División celular

División celular

1. Todas las células se reproducen mediante su división en dos, cada célula parental dando lugar a dos células hijas al final de cada ciclo de división celular.

2. Mitosis

   • : Es el proceso mediante el cual se copia, organiza y distribuye el ADN durante la division celular, ocurre durante toda la etapa de crecimiento y cuando el cuerpo sustituye las celulas viejas y gastadas. La mitosis da como resultado dos celulas identicas entre sí.
     • Etapas
       • Profase
         • En esta etapa la cromatina se condensa y aparece gradualmente como barras cortas y los cromosomas pueden empezar a verse en el microscopio
       • Metafase
         • Los pares de cromatidas se mueven hacia el ecuador de la celulas. Las cromatidas se disponen en una fila formando angulos rectos con las fibras del huso mitótico
       • Anafase
         • : El centromero de cada par de cromosomas se divide y estos son jalados hacio los polos o extremos del huso mitotico por las fibras del huso que se han pegado al cinetocoro
       • Telofase
         • Los cromosomas adoptan la forma de hilos, se alargan y quedan como estaban al principio de la profase. El huso mitótico se rompe, reaparece el nucléolo y se forma una membrana nuclear alrededor de los cromosomas, los cuales pasan a un estado no condensado o cromatina.
       • Resultados
         • : La mitosis se da en células somáticas – o células que no reproductivas. Las células somáticas conforman la mayoría de los tejidos y órganos de tu cuerpo, incluyendo la piel, músculos, pulmones, intestinos y células ciliadas. Las células reproductivas no son células somáticas.

3. Meiosis

   • Es la doble division de las celulas germinales que reduce a la mitad el numero de cromosomas, y por tanto, origina las celulas haploides. Es un mecanismo adecuado para la distribucion de genes entre los gametos, de tal forma que permite su recombinacion y segregacion al azar.
   • Etapa 1 o meiosis 1
     • Profase 1
       • La cromatina visible en el núcleo celular se condensa de modo que se forman estructuras con una forma de bastoncillo, conocidos como cromosomas. Cada cromosoma aparece en forma de X, ya que está formado por dos cromatidas hermanas, unidos en el centrómero. Las cromatidas derivan del proceso de duplicación del ADN, por lo tanto cada uno es idéntico genéticamente al otro.
     • Metafase 1
       • Los cuatro homólogos están dispuestos simétricamente en una línea imaginaria, en el plano ecuatorial, transversal a la zona. De esta manera, cada uno se dirige hacia uno de los dos polos de la célula.
     • Anafase1
       • Las fibras del huso mitótico se ponen en contacto con los centrómeros; cada tétrada migra a un polo de la célula.
     • Telofase
       • En los dos polos de la célula madre se forman dos grupos de cromosomas haploides, donde solo hay un cromosoma de cada tipo. Los cromosomas se encuentran todavía en la fase tétrada. El citoplasma de las dos células se distribuye y se realiza a citocinesis, es decir la división celular de la célula madre en dos células hijas separadas. Las fibras del huso mitótico se desintegran y los cromosomas se dispersan.
     • Etapa 2 o meiosis 2
       • Profase 2
         • La cromatina se condensa de nuevo, de modo que se pueden ver los cromosomas, formados por dos cromátidas unidos por el centrómero. Otra vez se formará el huso mitótico de los microtúbulos.
       • Metafase 2
         • Los cromosomas están dispuestos en una línea ecuatorial, transversal respecto a las fibras del huso mitótico, de modo que cada cromátidas mire a uno de los polos de la célula. Los centrómeros pierden contacto con las fibras
       • Anafase 2
         • Las cromatidas migran cada uno de ellos a los polos de la célula, moviéndose a través del huso mitótico, de esta manera cada cromátida se convierte en un cromosoma.
       • Telofase 2
         • En los dos polos de la célula, se forman dos grupos de cromosomas, las fibras del huso mitótico se disgregan, los cromosomas empiezan a desaparecer y al final se forma una membrana nuclear. El citoplasma de la célula se divide en dos, y eso lleva a la formación de dos células hijas haploides.

4. Ciclo celular

   • El ciclo celular es un conjunto ordenado de eventos que culmina con el crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. Las células que no están en división no se consideran que estén en el ciclo celular.
   • Fases del ciclo celular
     • Interfase
       • Las fases G_11, S y G_22 se conocen en conjunto como interfase. El prefijo intersignifica entre, lo cual refleja que la interfase ocurre entre una fase mitótica (M) y la siguiente.
         • Fase G1
           • Durante la fase G_11, también llamada fase del primer intervalo, la célula crece físicamente, copia los organelos y hace componentes moleculares que necesitará en etapas posteriores.
         • Fase S
           • En la fase S, la célula sintetiza una copia completa del ADN en su núcleo. También duplica una estructura de organización de microtúbulos llamada centrosoma. Los centrosomas ayudan a separar el ADN durante la fase M.
         • Fase G2
           • Durante la fase del segundo intervalo, o fase G2, la célula crece más, hace proteínas y organelos, y comienza a reorganizar su contenido en preparación para la mitosis. La fase G2 termina cuando la mitosis comienza
     • Fase M
       • Durante la fase mitótica (M), la célula divide su ADN duplicado y su citoplasma para hacer dos nuevas células. La fase M implica dos procesos distintos relacionados con la división: mitosis y citocinesis.
         • Mitosis
           • El ADN nuclear de la célula se condensa en cromosomas visibles y es separado por el huso mitótico, una estructura especializada hecha de microtúbulos. La mitosis ocurre en cuatro etapas: profase (que a veces se divide en profase temprana y prometafase), metafase, anafase y telofase.
         • Citocinesis
           • El citoplasma de la célula se divide en dos, lo que forma dos nuevas células. La citocinesis generalmente comienza apenas termina la mitosis, con una pequeña superposición. Es importante notar que la citocinesis ocurre de forma diferente en células animales y vegetales.
         • Salida de ciclo celular y G0
           • Algunos tipos de células se dividen rápidamente y en esos casos las células hijas podrían sufrir inmediatamente otra ronda de división celular. Por ejemplo, muchos tipos de células en un embrión temprano se dividen rápidamente, al igual que las células en un tumor. Otros tipos de células se dividen lentamente o simplemente no lo hacen. Estas células pueden salir de la fase de G1 y entran en un estado de reposo llamado fase G0. En G0, una célula no se está preparando activamente para la división, solo está llevando a cabo su trabajo. Por ejemplo, podría conducir señales como una neurona (como la del siguiente dibujo) o almacenar los carbohidratos como una célula del hígado. G0 es un estado permanente para algunas células, mientras que otras pueden reiniciar la división si reciben las señales correctas.
   • Mecanismos de la CDK CICLINA
     • Las quinasas (o cinasas) dependientes de ciclinas (Cdk) son enzimas que regulan el correcto desarrollo del ciclo celular. Estructuralmente, son heterodímeros constituidos por una subunidad quinasa y una subunidad ciclina. Esta última dota de especificidad a la Cdk y permite la regulación de su actividad, fundamentalmente mediante proteólisis dependiente de ubiquitinación y posterior traslado al proteasoma.
     • Cicllina
       • Proteína que controla el ciclo celular, permitiendo que este siga adelante o se pare. Las ciclinas aparecen en determinados periodos del ciclo celular y actúan uniéndose a otras proteínas llamadas quinasas, dependientes de las ciclinas.
     • Inhibidores de CDK ciclina
       • los complejos activos de CDK son regulados por la unión a inhibidores de las CDK (p21 y p27) y por otras cinasas y fosfatasas. Los inhibidores controlan el ciclo celular equilibrando la actividad de las CDK. Las variaciones en la concentración de estos inhibidores pueden alterar la secuencia normal del ciclo celular. Es lo que sucede en algunos tumores o en las células envejecidas.
     • Complejos CDK ciclina
       • la denominación general de los complejos Cdk sigue el patrón Cdk-X donde X es la fase del ciclo celular para cuyo desenvolvimiento es esencial. Cdk-M, Cdk-G1/S, Cdk-G1

5. Puntos de chequeo

   • Un punto de control es una etapa en el ciclo celular eucarionte en la cual la célula examina las señales internas y externas, y “decide” si seguir adelante con la división o no
   • El punto de control G_1 1 ​ , en la transición G_1 1 ​ /S. El punto de control G_2 2 ​ , en la transición G_2 2 ​ /M. Punto de control del huso, en la transición de metafase a anafase.
   • Las ciclinas, proteínas que controlan la actividad de sus proteinquinasas dependientes. La concentración de ciclinas varía en forma cíclica, aumentando o disminuyendo durante el transcurso del ciclo celular.
   • Las quinasas dependientes de ciclinas (CDK), enzimas que mediante la fosforilación de determinadas proteínas desencadenan los procesos subordinados del ciclo celular. En los mamíferos se conocen 5 CDK
   • Complejo Promotor de la Anafase (APC) y otras enzimas proteolíticas. El APC desencadena los eventos que conducen a la destrucción de las cohesinas permitiendo a las cromátidas hermanas separarse e iniciando la degradación de las ciclinas mitóticas.
   • ¿Que pasa si no funcionan?
     • Pueden proliferarse células que tengan su ADN dañado, ya que estos puntos no estan rectificanto posibles mutaciones en el genoma

6. Muerte celular

   • Apopstosis
     • es una vía de destrucción o muerte celular programada o provocada por el mismo organismo, con el fin de controlar su desarrollo y crecimiento, puede ser de naturaleza fisiológica y está desencadenada por señales celulares controladas genéticamente.
     • La apoptosis puede ocurrir por ejemplo, cuando una célula se halla dañada y no tiene posibilidades de ser reparada, o cuando ha sido infectada por un virus. La "decisión" de iniciar la apoptosis puede provenir de la célula misma, del tejido circundante o de una reacción proveniente del sistema inmunológico.
     • Caspasas
       • Cada caspasa con prodominio largo contiene en su prodominio un módulo de interacción proteína-proteína que permite la unión y asociación con sus reguladores. Las caspasas -8 y -10 contienen un dominio efector de muerte , mientras que las caspasas -2 y -9 contienen un dominio de reclutamiento y activación de caspasas
       • La caspasas son actvadores de muerte celular, que cuando reciben un ligando de muerte estas se activasn; primero se activan las reguladoras y la activación de estas contribuye a la activación de las caspasas de muerte
     • Mecanismo Intrinseco
       • La familia Bcl-2 de proteínas controlan la vía intrínseca. Hay 25 proteínas conocidasen la familia Bcl-2. Los diferentes miembros funcionan ya sea para estimular la apoptosis (pro-apoptóticos) o bloquear la apoptosis
       • Las proteínas BH3 sienten señales intrínsecas para someterse a apoptosis, como el daño del ADN. Estas señales viajan a la membrana mitocondrial y activan a las proteínas pro-apoptóticas Bax o Bak o inhiben proteínas anti-apoptóticas. Cuando son activadas, Bax y Bak se unen y hacen que la membrana externa de permeabilización mitocondrial . Esta, perfora la membrana mitocondrial e induce la liberaación de un factor pro-apoptótico crucial, llamado citocroma c, dentro del citosol. El citocroma c se une a otro factor pro-apoptótico, APAF1, para formar el complejo "apoptosoma”, que en respuesta, activa una serie de caspasas, llevando a la destrucción celular. Las proteínas de muerte celular están reguladas de cerca por la proteína supresora de tumores p53.
     • Mecanismo extrinseco
       • Los miembros de la superfamilia del receptor del factor de necrosis tumoral (receptor de muerte) de proteínas transmembrana controlan la vía extrínseca. Todos los receptores TNF comparten una región de 80 aminoácidos llamada el "dominio de muerte". Esta región juega un rol crítico transmitiendo señales de muerte a través de la membrana celular. En el interior de la célula, una cascada de proteínas es encendida. Al final de éstas vías, el iniciador de caspasa-8 es activado y la fase de ejecución de apoptosis es desencadenada
     • Receptores de muerte
       • Los receptores de muerte de la familia del receptor de TNF (TNFR) incluyen TNFR1, Fas (CD95), DR3/WSL y los receptores del ligando inductor de apoptosis relacionado con el TNF (TNF-related apoptosis-inducing ligand, TRAIL)/Apo-2L (TRAIL-R1/DR4, TRAIL-R2/DR5). Los miembros de esta familia están caracterizados por presentar de dos a cinco copias de un dominio extracelular rico en cisteína. Los receptores de muerte también poseen un dominio intracelular en el C-terminal del receptor denominado dominio de muerte (death domain, DD ). Cuando un ligando se une a estos receptores se puede producir la muerte por apoptosis de la célula que los posee.

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