Manteniendo  todo  bajo  control:  La  vida  de  una  célula  en  el  ciclo  celular

Vocabulario:

2ºM

?    PREGUNTAS CLAVE

Anafase: tercera  fase de  la  mitosis;  las  cromátidas se  separan  y  son  tiradas  por    las  fibras  del  huso  hacia  los    polos  opuestos  de  la  célula

Ciclo celular: El  patrón  regular    de  crecimiento,  de  replicación    del  ADN  y  de  división  que  ocurre    en  células  eucariotas.

División celular: proceso por  el  cual  una  célula  padre produce  células  hijas  después de  copiar  el  material  genético

Punto de control: Mecanismo    de  control  que  asegura  la    fidelidad  de  la  división  celular.

Citocinesis: proceso  por  el  cual se  divide  el  citoplasma.

Gap 0: un  período  en  el ciclo  celular  en  el  cual  las    células  existen  en  un    estado  quiescente.

Gap 1: o  subfase  post-­‐  mitótica;  es  un  período  del ciclo  celular  durante  la Interfase,  antes  de  la  fase  S;  esta  subfase  es  el  principal    período  de  crecimiento    celular  durante  su  vida.

Gap 2: o  fase  pre-­‐mitótica;  es  la  subfase  3ª  y  final durante  la  Interfase    del  ciclo  celular,  después  de  la cual  procede  directamente  la  división  celular

Interfase: El  tiempo  durante  el  ciclo  celular, en  el  cual  la  célula  no  está  dividiéndose.

Metafase: segunda fase  de  la  mitosis, los  cromosomas  se  alinean  a  lo  largo  del    ecuador  de  la  célula

p53: Gen  supresor  de  tumor  que  expresa  la    proteína  p53.

Profase: Primera  fase de  la  mitosis;  la  cromatina se  condensa,  la  envoltura  nuclear  se  descompone, los  centrosomas  migran    hacia  los  polos  opuestos.

Protooncogen: gen  normal  que  puede  llegar    a  ser  un  oncogén  debido  a    mutaciones  o  a  una  sobre    expresión.

Síntesis (Fase S): la parte  del  ciclo  celular, durante  Interfase,  en la  cual  se  replica  el  DNA, entre  G1  y  G2

Telofase: La  última  fase de  la  mitosis;  se  pone  en  los  polos  de  la  célula  a  un  set    completo  de  cromosomas,    se  vuelve  a  formar  la  envoltura  nuclear,  los  cromosomas  se    desenrollan  y  se  desmontan    las  fibras  del  huso.  

• ¿Cuáles son los principales estados del ciclo celular, incluyendo al subestado de interfase? • ¿Qué son los Puntos de control y por qué son esenciales para el apropiado desarrollo de una célula antes, durante y después de la división celular? • ¿Cuál es el rol de los genes supresores de tumores y de los oncogenes en el desarrollo del cáncer?

TIEMPO ESTIMADO: • Preparación: ~45 minutos • Trabajo del estudiante: un período de 90 minutos

ESTILO DE APRENDIZAJE: • Visual, auditivo y kinestésico

RESUMEN  DE  LA  LECCIÓN:

En  esta  actividad  en  equipo  trabajarán  en  grupos  pequeños  de  estudiantes  (3-­‐5)  para  rotular  un  ciclo  celular  en  blanco  con  tres  capas  de  "tarjetas  para  rotular."  Cada  capa  de  información  aumentará  el  nivel  de  complejidad  de  la  revisión,  con  el  uso  de  pistas  contextuales  y  de  razonamiento  deductivo  con  el  fin  de  identificar  finalmente  las  fases  críticas  del  ciclo  celular  y  cómo  estas  fases  son  controladas  mediante  cascadas  de  genes.  Luego  los  estudiantes  explorarán  el  papel  de  los  genes  supresores  de  tumores  y  de  los  oncogenes  en  la  regulación  del  ciclo  celular.

1

Objetivos  de  aprendizaje:

EXTENSIÓN •  Permita  que  los    estudiantes  interactúen    con  el  juego  del    NoblePrize.org:  Control    the  Cycle:    http://www.nobelprize.org/educational/medicine/2001/index.html  

Implementación Nota:  Solo  le  tomará ~4  minutos  jugar  al  “control    the  cell  cycle”  si  todas  las opciones  correctas  han  sido  hechas  en  la  primera  ronda;  sin  embargo,  siendo  realista,  la  mayoría  de  los  estudiantes  ocupa  un  tiempo  de,  al  menos,  10  a  15  minutos  para  ejecutar  el  juego.

El  alumno  será  capaz  de  ...  1.  Utilizar  pistas  contextuales  para  determinar  que  el  ciclo  celular  es  una  representación  de  los  "acontecimientos  de  la  vida  de  una  célula"  2.  Identificar  los  dos  principales  estados  del  ciclo  celular  (Interfase  y  división  celular)  y  sus  subfases.  3.  Distinguir  la  actividad  básica  que  ocurre  en  cada  fase  y  subfase  del  ciclo  celular.  4.  Reconocer  que  los  Puntos  de  control  están  presentes  en  tres  lugares  del  ciclo  celular  para  asegurar  el  crecimiento  y  proliferación  de  las  células  5.  Diagramar  la  conclusión  de  que  una  cascada  de  genes  y  las  interacciones  de  proteínas  son  los  responsables  de  la  función  de  los  puntos  de  control  del  Ciclo  Celular.

Materiales: • • •    • •    

Diagrama  grande  del  ciclo  celular  en  blanco  (en  cartulina),  1  por  grupo  Diagrama  grande  del  ciclo  celular  para  ser  proyectado  en  datashow  3  set  de  tarjetas  por  grupo,  para  ocuparlas  en  la  rotulación  del  diagrama  del  Ciclo  Celular  (cada  set  debe  estar  impreso  en  papel  de  diferentes  colores)  Cinta  adhesiva  y  Marcadores  de  tinta  permanente  (debe  ser  traída  a  clases  por  cada  grupo)  Clave  de  respuestas  del  profesor  (Diagrama  del  Ciclo  Celular  Completado)

Información  Básica: Los  siguientes  sitios  web  pueden  fueron  usados  para  preparar  la  lección.  Una  visión  superficial  sería  suficiente  para  dar  las  instrucciones  de  esta  lección: Control  del  ciclo  celular:  http://www.mhhe.com/sem/Spanish_Animations/sp_control_cell_cycle.swf   Causes,  Smoking:  p53    http://teachercenter.insidecancer.org/view/Causes%20and%20Prevention/960/Causes,%20Smoking:%20p53.html    Las  etapas  del  ciclo  celular  http://www.cancerquest.org/index.cfm?page=58&lang=spanis  (click  en  “próxima  sección”)

Preparación:

1. 2. 3. 5. 6.

Revisa  la  información  básica  del  ciclo  celular  y  de  los  Puntos  de  control Imprime  las  Hojas  de  trabajo Ten  preparado  todos  los  materiales  señalados  anteriormente  en  esta  misma  hoja,  arriba.  Pide  a  algún  alumno  que  te  ayude  a  cortar  las  tarjetas  de  rotulado  para  cada  grupo,  previo  a  la  clase. Ten  preparado  un  diagrama  en  blanco  en  tu  computador  para  proyectarlo  en  clases  y  generar  una  discusión. Baja  el  video  de  YouTube  “It’s  Too  Late  to  Apoptize”,  si  no  tienes  acceso  a  internet  en  tu  clase  (https://www.youtube.com/watch?v=mHOX43-­‐4PvE  )

Procedimiento  con  tiempo  estimado: 1.

2.

(Al inicio de la clase) Distribuya  el  diagrama,  de  tamaño  grande,  del  ciclo  celular  en  blanco.    ¡Alumnos!  tengan  a  mano  la  cinta  adhesiva. (1-2 min) Instruya  a  los  estudiantes  que  lo  que  harán  es  una  actividad  en  equipo  en  la  cual  activarán  su  conocimientos  básicos  del  ciclo  celular/división  celular  (mitosis)  y  usarán  razonamiento  deductivo  para  rotular  partes  del  ciclo  celular  en  las  que  ellos  probablemente  no  estén  familiarizados. (4 min) Distribuya  a  cada  grupo  el  primer  set  de  tarjetas  para  rotulado  y  anúncieles  que  tendrán  tres  minutos  para  pegar  con  la  cinta  adhesiva  la  tarjeta  de  rotulado  correcta  en  la  parte  correspondiente  del  ciclo  celular  (Interfase,  división  celular,  profase,  metafase,  anafase,  telofase,  citocinesis) a.  Circule  alrededor  de  la  sala  y  asegúrese  que  cada  grupo  esté  rotulando  correctamente  el  diagrama  (esto  debiese  ser  revisado,  pero  igualmente  tiene  que  ayudar  en  el  trabajo  a  cada  grupo,  si  es  necesario) 3.

2

4.

5.

6.

7.

8.

(4 min) Distribuya  a  cada  grupo  el  segundo  set  de  tarjetas  para  rotulado  y  deles 3  a  4  minutos  para  que  lean  las  descripciones  de  cada  tarjeta,  las  pareen  con  la  correcta  fase  del  ciclo  celular  y  peguen  ambas  tarjetas  en  el  correspondiente    segmento  del  diagrama  del  ciclo  celular  en  blanco.  (Gap1  (G1),  tarjeta  descriptiva    Gap  1,  Gap  2  (G2),  tarjeta  descriptiva  Gap  2,  Síntesis  (Fase  S),  tarjeta  descriptiva    Síntesis) a.  Circule  alrededor  del  aula  y  asegúrese  que  cada  grupo  rotule  correctamente  el    diagrama;  guíe  a  los  alumnos  en  la  dirección  correcta,  si  fuese  necesario.  (4 min) Distribuya  a  cada  grupo  el  tercer  set  de  tarjetas  para  rotulado  e  instruya  a    los  estudiantes  a  colocar  correctamente  G0    en  el  diagrama  (después  de  Gap  1).    Concédales  ~3-­‐4  minutos  para  que  lean  las  descripciones  de  cada  Punto  de  control,    y  las  peguen  al  correcto  “semáforo”  en  el  diagrama. a.  Circule  alrededor  del  aula  y  asegúrese  que  cada  grupo  rotule  correctamente  el    diagrama;  guíe  a  los  alumnos  en  la  dirección  correcta,  si  fuese  necesario.. b.  Distribuya  a  cada  grupo,  durante  este  round,  las  siguientes  dos  tarjetas  “Apoptosis”  y    la  tarjeta  que  describe  la  Apoptosis.              i.  Discuta  con  los  estudiantes,  en  grupos  pequeños  o  con  toda  la  clase,  el  proceso  de                      destino  celular  durante  el  punto  de  control  de  restricción.  NOTA    PARA  EL                        PROFESOR:  “Destino  celular  es  la  frase  que  usamos  para  simplificar  el  proceso                      de  una  célula  para  desarrollar  apoptosis,  entrar  a  G0  o  continuar  a  través  del                      ciclo  celular  para  otro  round  de  división  celular. (8-10 min) Revise  el  rotulado  de  cada  sección/Punto  de  control  junto  con  la  clase,  usando el  diagrama  en  blanco  que  en  una  proyección  con  datashow.  Llame  al  frente  a  estudiantes    por  separado  para  que  le  ayuden.  También  puede  asignar  una  fase  a  cada  grupo  para  que    compartan  su  trabajo. (10-15 min) Proyecte  a  los  estudiantes  la  animación  “Role  of  Cancer  Genes”    www.yourgenome.org/downloads/animations.shtml;  explique  a  la  clase  algunos  conceptos  si  fuese  necesario  con  el  objeto  de  que  los  estudiantes  sean  capaces  de  determinar  el  rol  de  los  Protooncogenes  y  de  los  genes  supresores  de  tumores.  a.  Asegúrese  de  destacar  cuántas  mutaciones  son  necesarias  en  cada  tipo  de  gen  para  causar    mutaciones  (dos  mutaciones  para  inactivar  un  Gen  supresor  de  Tumores  y  una  mutación  para  convertir  un  Protooncogén  en  un  oncogén).  NOTA  PARA  EL  PROFESOR:  Una  diferencia    importante  entre  los  oncogenes  y  los  Genes  supresores  de  tumores  es  que  los  oncogenes    resultan  de  la  activación  (prendido)  de  Protooncogenes,  mientras  que  un  Gen  supresor  de    Tumores  causa  cáncer  cuando  se  inactivan  (apagado).  b.  Luego  entregue  a  los  estudiantes  la  tarjeta  de  genes.  Dele  un  tiempo  de  10  minutos  para    investigar  en  internet  con  el  objeto  de  determinar  si  cada  gen  es  Protooncogén  o  un  Gen    supresor  de  tumores. c.  Instruya  a  los  estudiantes  pegar  los  genes  en  los  rectángulos  correctos  al  final  del  diagrama.  (3 min) Y  para  concluir  esta  lección  muestre  a  los  estudiantes  el  video  “It’s  Too  Late  to  Apoptize”    en  http://youtu.be/mHOX43-­‐4PvE  y  pregúnteles  por  qué  es  relevante  que  ellos  hayan estudiado  la  lección  de  hoy.

EXTENSIÓN •  Hay  una  estupenda animación  con  más  detalles  sobre  la  función  de  la  p53:    www.dnalc.org/view/960-­‐causes-­‐Smoking-­‐p53.html    

•  Muestre  la  animación del  ciclo  celular  con  el  comportamiento  de  los    puntos  de  control  tanto  anormal  como  normal:      http://outreach.mcb.harvard.edu/animations/cellcycle.swf    http://outreach.mcb.harvard.edu/animations/biochem.swf    

Sugerencia  de  evaluación:

• •

El  profesor  podría  recolectar  la  Hoja  de  trabajo  para  evaluar  los  objetivos  de  aprendizaje. Los  estudiantes  podrían  construir  un  mapa  conceptual  usando  el  vocabulario  de  esta  lección  para  mostrar  las  conexiones  entre  el  estado  del  ciclo  celular,  los  mecanismos  físicos  de  la  célula  y  el  control  en  los    puntos  de  control.

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HOJA DE TRABAJO GRUPAL

Ciclo  Celular  (Hoja  en  blanco) Nota:  Esta  imagen  debe  ser  ampliada  en  un  papel  de  cartulina  a  un  tamaño  suficiente  para  que  las  etiquetas  de  rotulación  quepan  en  ella.  Considere  la  posibilidad  de  laminación  para  su  uso  futuro.

Gen supresor de tumores Protooncogén

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PÁGINAS DEL PROFESOR

Tarjetas  para  rotular  a  usar  por  los  estudiantes

Set  uno:  Lo  básico

Note:  Imprima  en  papel  de  color  (preferentemente  de  uno  diferente  al  color  usado  en  los  set  2  y  3)  y  córtelos  en  “tarjetas.” Cada  grupo  necesitará  un  set  completo.  Considere  la  posibilidad  de  laminación  para  su  uso  futuro.

Interfase

Profase

División

Celular

Metafase

Anafase Telofase

Citocinesis

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PÁGINAS DEL PROFESOR

Tarjetas  para  rotular  a  usar  por  los  estudiantes

Set  dos:  Estado  de  Interfase

Note:  Imprima  en  papel  de  color  (preferentemente  de  uno  diferente  al  color  usado  en  los  set  1  y  3)  y  córtelos  en  “tarjetas.” Cada  grupo  necesitará  un  set  completo.  Considere  la  posibilidad  de  laminación  para  su  uso  futuro.

•  Las  células  crecen

Gap  1  (G1)

•  Los  Organelos  son  replicados

•  Las  células  ejecutan  sus  funciones  normales,  dependiendo  del  tipo  de  célula

•  Las  células  crecen  

Gap  2  (G2)

•  Las  células  ejecutan  sus  funciones  normales,  dependiendo  del  tipo  de  célula

•  Las  células  se  preparan  para  dividirse

Síntesis

(Fase  S)

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El  DNA  es  replicado

PÁGINAS DEL PROFESOR

Tarjetas  para  rotular  a  usar  por  los  estudiantes Set  Tres:  Puntos  de  control Note:  :  Imprima  en  papel  de  color  (preferentemente  de  uno  diferente  al  color  usado  en  los  set  1  y  2)  y  córtelos  en  “tarjetas.” Cada  grupo  necesitará  un  set  completo.  Considere  la  posibilidad  de  laminación  para  su  uso  futuro.

Punto  de  restricción

•  Determina  si  una  célula  debiera  dividirse,  entrar    a  G0  o   aplazar  la  división  por  un  corto  período  de  tiempo.

•  Considera  si  el  ambiente  es  apropiado  para  la  proliferación      celular

Post  Replicación

•  Detecta  mutaciones  en  el  DNA

Formación  del  huso  mitótico

•  Monitorea  la  interacción  entre  cinetocoros  inapropiadamente  conectados  y  los  microtúbulos  del  huso

•  Controlado  por  la  medición  de  la  tensión  entre  los  cinetocoros  hermanos

G0

•  Función  celular  normal  hasta  que  sea  requerida  la  reproducción  celular.

Apoptosis

•  Muerte  celular  programada

•  Esta  puede  ocurrir  cuando  una  célula  llega  a  dañarse  o  a  desregularse,  tal  como  sucede  durante  el  desarrollo  de  tumores.

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a

Tarjetas  rotuladas  para  los  estudiantes

Genes

Note:  Imprimir  en  papel  de  color  y  cortar  las  "tarjetas".  Cada  grupo  tendrá  un  juego  completo.  Considere  la  posibilidad  de  laminación  para  su  uso  futuro.

HER-­‐2 p53

Rb BRCA-­‐1

ras src

APC

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myc

HOJA DE TRABAJO

Manteniendo  todo  bajo  control: La  vida  de  una  célula  en  el  ciclo  celular

Protooncogén Ejemplos:

¿Cuántas  mutaciones  se  requieren  para  causar  cáncer?__________

Gen supresor de tumores Ejemplos:

¿Cuántas  mutaciones  se  requieren  para  causar  cáncer?__________

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