1. Ciclo celular Conjunto de eventos que ocurren de manera ordenada, ayuda el crecimiento y división de células. Ayuda a regenerar tejidos. Las células hijas son iguales a la célula madre. La piel está en constante renovación. Se divide en cortos periodos de tiempo. Las neuronas y células de musculo cardiaco no se regeneran, por lo que no hacen división. (G0 permanente). Los hepatocitos van a G0, pero pueden volver al ciclo por medio de una señal. Las raíces en las plantas en el ápice están en constante división. células somáticas Etapa más corta. Se produce la división de la célula, se generan dos células hijas idénticas entre sí. Ocurre la división nuclear y del citoplasma. Profase; temprana: inicio de la profase. Se separan los polos celulares y se construye el huso mitótico. En el citoplasma, los sistemas de endomembranas se desarman en pequeñas vesículas, en el núcleo los cromosomas comienzan a condensarse, el nucléolo desaparece y la envoltura nuclear se fragmenta en pequeñas vesículas. Tardía: los cromosomas y mucrotubulos ocupan todo el volumen celular y el huso mitótico toma a los cromosomas Consta de dos etapas… Interfase: es la preparación para inicial el ciclo. (G1, S, G2). División celular o fase M: etapa corta donde ocurre la división. se duplica todo, su tamaño y organelos, aumenta la síntesis de proteínas, enzimas y arns. G1: duplicación del tamaño celular, ocurre la síntesis de proteínas, enzimas y ARNAs. En esta fase las células son diploides (2n), con cromosomas simples (2c), y estos están muy descondensados (como fibras nucleosomicas). *G0: se produce a veces al finalizar la G1. Acá se encuentran las células que no tienen como destino dividirse (la estadía de las células puede ser permanente o transitoria). S: replicacion del ADN que requiere enzimas y ATP, las células son diploides (2n), pasa de cromosomas simples a duplicados (4c). cromátidas hermanas unidas por centrómero. Al final se duplican los centriolos. G2: se terminan de sintetizar las proteínas para iniciar la división, se revisa y repara el ADN dañado. Al final empieza a condensarse la cromatina. Metafase: máxima condensación de los cromosomas que están alineados en el centro de la célula (placa metafísica). Anafase: separación de las cromátidas hermana, pasando a ser cromosomas simples que se van hacia los polos de la célula, gracias a la tracción del huso mitótico. Cromosomas en forma de <. Esta etapa termina cuado los cromosomas han llegado a su respectivo polo. Telofase: los cromosomas están en los polos. Se rearma la envoltura nuclear, los cromosomas simples se des condensan, reaparece el nucléolo, se desarma el huso mitótico y se reorganizan los organelos. A nivel genético: permite la misma cantidad de información genética en células hijas y células madres. Permite que todas nuestras células tengan el mismo tipo de información. A nivel celular: permite la formación de colonias celular, formando tejido. A nivel organico: permite el crecimiento del individuo, reparación y regeneración de los tejidos. (Ej: cicatrización). 1.- Factores ambientales: falta de nutrientes, cambios en la temperatura y pH pueden detener la división celular. Citocinesis: separación final de los células hijas. En células animales: un anillo de actina (anillo contráctil) estrangula a la célula. En Célula vegetal: la pared celular impide usar el método anterior. Se genera un fragmoplasto o tabique que separa con una pared celular cada célula. 2.- presencia de hormonas/factores de crecimiento: puede estimular, detener o restringir la división celular. 3.- Interacción célula-célula: las células son capaces de dividirse hasta entrar en contacto con otra célula. 4.- número de veces que una célula se ha dividido: cuando una célula se ha dividido muchas veces, se acortan sus Telómeros y llega un ponto donde ya no se puede dividir. Pasa a G0 hasta su muerte. La activación de las CDK depende de la llegada de ciclinas. Las más importantes son: Punto R (restricción): regula el paso de G1 a S o G0 (se evalua el destino celular). Punto de control G2: Regula el paso de G2 a mitosis, se evalúa que se haya replicado correctamente el ADN y que no hayan errores. Punto de control M: supervisa que el huso mitótico se forme correctamente, que los cromosomas estén alineados y anclados al Huso. Ejemplo: CDK (Quinasa Dependiente de Ciclina): son proteínas que están disponibles en el citoplasma, pero están en forma inactiva (apagadas), cuando la célula decide que la CDK pase a la siguiente fase sintetiza una ciclina que se unirá a la CDK, al activarse la CDK comenzara a fosforilar otras proteínas que harán cambios en la célula. Cuando los cambios terminan la célula degrada a la ciclina y la CDK vuelve a quedar inactiva. QUINASA: Añaden un grupo fosfato (fosforilan). Si por la regulación se estimula la detención o inactivación del complejo ciclinaCDK es una regulación negativa Se inicia con la detección de daño en el ADN, cuando hay daño se le ancla proteínas como la ATM que cuando encuentran el daño se acumulan ahí, y producen la aparición de la proteína P53. Esta proteína gatilla la detención del ciclo induciendo la aparición de la proteína P21, que interactúa con la ciclina CDK y con el anillo que sujeta a la polimerasa en la replicación , así deteniendo su funcionamiento, Los gametos haploides al unirse en la fecundación pasan a ser diploides (23+23=46). Se quiere potenciar el ciclo. Puede ocurrir por llegada de hormonas o señales del entorno, como factores de crecimiento que inducen la activación de ciclinas y así avanza el ciclo. 2. meiosis Consiste en una replicación del ADN y dos divisiones celulares sucesivas. Proceso de división nuclear y citoplasmática de células germinales (óvulos y espermatozoides), genera 4 células hijas. A diferencia de la mitosis, en esta división las células hijas no son iguales a la madre, sino que tienen la mitad del material genético (haploides). Si la célula madre tenía 2n y 2c, las 4 células hijas tendrán n y c (haploides con solo una cromátida). Haploide; 1x23 Diploide: 2x23 Es importante porque integra variabilidad genética en los cromosomas, gracias al crossing-over (en la profase de a meiosis 1) y la permutación cromosómica (en la metafase de la meiosis 1). Meiosis 1 Profase 1: comienza al interior del núcleo con la movilización de los cromosomas (><) buscando a su homologo que tiene su mismo tipo de información (leptoteno). Que el cromosoma bivalente o tétrada (4 cromatidas). La siguente etapa es el cigoteno donde comienza a crecer un complejo proteico que ira anclando entre sí a los cromosomas homólogos (complejo cigaptonemico). Una vez unidos los cromosomas homólogos pasamos a la etapa paquiteno (entrecruzamiento) ocurre gracias a enzimas de recombinación que intercambian trozos de las cromátidas homologas. Las cromátidas homologas quedan unidas en el quiasma. En la etapa del diploteno se desarma el complejo cineptonemico y quedan visibles los quiasma. Al finalizar la diacinesis los cromosomas ya están separados pero quedan anclados entre los quiasma. Se froma el huso meiotico, desarme de la envoltura nuclear, los centrosomas van a los polos. (propio de una profase). Crossing-over (entrecruzamiento) metafase1: los cromosomas que se están condensando son tomados por las fibras del huso meiotico y son transportados a la línea media. Acá ocurre la permutación cromosómica que es al azar y permite variabilidad en la combinación de cromosomas. Ejemplo de permutación cromosómica Anafase 1: se separan los homólogos y se van a los polos traccionados por el huso meiotico. Centrómeros intactos. Telofase 1: desaparece el huso meiotico y se recontruye la carioteca. Se obtiene una célula con 2 nucleos haploides La separación de los cromosomas en la meiosis es muy importante, si no ocurre bien puede traer consecuencias en el cariotipo por ejemplo el síndrome de Down o cualquier caso de trisomía/monosomia ocurre por problemas en la separación de cromosomas en la meiosis. Producto de errores en la segregación cromosómica se generan las mutaciones genómicas o numéricas (aneuploidias o euploidias). Meiosis 2 Similar a una mitosis pero sin fase S. se obtienen cromátidas recombinadas simples. La citocinesis produce 4 células hijas, cada una con un juego haploide de cromosomas (n). Resumen Muerte celular Muerte celular accidental producida por una injuria o enfermedad en un organismo vivo. Es la muerte celular programada que ocurre en un organismo vivo. Es liderada por proteínas. Un ejemplo fisiológico es cuando se forman las manos. Las células se van eliminando por apoptosis ya que no son necesarias. En la apoptosis la cromatina se pega a las paredes del núcleo en forma de vesículas. Esto es muy común en células apoptoticas. Una célula apoptotica durante la muerte celular pierde volumen y separa su contenido en vesículas que serán fagocitadas por algún macrófago. Ocurro lo contrario que en la apoptosis, ya que acá la célula se infla hasta reventar, esto produce una respuesta inflamatoria en el tejido. La zona donde hay necrosis se hincha. A nivel interno, en el núcleo se observa cariorrexis: disgregación del núcleo en pequeños segmentos; picnosis: el contenido nuclear se compacta; cariolisis: ruptura de la membrana nuclear que libera el contenido al citosol. las proteinas que controlan la apoptosis son las caspasas. Las células las sintetiza y las deja en el citoplasma pero inactivas (procaspasas). Existen dos tipos de caspasas Iniciadoras (2, 8, 9, 10): se activan frente a la seña para iniciar la apoptosis, entonces activana a las caspasas ejecutoras. Ejecutoras (3, 6, 7): al ser encendidas encienden a proteinas intracelulares que destruyen la célula. Depende de la liberacion de citocromoC, formacion de apoptosoma y con eso la activacion de la caspasa nueva. Regulacion de la apoptosis Hay proteinas que actuan sobre la cascada de señalizacion regulandola. Proteinas Bcl2: proteinas pro-apoptoticas (Bax, Bak) y anti-apoptotica (Bcl2,BclXL). Según la abundancia de las proteinas se determina si la célula hara apoptosis o no. Proteínas inhibidoras de la apoptosis (IAP): inactivan a las caspasas ubiquitinizandolas para que vayan al proteasoma. Existen proteínas anti-IAP que inhiben a las IAP y estimulan la apoptosis. Factores de supervivencia: moléculas de señal extracelulares que pueden detener la apoptosis ya sea manteniendo la supervivencia de la célula o activando la mitosis. Su método de funcionamiento es regulando a algunos bcl2. El inicio de la apoptosis se da por señales que vienen de dentro (activacion intrinseca, via mitocondrial) o de fuera (activacion extrinseca, via de los receptores). Ejemplos de estimulos:: Shock termico Radiacion Deplecion de nutrientes Infeccion viral/bacteriana Hipoxia Estrés oxidativo Aumento en [Ca+2] Implica la activacion de receptores de muerte que cuando se activan implican la induccion de la apoptosis. Luego de la apoptosis la célula queda como cuerpos apoptoticos (vesículas) que poseen en su membrana receptores de glóbulos flancos, que al reconocer la señal las fagocitan. Apoptosis en procesos patológicos Por disminución: cáncer y enfermedades autoinmunes. Por exceso: enfermedades neurodegenerativas, daño por infarto celular y cardiaco e infertilidad. Cáncer Se origina cuando las células crecen sin control y Sobrepasan el número de células normales. Su origen: viene de una célula inicial que acumulo mutaciones que la inducen a aumentar su tasa de división. La célula inicial genera clones, por medio de mitosis, que también estarán afectadas y esto altera la homeostasis del tejido, formando tumores. El aumento de la división celular y la disminución de la apoptosis pueden contribuir a la formación de un tumor. En el cáncer ocurren ambas, aumenta la división y disminuye la apoptosis. Se clasifican en 2 tipos Benignos: sobrecrecimiento de células, pero encapsulado en lámina basal. Malignos: las células adquieren la capacidad de traspasar la lámina basal, así invaden otros tejidos. la El tumor maligno interactúa con su entorno (microambiente tumoral). Estos tumores pueden degradar matriz extracelular, lo que le permite avanzar por el tejido, y provocan cambios en el comportamiento de otras células. Ej: hacen que los fibroblastos les envíen factores de crecimiento para que se dividan. También degradan las moléculas de adecion celular, asi se abren camino entre las células. Ej: traspazan a las células que rodean a los vasos sanguíneos y viajan provocando la metástasis. Tienen la capacidad de generar angiogénesis (creación de vasos sanguíneos alrededor de ellos). Muchos agentes cancerígenos dañan al ADN. Capacidad de una célula tumoral para infiltrarse en el torrente sanguíneo o linfático mediante la ruptura de moléculas de adhesión celular (sujetan a las celular de la membrana basa). Esto causa tumores en distintas zonas del cuerpo. La salida de la célula cancerosa al nuevo tejido se denomina extravasación. Principales órganos afectados: hueso, pulmón, hígado, cerebro. (Más irrigados). Reprogramación del metabolismo de la glucosa pasando desde la fosforilación oxidativa a la glucólisis anaeróbica (Efecto Warburg). 2. Pasan por el ciclo de división celular cuando no deberían. 3. Se escapan de sus tejidos de origen (es decir, son invasivos) y sobreviven y proliferan en sitios extraños (es decir, hacen metástasis). 4. Tienen respuestas de estrés anormales, lo que les permite sobrevivir y continuar dividiéndose en condiciones de estrés que detendrían o matarían a las células normales, y son menos propensas que las células normales a suicidarse por apoptosis. 5. Son genética y epigenéticamente inestables. 6. Escapan de la senescencia celular replicativa, ya sea produciendo telomerasa o adquiriendo otra forma de estabilizar sus Telómeros. Todo lo que cause mutaciones puede provocar cáncer. Ej: Aflotoxina: presente en algunos alimentos. Cuando ingresa a nuestro cuerpo puede incorporarse al ADN de alguna célula y producir mutaciones. Estas mutaciones pueden ser mutaciones que induzcan a la ganancia o pérdida de función de un gen. 1. Oncogenes: versión mutada de los proto-oncogenes, genes que de manera normal estimulan en crecimiento y division celular. Al mutar sobrefuncionan, son los responsables de que se dispare la división de la célula. Como muta un proto-oncogen a oncogen? Puede deberse a un cambio en la secuencia génica generando una proteína hiperactiva, mutaciones en las zonas reguladoras, amplificación génica (aumento de copias de un gen) proteína normal sobreproducida o re arreglo cromosómico mayor producción de una proteína normal. Genes supresores de tumores: impiden la división de las células dañadas. Al depender de genes, estos también pueden sufrir mutaciones que pueden ocurrir por cambios genéticos o epigeneticos que pueden silenciarlos. El silenciamiento debe ocurrir en ambos cromosomas homólogos para que aparezca el cáncer. El gen supresor de tumores más importante es el Gen p53 quimioterapia: se inyectan químicos que atacan a toda célula que tenga una alta tasa de división, no solo a células cancerígenas.
