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482 | Biología molecular y celular • El desarrollo de los organismos superiores requiere la proliferación mitótica de una célula original y la dife- renciación organizada de las células resultantes, para dar lugar a los distintos órganos y tejidos. • La proliferación celular se produce mediante un ciclo de cuatro fases. En la fase G1 la célula integra las señales que controlan la proliferación y, si predominan los estí- mulos mitógenos, se prepara para la duplicación del material genético, que se verifica en la fase S. Sigue una fase intermedia G2, y una fase M en la que se produce la mitosis. Las dos células resultantes quedan en fase G1. • El paso a través del ciclo celular está regulado por pro- teína quinasas denominadas CDK, que se activan como consecuencia de su unión a proteínas de la familia de las ciclinas. • La activación del factor de transcripción E2F durante la fase G1 es imprescindible para la progresión a través del ciclo. En la célula en reposo, E2F se mantiene inactivo por unión a la proteína Rb. La fosforilación de Rb por CDK libera el E2F, que entonces activa la transcripción de genes que promueven la división celular. • La actividad de las CDK puede inhibirse por proteínas citosólicas, cuyos niveles dependen de estímulos exter- nos. • Los principales estímulos mitógenos para las células de mamífero consisten en moléculas polipeptídicas llama- das factores de crecimiento, que actúan a través de receptores de membrana con actividad tirosina quinasa dependiente de la unión de ligando. • La activación de los receptores de factores de creci- miento dispara cascadas de señalización complejas que conducen al núcleo, donde se activa la transcripción de genes necesarios para la progresión a través del ciclo. • Además de los factores de crecimiento clásicos, el esta- do de proliferación y diferenciación de muchos tipos celulares está regulado paracrina o autocrinamente por las citoquinas, entre otras moléculas de señalización. • El desarrollo de los organismos superiores es el resulta- do de un programa genético muy complejo que deter- mina la diferenciación de distintos tipos celulares y la formación correcta de los tejidos y órganos. • En las primeras etapas del desarrollo actúan los produc- tos de genes maternos que codifican factores de trans- cripción, distribuidos de forma asimétrica en el óvulo fecundado. • Como consecuencia de esta distribución asimétrica de los factores de transcripción maternos, los núcleos del embrión comienzan muy pronto a expresar de forma diferencial distintos morfógenos, que, a su vez actúan como factores de transcripción. • Los genes homeóticos dirigen el desarrollo ulterior de los tejidos y son imprescindibles para la formación de las estructuras y los órganos característicos de cada parte del organismo. • La determinación del tipo celular y el establecimiento y mantenimiento de sus características diferenciadas dependen de moléculas de señalización, como las hor- monas, y del establecimiento de contactos correctos con componentes extracelulares. • Las moléculas de adhesión que establecen contactos intercelulares o con componentes de la matriz extrace- lular son capaces de disparar cascadas de señalización que alcanzan el núcleo, y que implican la activación de quinasas intracelulares o la regulación de factores de transcripción. • Al igual que el crecimiento y la diferenciación, la muer- te celular por apoptosis es un proceso regulado genéti- camente, que contribuye al desarrollo embrionario y a la homeostasis de los tejidos. • La apoptosis se produce como consecuencia de la acti- vación en cascada de proteasas de la familia de las cas- pasas, que destruyen proteínas clave para la supervi- vencia celular. • La entrada en apoptosis de una célula puede depender de la unión de ligandos externos, de la aparición de un daño celular por agentes químicos o físicos externos, o de señales de estrés procedentes del interior de la célula y, en particular, del retículo endoplásmico. RESUMEN 27 Capitulo 27 8/4/05 11:58 Página 482 BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...) CONTENIDO PARTE II: BIOLOGÍA Y PATOLOGÍA MOLECULAR SECCIÓN VI BIOLOGÍA MOLECULAR Y CELULAR 27 CRECIMIENTO Y LA DIFERENCIACIÓN CELULAR RESUMEN
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