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Ciclo Celular

Francisco Javier Santa Cruz Pavlovich Medicina Spanish

Mapa mental: Ciclo celular

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Ciclo Celular

Es uno de los principios vitales de la célula
- Lo explica Virshow en la teoría celular
  - "Una célula progenitora da lugar a dos células hijas"
Conjunto secuencial y organizado de fenómenos que transcurren en una célula cada vez que se reproduce o prolifera
Los procesos para llevarlo a cabo difieren entre células
- En procariotas
  - Una célula puede competar su ciclo celular en apenas 20 minutos
    - División por medio de fisión binaria
- En eucariotas
  - Proceso más complejo y regulado
Se divide en fases
- Interfase
  - Etapa entre dos divisiones celulares
  - Célula activa metabólicamente
    - Se sintetizan nuevas macromoléculas y orgnanulos y se duplica el ADN
  - 95% de la duración de ciclo
  - Se divide en tres etapas
    - Fase G1 (GAP1)
      - Período posmitótico, precede a la replicación del ADN
      - Dura alrededor de 11 horas
        Aproximadamente la mitad de la interfase
      - Se divide en tres subestadios
        Subestadio inicial en G1 (o de entrada, G1a)
        Subestadio medio (de progresión, G1b)
        Subestadio terminal (de transición, G1c)
      - La célula crece a un ritmo continuo, auementa de tamaño por del desarrollo de distintos orgánulos
        Requiere un metabolismo anabólico reactivo, se sintetiza:
        ARN (transcripción)
        Proteínas (traducción)
        Lípidos de membrana
      - Primera fase
    - Fase S (Síntesis)
      - Segunda fase, sigue de G1
      - Se duplica el ADN genómico
        Replicación
        Primer paso
        Desnaturalización de la doble hélice del ADN en puntos específicos
        Orígenes de replicación
        En la fase G1 (G1c)
        Se les unen diferentes moléculas
        Factores de reconocimiento del origen (Origin recognition complex)
        Orc1-6
        Proteínas Cdc6 (cell division cycle 6)
        Cdt1 (Cromatin licensing and DNA replication factor 1)
        Permiten el acoplamiento de las enzimas responsables de la desnaturalización del ADN
        Ejemplo
        Complejo Mcm (minichromosome maintenance proteins)
        Proteínas con actividad ADN helicasa
        Separan ambas cadenas del ADN, forma la horquilla de replicación
        Trae como consecuencia el acortamiento de los telómeros en gran parte de las células
        Debido a la existencia de la hebra retardada
        Sintetizada por la unión de fragmentos de Okazaki
        Cada fragmento tiene su propio cebador
        Ya que no existe una ADN polimerasa en sentido 3' --> 5'
        Se acortan 50-100 bases durante cada división
        ADN telomérico
        Conforma los telómeros
        Secuencia repetida GGGTTAA
        Se acaba a las 60-80 replicaciones
        Límite de Hayflick
        La célula entra a un estado de fracaso reproductivo
        Senescencia repcativa
        Excepto en
        Células madre
        Recuperan sus telómeros
        Células tumorales
        Potencial de división ilimitado ya que presentan
        Telomerasa
        Gracias a la enzima
        Ribonucleoproteína, contiene una molécula de ARN de 150pb con el molde de la secuencia complementaria del ADN telómerico
        Al finalizar se producen
        Dos moléculas idénticas de ADN lineal
        Cada molécula constituirá un cromosoma
        Conformarán las cromátides hermanas (ya que son idénticos)
        Las fibras de cromatina se encuentran unidas en toda su longitud por un complejo de proteínas mecanoquímicas
        Cohesinas
        Pertenecen a la familai Smc (structural maintenance of chromosomes)
      - Se sintetizan histonas
      - Los centríolos del centrosoma se separan entre sí
        Se dividen
        Organizarán el huso mitótico
      - Dura 8 horas
        1/3 de la interfase
      - Transición G1/S
        Por efecto de estímulos mitógenos
        Pueden incluir
        Factores de crecimiento, citoquinas, etc.
        Conducen al incremento de concentración de
        Ciclinas G1 (ciclinas D)
        Disminución de concentración intracelular de
    - Fase G2 (GAP2)
      - Ultima etapa de la interfase, sigue a la fase S
      - Dura cuatro horas aproximadamente
        1/6 de la interfase
      - La célula culmina su crecimiento y sintetiza los factores necesarios para iniciar la mitosis
      - Comienza la condensación de los cromosomas
        Inducida por
        Factores de condensación de la cromatina
        Ejemplo
        Condensinas
- División celular (Fase M)
  - La célula se divide para formar dos células hijas idénticas
  - Dura una hora
    - 5% de la duración total del ciclo
  - Mitosis
    - Conformado por 5 etapas
      - Profase
        Etapa inicial de la mitosis
        Se caracteriza por la aparición de los cromosomas y la desorganización de la envoltura nucleas
        Los centrosomas se separan y emigran a polos separados
        Comienza ensamblaje del huso mitótico
      - Prometafase
        Segunda etapa de la mitosis
        Ocurre el desamblamiento completo de la membrana nuclear
        Interaccion entre los cromosomas y las fibras del huso mitótico
      - Metafase
        Tercera etapa de la mitosis (etapa media)
        Los cromosomsa se disponen en el plano ecuatorial de la célula
        La empaquetación de los cromosomas es máxima
      - Anafase
        Cuarta etapa de la mitosis
        Comienza la separación de las cromátides hermanas
      - Telofase
        Quinta etapa de la mitosis,
        Etapa Final
        Los cromosomas son recubiertos por una envoltura nuclear
Debe ser regulado
- Se regula por
  - Puntos de control
    - Momentos del ciclo en los que la célula evalúa su estado y las condiciones del medio
      - En caso de encontrar defectos, detienen el ciclo y se activan cascadas intracelulares de muerte programada
    - Son tres los principales, coinciden con los puntos de transición de una fase a otra
      - Punto G1
        Ocurre en el periodo final de G1 (G1c) antes de la transición a S
        Ya que en la fase S se duplicará el ADN, se debe evaluar
        el estado del ADN
        El tamaño celular
        Condiciones del medio ambiente
        Al pasar este punto, se le llama
        Punto de restricción/punto R
        Para que una célula posmitótica o en fase G0 pueda intrar a interfase debe pasar este punto
        Debe aumentarse la expresión de las familias de genes, proceso controlado por dos grandes familias de proteínas
        Factores de transcripción E2 (E2F)
        Ocho miembros identificados
        Presentan varios dominios, los principales son
        Dominio de unión al ADN
        Dominio de activación de la transcripción
        Pueden ser activadores o inhibidores, por lo que se les divide en dos grupos
        E2F-activadores
        E2F-1 a 3
        E2F-represores
        E2F- 4 a 8
        Familia de proteínas de retinoblastoma
        Tres miembros
        Proteína del retinoblastoma (pRb)
        Puede interaccionar con los factores E2F-activadores
        En G1c predomina el complejo
        E2F-activadores/pRb
        Para entrar en la fase S es necesario que la pRb libere a las E2F activadores
        Se consigue mediante la fosforilación de pRb
        Fosforilación ocasionada por
        Complejos Cdk-ciclina G1
        Predenta 16 regiones que pueden ser fosforiladas
        Perderá afinidad cons los E2F-activadores entre más fosforilaciones presente
        Después de la mitosis, es necesario volver a formar los complejos E2F-activadores/pRb
        Se desfosforila pRb por medio de
        Fosfatasas PP1 y PP2A
        Una vez liberados, los factores E2F activadores se unen al ADN y promueven la transcripción de genes de la fase S
        Ejemplo
        ADN polimerasa
        timidina quinasa
        Cdc6
        Proteína p107
        Interaccionan con E2F-4 y E2F-5
        En G1b predomina el complejo
        E2F-4/p107
        Proteína p130
        En G1a y G0 predomina el complejo
        E2F-4/p130
        Poseen dominios que ejercen efecto represor en los genes diana de la familia E2F
        Inhiben E2F por
        Uniión directa a E2F
        Formación de complejo E2F/Rb bloquea la capacidad de E2F para activar la expresión génica
        Reclutan factores silenciadores de la expresión génica
      - Punto de control G2
        Entre la fase G2 y la fase M
        En esta fase se evalúan
        Si la replicación fue completa
      - Punto de control M
        En transición anafase-telofase
        Ya que en este punto los cromosomas están unidos al huso mitótico, también se le conoce como
        Punto de control del ensamblejo del huso
El control de la proliferación depende de
- Quinasas dependientes de ciclinas (Cdk)
  - Presentan dos dominios y fosforilan sustratos
  - Se han descrito 16
  - Se dividen en cuatro grupos
    - Complejos Cdk-ciclina G1/S
      - La ciclina E alcanza niveles intracelulares máximos
      - Cdk-clicina E es la más importante
    - Complejos Cdk-ciclina G1
      - Principal es el complejo Cdk-ciclina G D (D1,D2,D3)
      - Asisten a los complejos Cdk-ciclina G1/S
    - Complejos Cdk-ciclina S
      - Cdk1/2-ciclina A
      - Asisten a la duplicación de ADN
    - Complejos Cdk-ciclina M
      - Cdk-ciclina B
      - Se incrementa su concentración durante la fase G1
  - Reguladas por
    - Proteínas que actúan como reguladores alostéricos
    - Fosforilación
      - Por medio de
        quinasa activadora de la Cdk (CAK)
      - Las activa
    - Inhibición
      - Por medio de dos grandes familias de proteínas
        Familia Ink4 (inhibitor of cyclin-dependent kinase 4)
        Impiden la formación de complejos Cdk-ciclina G1
        Se unen de manera específica a Cdk6 y Cdk4
        Bloquean su interacción con las ciclinas D (D1, D2, D3)
        Familia Cip/Kip (Cdk inhibitor/kinase inhibitor proteins)
        Inhiben los complejos Cdk-ciclina G1/S y S
        Se unen a los dímeros Cdk-ciclina
        Los inactivan
  - Su estructura primaria presenta
    - Caja de ciclina
    - Caja de destrucción
      - Reconocida por la proteína reconocedora de caja de destrucción (DBRP)
        Ubiquitiniza a la ciclina por medio de ubiquitina ligasas
        La ubiquitina ligasa más destacada
        SCF y APC/C (Complejo promotor de la anafase o ciclosoma)

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Description: Medicina Mind Map on Ciclo Celular, created by Francisco Javier Santa Cruz Pavlovich on 07/11/2017.
Created by: Francisco Javier Santa Cruz Pavlovich
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