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Constituido por una serie ordenada de acontecimientos
macromoleculares que llevan a la divisin celular y a laproduccin de dos clulas hijas.
Su regulacin es fundamental para el desarrollo normal de losorganismos multicelulares.
La prdida de control puede conducir al cncer por ejemplo.
Se divide en 4 fases principales: G1, las clulas sintetizan ARN y protenas.
S (sntesis), sntesis de ADN y replicacin de los cromosomas.
G2, las clulas sintetizan ARN y protenas.
M, mitosis. G0, cuando ya no se requieren ms clulas entran en un periodo de
latencia, stas clulas presentan un metabolismo activo, si reciben elestmulo adecuado abandonan el estado G0 y entran al G1.
2M. en C. Zazil Yadel Escalante Garca
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Abarca desde el nacimiento de una clula hasta que entra faseS.
La clula crece y se prepara para la replicacin del ADN.
Puede abandonar el ciclo celular y pasar a estado quiescente.
Las decisiones que se toman dependen de complejosmoleculares llamados puntos de control, basados en quinasas
dependientes de ciclinas (CdKs) . El principal punto de control se denomina punto de restriccin
y decide si la clula entra en fase S o no.
La clula comprueba las condiciones externas e internas y
decide si continuar con el ciclo celular o no Tiene una duracin de entre 6 y 12 horas.
Duplica su tamao y masa debido a la continua sntesis detodos sus componentes.
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Se produce la replicacin o sntesis del ADN Cada cromosoma se duplica y queda formado por dos
cromtidas idnticas.
El ncleo contiene el doble de protenas nucleares y de ADNque al principio.
Tiene una duracin de unos 6-8 horas.
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Contina la sntesis de protenas y ARN.
Al final se observa al microscopio cambios en la estructuracelular, que indican el principio de la divisin celular.
Tiene una duracin entre 3 y 4 horas. Termina cuando la cromatina empieza a condensarse al inicio
de la mitosis.
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Mitosis
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Profase Condensacin defilamentos decromatina para dar
lugar a los cromosomas.
Nucleolo y membrananuclear desaparecen,
sntesis del husomittico.
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Metafase
Cromosomas estnunidos al huso
mittico por loscentrmeros y sealinean en el planoecuatorial de laclula.
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Anafase Se separan las
cromtidasmovindoselentamente a los polosopuestos. Al terminarla anafase loscromosomas hanformado un grupo encada polo celular.
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Telofase
En clulas animalescomienza a aparecer unaconstriccin a lo largo
del plano ecuatorial.
Este proceso se llamacitocinesis.
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Interfase Profase Metafase
Anafase Telofase
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Meiosis
Es una secuencia de dos divisiones nucleares.
La primera divisin es reductora
La segunda divisin es ecuacional
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Profase I - Leptoteno
Los cromosomas aparecen como largos filamentes que detrecho en trecho presentan grnulos: los crommeros.Cada cromosoma ya est unido por dos cromtidas, peroan no se observan las diferencias al microscopio ptico y
se encuentran unidos en diversos puntos a la envolturanuclear.
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Profase I - Zygoteno
Los cromosomas homlogos se aparean puntopor punto en toda su longitud. Esteapareamiento puede comenzar por el centroo los extremos y continuar a todo lo largo.
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Profase I - Paquiteno
Los pares de cromosomas ms homlogosaparecen unidos. Se observa que cadacromosoma tiene sus dos cromtidas.
Sucede el entrecrizamiento al producirse
roturas entre cromtidas prximas decromosomas homlogos.
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Quiasma es elpunto (lugarfsico) donde
ocurreintercambiode materialgentico o
crossingover.
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Profase I - Diploteno
Los cromosomas homlogos se repelenunos a los otros y se comienzan a separar.
Aun siguen unidos por los quiasmas.
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Profase I - Diacinesis
Los cromosomas estan en su mayor estado decondensacin.
Los centrmeros se unen a las fibras del husomittico.
Los bivalentes comienzan a migrar hacia el ecuadordebido a la accin de las fibras del huso mittico.
La membrana nuclear se rompe y el nucleolodesaparece.
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Metafase I
Los cromosomas homlogos se alinean en elplano ecuatorial.
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Anafase I Reduccin del material gentico. A estos cromosomas se les conoce como
diadas o univalentes (cromosomas de doblehebra que ya no estan apareados).
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Telofase I
Los cromosomasse desenrollan.
El nucleolo y lamembrananuclear
reaparecen.
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Profase II Los cromosomas
comienzan a enrrollarsey se acortan.
Membrana nuclear serompe.
Las diadas se unen a lasfibras del huso
mittico y comienzan amigrar hacia el planoecuatorial de la clula.
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Metafase II Cromosomas
(univalentes) estan
alineados en elecuador.
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Anafase II Comienza cuando los
centrmeros ya se
han dividido ytermina cuando loscromosomas llegan alos polos.
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Telofase II Los cromosomas
estan en los polos.
Cromosomas se
desenrrollan. Se forma la
membrana nuclear yel nucleolo.
Ocurre divisincelular.
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REGULACIN DEL CICLO CELULAR
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En qu consiste?
En un conjunto de protenas reguladoras interactivas: lasciclinas y las quinasas dependientes de ciclinas.
Inducen y coordinan los procesos bsicos del ciclo, como laduplicacin de ADN y la divisin celular.
El sistema de control est regulado por factores de retrasoque pueden frenar el ciclo en puntos de control.
En estos puntos, las seales de retroalimentacin quecontienen informacin sobre los procesos pueden detener
momentneamente el avance del ciclo. Sobre dichos factores tambin actan seales del entorno
como puede ser una hormona o un factor de crecimiento.
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Ciclinas
Protenas que controlan la actividad de sus proteinquinasasdependientes.
Su concentracin aumenta o disminuye durante el transcursodel ciclo celular, debido a variaciones en la velocidad de
degradacin de la ciclina, dado que la velocidad de sntesis escasi constante durante todo el ciclo.
Las ciclinas G1 se unen a sus quinasas dependientes deciclinas (Cdk2) durante G1 siendo necesarias para superar elpunto de control G1 y pasar a la fase S.
Las ciclinas mitticas se fijan a la quinasa Cdk1 durante G2,siendo necesaria su presencia para que el ciclo supere elpunto de control G2 y se inicie la mitosis.
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Quinasas dependientes de ciclinas (CDK)
Enzimas que mediante la fosforilacin de determinadasprotenas desencadenan los procesos del ciclo celular. CDK de G1 (Cdk2)
CDK de fase S (Cdk2)
CDK de fase M (Cdk1)
Su concentracin se mantiene durante todo el ciclo celular,por permanecer constantes tanto la velocidad de sntesiscomo la de degradacin.
Se activan slo cuando se unen a las ciclinas para formarcomplejos.
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Complejo promotor de la anafase (APC)
Desencadena los eventos que conducen a la destruccin delas cohesinas permitiendo a las cromtidas hermanassepararse e iniciando la degradacin de las ciclinas mitticas.
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Ciclinas
Cinasasdependientes deciclinas (Cdk)
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MECANISMO DE REGULACIN
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M. en C. Zazil Yadel Escalante Garca 39
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M. en C. Zazil Yadel Escalante Garca 40
Estn todos los cromosomasalineados en el huso?
FINALIZARMITOSIS!
Maquinaria de lamitosis
Maquinaria dereplicacin del DNA
Se ha replicado todo el DNA?
Es el entorno favorable?
Tiene la clula eltamao adecuado?
CONTROL DE LA
FASE G2
CONTROL DE LAFASE G1
COMENZARMITOSIS!
ENTRAR ENCICLO! Crecimiento
celular
Es el entorno favorable?
Tiene la clula el tamaoadecuado?
Entorno
Crecimientocelular
Entorno
CONTROL DE LAFASE S
CONTINUAR LA
SNTESIS DEDNA!
Se ha producido dao en elDNA?
Se ha producido dao en elDNA?
Se ha producido dao en elDNA?
Se ha producido dao en elDNA?
CONTROL DE LAMETAFASE
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Fase Goquiescente o durmiente
Es fisiolgicamente distinta a una fase G1 prolongada.
Los perfiles de sntesis de RNA y protenas sondiferentes.
La cromatina en las clulas Go tiene un mayor grado decondensacin.
Los extractos de clulas en Go inhiben la sntesis deDNA.
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Inicia a partir de la citocinesis de la divisin anterior.
Acumulacin del ATP e incremento del tamao celular.
Gran actividad metablica: Sntesis de diversas protenas.
Actividades celulares de: secrecin, conduccin, endocitosis.
Es el periodo que ms variacin de tiempo presenta.
En esta etapa la clula decide si va a continuar el ciclo odetenerse en la etapa G0.
Etapa G1
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Durante la interfase hay dos puntos de regulacinesenciales: uno durante G1, antes de la entrada a la fase S y
el otro en G2, previo al inicio de la fase M.En la etapa de divisin se encuentra el punto M
M
G1
S
G2
ALTO
ALTO
ALTO
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Complejos cinasa-ciclina
CDK Ciclina
Substrato(protena blanco)
Se une alsubstrato
CDK + CiclinaCOMPLEJO ACTIVO
Modificacin qumica
(fosforilacin)
Substrato(protena blanco)
Se une alsubstrato
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Ciclinas regulacin en G1 - S
G1-Cdkciclina D
G1/S-Cdkciclina E
Se combinan con (Cdk)
Cdk2-ciclina DG1
Cdk4-ciclina D
Cdk6-ciclina D
G0
Cdk2-ciclina E
Punto deregulacin
Incremento
S
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Induccin de Ciclinas (tipo D) por factores decrecimiento
Factores decrecimiento
Punto de regulacin
Sntesis deciclinas tipo D
Unin Cdk4, 6
con CycD
G1
S
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Regulacin G1-SRb - E2F
Inhibicin de latranscripcin
Transcripcin degenes-fase S
pRb sin
fosforilarunida a E2F
Fosforilacin de
pRb libera aE2F
Rb
E2F
RNAE2F
E2F
E2FRb
RbCdk 4,6/ciclina D
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Induccin de p21 por dao al ADN
El dao al ADNincrementa p53
Se activa la
transcripcin del geneque codifica para uninhibidor de Cdk (p21)
Inhibicin del ciclocelular
Inhibicin de lasntesis de ADN
Detencin enG1
p21
p21 mRNA
p53
Incremento en p53Dao en el DNA
Cdks PCNA
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Resumen del Punto de Regulacin G1
G1: En este punto laclula comprueba:Tamao-masaIntegridad ADNRequiere de factores decrecimiento
Es el control principal de la proliferacin
M
G1
S
G2
Punto G1
Go
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La sntesis del ADN.La duplicacin inicia en diferentes puntossimultneamente.Diversos factores se relacionan con el inicio de lasntesis.
Los nuevos ADNs quedan unidos por elcentrmero hasta la mitosis, recibiendo el nombrede CROMTIDAS HERMANAS.
S: fase de sntesis o replicacin del ADN
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La molcula de ADN esta activa.
Durante el ciclo deben generarse dos molculasidnticas para ser repartidas entre las dos clulashijas.
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Fase de sntesis del ADN(sntesis de protenas)
Simultneamente se realiza sntesis deprotenas
Activa sntesis de
protenas histonas
Sntesis de:
Enzimas que elaborandesoxirribonucletidos
Enzimas para laduplicacin del ADN
Nucleosomas
ADN dedoble hlice
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Contina el proceso de adquisicin de ATP.Activa sntesis de protenas, dentro de ellasdestacan las necesarias para el proceso demitosis.
Reparacin G2 (Reparacin del ADN pos-replicativa).
Transcurre entre el final de la duplicacin delADN y el inicio de la mitosis.
Etapa G2
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Fase G2-Preparacin Divisin
Preparacin para lacondensacin decromosomas y la
divisin celular.Fosforilacin de lashistonas.
Se incrementa lasntesis de tubulina
Condensacin cromatina
Cromosomaen metafase
Microtbulos del huso mittico
formados por tubulina
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CON dao-duplicacin incompleta
Inactivo
MPF- Inactivo
Detencin en G2
Protenas
punto deregulacin
Fosforila einhibe Cdc25
Regulacin G2:Deteccin de DNA con dao o no duplicado
SIN dao-Duplicacin completa
Protenas -regulacin
Activo
MPF- Inactivo MPF- Activo
Progresin a M
ACTIVANcinasa Chk1
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Resumen del Punto de Regulacin G2
En este punto la clula comprueba:Que ha duplicado su masa
Que ha completado la duplicacin del ADN y slo loha efectuado una vezQue no existe dao en el ADN (algn dao esreparado).
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Estructura del Factor promotor de lamaduracin (mitosis) MPF
MPF
Cdc2
Ciclina B(Cdk1)
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Actividades del Factor promotor de lamaduracin (mitosis) MPF
Condensacin cromatina
Disgregacin envoltura nuclear
Fragmentacin Golgi y Retculo
Formacin Huso Mittico
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Esquema Resumen Regulacin
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