CICLO CELULAR

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CICLO CELULAR
Requerimientos:
· Principal: para que se produzcan un par de células genéticamente idénticas es que el ADN se replique exactamente.
· Los cromosomas replicados se segreguen en las dos células hijas.
Ocurren procesos: nucleares y citoplasmáticos.
¿Cómo se consigue la coordinación de estos procesos citoplasmáticos y nucleares? 
Con un sistema de control: dispositivo bioquímico compuesto por dos proteínas reguladoras interactivas.
SISTEMA DE CONTROL
· Dispositivo bioquímico;
· Procesos subordinados;
· Factores de retraso y puntos de control;
· Señales del entorno;
· Proteínas: ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas (engranajes moleculares del reloj molecular).
Las proteínas se sintetizan a partir de protooncogenes, genes que codifican para proteínas que estimulan la proliferación celular (como la muerte celular).
PUNTOS DE CONTROL DEL CICLO CELULAR (checkpoints)
Durante el ciclo celular, la célula pasa al menos tres puntos de control.
Mantiene la integridad del genoma.
· Punto de control G1. Punto de inicio, start, punto R, punto de arranque. Se activa toda maquinaria necesaria para la duplicación del ADN.
· Punto de control G2. Fundamental para entrar en fase M, se activa la maquinaria para la mitosis.
· Punto de control en metafase. Salir de metafase y entrar en anafase.
 
CORAZÓN DEL SISTEMA QUE CONTROLA EL CICLO CELULAR
Complejo ciclina-quinasa.
Ciclinas: proteínas que controlan la actividad de sus proteinquinasas dependientes. Sus concentraciones se elevan y descienden siguiendo un patrón predecible conforme la fase del ciclo celular.
Quinasas dependientes de ciclinas: enzimas que mediante la fosforilación de proteínas blanco desencadenan los procesos subordinados del ciclo celular.
Fase S (SINTESIS DE ADN)
Tomada la decisión de dividirse, la célula deja atrás la fase G1 e ingresa en la fase S, que comienza la replicación del ADN. Esto ocurre cuando una ciclina G1 (D) activa la quinasa Cdk2, la cual inicia una cadena de fosforilaciones en sucesivas proteínas intermediarias. Esta cadena culmina con la activación de las moléculas responsables de replicación del ADN.
Sim embargo, la Cdk2 se activa solo cuando la ciclina G1 alcanza un determinado umbral de concentración (requisito indispensable para la activación). A partir de eso momento la Cdk2 y la ciclina G1 se unen y componen un complejo proteico denominado SPF, factor promotor de la síntesis. El SPF induce la apertura de los orígenes de replicación y activa a moléculas involucradas en la síntesis del ADN, como las ADN polimerasas, la helicasa, etc.
En cierto momento de la fase S la concentración de ciclina G1 disminuye, se separa de la Cdk2 y es degradada por una proteasoma.
La ciclina G1 es la única cuya la concentración varia, ya que los niveles de Cdk2 se mantienen constantes a lo largo del ciclo celular. En una fase S normal el ADN se replica solo una vez, pues así no fuese las células hijas tendrían un numero mayor de cromosomas que el normal. El impedimento de la aparición de nuevas replicaciones depende del complejo proteico ORC.
Fase G2.
Provee a la célula un lapso donde actúan mecanismos de seguridad para controlar (antes que la célula se divida) si las moléculas de ADN han completado su replicación y, cuando correspondan, si fueran reparadas. Además, se completa la duplicación de los componentes citoplasmáticos. 
Fase M.
En la mitosis intervienen la Cdc2 y la ciclina M. la ciclina comienza a sintetizarse a partir de la fase G2, antes que desaparezca la ciclina G1. Cuando la ciclina alcanza su umbral de concentración, se une a la Cdc2 y forman el complejo MPF, factor promotor de la fase M.
Activada por la ciclina M, la Cdc2 fosforila (directa o a través de quinasas intermedias) a diversas proteínas nucleares y citosólicas. Las principales consecuencias de esta fosforilación son: 
· Se desintegra la red de filamentos de actina, por lo que la célula pierde contacto con células vecinas y se vuelve esférica. 
· Se desarman los microtúbulos citoplasmáticos y se forman los del huso mitótico. 
· Se disgrega la lamina nuclear, y con ella la Carioteca.
· Se modifica la asociación de la histona H1 con el ADN, lo que aumenta el enrollamiento de la cromatina y la compactación de los cromosomas.
Cuando la división celular se concluye, estos fenómenos se revierten debido a la que las proteínas que los producen se des fosforilan a causa de la desactivación de la Cdc2. A su vez, la Cdc2 se desactiva porque la concentración de la ciclina M cae a un nivel inferior del que se necesita para que ambas moléculas se mantengan unidas.
La disociación del MPF ocurre al comienzo del anafase. Tiene lugar solo si los cromosomas arribaron al plano ecuatorial de la célula y todos los cinetocoros se ligaron a los microtúbulos del huso mitótico, lo cual asegura la segregación normal de los cromosomas hijos y su desplazamiento hacia los polos. Los cinetocoros que no se ligan a los microtúbulos del huso producen una señal que impide la caída de la ciclina M, para que la célula detenga la mitosis antes que comience el anafase. 
Fase G0.
Las células hijas derivadas de la mitosis ingresan en la fase G1 de la interfase y, si son inducidas por ciertos factores repiten el ciclo y vuelven a dividirse. En caso contrario, la fase G1 se prolonga y la célula sale de esto ciclo, para entrar en la fase G0.
MITOSIS
· La división célula comprende una serie de fenómenos por los cuales los materiales primero se duplican y luego se reparte en proporciones iguales entre las dos células hijas. 
· Todos los componentes de la célula se duplican antes que la célula se divida.
· La mitosis produce la partición del citoplasma y su distribución equitativa en las células hijas: CITOCINESIS. (anafase)
· Profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. 
PROFASE
Preparación de la célula para el movimiento de los cromosomas.
Los cromosomas empiezan a condensarse, y como el ADN queda inaccesible el nucleolo pierde su ARN ribosómico y desaparece. Después, ocurre la formación de las fibras del huso mitótico por el centrosoma. Los centrosomas van en dirección a los polos de la célula y para que ocurra la ligación de las fibras con los cromosomas, necesita de la desaparición de la envoltura. La desintegración de la Carioteca, ocurre por conta de la absorción de agua por el núcleo. El final de la profase se da con la fijación de las fibras del huso a los cinetocoros de los centrómeros.
Cromosomas son filamentos delgados, cromátides hermanas, centrómeros asociados a cinetocoros. 
Fibras del huso: 
· Cinetocóricas: fibras conectadas con los cinetocoros de las cromátidas.
· Polares: sus tramos se entrecruzan con la del polo opuesto.
· Áster: son más cortas y libres.
METAFASE
Movimiento de los cromosomas.
Centrosomas llegan a los polos de la célula. Máximo grado de empaquetamiento de los cromosomas. Los cromosomas parecen ordenados en el ecuador de la célula (placa ecuatorial), las dos placas Cinetocóricas de cada centrómero quedan orientadas hacia los polos opuestos de la célula. Ocurre la duplicación del centrómero.
ANAFASE
Separación de las cromátidas hermanas.
Se produce la partición de las cohesinas de los centrómeros. Las cromátidas (CROMOSOMAS HIJOS) se separan y comienzan a migrar hacia los polos, traccionadas por las fibras Cinetocóricas del huso. Los cromosomas suelen adoptar una forma de V. El centrómero precede las partes del cromosoma hacia los centrosomas. Las fibras Cinetocóricas se acortan y las fibras polares aumentan, debido al mutuo distanciamiento de los polos de la célula, así pierde su forma esférica y adquiere ovoide.
TELOFASE 
Reconstrucción de las células. (profase inversa)
Con la llegada de los cromosomas hijos a los polos, hace la desaparición de las fibras del huso. Los cromosomas comienzan a desenrollarse y se muestrean cada vez menos condensados. Las fibras de cromatina son rodeadas por partes de RE, que se integran hasta formar las envolturas nucleares. Reaparición de nucleolos.
Cariocinesis (formación de nuevos núcleos).
Citocinesis (particióndel citoplasma), se inicia en el anafase. El citoplasma se constriñe en la región ecuatorial por la formación de un surco en la superficie, que se profundiza a medida que la célula se divide. 
Se restablece el citoesqueleto, por lo cual las células hijas adquieren forma original a la madre y se conectan con otras y a la matriz extracelular. Dirigidos por el citoesqueleto, los componentes citoplasmáticos se distribuyen en las células hijas.