Ciclo celular

Ciclo celular

1. ¿Qué es?

   • Son las etapas que tienen lugar en la célula durante su crecimiento y división. La célula pasa la mayor parte de su tiempo en la etapa de interfase, y durante este tiempo crece, duplica sus cromosomas y se prepara para una división celular.
     • Sus fases son
       • Interfase
         • Es la fase mediante la cual la célula se prepara para la división, se compone de tres fases importantes.
           • Fase G1: empieza el crecimiento celular, forma nuevos organelos, síntesis de ARNm y proteínas.
             • Fase S: (síntesis)se replica el ADN , se sintetizan las histonas y se duplican los centriolos.
               • Fase G2: se fosforila la histona H1 que ayuda a condensar la cromatina para formar los cromosomas, es la fase de crecimiento antes de la meiosis
       • División celular o fase M.
         • Es el proceso mediante el cual la célula se divide para generar células hijas.
           • Este proceso se puede dar de dos maneras dependiendo el tipo de células en las que ocurra.
             • Mitosis
               • Es el proceso mediante el cual son generadas 2 células hijas idénticas a la célula madre, por eso se conoce como homotípica, se da en las células somáticas y esta división se conoce también como ecuacional debido a que las hijas tienen la misma cantidad de cromosomas que la progenitora que son 46 cromosomas(diploides).
                 • Sus fases son
                   • Profase: la cromatina se condensa, los centriolos se van desplazando hacia los polos y se empieza a formar el huso mitótico.
                     • Prometafase: la envoltura nuclear se desintegra, el huso mitótico sigue formándose y los cromosomas quedan desordenados en la célula.
                       • Metafase: cromosomas totalmente condensados, huso acromático está completamente formado y los cromosomas se alinean en la placa metafásica.
                         • Anafase: se produce la no disyunción de las cromátides gracias a la unión de los microtúbulos del huso a los cinetocoros del centrómero.
                           • Telofase: Las cromátidas en los polos se descondensan y la envoltura nuclear se vuelve a formar gracias a el RER.
                             • Citocinesis: se forma el anillo compuesto de microfilamentos (Actina y miosina) al contraerse generan la separación de la célula a nivel de la placa metafásica.
             • Meiosis
               • Es un proceso por el cual a partir de una célula diploide se producen cuatro células haploides. Se da exclusivamente en células sexuales, es decir óvulos y espermatozoides y se conoce como reduccional porque cada célula hija tiene la mitad de información genética de la madre (23 cromosomas).
                 • Sus fases son
                   • Profase I: es la más característica de la meiosis y la que es diferente respecto al proceso de mitosis, dentro de estas hay unas etapas importantes.
                     • La prometafase I, metafase I, anafase I , telofase I y la citosinesis I ocurren del mismo modo que la mitosis.
                       • Intercinesis: la célula descansa y se prepara para la segunda división, se duplican los centriolos.
                         • Las etapas de la meiosis II son completamente iguales a las de mitosis, como resultado se van a originar 4 células haploides.
                     • Leptonema: los cromosomas se forman en lo que se denomina un bouquet, se puede decir que se encuentran “revueltos”.
                     • Cigonema: ocurre la que se denomina sinpasis, es decir los cromosomas homologos se buscan para aparearse.
                     • Paquinema: ocurre el entrecruzamiento cromosómico, en donde se produce el intercambio de material genético mediante los quiasmas.
                     • Diplonema: Permanecen unidos por los quiasmas que se formaron por el entre cruzamiento.
                     • Diacinesis: los cromosomas se separan , desaparece el quiasma y los cromosomas están listos para seguir el ciclo. .

2. Va a estar regulado mediante unas proteínas CDK y las ciclinas que van a formar complejos.

   • ¿Que son?
     • Las CDK son proteínas quinasas dependientes de ciclinas, que se van a encargar de fosforilar sustratos específicos para activarlos.
     • Las ciclinas son proteínas que se sintetizan y se degradan en un ciclo, su función es activar o desactivar a las CDK.
     • Van a formar complejos por la unión de una CDK con su ciclina específica, que van a regular el paso de la célula por todo el ciclo celular,dentro de las más importantes van a estar
       • Ciclina D/CDK 4-6: Va a fosforilar a Rb y la inactiva lo que produce que la célula quede en fase G0, también ayuda a la síntesis de la ciclina E y va a degradar a ciclina D.
       • Ciclina E/CDK2: ayuda al ingreso de la célula a la fase S y estimula la producción de la ciclina A y degrada a la ciclina E.
       • Ciclina A /CDK 2: asegura el correcto paso de la célula por la fase S y estimula la síntesis de la ciclina B y degrada a la ciclina A.
       • Ciclina B/Cdk 1: van a fosforilar a los laminofilamentos para que se rompa la envoltura nuclear y la célula entra a la profase, estimula la síntesis de APC (complejo promotor de la anafase) y degrada a la ciclina B.
       • Inhibidores del Cdk /ciclina
         • El inhibidor P21 que es producido por p53 se va a unir a los complejos y los va a inactivar
           • El inhibidor p15 se va a unir a Cdk 4 y lo va a inactivar, deteniendo el ciclo en G1.
             • Todos los miembros de la familia crip/kip inhiben a estos complejos, en especial a los formados en la fase G1 y S.
   • Dentro del ciclo celular se forman en complejos importantes
     • Complejo G1: formado por ciclina D y cdk 4-6, se sintetiza en G1 y se empieza a degradar en S, permite el paso de G1 a S.
     • Complejo G1s: formado por cdk2 y ciclina E, permite la síntesis de proteínas y elementos para la replicación durante la fase S.
     • Complejo S: cdk2 y ciclina A, se activan las proteínas e histonas en el proceso de replicación.
     • Complejo M (MPF): Inicia su síntesis en S y permite el paso hasta la citocinesis, ayuda a el cumplimiento de todos los procesos de mitosis.

3. Puntos de control

   • Los puntos de control se encuentran dentro del ciclo celular y examinan si las señales internas o externas son adecuadas para seguir o no el proceso.
     • Punto de control G1 es el punto principal de decisión para una célula; es decir, el punto principal en el que debe elegir si se divide o no, evalúa las condiciones externas o internas de la célula como el tamaño de la célula, condición del ADN, cantidades suficientes de nutrientes y factores de crecimiento. Si no puede pasar el punto de control la célula entra a G0.
       • Punto de control G2: se encuentra antes de la mitosis y se comprueba si el ADN está dañado o si fue replicado correctamente, si se encuentran daños, la célula se detiene para repararlos, si no se puede reparar la célula entra en apoptosis. Chk 1 y 2 van a fosforilar a Cdc25A que va a desfosforilar y activar los complejos cdk2/ciclina A
         • Punto de control M: la célula examina si las cromátidas hermanas están unidas correctamente a los microtúbulos del huso.
           • Promotor de la anafase: es el que verifica que los cromosomas se encuentren bien alineados, funciona mediante el complejo Mad/Bub que se activa cuando los cromosomas están mal alineados y van a inactivar a el factor promotor de la anafase.

4. En el caso de que ocurra un daño irreversible durante el ciclo o después de el que afecte a la célula, esta va a entrar en apoptosis.

   • ¿Qué es?
     • La apoptosis es un tipo de muerte celular que usan los organismos multicelulares para eliminar células dañadas o no necesarias de una forma perfectamente controlada que minimiza el daño de las células vecinas.
       • Mecanismo de acción
         • Vía intrínseca
           • Se conoce como la vía mitocondrial y se inicia por la permeabilización de la membrana, a cargo de BAX Y BAK, en donde se van a liberar el citocromo C y otras proteínas proapoptóticas.
             • La salida del citocromo c provoca la unión de este con el factor Apaf-1 formando el apoptosoma que va activar la caspasa 9 que generara la cascada de proteínas
         • Vía extrínseca
           • Se inicia por la unión de fasL a la proteína fas y al TNF, esta unión va a activar a los dominios muerte que van a fosforilar a FADD.
             • La activación de FADD va a provocar la activación de la caspasa 10 que va a dar paso a la cascada de protínas para la apoptosis.
         • El proceso general va a ser la fragmentación del ADN por la excisión de los centrosomas, luego la cromatina se va a condensar, el núcleo va a fragmentarse y por último van a quedar pequeños cuerpos apoptóticos rodeados por membrana que serán fagocitados y eliminados.
       • Caspasas
         • Se conocen como los últimos efectores de la muerte celular , van a ser una familia de proteasas que poseen residuos de cisteína.Se sintetizan inactivas y van activarse mediante por la escisión de la caspasa iniciadora.
           • En el caso de la vía intrínseca la caspasa iniciadora va a ser la caspasa 9 y en el caso de la vía extrínseca va ser la caspasa 8
             • Van a escindir a las láminas nucleares y proteínas citoesquéleticas que van a producir la fragmentación del núcleo y la desorganización celular.

5. Vías alternativas a la apoptósis

   • Necrosis
     • Se va a dar por una muerte accidental en donde genera desnaturalización de proteínas y digestión enzimática a cargo de los lisosomas.
       • Se va a distinguir de la apoptósis debido a que estas se hinchan y se lisan liberando su contenido al líquido extracelular, lo que genera inflamación.
   • Autofagia
     • Se generan por falta de nutrientes o factores de crecimiento, va a ser la forma en la que la célula se come a ella misma para poder suplir esa falta de nutrientes, este proceso se va a realizar mediante el fagosoma fusionado con el lisosoma.

6. Bibliografía

   • Cooper Geoffrey M, Haussmann RE. La Célula Cooper&Hausman. Cuarta Edición. Editorial Marbán. 2008. Robbins y Cotran. Patología estructural y funcional. 9 edition. Vinay Kumar & Abul K. Abbas & Jon.C. Aster.

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