CRECIMIENTO y

DIVISION CELULAR: CICLO CELULAR

Biología Celular

DEFINICIÓN

Los organismos para crecer tienen que reproducir sus células. Un individuo adulto tiene 1014 células y para mantener su número de eritrocitos (5millones mm3 sangre) requiere producir 2.5 millones de células por segundo, ya que la vida media de cada eritrocito es de 120 días.

CICLO CELULAR:

A) Interfase : período G1, S, G2

B) Mitosis

Longitud de ciclo :• levadura unicelular : 90-120 min• fibroblasto en cultivo 24-32 h• hepatocito humano ‘in situ’ : 1 año

Interfase versus Mitosis

INTERFASE

Etapa más larga en la que tiene lugar el crecimiento de la célula y el desarrollo de las actividades metabólicas normales .

Periodo G1: sigue a la mitosis anterior y corresponde a la fase de desarrollo de la célula. Determinada por factores de crecimiento. Se acumulan materiales para la síntesis de ADN. Los cromosomas se encuentran esparcidos en el interior del núcleo formando las fibras nucleosomicas.Controlado por activación Cdk. En células en cultivo se determina que G1dura 5 horas. En el citoplasma suceden diversos procesos metabólicos y los organulos celulares se forman en este periodo.

Periodo S: Es la síntesis de ADN.Todos los cromosomas se replican. Se genera la separación de duplex a partir de sitios de replicación. Simultaneamente se transcriben los genes necesarios.

Su tiempo de duración es de 7 horas.

Periodo G2: es el que antecede a la mitosis. En este periodo los cromosomas ya estan duplicados es decir están formados por dos cromátidas con uniones a nivel del centrómero. Sigue el crecimiento celular , se da continua con la síntesis proteíca y la síntesis de RNA.Al final la Este periodo dura 3 horas

Muchos fenómenos moleculares que controlan la proliferación celular y la apoptosis ( muerte celular) ocurre en una etapa entre G1 y S a la que se le llama Go en la que ocurren eventos moleculares que determinan la proliferación celular con la participación de varias proteinas como las ciclinas y las CDK ( quinasas dependientes de ciclinas).

Aunque el ciclo celular depende del núcleo, también intervienen proteínas citoplasmáticas como la actina y la tropomiosina.

Existen factores de crecimiento como NGF (nerv growth factor) con pesos moleculares de 200 kDa los que estimulan el crecimiento de células simpáticas. El EGF ( epidermal growth factor) con un peso de 600kDa, que induce el movimiento de condrocitos y queratinización de uñas y dientes, además de la maduración de tejido pulmonar.

Control del ciclo celular

Cdks (quinasas dependientes de ciclinas): Enzimas claves para la progresión del ciclocelular, catalizan la transferencia de un fosfato γ del ATP al grupo hidroxilo de serinas y treoninas de diferentes proteínas. Presentes a lo largo de todo el ciclo celular, se activantemporalmente por acción de las ciclinas.

Levaduras:Cdc28 Saccharomyces cerevisaeCdc2 Shizosaccharomyces pombe

Mamíferos: Cdks1-10

Ciclinas

- Constituyen una familia de proteínas. Cofactores vida media corta que se unen y activan de maneraespecífica a las diferentes Cdks.- Sus concentraciones se elevan ydescienden siguiendo un patrónpredecible conforme la fase del ciclo celular.-Cada ciclina tiene un único patrón de expresión durante el ciclo celular. Tenemos grupos:-G1 ( en G1 y paso G1-S, D1-D3 y E)--A ( en S y paso G2 a M)--B (B1 y B2 entra y salida de M)--C,F,G,H

Ciclo celular

• GENES QUE REGULAN EL CICLO CELULAR

• POSITIVAMENTE: Protooncogenes• Ciclinas• Kinasas dependientes de ciclinas

• NEGATIVAMENTE: Genes supresores

• Gen Rb• Gen p53 p15, p16, p18, p19,

p21, p27, p57

IMPORTANCIA DEL CICLO CELULAR

Los procesos de ciclo celular son fundamentalmente moleculares y estan gobernados por sistemas de proliferación y de apoptosis. Estos sistemas siguen diferentes vias pero estan coordinados.

Alteraciones en la velocidad del ciclo determinan aumento indiscrimiando en el # de células (cáncer) ó destrución masiva de tejidos por necrosis.

FENOMENOS MOLECULARES FUNDAMENTALES

A) Duplicacion : REPLICACIÓN DE ADN

B) Trascripción: Síntesis de ARN

C) Traducción : Síntesis de proteína

ADN ARN Proteína

DUPLICACION DEL DNA

-Cadena de ADN molde ( Template)

-Fragmentos cebadores o iniciadores (primers) de RNA

-Nucleotidos trifosfatados: dATP, dGTP, dCTP, DTTP

- Nucleasas ( endonucleasas, exonucleasas)

-DNA polimerasas, DNA ligasas.Topoisomerasas: son proteínas que se asocian al DNA a nivel de la horquilla de replicación, separan las cadenas y luego facilitan su cierre. Las TP1 no requiere ATP mientras que la TP2 si lo requiere.

Fragmentos de OKASAKI: contienen 200 nucleótidos de ADNcon pequeños primers y aparecen en la replicación discontinua de una de las cadenas. Para que la DNA polimerasa los una se debe retirar los fragmentos de RNA, y una vez completadas las cadenas son selladas por acción de las ligasas..

Semiconservativo Conservativo Dispersivo

                              

 

                              

 

                              

 

TEORIAS SOBRE LA DUPLICACION

Ciclo celularSíntesis de ADN

MECANISMOS DE TRANSCRIPCIóN Y TRADUCCIÓN

A) Transcripción: formación de ARNmensajero a partir de una de las cadenas de ADN. Comprende las etapas de iniciación, elongación y terminación.

B) Traducción: es la etapa de formación de las cadenas de proteínas en los ribosomas a partir de los aminoácidos citoplasmáticos que deben unirse a los ARN de transferencia. La cadena proteica crece en función del número de tripletes (codones) del ARNm ya que para cada aminoácido existe un codón el cual será reconocido por el anticodon del ARNt. Comprende las etapas de iniciación, elongación y terminación.

Transcripción

-ARN POLIMERASA

TRADUCCION-síntesis de proteína