante la digestión de las cohesinas que mantienen unidas a las cromátidas hermanas a nivel del centrómero
        Bajo control del eje
        APC/segurina-separasa
        Anafase B
        Aumento de la distancia entre los centrosomas y la elongación de las fibras del huso mitótico
        Intervienen las proteínas motoras
        Dineína y quinesina 5
    - 5. Telofase
      - Fase final
      - Duración aprox de 18 min
        30% de la mitosis
      - El huso mitótico se desensambla
        Una vez que cada paquete de cromátidas llega a los polos de la célula
      - Se reconstituye la envoltura nuclear en torno a las cromátidas en cada polo
        Se cree que por medio de la fusión de las vesículas o fragmentos residuales de la envolutra que se formaron en la profase y prometafase
        Deben desfosforilarse las proteínas del complejo del poro nuclear y de la lámina nuclear
        Se translocan proteínas nucleares al interior del núcleo por los poros nucleares
      - Comienzan a desempaquetarse los cromosomas telofásicos
        Constituyen de nuevo regiones de heterocromatina y eucromatina
        Se reanuda la transcripcióm
      - El nucléolo reaparece
  - Una vez terminado el proceso ocurre
    - Citocinesis pos-mitótica
      - Es la división citoplasmática
      - Última fase de la división celular
      - Por medio de
        "Estrangulacion" del plano ecuatorial
        Primero aparece un surco o anillo de segmentación en la superficie interna de la membrana plasmática
        El surco aumenta su profunidad conforme al centro imaginario de la célula y el radio de su área de sección disminuye hasta que la célula se escinde por la mitad
        El fenómeno de estrangulación se produce por
        Formación de un anillo contráctil de actina y miosina
        Anclado al cortex de la membrana celular
        Parece que su ensamblaje y contracción depende de
        Quinasa activada por Rho (Rock)
        Que es activada por la proteína
        RhoA
        Une vez completado, queda entre ambas células
        Cuerpo intermedio
        Puente citoplasmático de 1 µm de diámetro
        Se desintegrará
- Meiosis
  - Origina 4 núcleos haploides a partir de un único núcleo diploide
  - Solo en células germinales
  - Doble finaliad
    - Mantener el número cromosómico de la especie
      - 23 en humanos
    - Producir gametos genéticamente distintos
      - Mediante
        Entrecruzamiento cromosómico
        Reparto al azar de los cromosomas homólogos
  - Se divide en dos etapas
    - Meiosis I
      - Primera división meiotica
      - 5 fases
        1. Profase I
        Etapa más larga y complicada
        Se divide en 5 subfases
        I. Leptoteno
        La cromatina comienza a condensarse
        Forma las dos cromátidas
        A su vez forman los cromosomas
        Se adhieren a través de las placas de unión
        Facilita que los cromosomas busquen a su homólogo
        Se les unen un tipo de proteínas
        Elementos axiales
        Unen cromátides hermanas
        Se lateralizan cuando deban reconocerse los cromosomas homólogos
        Mientras se condensan se observan engrosamientos densos
        Cromómeros
        Son regiones de condensación de ADN e histonas que coinciden en ambas cromátidas
        No se distinguen una vez que las cromátidas son muy densas
        II. Cigoteno
        Se emparejan los cromosomas con sus homólogos
        Unidos entre sí mediante
        Complejo sinaptonémico
        III. Paquiteno
        Se produce entrecruzamiento entre cromátidas homólogas no hermanas
        Combinación catalizada por los nódulos de recombinación
        Se sitúan debajo del complejo sinaptonémico
        Una endonucleasa debe cortar primero las dos cadenas de ADN de uno de los cromosomas homólogos
        Una exonucleasa recorta los extremos 5' de las cadenas que han sido cortadas, generando extremos 3' protuberantes monocatenarios
        Estos extremos invaden la cadena de ADN homóloga y producen una sinapsis entre las cadenas sencillas y la doble hélice del cromosoma homólogo
        Catalizado por
        Rad51
        Se une a los extremos 3' de la cadena sencilla y facilita la invasión de la doble cadena
        IV. Diploteno
        Se desensamblan los ejes proteicos que formaban el complejo sinaptonémico
        Los cromosomas comienzan a separarse
        Se mantienen unidos por
        Quiasmas
        Marca el lugar donde ha habido recombinación
        Hacen que los brazos de las cromátidas hermanas continúen unidos por cohesinas
        Aseguran que uno de cada par de homólogos vaya a la célula hija
        V. Diacinesis
        Última subfase de la profase I
        Los quiasmas se desplazan hacia los extremos del bivalente
        Terminación de los quiasmas
        Desaparecen junto con
        Nucléolo y envoltura nuclear
        El punto de unión entre las cromátidas de cromosomas homólogos va cambiando
        Algunos autores mencionan que hay una 6ta que ocurre antes de todas las demás
        Preleptoteno
        Los cromosomas comienzan a contraerse para después desespiralizarse
        2. Metafase I
        Los pares de cromosomas homólogos migran al polo ecuatorial
        Los microtúbulos se unen a los cinetocoros de las cromátides hermanas
        3. Anafase I
        La enzima separasa degrada a las cohesinas que formaban los quiasmas
        Mantenían a los cromosomas homólogos unidos, por lo que estos se separan
        Serán dirigidos a polos opuestos por medio del acortamiento de microtúbulos
        No se dregrada la cohesina que une a ambas cromátidas hermanas
        Debido a una proteína que las protege hasta la anafase II
        Shugoshina
        4. Telofase I
        Los cromosomas con ambas cromátidas hermanas llegan a cada polo, el nucléolo reaparece y se vuelve a ensamblar la envoltura nuclear
        5. Citocinesis
        Mecanismo similar descrito en la mitosis
    - Meiosis II
      - Las dos células hijas entran a una breve interfase
        Ovocitos secundarios o espermatocitos secundarios
        Presentan una cantidad 2c de ADN
        Deben volver a dividirse sin replicar el material genético para que las cuatro células hijas tengan
        Una cantidad de ADN final de c
      - Segunda división meiótica
      - Se divide en 5 fases, son similares a las ya mencionadas
        1. Profase II
        Los microtúbulos se unen a los cinetocoros
        2. Metafase II
        Los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial
        Las cromátidas hermanas del mismo cromosoma
        Se orientan hacia polos opuestos
        3. Anafase II
        Se acortan los microtúbulos
        El centrómero se rompe
        Las cohesinas que unían a las cromátidas hermanas se degradan y estas migran en direcciones opuestas
        4. Telofase II
        Las cromátidas llegan a cada polo
        5. Citocinesis
        Mecanismo similar descrito en la mitosis
        Se obtendrán 4 células hijas, cada una poseerá una de las cuatro cromátidas que formaban cada tétrada
        En hombres, 4 espermátidas
        Precursores espermatozoides maduro
        Deben sufrir maduración
        En mujeres, solo un ovocito madura y se forman 3 corpúsculos polares
        La meiosis II en los ovocitos solo termina en caso de que haya fecundación
        Quedan detenidos en el diploteno
  - Hay dos divisiones sucesivas del núcleo sin replicación del material genético
Muerte celular programada
- Apoptosis
  - Debe haber un equilibrio entre las tasas de proliferación y muerte celular
  - Diferente a
    - Necrosis
      - Muerte violenta, rápida y accidental
        Ocurre por alteración severa en las condiciones ambientales, traumas físicos, etc.
    - Autofagia
  - Mecanismo innato del organismo
  - Sus rasgos característicos son
    - Formación de blebs (abultamientos) en la membrana plasmática
    - Condensación de la cromatina en forma de parches electrodensos
    - Disminuye el volumen celular
      - Debido a la perdida de iones K+ y Cl-
    - Se forman cuerpos apoptóticos
    - Hay desintegración de organelos
      - Debido a
        Caspasas
        También eliminan los contactos célula-célula, inhiben la replicación del ADN y las señales de supervivencia celular y activan las endonucleasas que degradan el ADN
  - Mecanismos moleculares de la apoptosis
    - Dos vías celulares de inducción de la muerte por apoptosis
      - Vía extrínseca
        Se activa por la actuación de moléculas externas
        Mediada por la activación de
        Receptores de muerte
        Al unirse a sus ligandos inician la señaliación
        LLevará a la célula a la apoptosis
        Pertenecen a la familia de
        Receptores del factor de necrosis tumoral (TNFR)
        Ejemplos
        TNFR-1
        Fas/CD95
        Papel decisivo en la apoptosis en el sistema inmunitario
        Eliminación selectiva de células del sistema inmunitario
        Células infectadas por virus
        Células tumorales
        Linfocitos tras la respuesta inmune
        DR-4
        DR-5
        Presentan estructura trimérica y subdominios extracelulares ricos en cisteína
        Intervienen en la unión a ligandos
        El inicio de la señalización toma lugar en
        Dominio citoplasmático del receptor
        Posee secuencia llamada
        Dominio de muerte (DD)
        Ejemplo
        Moléculas adaptadoras FADD
        Poseen su propio DD
        Por esto son reclutadas por un receptor activo
        Se forma
        Complejo de señalización inductor de muerte (DISC)
        Se recluta procaspasa 8
        Esta procaspasa sufre proteolisis y da lugar a
        Caspasa 8
        Inicia la acivación de caspasas efectoras
        Ejemplo
        Caspasa 3
        Llevará a cabo, en último lugar, la muerte celular
        Uno de sus sutratos es
        Factor de fragmentación del ADN (DFF)
        Fragmenta ADN
        Forma activa
      - Vía intrínseca
        Inducida principalmente por estrés celular y ausencia de factores de crecimiento
        El daño en el ADN es uno de los principales inductores de estrés celular
        La proteína escencial que media si el daño al ADN es reparable o irreparable (lo que conlleva a apoptosis) es
        p53
        Junto con otros sensores de daño, p53 produce la activación de
        ATR y ATM
        Activan
        Chk1
        Causan fosforilación inactivante de
        cdc25
        Detienen el ciclo en G2/M
        Chk2
        Puede fosforilar a p53
        Lo activa
        Aumenta niveles de
        p21
        Detiene el ciclo en G1/S
        La inducción de la vía intrínseca de la apoptosis por esta proteína depende de la activación transcripcional de proteínas medidoras
        Ejemplo
        PUMA o Noxa
        Al aumentar
        Activan
        Bax y Bad
        Proteínas proapoptóticas
        Son translocadas a la mitocondria y forman oligómeros
        Desestabilizan la membrana formando poros
        Provoca la liberación de proteínas mitocondriales internas
        Ejemplo
        Citocromo C
        Se unirá a una proteína citoplasmática
        Apaf-1 (apoptosis protease-activating factor-1)
        Se oligomeriza
        Por reacciones dependientes de ATP
        Forma un complejo multiproteico y constituye un
        Apoptosoma
        Activa procaspasa 9
        Da lugar a caspasa 9
        Activa las procaspasas 3, 7 y 6
        Resulta en muerte celular
        Inactivan
        Bcl-2 y Bcl-xL
        Proteínas antiapoptóticas
        También llamada vía mitocondrial
      - Hay una proteína que sirve de unión entre ambas vías
        Bid
        Proteolizada por la caspasa 8
        Proteína generada en la vía extrínseca
        Da lugar a
        tBid
        Forma truncada de Bid
        Se transloca a la mitocondria
        Actúa junto con Bax y Bak
        Inducen la liberación del citocromo C al citosol
      - Reguladas por
        Moléculas reguladoras de la apoptosis
        Las más destacadas
        Familia de BCL-2 (B-cell lymphoma/Leukemia 2 gene)
        Poseen una o varias secuencias en α-hélice
        Se dividen en tres grupos, ambos con miembros apoptóticos y antiapoptóticos
        Caspasas
        Familia de proteínas inhibidoras de la apoptosis

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Description: Medicina Mind Map on División celular y muerte programada, created by Francisco Javier Santa Cruz Pavlovich on 10/11/2017.
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