Ciclo CelularCiclo Celular

Antecedentes – Teoría Celular

1838:1838:

Theodor Schleiden y Theodor Schleiden y

Jacob Schwan Jacob Schwan

•Todos los organismos están Todos los organismos están compuestos por una o más células.compuestos por una o más células.

•Una célula se origina por la división Una célula se origina por la división de una célula preexistente.de una célula preexistente.

Reproducción celular

EEs considerada como una de s considerada como una de las características funcionales las características funcionales principales de las célulasprincipales de las células..

El crecimientoEl crecimiento y y desarrollodesarrollo adecuados adecuados de de los organismos vivos los organismos vivos depende del crecimiento depende del crecimiento yy multiplicación de sus multiplicación de sus células.células.

Organismos UnicelularesLLa división celular implica una a división celular implica una verdadera reproducción ya que por verdadera reproducción ya que por este proceso se producen nuevos este proceso se producen nuevos organismos.organismos.

Ciliado Ciliado unicelular:unicelular:

Organismos MulticelularesDerivan de una sola célulaDerivan de una sola célula

CIGOTOCIGOTO

La repetida división de La repetida división de ésta y sus descendientes, ésta y sus descendientes, determina el desarrollo y determina el desarrollo y

crecimiento del crecimiento del individuo. individuo.

Hay diferenciación celularHay diferenciación celular

Definición de Ciclo Celular

EEs un s un conjunto ordenado de eventosconjunto ordenado de eventos que que culmina con el crecimiento de la célula y culmina con el crecimiento de la célula y

su división en dos células hijassu división en dos células hijas

EEl l período comprendidoperíodo comprendido entre la entre la formación de la célula por división de su formación de la célula por división de su célula madre y el tiempo cuando ella célula madre y el tiempo cuando ella misma se dividemisma se divide..

Etapas Generales del Ciclo

INTERFASEINTERFASE:: Crecimiento Crecimiento

Durante la interfase la célula duplica:Durante la interfase la célula duplica:•Su ADNSu ADN•Todos los componentes celularesTodos los componentes celulares

DIVISIÓNDIVISIÓN:: Se producen dos células hijasSe producen dos células hijas. .

•Segregación del material genéticoSegregación del material genético

•División del citoplasmaDivisión del citoplasma

Períodos Generales y Fases del Ciclo Celular

Duración - Ciclo Celular Típico

Alrededor de 24 horas.

G1: 12 horas

S: 7 horas

G2: 4 horas

M: 1 hora

Células cíclicas

Células no Células no cíclicas (cíclicas (GoGo))

Células Células cíclicascíclicas

Células no cíclicasCélulas no cíclicas

1.1. Las que Las que son capaces de son capaces de entrar al ciclo nuevamente entrar al ciclo nuevamente por medio de un estímulo por medio de un estímulo adecuado y adecuado y

LinfocitoLinfocito

NeuronaNeurona

Se encuentran en Go y Se encuentran en Go y son son de dos tipos:de dos tipos:

1.1. LLas células diferenciadas as células diferenciadas terminalmente, que terminalmente, que ya ya nunca se dividirán.nunca se dividirán.

División celular (División celular (MM))

EEn general n general "mitosis“"mitosis“ (células somáticas) (células somáticas)

““meiosis” en células germinales.meiosis” en células germinales.

En esta fase En esta fase ocurre la división nuclearocurre la división nuclear (los cromosomas se separan) y (los cromosomas se separan) y se da la se da la división división citoplasmática (citocinesis) citoplasmática (citocinesis)

Características de las diferentes etapas de la

Interfase

Fase Go“quiescente o durmiente”

Es fisiológicamente distinta a una fase Es fisiológicamente distinta a una fase G1 prolongada.G1 prolongada.

Los perfiles de síntesis de RNA y Los perfiles de síntesis de RNA y proteínas son diferentes.proteínas son diferentes.

La cromatina en las células Go tiene un La cromatina en las células Go tiene un mayor grado de condensación.mayor grado de condensación.

Inicia Inicia a partir de la a partir de la citocinesis citocinesis de la división de la división anterior.anterior.Acumulación del ATP e incremento del tamaño Acumulación del ATP e incremento del tamaño celular.celular. Gran actividad metabólica: Síntesis de diversas Gran actividad metabólica: Síntesis de diversas proteínas.proteínas.Actividades celulares de: secreción, conducción, Actividades celulares de: secreción, conducción, endocitosisendocitosis

Etapa G1

dirección de la

dirección de la

traducción

traducción

ribosomaribosoma

RNAmRNAm

Cadena Cadena polipeptídicapolipeptídica

G1- CaracterísticasEs el período que más variación de Es el período que más variación de tiempo presentatiempo presenta

En esta etapa la célula decide En esta etapa la célula decide continuar el ciclo o detenerse en la continuar el ciclo o detenerse en la etapa G0.etapa G0.

FASE M

FASE Go

FASE G1

FASE G2

FASE SFASE S

TIEMPO

*

*

M

G1

S

G2

Puntos de Regulación

Durante la interfase hay Durante la interfase hay dos puntos de regulación dos puntos de regulación esenciales: uno durante esenciales: uno durante G1G1, antes de la entrada a , antes de la entrada a la fase S y el otro en la fase S y el otro en G2G2, , previo al inicio de la fase previo al inicio de la fase MM. .

ALTO

ALTO

ALTO

Regulación G1 en levaduras

Inicio

Nutrientes

Tamaño Celular

Regulación en Células Animales

M

G1

S

G2

Punto de regulación

Factores de crecimiento

Go

Resumen del Punto de Regulación G1

G1: En este pG1: En este punto la unto la célula compruebacélula comprueba::•Tamaño-masaTamaño-masa•Integridad ADN Integridad ADN

•Requiere de factores Requiere de factores de crecimientode crecimiento

Es el Es el controlcontrol principal de la principal de la proliferación proliferación

M

G1

S

G2

Punto G1

Go

Fase de síntesis o replicación del ADN

FASE S

La síntesis La síntesis del ADN, del ADN, se efectúa se efectúa en esta en esta etapa específica del cicloetapa específica del ciclo..

La duplicación inicia en diferentes puntos La duplicación inicia en diferentes puntos simultáneamente.simultáneamente.

Diversos factores se relacionan con el inicio Diversos factores se relacionan con el inicio de la síntesis.de la síntesis.

Los Los nuevos “ADNs” quedan unidos por el nuevos “ADNs” quedan unidos por el centrómero hasta la mitosis, recibiendo el centrómero hasta la mitosis, recibiendo el nombre de CROMÁTIDASnombre de CROMÁTIDAS HERMANAS. HERMANAS.

S: fase de síntesis o replicación del ADN

Cromátidas Hermanas

Cromátidas HermanasCromátidas Hermanas

Núcleo celularNúcleo celular

Cromosomas Cromosomas dentro del núcleodentro del núcleo

ADNADN

““Locus” de un genLocus” de un gen

La molécula de ADN esta activa y La molécula de ADN esta activa y

Durante el ciclo deben generarse dos moléculas Durante el ciclo deben generarse dos moléculas idénticas para ser repartidas entre las dos idénticas para ser repartidas entre las dos

células hijas.células hijas.

La molécula de ADN en la interfase

ADNADN en la interfase en la interfase

CromatinaCromatina

INTERFASEINTERFASE Cromatina Cromatina

La molécula de ADN está asociada a La molécula de ADN está asociada a proteínas denominadas histonas y otras proteínas denominadas histonas y otras proteínas no proteínas no histonashistonas en una estructura en una estructura filamentosafilamentosa..

Fase de síntesis del ADN (síntesis de proteínas)

Simultáneamente se realiza síntesis Simultáneamente se realiza síntesis de de proteínasproteínas

Activa síntesis de Activa síntesis de proteínas histonasproteínas histonas

Síntesis deSíntesis de::•Enzimas que elaboran Enzimas que elaboran desoxirribonucleótidos desoxirribonucleótidos •Enzimas para la Enzimas para la duplicación del ADN duplicación del ADN

NucleosomasNucleosomas

ADN de ADN de doble hélicedoble hélice

Ciclo Celular-UAM-ICiclo Celular-UAM-I

FASE G2, PREPARACIÓN PARA LA DIVISIÓN

•Continúa el proceso de adquisición de Continúa el proceso de adquisición de ATP. ATP.

•Activa síntesis de proteínas, dentro de Activa síntesis de proteínas, dentro de ellas destacan las necesarias ellas destacan las necesarias para el para el proceso de mitosis. proceso de mitosis.

•Reparación G2 (Reparación del ADN pos-Reparación G2 (Reparación del ADN pos-replicativa).replicativa).

•Transcurre entre el final de la duplicación Transcurre entre el final de la duplicación del ADN y el inicio de la mitosis. del ADN y el inicio de la mitosis.

Etapa G2

Fase G2-Preparación División

Preparación para la Preparación para la condensación de condensación de cromosomas y la cromosomas y la división celular.división celular.

•FFosforilación de FFosforilación de las histonas.las histonas.

•Se incrementa la Se incrementa la síntesis de tubulinasíntesis de tubulina

Condensación cromatinaCondensación cromatina

Cromosoma Cromosoma en metafaseen metafase

Microtúbulos del huso mitótico Microtúbulos del huso mitótico formados por tubulinaformados por tubulina

Imagen de: Cooper y col., 2000

Resumen del Punto de Regulación G2

En este pEn este punto la célula compruebaunto la célula comprueba::•Que ha duplicado su masaQue ha duplicado su masa• Que ha completado la duplicación del ADN y Que ha completado la duplicación del ADN y sólo lo ha efectuado una vezsólo lo ha efectuado una vez•Que no existe daño en el ADN (algún daño es Que no existe daño en el ADN (algún daño es reparado)reparado)

División celularDivisión celular

Esquema Resumen Regulación

Representación CicloRepresentación Ciclo

Mitosis (la célula Mitosis (la célula se divide)se divide)

Inicio del Inicio del ciclo celularciclo celular

La célula La célula duplica su ADNduplica su ADN

La célula se La célula se prepara para prepara para

dividirsedividirse

La célula crece y La célula crece y fabrica nuevas fabrica nuevas

proteínasproteínas

DetieneDetieneel cicloel ciclo

Punto de regulación la Punto de regulación la célula decide si continúa célula decide si continúa

el cicloel ciclo

M I T O S I S

El primer proceso clave para que se de la división nuclear es que todas las cadenas de ADN se dupliquen (REPLICACIÓN del ADN); esto se da inmediatamente antes de que comience la división, en un período del ciclo celular llamado INTERFASE, que es aquel momento de la vida celular en que ésta no se está dividiendo.

Mitosis

• La mitosis es un proceso de división nuclear que sirve para repartir las cadenas de ADN de forma que todas las células hijas que se originan tengan la MISMA INFORMACIÓN GENÉTICA que su madre y entre ellas.

• La mitosis es continua, sin interrupciones (“todo o nada”, relativamente rápida, que para ser estudiada se suele dividir en varias fases, que son: PROFASE, METAFASE, ANAFASE y TELOFASE.

PROFASE

• Comienza con la conversión de la CROMATINA en CROMOSOMAS (1) por un proceso de espiralización de las cadenas (igual que si tenemos un alambre largo y lo convertimos en un resorte), seguiremos teniendo lo mismo, pero de forma diferente: las dos cadenas que son completamente idénticas (ya que una se ha formado por replicación de la otra) se espiralizan juntas originando las cromátidas del cromosoma.

• Se duplican los centriolos (2).• La membrana nuclear desaparece (3).

• Cuando ya ha desaparecido la membrana nuclear, los centriolos migran hacia los polos de la célula (4), apareciendo entre los dos pares de centriolos una serie de fibras de proteína dispuestas de polo a polo que reciben el nombre en conjunto de HUSO MITÓTICO (5).

• Los cromosomas ya formados se mueven y se unen a una fibra del huso por su centrómero (un sólo cromosoma por fibra) (6), de manera que las cromátidas miran hacia los polos de la célula.

• Cuando se han unido se van moviendo hasta situarse en el centro de la célula.

METAFASE• Es una fase breve en la que todos los

cromosomas se encuentran situados en el ecuador (parte media) de la célula, formando una figura muy característica llamada PLACA ECUATORIAL (1). Tras colocarse aquí comienza la siguiente fase.

ANAFASE

• Los centrómeros se dividen y las cromátidas se separan y se desplazan hacia los centriolos, al tiempo que van desapareciendo las fibras del huso. En este momento ya se ha repartido el material hereditario (las cadenas de ADN) de forma idéntica en dos partes.

TELOFASE

• Es como una profase al revés.• Los cromosomas se desespiralizan y se

transforman en cromatina (2); aparece la membrana nuclear (1), quedando una célula con dos núcleos. Aquí concluye la mitosis.

DIVISIÓN CITOPLASMÁTICA (CITOCINESIS)

• No es una fase de la mitosis. Es la división del citoplasma en dos partes, con la repartición aproximada de los orgánulos celulares.

• En las células animales se hace por estrangulación, desde fuera hacia adentro, y en las vegetales se hace por crecimiento de la pared celular desde dentro hacia afuera. El resultado final es que la célula madre se ha transformado en dos células hijas idénticas genéticamente.

¿Y cómo se ve?

F I N