Ciclo Celular

Ciclo celular

El ciclo celular es la base para la reproducción de los organismos. Un ciclo celular típico se da en dos fases 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; finalmente, en G2, que es el tiempo que transcurre entre la fase S y el inicio de la mitosis, la célula se prepara para la mitosis. En este paso es 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 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.

Las cuatro fases sucesivas del ciclo de una célula eucariota típica.

 Interface.

• Fase G1.

• Fase S: síntesis.

• Fase G2.

Fase G1

es un periodo de actividad bioquímica intensa. La célula incrementa el material enzimático, sus organelos se replican, así como otras moléculas y estructuras citoplasmáticas también aumentan en número.

Las células G1 pueden detener su progresión en el ciclo y entrar en un modo de reposo especial llamado G0 donde pueden permanecer por día, semana, años y en ocasiones nunca más dividirse.

Fase G0

el estado G0 es de reposo y ausencia de crecimiento.

Fase S: síntesis

la replicación del ADN comienza cuando la célula adquiere el tamaño suficiente, las proteínas necesarias se han sintetizado y se tiene el ATP necesario, dado que el ADN lleva información genética de la célula, antes de la mitosis debe generarse dos juegos o complementos de ADN idénticas para ser repartidas entre las dos células hijas.

Fase G2

durante la fase ocurre la preparación para la mitosis en el cual se producirá repartición equitativa del material genético; todos los organelos y la maquinaria necesaria para la división de la célula progenitora en dos células hijas idénticas en contenido. La cromatina recién duplicada, que está dispersa en el núcleo en forma de cordones filamentos, comienza a enroscarse lentamente y a condensarse en una forma llamada cromosoma.

Duración del ciclo celular

La duración del ciclo celular presenta variaciones de un tipo de célula a otra entre las especias. Existen tres tipos o clases de las células básicamente en el organismo:

la primera clase con alta especialización estructural como las células nerviosas, las células musculares y los eritrocitos que maduran y pierden su capacidad de división. La segunda clase, que normalmente no se divide, ero que puede iniciar un ciclo de división celular como respuesta a un estímulo apropiado, ejemplo de ellas, los hepatocitos y linfocitos. La tercera clase de células, con un alto nivel de división celular, tales como las células epiteliales, entre otras.

Regulación del ciclo celular

Los procesos básicos tales como la replicación del ADN, la mitosis y la citocinesis se ponen en marcha mediante un sistema de control central del ciclo celular. Durante un ciclo celular típico, el sistema de control está regulado por unos factores de retraso que pueden parar el ciclo en unos puntos de control determinados. En ellos existen señales de retro alimentación que pueden retrasar el propio sistema de control evitando que se desencadene el proceso siguiente sin que el anterior haya terminado adecuadamente.

Coordinación de la replicación y crecimiento de la célula en el ciclo celular: los puntos de control o puntos de chequeo.

El sistema de control del ciclo celular está basado en dos familias claves de proteínas. La primera es la familia de las proteínas cinasas dependientes de ciclinas (KDC), las cuales sufren fosforilación sobre sus aminoácidos (serinas y treoninas). La segunda familia sin las ciclinas (CDC) (llamadas así debido a que aparecen y desaparecen a lo largo del ciclo), las cuales se unen a las KDC’s y controlas sus reacciones de fosforilación. El ensamblaje cíclico entre estos dos compuestos, ciclinas y KDC, su activación y desensamblaje son los procesos centrales que dirigen el ciclo celular.

Existen dos clases de ciclinas: las ciclinas mitóticas, las cuales se unen a las KDC’s durante G2, formando el factor promotor de la fase M (FPM), el cual induce a la célula a entra en mitosis; la segunda clase son la ciclinas G1, las cuales se unen a las KDC durante G1 e inducen el paso de G1 a fase S.

Factor promotor de la fase M: FPM

También conocido como factor promotor de la maduración, actúa como inductor para mitosis y para el mantenimiento e iniciación de la profase. Corresponde al punto de control G2 del ciclo celular. El FPM consta de dos subunidades catalítica llamada KDC (p34 en los mamíferos y CDC2 en levaduras), que lleca a cabo la transferencia de grupos fosfatos del ATP a residuos específicos de serina y treonina.

Activación:

En las levaduras ciclina del FPM, aunque es necesaria, no es suficiente para activar la CDC2; una vez adherida a la ciclina B durante la interface, la CDC2 se convierte en sustrato para dos proteínas cinasas. La primera cinasa fosforila un residuo tirosina cerca del lugar catalítico de CDC2, bloqueando su actividad cinasa e impidiendo que actué prematuramente como FPM.

La segunda cinasa fosforila un residuo de treonina en otra región de la molécula de CDC2; en este momento el FPM continua inactivo. Este último fosfato permanece mientras el primero es retirado de la tirosina por una fosfatasa, quedando así el complejo FPM activo. La función de la fosfatasa, sobre el fosfato unido a la tirosina mantiene la relación entre la activación y la inactivación del FPM con lo cual controla el inicio de mitosis.

Entre otras funciones del FPM está el inducir con la condensación de la cromatina, el rompimiento de la membrana nuclear y la reorganización del citoesqueleto formando el huso mitótico, gracias

...