Regulación del Ciclo Celular

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Regulación del Ciclo Celular Los mecanismos celulares por el cual el ciclo celular se regula, tiene que ver con la concentración de proteínas que forman complejos en la célula. Ciclo celular: Serie de eventos que llevan a la replicación de células

Etapas: • • • •

G1: Etapa de crecimiento de la célula. (La célula decide si se puede o no dividir). S: Duplicación del ADN. Duplicación de cromátidas hermanas. G2: Preparación para la Mitosis, donde se sintetizan proteínas fundamentales para hacer la condensación del ADN completo. M: Mitosis • Profase • Metafase • Anafase: se separan las cromatidas hermanas para migrar cada una a su polo. • Telofase

Estos tienen la capacidad de volver al ciclo para dividirse. Por lo tanto, en el caso de los linfocitos, guardan la información hasta que sea necesaria para poder defender nuestro organismo, respondiendo a un estímulo, y por esto entran al ciclo celular. Cada ciclo celular está ocurriendo dentro de un tiempo dado. Ej • • • •

M: 0,5 h G1: 9 h S: 10 h G2: 4,5 h

La regulación es la forma que tiene la célula para saber cuando dividirse.

El ciclo celular está regulado por CINASAS o QUINASAS y CICLINAS, las cuales forman complejos que regulan el ciclo, y las cuales están codificadas por genes. Las anteriores se organizan en 2 complejos proteicos principales: SPF y MPF.

G0: • Salida del ciclo celular sin retorno. • Diferenciación celular Por ejemplo las neuronas, las cuales salen del ciclo sin retorno, donde existe la diferenciación celular, por lo tanto la célula va a quedar en G1 y donde sale del ciclo y nunca más ingresa, se le llama G0. Una neurona una vez que es funcional nunca más vuelve a dividirse o duplicar su material genético (una sola cromátida). Por lo tanto vemos el núcleo que tiene solo una cromátida. G: Interrupción del ciclo celular, implica retorno al ciclo luego de un estímulo: linfocitos.

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Las quinasas siempre estarán presentes en las células, por lo tanto, siempre se estarán sintetizando. Quinasas: (siempre hay en el citosol) • Cdc2 Promueve la mitosis. • Cdk2 forma parte del complejo que induce la síntesis del ADN Por lo tanto habrán 2 complejos: • SPF: factor promotor de la síntesis del ADN. • MPF: factor promotor de la mitosis. Las ciclinas: son sintetisadas cuando son necesarias, no siempre están en el citosol, y esto ocurre previo a los complejos. Estas formarán los complejos al unirse con las quinasas. • La ciclina M será sintetizada previo a la mitosis. • La ciclina G1, será sintetizada previo a S. Los genes P21 y P16 actúa en la fase G1

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La ciclina G1 será sintetizada en G1 donde formará el complejo SPF con la quinasa cdk2 al iniciar S, y porterior a este inicio de fase, la Cilcina G1 será degradada. Lo mismo con la Ciclina M, la cual es sintetizada en G2, y luego es degradada en Mitosis.

Hay genes que van a controlar la acción de SPF, ya que el hecho de que esté formado el complejo no significa que esté activo. El Gen supresor de tumores es el responsable de la síntesis de la proteína P53, la cual actúa a nivel nuclear, pero se sintetiza en el citoplasma. Este es un factor de transcripción que activa genes específicos como el P16 o el P21, los cuales se unen al complejo SPF inhibiendo su acción, por lo tanto, no dejarán que se inicie la fase, ya que esta proteína está tratando de ver y controlar el daño que exista en el ADN. Por ejemplo, si en G1 se detecta algún daño en el ADN la P53 va a dar lugar a que se repare el ADN, mediante, por ejemplo, el aumento de la síntesis del gen P21, y aunque este formado el complejo SPF no va a poder cumplir su función, no se desencadenará la síntesis del ADN, porque la proteína P21 está unida al SPF. Si hay daño, hará apoptosis, si no ocurre esto habrá descontrol del ciclo celular. En el ciclo celular existen puntos de control. • En G1 que inhibe el paso a la síntesis del ADN en el complejo SPF (inhibe paso a S) • En G2 que inhibe el complejo MPF el inicio de la mitosis. • En M en Anafase, que sucede si hay algún defecto en la inhibición del complejo APC.

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Una vez iniciado el crecimiento de la célula en G1, hay un aumento en la síntesis de la ciclina G1 hasta un máximo, a medida que se va sintetizando, esta se va uniendo a la ciclina cdk2, una vez alcanzado el máximo de complejo se podría activar el complejo SPF. Cuando va transcurriendo la fase S, comienza la degradación de la ciclina. Una vez acaba la fase S, y en el comienzo de la fase G2, comienza la síntesis de la ciclina M que se va uniendo a la quinasa, pero una vez llegada a la fase M tiene una forma activa, y una vez pasada la Mitosis en Metafase, rápidamente es degradada la ciclina por la APC y deja de funcionar la ciclina M que está unida al complejo MPF. Las Quinasas permanecen en concentraciones constantes a lo largo del ciclo.

Complejo SPF

Cuando el complejo SPF está activo: • Ocurre inactivación de APC (inhibe el complejo promotor de la Anafase. • Activa la transcripción de los componentes cdkc de la fase S. • Fosforilación del inhibidor cdkc de la fase S. (Fosforila los sitios del complejo SPF que están ubicados en la quinasa, y cuando estos están fosforilados permiten la unión del inhibidor). • Por lo tanto este complejo siempre se está autorregulando cuando está activo.

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Fosforila los sitios regulatorios de las proteínas que forman los complejos prereplicación del ADN, es decir, activa el funcionamiento en los sitios regulatorios, promoviendo la sintesis del ADN.

Complejo MPF • • • • • •

Induce a la condensación de los cromosomas. Induce la desorganización de la envoltura nuclear. Induce el ensamble del huso mitótico, debe regular que ocurra la metafase. Induce el alineamiento de los cromosomas, lo que ocurre en metafase. Activa el APC, el que va a inducir que se produzca la Anafase. El APC degrada al inhibidor de la Anafase.

Formación de los Complejos Ciclinas: • •

Ciclina G1 Ciclina M

Quinasas: • •

Cdk2: proteina quinasa de la proteína de ciclina. Cdc2: ciclo división celular.

Complejos:

• SPF: cdk2 + ciclina G1 Factor promotor de la fase S

• MPF: cdc2 + ciclina M Factor promotor de la Mitosis.

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