CICLO CELULAR

EUCARIOTA

CICLO CELULAR EUCARIOTA

CICLO CELULAR

El ciclo celular es un conjunto ordenado de eventos, hay crecimiento celular y culmina con la divisin de la clula en dos clulas hijas, dura de 18 a 25

horas aproximadamente.

A pesar de ser un proceso continuo, se pueden considerar varias fases: G1- S - G2 - M.

G1 de "GAP 1"(Intervalo 1), S de "Sntesis,fase donde se replica el ADN, G2 de "GAP 2"(Intervalo 2), M corresponde a la "mitosis.

INTERFASE

Las clulas son metablicamente muy activas.

Es el perodo ms largo del ciclo, durante el cual el DNA se replica, los centriolos se dividen, y las protenas se producen activamente.

Dura generalmente 12 a 24 horas en mamfero.

Durante este perodo, la clula est sintetizando constantemente el RNA, est produciendo protena y est creciendo de tamao.

INTERFASE

Las actividades en interfase son imprescindibles para el desarrollo de la mitosis.

En clulas humanas de replicacin rpida el ciclo dura 24 horas, la mitosis dura 30 minutos a una hora aproximadamente.

Las ciclinas se acumulan durante el ciclo celular y desaparecen abruptamente durante la mitosis.

Las oscilaciones en la concentracin de ciclinas son crticas, existe un ciclo de sntesis y degradacin durante cada divisin celular.

Las cinasas dependientes de ciclinas CDKs regulan el ciclo celular.

CDKs junto con las ciclinas son las llaves de control para el ciclo celular, haciendo que la clula se mueva de G1 a S a G2 a M.

Hay dos clases principales de ciclinas: las ciclinas

G1 (D y E), que se unen a CDKs durante G1 y son

necesarias para el inicio de la fase S.

Durante todo el ciclo hay una produccin creciente

de protenas, ciclinas y ARN.

El ADN slo se incrementa en la fase S y al final

de la mitosis se produce una proteolisis brusca

de ciclinas.

Las ciclinas mitticas (A y B) que se unen a CDKs

durante la fase G2 son necesaria para la entrada

en mitosis.

Diversas protenas reprimen el ciclo celular al

actuar como inhibidores.

CICLINAS

PROTEINA p53

Funciona bloqueando el ciclo celular, si el ADN est daado. Si el dao es severo esta protena puede causar apoptosis.

Los niveles de p53 se incrementan en clulas daadas. Esto otorga tiempo para reparar el ADN por bloqueo del ciclo celular.

La mutacin de la p53 conduce a una alta frecuencia de cncer en los individuos afectados.

PROTEINA p27

Es una protena que se une a ciclinas y CDK bloqueando la entrada en fase S. Reducidos niveles de p27 predicen un mal resultado para los pacientes de cncer en el seno.

PROTENAS p15 Y p16 Bloquean la actividad del complejo CDK-ciclina D, e impiden el

paso del ciclo de G1 a S.

PROTENA p21 Es inhibidora de CDK acta a lo largo del ciclo y bajo el control

de la protena supresora de tumores.

PUNTOS DE RESTRICCIN

Punto R: ocurre en G1, clula comprueba que ha generado la masa necesaria y comenzar la sntesis de DNA y que las condiciones ambientales sean favorables (nutrientes, sales, temperatura adecuadas, factores que induzcan el crecimiento. Es el ms importante.

Punto G2 . M: Ocurre al final de G2, la clula comprueba dos condiciones antes de dividirse: Que haya duplicado la masa que puede dar lugar a dos clulas y que haya completado la replicacin de DNA.

Punto M: Ocurre en mitosis, slo permite entrar en divisin celular si todos los cromosomas estn alineados en el huso mittico.

PUNTOS DE RESTRICCIN DEL CICLO CELULAR

PUNTOS DE CONTROL EN LA REGULACION DEL

CICLO CELULAR

Si las clulas pasan a la fase siguiente antes que la fase previa se complete puede producirse un dao gentico.

Ejm. si la anafase se inicia antes que los cinetocoros de un cromosoma se fijen a microtbulos del huso durante la metafase, se producen clulas con un cromosoma de mas o uno menos, si ocurre en meiosis se genera oocito con trisomia del par 21.

Para reducir al mnimo estos errores, la clula debe verificar puntos de control fundamentales:

1. El DNA no replicado impide la entrada en mitosis. 2. El armado incorrecto del huso mittico causa detencin en anafase. Colchicina inhibe la polimerizacin de microtbulos y armado del huso. 3. La deteccin en G1 y G2 de las clulas con dao de su DNA depende de un oncosupresor y de un inhibidor de ciclina cinasa. Las clulas cuyo DNA es daado por radiacin UV, rayos gamma o por modificacin qumica se detienen en G1 y G2 hasta que se repare la lesin. La protena P53 cumple esta funcin.

MODELO ACTUAL DE LA REGULACION DEL CICLO CELULAR

Existen 3 clases de complejos cdk-ciclina que

controla el paso a travs del ciclo celular:

Complejo de G1.

Complejo de fase S

Complejo mittico.

Cuando las clulas son estimuladas para

replicarse, primero se expresan los complejos

CdkC de G1.

COMPLEJO CDKC DE G1

1. Prepara a la clula para la fase S , Activa

factores de transcripcin para la expresin de

enzimas para la sntesis de DNA y activa los

genes que codifican los complejos CdkC de fase S.

La actividad de los complejos CdkC de S es

inicialmente frenado por un inhibidor especfico.

2. Al final de G1, los complejos CdkC de G1 induce

la degradacin del inhibidor de la fase S

permitiendo la libre actividad de los complejos

CdkC de S y estimula el ingreso en otra fase.

COMPLEJO CDKC DE FASE S

1. Una vez activada la degradacin del inhibidor de

fase S los complejos CdkC de S fosforilan

sitios reguladores en las protenas que forman

los complejos de Replicacin de DNA, los cuales

se renen en los orgenes de replicacin durante

G1.

2. La fosforilacin de estas protenas por los

complejos Cdk S no solo activa la replicacin

de DNA, tambin impide la aparicin de nuevos

complejos de pre replicacin, debido a esta

inhibicin cada cromosoma solo se replica una

vez durante el ciclo, lo que asegura mantener

el nmero adecuado de cromosomas en las

clulas hijas.

COMPLEJO CDK MITTICO

Se sintetiza durante S y G2. Pero su actividad es frenado hasta que la sntesis de DNA se complete.

Una vez activados los complejos Cdk mitticos inducen la condensacin cromosmica, la desintegracin de la envoltura nuclear, armado del huso mittico, alineacin de cromosomas en la placa ecuatorial metafsica.

Luego de la alineacin correcta de los cromosomas con los microtbulos, los complejos Cdk mitticos activan el complejo promotor de anafase APC.

El APC es un complejo multiproteico que dirige la proteolisis mediada por ubiquitina de los inhibidores anafsicos, lo que conduce a la inactivacin de los complejos proteicos que conectan las cromtidas hermanas en metafase, as la degradacin de estos inhibidores permite el inicio de la anafase.

El APC tambin dirige la degradacin proteoltica de ciclinas mitticas lo que permite que los cromosomas separados se descondensen, se

reconstituya la envoltura nuclear y el citoplasma se divide en la citocinesis.

CONTENIDO DE ADN CROMOSMICO HUMANO DURANTE EL CICLO CELULAR