14 ciclo celular r ortiz

5/12/2018 14 Ciclo Celular R Ortiz - slidepdf.com

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Ciclo CelularCiclo Celular



Antecedentes Teoría Celular

1838:1838:

TheodorTheodor SchleidenSchleiden yy

JacobJacob SchwanSchwan

Todos los organismos estánTodos los organismos están

compuestos por una o más células.compuestos por una o más células.Una célula se origina por la división deUna célula se origina por la división deuna célula preexistente.una célula preexistente.



Reproducción celular

EEss consideradaconsiderada comocomo unauna dedelaslas característicascaracterísticas funcionalesfuncionalesprincipalesprincipales dede laslas célulascélulas..

ElEl crecimientocrecimiento yydesarrollodesarrollo adecuadosadecuados dedeloslos organismosorganismos vivosvivosdependedepende deldel crecimientocrecimientoyy multiplicaciónmultiplicación dede sussuscélulascélulas..

Ciclo Celular Ciclo Celular--UAMUAM--II



Organismos Unicelulares

LLaa divisióndivisión celularcelular implicaimplica unaunaverdaderaverdadera reproducciónreproducción yaya queque porporesteeste procesoproceso sese producenproducen nuevosnuevosorganismosorganismos..

Fuente:Fuente:http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/celula.htmhttp://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/celula.htm

CiliadoCiliadounicelular:unicelular:




Organismos Multicelulares

Derivan de una sola célulaDerivan de una sola célulaCIGOTOCIGOTO

La repetida división deLa repetida división deésta y sus descendientes,ésta y sus descendientes,

determina el desarrollo ydetermina el desarrollo ycrecimiento delcrecimiento del

individuo.individuo.

Hay diferenciación celularHay diferenciación celular

Fuente: AlbertsFuente: Alberts




Definición de Ciclo Celular

EEs uns un conjunto ordenado de eventosconjunto ordenado de eventos quequeculmina con el crecimiento de la célula yculmina con el crecimiento de la célula y

su división en dos células hijassu división en dos células hijas

EEll períodoperíodo comprendidocomprendido entreentre lalaformaciónformación dede lala célulacélula porpor divisióndivisión dede susu

célulacélula madremadre yy elel tiempotiempo cuandocuando ellaellamismamisma sese dividedivide..




Etapas Generales del Ciclo

INTERFASEINTERFASE:: CrecimientoCrecimientoDuranteDurante lala interfaseinterfase lala célulacélula duplicaduplica::

SuSu ADN ADNTodosTodos loslos componentescomponentes celularescelulares

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

Segregación del material genéticoSegregación del material genéticoDivisión del citoplasmaDivisión del citoplasma




Duplicación-ADN (Fase S)

Detección de la síntesis de ADN, midiendo su contenido.(Evaluación con citometría de

flujo)

Detección de la síntesis de ADN, midiendo su contenido.(Evaluación con citometría de

flujo)

00 200200 400400 600600 800800 10001000

GG11GG11

ssss GG22GG22

2C2C2C2C 4C4C4C4C

c é l u l a s

c é l u l a s

c é l u l a s

c é l u l a s

Durante un intervalo especifico en lainterfase la célula duplica su ADN


Observación de la síntesis de ADN midiendo incorporación

de Timidina tritiada



Períodos Generales y

Fases del Ciclo Celular




Duración - Ciclo Celular Típico

Alrededor de 24 horas.

G1: 12 horasS: 7 horas

G2: 4 horas

M: 1 hora




Células cíclicas

Células noCélulas nocíclicas (cíclicas (GoGo))

CélulasCélulascíclicascíclicas


REHACER LAS LETRAS DE FIGURA



Células no cíclicasCélulas no cíclicas

1.1. LasLas queque sonson capacescapaces dedeentrarentrar alal ciclociclo nuevamentenuevamenteporpor mediomedio dede unun estímuloestímulo

adecuadoadecuado yy

LinfocitoLinfocito

NeuronaNeurona

SeSe encuentranencuentran enen GoGo yy sonson dede dosdos tipostipos::

2.2. LLasas célulascélulas diferenciadasdiferenciadasterminalmente,terminalmente, queque yayanuncanunca sese dividirándividirán..




Etapas de la Interfase

GOGO:: EtapaEtapa QuiescenteQuiescente (Fuera(Fuera dede Ciclo)Ciclo)

GG11:: correspondecorresponde aa "GAP"GAP 11 (Intervalo(Intervalo 11))..

SS:: representarepresenta "Synthesis"Synthesis dede ADN ADN

GG22:: representarepresenta "GAP"GAP 22 (Intervalo(Intervalo 22))..




División celular (División celular (MM))

EEn generaln general "mitosis"mitosis (células somáticas)(células somáticas)

meiosis en células germinales. meiosis en células germinales.

En esta faseEn esta fase ocurre la división nuclearocurre la división nuclear

(los cromosomas se separan) y(los cromosomas se separan) y se da lase da ladivisióndivisión citoplasmática (citocinesis)citoplasmática (citocinesis)




Características de las

diferentes etapas de laInterfase




Fase Goquiescente o

durmienteEsEs fisiológicamentefisiológicamente distintadistinta aa unauna fasefaseGG11 prolongadaprolongada..

LosLos perfilesperfiles dede síntesissíntesis dede RNARNA yyproteínasproteínas sonson diferentesdiferentes..

LaLa cromatinacromatina enen laslas célulascélulas GoGo tienetiene unun

mayormayor gradogrado dede condensacióncondensación..LosLos extractosextractos dede célulascélulas enen GoGo inhibeninhibenlala síntesissíntesis dede DNADNA..




IniciaInicia aa partirpartir dede lala citocinesiscitocinesis dede lala divisióndivisión

anterioranterior.. Acumulación Acumulación deldel ATP ATP ee incrementoincremento deldel tamañotamañocelularcelular..GranGran actividadactividad metabólicametabólica:: SíntesisSíntesis dede diversasdiversas

proteínasproteínas.. Actividades Actividades celularescelulares dede:: secreción,secreción, conducción,conducción,endocitosisendocitosis

Etapa G1




G1- CaracterísticasEsEs elel períodoperíodo queque másmás variaciónvariación dede

tiempotiempo presentapresenta

EnEn estaesta etapaetapa lala célulacélula decidedecidecontinuarcontinuar elel ciclociclo oo detenersedetenerse enen lalaetapaetapa GG00..

FASE M

FASE Go

FASE G1

FASE G2

FASE SFASE S

TIEMPO

*

*




M

G1

S

G2

Puntos de Regulación

DuranteDurante lala interfaseinterfase hayhaydosdos puntospuntos dede regulaciónregulaciónesencialesesenciales:: unouno duranteduranteGG11,, antesantes dede lala entradaentrada aalala fasefase SS yy elel otrootro enen GG22,,previoprevio alal inicioinicio dede lala fasefaseMM..

EnEn lala etapaetapa dede divisióndivisión seseencuentraencuentra elel puntopunto MM


ALTO

ALTO

ALTO



Los Elementos Claves en laRegulación del Ciclo Celular

CiclinasCiclinas

CinasasCinasasdependientes dedependientes de

ciclinasciclinas (Cdk)(Cdk)

Ciclo Celular Ciclo Celular--UAMUAM--IIFuente imagen: Alberts y col



Complejos cinasaComplejos cinasa--ciclinaciclina

CDKCDK CiclinaCiclina

SubstratoSubstrato(proteína blanco)(proteína blanco)

Se une alSe une al

substratosubstrato

CDK + CiclinaCDK + CiclinaCOMPLEJO ACTIVOCOMPLEJO ACTIVO

Modificación químicaModificación química

(fosforilación)(fosforilación) Ciclo Celular Ciclo Celular--UAMUAM--II

SubstratoSubstrato(proteína blanco)(proteína blanco)

Se une alSe une al

substratosubstrato



Regulación G1 en levaduras

Inicio

Nutrientes

Tamaño

Celular

Imagen modificada de: Cooper, 2000 Ciclo Celular Ciclo Celular--UAMUAM--II



Regulación en Células Animales

M

G1

S

G2

Punto de regulación

Factores decrecimiento

Go




Ciclinas regulación en G1 - S

G1-Cdk ciclina DG1/S-Cdk ciclina E

Se combinan concinasas-dependientes

de ciclinas (Cdk)

Cdk2-ciclina DG1Cdk4-ciclina DCdk6-ciclina D

G0

Cdk2-ciclina E

Punto de

regulación


Incremento

S



Inducción de Ciclinas (tipo D) por

factores de crecimiento

Factores de

crecimiento

Punto de regulación

Síntesis de

ciclinas tipo D

Ras, Raf, ERKRas, Raf, ERK

Unión Cdk4, 6Unión Cdk4, 6

con CycDcon CycD


M

G1

S



Regulación G1-SRb - E2F

Inhibición de latranscripción

Transcripción degenes-fase S

pRb sin

fosforilarunida a E2F

Fosforilación de

pRb libera aE2F

Rb

E2F

RNAE2F

E2F

E2FRb

RbCdk 4,6/ciclina D

Imagen modificada de: Cooper, 2000 Ciclo Celular Ciclo Celular--UAMUAM--II



Inducción de p21 por daño al ADN

El daño al ADNincrementa p53

Se activa latranscripción del geneque codifica para un

inhibidor de Cdk (p21)

Inhibición delInhibición del

ciclo celular ciclo celular

Inhibición de laInhibición de la

síntesis de ADN síntesis de ADN

Detención enG1

p21

p21 mRNA

p53

Incremento en p53

Daño en el DNA

Cdk´s PCNA

Ciclo Celular Ciclo Celular--UAMUAM--IIImagen modificada de: Cooper, 2000



Resumen del Punto de Regulación G1

G1: En este pG1: En este punto launto lacélula compruebacélula comprueba::TamañoTamaño--masamasaIntegridad ADNIntegridad ADN

Requiere de factoresRequiere de factoresde crecimientode crecimiento

Es elEs el controlcontrolprincipal de laprincipal de laproliferaciónproliferación

M

G1

S

G2

Punto G1

Go




Fase de síntesis o replicacióndel ADN

FASE S




LaLa síntesissíntesis deldel ADN, ADN, sese efectúaefectúa enen estaestaetapaetapa específicaespecífica deldel ciclociclo..LaLa duplicaciónduplicación iniciainicia enen diferentesdiferentes puntospuntos

simultáneamentesimultáneamente..DiversosDiversos factoresfactores sese relacionanrelacionan concon elel inicioiniciodede lala síntesissíntesis..

LosLos nuevosnuevos ADNs ADNs quedanquedan unidosunidos porpor elelcentrómerocentrómero hastahasta lala mitosis,mitosis, recibiendorecibiendo elelnombrenombre dede CROMÁTIDASCROMÁTIDAS HERMANASHERMANAS..

S: fase de síntesis o replicación del ADN




Cromátidas Hermanas


Cromátidas HermanasCromátidas Hermanas

Fuente imagen:

http://www.monografias.com/trabajos16/

adn-alta-velocidad/Image4984.jpg

Núcleo celular Núcleo celular

CromosomasCromosomas

dentro del núcleodentro del núcleo

ADNADN

³Locus´ de un gen³Locus´ de un gen



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

Durante el ciclo deben generarse dosDurante el ciclo deben generarse dos

moléculas idénticas para ser repartidas entremoléculas idénticas para ser repartidas entrelas dos células hijas.las dos células hijas.

La molécula de ADN en la

interfase

ADN ADN en la interfaseen la interfase

CromatinaCromatina




INTERFASEINTERFASE CromatinaCromatina

LaLa moléculamolécula dede ADN ADN estáestá asociadaasociada aaproteínasproteínas denominadasdenominadas histonashistonas yy otrasotrasproteínasproteínas nono histonashistonas enen unauna estructuraestructurafilamentosafilamentosa..




Fase de síntesis del ADN(síntesis de proteínas)

SimultáneamenteSimultáneamente sese realizarealiza síntesissíntesis dedeproteínasproteínas

Activa síntesis de Activa síntesis de

proteínas histonasproteínas histonasSíntesis deSíntesis de::Enzimas que elaboranEnzimas que elaborandesoxirribonucleótidosdesoxirribonucleótidosEnzimas para laEnzimas para laduplicación del ADNduplicación del ADN

NucleosomasNucleosomas

ADN de ADN dedoble hélicedoble hélice




FASE G2,PR

EP

AR

ACIÓNP

AR

A LADIVISIÓN




ContinúaContinúa elel procesoproceso dede adquisiciónadquisición dede ATP ATP..

Activa Activa síntesissíntesis dede proteínas,proteínas, dentrodentro dedeellasellas destacandestacan laslas necesariasnecesarias parapara elel

procesoproceso dede mitosismitosis..ReparaciónReparación GG22 (Reparación(Reparación deldel ADN ADN pospos--replicativa)replicativa)..

Transcurre entre el final de la duplicaciónTranscurre entre el final de la duplicacióndel ADN y el inicio de la mitosis.del ADN y el inicio de la mitosis.

Etapa G2




Fase G2-Preparación División

PreparaciónPreparación parapara lalacondensacióncondensación dedecromosomascromosomas yy lala

divisióndivisión celularcelular..FFosforilaciónFFosforilación dedelaslas histonashistonas..

SeSe incrementaincrementa lalasíntesissíntesis dede tubulinatubulina

Condensación cromatinaCondensación cromatina

CromosomaCromosomaen metafaseen metafase

Microtúbulos del huso mitóticoMicrotúbulos del huso mitóticoformados por tubulinaformados por tubulina

Ciclo Celular Ciclo Celular--UAMUAM--IIImagen de: Cooper y col., 2000



CO

N daño-duplicación incompleta

Inactivo

MPF- Inactivo

Detención en G2

ProteínasProteínas punto depunto de

regulaciónregulación

Fosforila einhibe Cdc25

Regulación G2:Detección de DNA con daño o no duplicado

SIN daño-Duplicación completa

ProteínasProteínas --regulaciónregulación

Activo

MPF- Inactivo MPF- Activo

Progresión a M

ACTIVAN ACTIVANcinasa Chk1cinasa Chk1

Ciclo Celular Ciclo Celular--UAMUAM--IIImagen modificada de: Cooper, 2000



Resumen del Punto de Regulación

G2En 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 yQue ha completado la duplicación del ADN ysólo lo ha efectuado una vezsólo lo ha efectuado una vezQue no existe daño en el ADN (algún daño esQue no existe daño en el ADN (algún daño esreparado)reparado)

División celularDivisión celular




Ciclinas regulación S - M

Se combinan concinasas-dependientes

de ciclinas (Cdk)

S

S-Cdk ciclina AM-Cdk ciclina BB

SE INCREMENTAN

Cdk1-ciclina B

Cdk2-ciclina A


Punto de

regulación

Punto de

regulación



Principales Ciclinas y CDK envertebrados

ComplejoCiclina - CDK

Ciclina CDK

G1-Cdk Ciclina D* Cdk4, Cdk6

G1/S-Cdk Ciclina E Cdk2

S-Cdk Ciclina ACiclina A Cdk2

M-Cdk Ciclina BCiclina B Cdk1**


* Hay 3 tipos de ciclinas D en mamíferos (D1, D2 y D3)** El nombre original de Cdk1 fue Cdc2

Fuente cuadro: Alberts y col.



Estructura del Factor promotor de la

maduración (mitosis) ³MPF´

MPFMPF

Cdc2

Ciclina B


(Cdk1)



Actividades del Factor promotor de la

maduración (mitosis) ³MPF´

Condensación ±

cromatina

Disgregación ±

envoltura nuclear

Fragmentación ±

Golgi y Retículo

Formación ±

Huso Mitótico




Regulación División

Fuente imagen: Alberts y col

Se activa-maquinariade la mitosis

Progresión demetafase a anafase




Esquema Resumen Regulación




Representación CicloRepresentación Ciclo


Mitosis (la célulaMitosis (la célula

se divide)se divide)

Inicio delInicio del

ciclo celular ciclo celular

La célulaLa célula

duplica su ADNduplica su ADN

La célula seLa célula se

prepara paraprepara para

dividirsedividirse

La célula crece yLa célula crece y

fabrica nuevasfabrica nuevas

proteínasproteínas

DetieneDetiene

el cicloel ciclo

Punto de regulación laPunto de regulación la

célula decide si continúacélula decide si continúa

el cicloel ciclo



Regulación del Ciclo Celular

Su progresión está estrictamente reguladaSu progresión está estrictamente regulada

Fuente imagen:http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2001/illpres / Ciclo Celular Ciclo Celular--UAMUAM--II



Premio Nobel en Medicina -Fisiología 2001

Celebró su centésimo aniversario en elCelebró su centésimo aniversario en el año 2001año 2001

SeSe consideraconsidera comocomo lala distincióndistinción académicaacadémica dede

mayor mayor prestigioprestigio enen elel mediomedio científicocientífico

internacionalinternacional..OtorgadoOtorgado aa trestres

biólogosbiólogos por por sussus

contribucionescontribuciones alal

entendimientoentendimiento deldelmecanismomecanismo deldel

ciclociclo celular celular




Leland H.Leland H.

HartwellHartwell

R. TimothyR. Timothy

(Tim) Hunt(Tim) HuntPaul M.Paul M.

NurseNurse

http://www.nobel.se/medicine/laureates/2001/index.htmlhttp://www.nobel.se/medicine/laureates/2001/index.html

1/31/3 del premiodel premio1/31/3 del premiodel premio 1/31/3 del premiodel premio

Premio Nobel 2001




IIdentificódentificó genesgenes asociadosasociados alal ciclociclo dededivisióndivisión celular celular ((cdccdc))

UUnono dede esosesos genes,genes, "start""start" (inicio),(inicio), juega juega unun

papelpapel fundamentalfundamental enen lala regulaciónregulación deldel

primer primer pasopaso concon elel queque sese iniciainicia elel ciclociclo

celular celular..

IIntrodujontrodujo elel conceptoconcepto dede ³³checkpointscheckpoints´́

(puntos(puntos dede verificación)verificación) parapara identificar identificar loslosgenesgenes queque regulanregulan elel ciclociclo celular celular..

Leland Hartwell


H t llH t ll



HartwellHartwell::

EstablecióEstableció laslas basesbases parapara elel usouso dedelevaduraslevaduras comocomo organismosorganismos modelomodelo enen elel

estudioestudio deldel ciclociclo celular,celular, empleóempleó lalalevaduralevadura dede panaderíapanadería::

Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae

Micrografía electrónica de barrido deMicrografía electrónica de barrido de Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae

(Del Profesor Miguel Sánchez Pérez)(Del Profesor Miguel Sánchez Pérez)De El inicio de la replicación del ADNDe El inicio de la replicación del ADN Ciclo Celular Ciclo Celular--UAMUAM--II



Paul M. Nurse

IdentificóIdentificó elel gengen cdccdc22 queque codificacodifica lala

principalprincipal CDKCDK yy caracterizócaracterizó aa laslas cinasascinasas

dependientesdependientes dede ciclinasciclinas))

DDemostróemostró queque susu funciónfunción eses lala responsableresponsable

dede cambiar cambiar aa lala célulacélula durantedurante susu ciclociclo por por lalamodificaciónmodificación químicaquímica dede otrasotras proteínas,proteínas, lala

fosforilaciónfosforilación..

EEstablecióstableció queque elel mecanismomecanismo básicobásico dede

regulaciónregulación deldel ciclociclo celular,celular, eses comúncomún aa todostodos

loslos organismosorganismos eucariotaseucariotas..




PaulPaul NurseNurse::

UtilizandoUtilizando lala llamadallamada levaduralevadura dede fisiónfisión::

Schizosaccharomyces pombe Schizosaccharomyces pombe

DuranteDurante añosaños lala investigacióninvestigación enenorganismosorganismos modelomodelo fuefue puestapuesta enen

entredichoentredicho..




Tim Hunt, ciclinas

DescubrióDescubrió yy describiódescribió lalass ciclinaciclinass,,proteínaproteínass queque sese asocianasocian aa laslas CDKCDK yy sonson

indispensablesindispensables enen lala regulaciónregulación..

DDemostróemostró queque laslas ciclinasciclinas sese degradandegradan

periódicamenteperiódicamente enen cadacada divisióndivisión celular celular yy

eses elel mecanismomecanismo esencialesencial parapara todotodo elel

controlcontrol deldel ciclociclo celular celular..




TimTim HuntHunt

TrabajaTrabaja concon otrootross organismoorganismoss modelomodelo::

los huevecillos de ranalos huevecillos de rana

y losy los dede erizo de marerizo de mar




LosLos descubrimientosdescubrimientos sobresobre elel ciclociclo celular,celular,

podránpodrán ser ser aplicadosaplicados enen elel tratamientotratamiento dedellcáncer cáncer..

Importancia clínica

Alteración en la regulaciónAlteración en la regulación

del ciclo celular del ciclo celular

Transformación de lasTransformación de las

células cancerosascélulas cancerosas

Alteraciones cromosómicasAlteraciones cromosómicas


RR DiDi



ResumenResumen -- DiaporamaDiaporama

Definición de Ciclo CelularDefinición de Ciclo Celular

Etapas Generales del Ciclo: Interfase y DivisiónEtapas Generales del Ciclo: Interfase y Divisióncelular (M)celular (M)

Células cíclicas y Células no cíclicasCélulas cíclicas y Células no cíclicasCaracterísticas de las diferentes etapas de laCaracterísticas de las diferentes etapas de la

Interfase: Fase G0, Fase G1, Fase S, Fase G2Interfase: Fase G0, Fase G1, Fase S, Fase G2Puntos de Regulación: Elementos Claves en laPuntos de Regulación: Elementos Claves en laRegulación del Ciclo Celular (cinasasRegulación del Ciclo Celular (cinasas--ciclinas):ciclinas):

Punto de Regulación G1Punto de Regulación G1

Punto de Regulación G2Punto de Regulación G2Premio Nobel en MedicinaPremio Nobel en Medicina -- Fisiología 2001Fisiología 2001

(Aportaciones al conocimiento del ciclo celular)(Aportaciones al conocimiento del ciclo celular)




BibliografíaBibliografía -- LibrosLibros

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C CC C

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