Monografia Del Ciclo Celular Y La División Celular

INDICE

INTRODUCCION

CAPITULO 1
I. EL CICLO DEL CELULAR
1.1. Definición
1.2. Fases del ciclo celular
1.2.1. Interfase
2.1.2. Fase M (mitosis y citocinesis)
1.3. Regulación del ciclo celular
1.3.1. Componentes reguladores
1.3.2. Regulación de los complejos ciclina/CDK
1.3.3. Puntos de control
1.4. Ciclo celular y cáncer
1.5. Ciclo celular en plantas

CAPITULO 2
DIVISIÓN CELULAR
2.1. Tipos de reproducción asociados a la división celular
2.2. Procesos de división celular
2.3. Factores que explican la división celular
2.4. Divisiones silenciosas

CONCLUSIÓN

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

INTRODUCCION

El ciclo celular es la base para la reproducción de los organismos. Su función no es solamente originar nuevas células sino asegurar que el proceso se realice en forma debida y con la regulación adecuada.

Un ciclo celular típico se da en dos fases gigantes que son: la interface que se divide en tres fases: G1, S y G2 y la mitosis que se divide en profase, prometafase, metafase, anafase, telofase y citocinesis; En la Interface, en G1 se produce la acumulación del ATP necesario para el proceso de división y el incremento de tamaño celular; la fase S se caracteriza por la replicación del DNA nuclear; finalmente, en G2, que es el tiempo que transcurre entre la fase S y el inicio de la Mitosis, la célula se prepara para mitosis.

Por último, el ciclo celular culmina con la mitosis, donde se divide la cromatina duplicada de modo tal que cada célula hija obtenga una copia del material genético o sea un cromosoma de cada tipo. El final de la mitosis da cabida a un nuevo ciclo en G1 o puede que la célula entre en fase Go que corresponde a un estado de reposo especial característico de algunas células, en el cual puede permanecer por días, meses y a veces años.

El ciclo celular en organismos eucariotas culmina con el proceso de división nuclear, que se denomina mitosis o también cariocinesis. Generalmente, la mitosis va acompañada de la división del citoplasma llamada citocinesis

CAPITULO 1

I. EL CICLO DEL CELULAR

1.1. Definición

El ciclo de división celular es el mecanismo a través del cual todos los seres vivos se propagan. En los organismos unicelulares la división celular implica una verdadera reproducción, ya que por este proceso se producen dos células hijas que maduran y se convierten en dos individuos distintos.

En los organismos multicelulares se requieren muchas más secuencias de divisiones celulares para crear un nuevo individuo; la división celular también es necesaria en el cuerpo para reemplazar las células perdidas por desgaste, mal funcionamiento o por muerte celular programada.

Es importante señalar que en las células somáticas, las células producidas son genética, estructural y funcionalmente idénticas tanto a la célula materna como entre sí, a menos que hayan sufrido mutaciones.

1.2. Fases del ciclo celular

La célula puede encontrarse en dos estados muy diferenciados:

- El estado de no división o interfase. La célula realiza sus funciones específicas y, si está destinada a avanzar a la división celular, comienza por realizar la duplicación de su ADN.
- El estado de división, llamado fase M.

1.2.1. Interfase

Es el período comprendido entre mitosis. Es la fase más larga del ciclo celular, ocupando casi el 90 % del ciclo, transcurre entre dos mitosis y comprende tres etapas:

- Fase G1: Es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. Tiene una duración de entre 6 y 12 horas, y durante este tiempo la célula duplica su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular. En cuanto a carga genética, en humanos (diploides) son 2n 2c.
- Fase S: Es la segunda fase del ciclo, en la que se produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio. Tiene una duración de unas 10-12 horas y ocupa alrededor de la mitad del tiempo que dura el ciclo celular en una célula de mamífero típica.
- Fase G2: Es la tercera fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Tiene una duración entre 3 y 4 horas.

Termina cuando la cromatina empieza a condensarse al inicio de la mitosis. La carga genética de humanos es 2n 4c, ya que se han duplicado el material genético, teniendo ahora dos cromátidas cada uno.

2.1.2. Fase M (mitosis y citocinesis)

Es la división celular en la que una célula progenitora (células eucariotas, células somáticas -células comunes del cuerpo-) se divide en dos células hijas idénticas.

Esta fase incluye la mitosis, a su vez dividida en profase, metafase, anafase, telofase; y la citocinesis, que se inicia ya en la telofase mitótica. Si el ciclo completo durara 24 horas, la fase M duraría alrededor de 30 minutos.

1.3. Regulación del ciclo celular

La regulación del ciclo celular, explicada en organismos eucariotas,​ puede contemplarse desde la perspectiva de la toma de decisiones en puntos críticos, especialmente en la mitosis.

1.3.1. Componentes reguladores

El ciclo celular es controlado por un sistema que vigila cada paso realizado. En regiones concretas del ciclo, la célula comprueba que se cumplan las condiciones para pasar a la etapa siguiente: de este modo, si no se cumplen estas condiciones, el ciclo se detiene. ​ Existen cuatro transiciones principales:

- Paso de G0 a G1: comienzo de la proliferación.
- Transición de G1 a S: iniciación de la replicación.
- Paso de G2 a M: iniciación de la mitosis.
- Avance de metafase a anafase.

Los genes que regulan el ciclo celular se dividen en tres grandes grupos:

1. Genes que codifican proteínas para el ciclo: enzimas y precursores de la síntesis de ADN, enzimas para la síntesis y ensamblaje de tubulina, etc.
2. Genes que codifican proteínas que regulan positivamente el ciclo: también llamados protooncogenes. Las proteínas que codifican activan la proliferación celular, para que células quiescentes pasen a la fase S y entren en división. Algunos de estos genes codifican las proteínas del sistema de ciclinas y quinasas dependientes de ciclina. Pueden ser:

- Genes de respuesta temprana, inducidos a los 15 minutos del tratamiento con factores de crecimiento, sin necesidad de síntesis proteica;
- Genes de respuesta tardía, inducidos más de una hora después del tratamiento con factores de crecimiento, su inducción parece estar causada por las proteínas producidas por los genes de respuesta temprana.

3. Genes que codifican proteínas que regulan negativamente el ciclo: También llamados genes supresores tumorales.

1.3.2. Regulación de los complejos ciclina/CDK

v Ciclinas M:

- laminas, componentes de la lámina nuclear, al final de la profase, para desestructurar la envoltura nuclear
- proteína condensina que condensa los cromosomas
- proteínas reguladoras del huso mitótico
- complejo APC que separa las cromátidas hermanas

v Genes supresores de tumores:

Los genes supresores de tumores regulan negativamente el ciclo. Se encargan de que la mitosis no continúe si se ha producido una alteración del proceso normal.

- productos que evitan mutaciones de genes reguladores del ciclo
- proteínas que inactivan las CDK por fosforilación/desfosforilación
- proteínas CKI inhibidoras del ciclo.
- proteína Rb (proteína del retinoblastoma), cuya alteración génica recesiva causa el cáncer de retina con ese nombre.
- proteínas que inducen la salida del ciclo hacia un estado celular diferenciado o hacia apoptosis

v Ciclinas S

El complejo ciclina S/CDK promueve la actividad de la ADN polimerasa y de otras proteínas de la replicación.

1.3.3. Puntos de control

Existen unos puntos de control en el ciclo que aseguran la progresión sin fallos de éste, evaluando el correcto avance de procesos críticos en el ciclo, como son la replicación del ADN o la segregación de cromosomas. Dichos puntos de control son:

- Punto de control de ADN no replicado, ubicado al final de G1 antes de iniciar la fase S.
- Punto de control de ensamblaje del huso (checkpoint de mitosis), antes de la anafase.
- Punto de control del daño del ADN, en G1, S o G2. El daño celular activa a proteína que favorece la reparación del ADN.

1.4. Ciclo celular y cáncer

Cuando las células normales se lesionan o envejecen, mueren por apoptosis, pero las células cancerosas la evitan.

Se cree que muchos tumores son el resultado de una multitud de pasos, de los que una alteración mutagénica no reparada del ADN podría ser el primer paso. Las alteraciones resultantes hacen que las células inicien un proceso de proliferación descontrolada e invadan tejidos normales. El desarrollo de un tumor maligno requiere de muchas transformaciones genéticas. La alteración genética progresa, reduciendo cada vez más la capacidad de respuesta de las células al mecanismo normal regulador del ciclo.

1.5. Ciclo celular en plantas

Los programas de desarrollo en plantas, a diferencia de lo que ocurre en animales, suceden tras la embriogénesis. La proliferación y división celular está circunscrita a los meristemos, zonas en las cuales se producen abundantes divisiones celulares que dan lugar a la aparición de nuevos órganos. Las hojas y las flores derivan del meristemo apical del tallo y del meristemo floral, respectivamente, mientras que el meristemo radicularda lugar a la raíz.

En cuanto a ciclinas, las plantas poseen una diversidad mayor que los animales: Arabidopsis thaliana contiene como mínimo 32 cilinas, quizá debido a los eventos de duplicación de su genoma. ​ La expresión de las diferentes ciclinas parece estar regulada por diversas fitohormonas.

- Ciclinas D : regulan la transición G1/S
- Ciclinas A : intervienen en el control de la fases S y M
- Ciclinas B : implicadas en las transiciones G2/M y en el control dentro de la fase M
- Ciclina H : parte de la kinasa activadora de CDKs.

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