La división celular:Conceptos básicos y últimos avances

19 / 01 / 2011

El ciclo celular

Replicación del ADN

La división celular es un mecanismo fundamental que ocurre durante toda la vida en la mayoría de los tejidos y es también esencial para el desarrollo y la reproducción. Está también implicado en el cáncer, que puede ser definido como una enfermedad de la división celular (fuera de control).

Principal objetivo de la división celular : transmitir a las 2 células hijas una copia exacta del genoma de la célula madre

Las fases de la mitosis

Los actores principales de la mitosis

Los centrosomas : El centrosoma se duplica en fase G2. Los centrosomas están compuestos de 2 centríolos y son la principal fuente de microtúbulos que van a formar el huso mitótico. Organizan los 2 polos del huso.

Los microtúbulos : parte del citoesqueleto que va a formar el huso mitótico. Están compuestos de 2 proteínas, y tubulina, que forman un “tubo” de 13 filamentos de tubulina. Conectan los polos (centrosomas) a los cromosomas.

Los cromosomas : Macromoléculas de ADN compuestas de 2 cromátidas hermanas, que se separarán una de otra en anafase. La región central del cromosoma es llamada el centrómero. En el centrómero se posicionan los 2 cinetocoros, que permiten la interacción entre el cromosoma y los microtúbulos.

Como hace la célula para no cometer errores en la segregación de los cromosomas?

Como la célula reorganiza su citoesqueleto de microtúbulos para formar el huso mitótico?

Como se puede inhibir el mecanismo de la mitosis?

Cuestiones abiertas y últimos avances

Como hace la célula para no cometer errores en la segregación de los cromosomas?

Como la célula reorganiza su cito-esqueletos de microtúbulos para formar el huso mitótico?

Como se puede inhibir el mecanismo de la mitosis?

Cuestiones abiertas y últimos avances

Errores en la segregación de cromosomas

Los microtúbulos se conectan con los cromosomas por el intermedio de los cinetocoros y colocan los cromosomas al centro de la célula.

Cada cromosoma tiene que estar conectado con 2 grupos de microtúbulos : uno viniendo de un polo, y el otro viviendo del otro polo

Segregación : SI NO NO

El checkpoint del ensamblaje del huso mitótico

Como hace la célula para saber si las conexiones microtúbulos / cromosomas son correctas?

La célula dispone de un sensor de tensión interno al cromosoma : si hay tensión, significa que las conexiones son correctas, y se puede proceder a la segregación de las 2 cromatidas hermanas

Tensión? SI NO

Segregaciòn? SI NO

La separación de las 2 cromatidas hermanas

Una proteína, la cohesina, sirve de pegamiento entre los 2 brazos de los cromosomas.

En mitosis, solo hay cohesina a los centromeros (al centro de los cromosomas)

Si hay tensión entre los 2 brazos, significando que las conexiones son correctas, la célula envía una señal para degradar la cohesina, lo que resulta en la separación de los 2 brazos y la segregación correcta de los cromosomas.

1. Conexiones microtúbulos / cromosomas correctas :

Tensión interna2. Degradación de la

cohesina3. Segregación de los

cromosomas

La célula se para hasta que todas las conexiones sean correctas

Células con ADN fluorescente filmadas durante una mitosis

Conexiones correctas : división celularConexiones incorrectas : los cromosomas no

se quedan alineados al centro de la célula : no hay división y la célula espera hasta que todas

las conexiones sean correctas

Como hace la célula para no hacer errores en la segregación de los cromosomas?

Como la célula reorganiza su citoesqueleto de microtúbulos para formar el huso mitótico?

Como se puede inhibir el mecanismo de la mitosis?

Cuestiones abiertas y últimos avances

Cambio total el el aspecto de la célula

Reorganización del citoesqueleto de microtúbulos

El ensamblaje del huso mitótico

Técnica utilizada para visualizar los microtúbulos y el ADN : inmuno-localización (ver parte práctica)

El ensamblaje del huso mitótico

El ensamblaje del huso mitótico se puede dividir en varias etapas :

1/ Duplicación de los centrosomas. Ocurre antes de la mitosis

2/ Formación y crecimiento de microtúbulos a partir de los centrosomas. Necesita proteínas que estabilizan los microtúbulos, estos filamentos siendo muy dinámicos, siempre crecen y se destruyen. De manera general, solo los microtúbulos que tienen una buena orientación y una buena conexión con los cinetocoros resultan estabilizados.

3/ Hacer que el huso sea bipolar, y mantener esta estructura. Unas proteínas motores, capaces de generar fuerzas sobre los microtúbulos permiten mantener la bipolaridad.

4/ Tirar los cromosomas hacia los polos cuando se entre en anafase. Otros motores situados en la interfase entre microtúbulos y cromosomas permiten este fenómeno.

El ensamblaje del huso mitótico

Drogas para inhibir la mitosis

El cáncer es, por definición, una división incontrolada de unas células de un tejido.Una de las maneras de tratarlo es bloqueando el proceso de la mitosis.Por eso, se han diseñado drogas dirigidas contra mecanismos necesarios a la mitosis.

1/ Estabilización o desestabilización de los microtúbulos : Taxol, Nocodazole impiden la formación del huso mitótico (el cito-esqueleto no se puede reorganizar en la entrada en mitosis)

2/ Bloqueando los motores asociados a los microtúbulos, se impide la bipolaridad del huso (colapso del huso), entonces la célula no puede segregar sus cromosomas y acaba muriéndose.

Gracias por vuestra atención!

Que hacemos en el laboratorio

Las drogas de la mitosis