Patologia Metabólica (4)

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CICLO CELULAR
MITOSIS - MEIOSIS
CICLO CELULAR
Modelos experimentales y técnicas de estudio
Modelos experimentales:
Ovocitos
Fusión de células en cultivos
Hongos unicelulares: estudios genéticos
Estudios bioquímicos libres de células
Técnicas: 
Cuantificación de células en mitosis 
Detección de células que duplican su ADN (radioautografía con timidina tritiada) 
Cuantificación de células con distinta cantidad de ADN (citometría de flujo) 
El corazón del sistema de control del Ciclo Celular 
en eucariontes unicelulares 
Factor promotor de la fase M
Organizacion de la maquinaria de la mitosis
Kinasa Start
Organización de la maquinaria de la replicación del ADN
Actividad de los complejos cdk-ciclinas durante el ciclo celular en 
mamíferos
Regulación de las concentraciones de Ciclinas mitóticas
Mecanismos de regulación de la proteinquinasas
dependientes de ciclinas (Cdk) 
Puntos de control del Ciclo Celular
Puntos de control del Ciclo Celular que tienden a 
asegurar que los genomas completos y no dañados 
se transmitan a las células hijas.
Factores que regulan el pasaje por los puntos de control del ciclo celular
-Disponibilidad de factores tróficos: lo estimulan (protooncogenes).
-Adhesión al sustrato: es necesaria para la proliferación de las células que no
son células madre.
-Limitación por contacto: no limita la proliferación de células madre. 
-Integridad del ADN: su alteración lo detiene (proteínas supresoras de tumores:
retinoblastoma, p53, p21).
-Duplicación completa del ADN: la falta de la misma detiene el ciclo (proteínas 
supresoras de tumores).
-Alineación de los cromosomas en el plano ecuatorial durante la metafase 
con los cinetocoros de cada cromátide unidos a los microtúbulos 
respectivos: fenómeno necesario para la activación del complejo promotor 
de la anafase. 
Regulación del ciclo celular por las proteínas retinoblastoma (Rb) y 
E2F durante la etapa tardía de G1
Entrada en fase S por acción de Cdk2 y ciclina E 
Detención del ciclo celular en los puntos de control de lesión del ADN 
y rol de la proteína p53 en la detención del ciclo en G1.
El ADN no se duplica dos veces en el mismo ciclo celular 
debido a que durante la replicación del ADN se separan del 
sitio de inicio de la replicación las proteínas MCM que no
pueden volver a unirse a dicho sitio hasta la interfase siguiente.
LA FASE M DEL 
CICLO CELULAR
Etapas de la mitosis (Fase M) en las células animales
Dianas del Cdk1/ciclina B
Cromosomas Mitóticos
y en G1
Los cromosomas 
mitóticos 
representan el nivel 
más alto de 
condensación de la 
cromatina
¿Cuáles son las bases 
moleculares de ésta 
condensación?
Cohesinas y condensinas
Las condensinas hidrolizan ATP y pueden “enrollar” el ADN bajo condiciones 
experimentales. No se conoce el mecanismo preciso de condensación por condensina
Dímero de SMC 
(Structural Maintenance of 
Chromosomes)
en complejo de condensina o cohesina
Unión de 
cromátides 
hermanas por 
cohesina
Enrollamiento del 
ADN por 
condensinas
Son complejos proteicos que contienen dímeros de proteínas SMC y 
pueden unirse al ADN por sus extremos globulares
Las cohesinas “unen” a las cromátides hemanas a lo largo de toda 
su extensión
Acción de las condensinas y de las cohesinas
LA LÁMINA NUCLEAR Y SU 
DESPOLIMERIZACIÓN
Envoltura Nuclear
EL CINETOCORO
Regulación de la cohesión de cromátides hermanas
durante el ciclo celular en vertebrados
Ciclo del centrosoma
Las Tres Clases 
de Microtúbulos 
del Huso 
Mitótico
El huso acromático Separación de los 
centríolos a ambos 
polos. 
Se produce por 
proteínas motoras que 
se desplazan hacia los 
extremos +, 
interactuando sobre 
microtúbulos 
antiparalelos
Esas proteínas 
motoras están 
relacionadas a la 
kinesina
Etapas de la Mitosis:
-Profase: Condensación de los cromosomas, ensamblado del huso mitótico.
-Prometafase: Ruptura de la envoltura nuclear y contacto entre los 
microtúbulos del huso y los cromosomas (a través de los cinetocoros): 
movimiento activo.
Etapas de la Mitosis:
-Metafase: los cromosomas se alinean en el ecuador.
Etapas de la Mitosis:
-Anafase: las cromátides hermanas se separan y se dirigen a los 
polos opuestos por efecto del acortamiento de los microtúbulos 
cinetocóricos y por el alejamiento de los polos del huso.
Una vez que todos los cromosomas se hallan alineados sobre el 
huso, la activación del complejo promotor de la anafase (APC) 
induce la ubiquitinización y degradación de la ciclina B y de la 
securina que inhibe a la separasa. Así, la separasa degrada a las 
cohesinas que mantienen unidas a las cromátides hermanas 
permitiendo su separación. 
La degradación de la Cdk1 por la degradación de la ciclina B 
permite que la célula abandone la mitosis e ingrese en la interfase.
Punto de control del ensamblaje del huso
Los dos procesos que separan las cromátides en 
anafase
Etapas de la Mitosis:
-Telofase: los dos juegos de cromátides hijas arriban a los polos 
opuestos y se reensamblan las envolturas nucleares formando dos 
núcleos y terminando la mitosis.
Citocinesis:
La citocinesis comienza con el ensamblado del anillo contráctil.
Mitosis: Consecuencias biológicas
Como resultado de la mitosis, se generan dos células hijas 
genéticamente idénticas a la célula madre
En animales, la mitosis es responsable del crecimiento 
de los organismos y de la regeneración de sus tejidos.
MEIOSIS
Se separan los cromosomas homólogos en células distintas, 
reduciendo a la mitad el número de cromosomas
Se produce variabilidad genética
Profase I meiótica
Sinapsis de los homólogos durante la profase I
Complejo Sinaptonémico
Durante el paquitene ocurre la recombinación o crossing-over
Una endonucleasa rompe la doble hebra de un cromosoma. 
Luego, una exonucleasa crea dos extremos 3´que encuentran las regiones 
homólogas de un segundo cromosoma y comienza la sinapsis.
La molécula unida puede resolverse por un corte que separa los dos 
cromosomas
Hay proteínas específicas involucradas en el proceso: las 
recombinasas ej:
RAD51-DMC1 en eucariontes.
RecA (Rad51) y RecBCD en procariontes
Meiosis I
Comparación
entre metafase y 
anafase I yII
-Recombinación genética
-Segregación al azar de los homólogos en la anafase I
Mecanismos de variabilidad genética de la 
Meiosis
Ovogénesis
Espermatogénesis
Errores en la Meiosis: No disyunción
Comparación
Mitosis-Meiosis
Autoevaluación:
1) Explique en qué etapa del ciclo celular se encuentran las 
células satélites del músculo estriado esquelético y 
cómo responden dichas células cuando se produce una lesión
parcial de este tejido (integración con Histología).
2) Explique qué cambio se produce en el ciclo celular del ovocito I
de un folículo maduro cuando recibe el pico de hormona 
luteinizante (LH). La síntesis de qué proteína intracelular produce 
este cambio en el ciclo celular? (integración con Embriología
e Histología).
3) La radioterapia y la quimioterapia suelen producir daños en
el ADN. Trate de explicar por qué dichas terapias producen mayor
muerte celular en células neoplásicas y en células de la médula ósea y del 
Epitelio intestinal que en fibras musculares y neuronas (integración con 
Histología).
Autoevaluación:
4) Explique por qué al fusionar en cultivo celular células en 
miotosis con células en interfase, se condensa la cromatina de 
las células en interfase.
5) Mencione cuáles son los mecanismos moleculares que
producen variabilidad genética en la reproducción sexual 
(integración con Embriología).
6) Explique qué tipos de alteraciones cromosómicas puede 
producir la falla en la separación o disyunción de los cromosomas
durante la división celular. Explique si existen diferencias en las
consecuencias de la no disyunción si ésta se produce en la
meiosis o en la mitosis (integración con Genética y Embriología).