EL CICLO CELULAR

MITOSIS Y MEIOSIS

Ciclo Celular

Ciclo celular eucariota ( Definición de mitosis)

Fases del ciclo celular

Regulación del ciclo celular por el crecimiento celular y por señales extracelulares

Puntos de control del ciclo celular

Restringir la replicación del ADN a una vez por ciclo celular

Reguladores de la progresión del ciclo celular

Mitosis ( definición )

Es un proceso de división celular en la que las dos células resultantes, obtienen exactamente la misma información genética de la célula progenitora con el nº diploide de cromosomas.

Mitosis ( propósito )

Con el fin de mantener la continuidad , con reparto equitativo del material hereditario ( ADN), características de la células eucariotas.

Asegurar una progenie de células idénticas que contengan sus genomas completos

Con capacidad de autorreproducirse, célula parental-hijas para crecer dividirse y dar origen a una población celular.

Concluye con la formación de núcleos separados

( cariocinesis) seguido de la partición del citoplasma ( citocinesis ) para formar 2 cel hijas.-

Ciclo celular eucariota

Consiste en la mayoría de las células en cuatro procesos coordinados:

Crecimiento celular

Replicación del ADN

Distribución de los cromosomas duplicados a las células hijas

División celular

Fases del ciclo celular

Fase M, (mitosis) seguida de la citocinesis ( 1 hora )

Fase G1 ( gap1) intervalo gap entre la mitosis y el comienzo de la replicación del ADN, la cel es metabólicamente activa y crece pero su ADN no se replica. ( 11 horas)

Fase S ( síntesis) se produce la replicación del ADN ( 8 horas)

G2 (síntesis de proteínas) continúa crecimiento y preparación para la mitosis ( 4 horas)

Fases del Ciclo celular ( Ciclos de las células embrionarias)

Experimento clave: Descubrimiento del MPF( Cdc2/ciclina B )

Masui y Markert ( 1988 ) Investigaron que la meiosis de los oocitos de rana, se detienen al final de la profase de la meiosis I, el tratamiento con progesterona, provoca la reanudación de la meiosis ( equivale el paso de G2 a M en las células somáticas, entonces los oocitos sufren una segunda parada en la metafase de la meiosis II donde permanecen hasta la fecundación. Ellos propusieron que tanto los efectos de la meiosis del tratamiento hormonal como los de la fecundación se debían a variaciones en el citoplasma, que controlan de manera indirecta el comportamiento del núcleo. Transfirieron el citoplasma de los oocitos estimulados con progesterona, a los oocitos no estimulados y descubrieron un factor promotor de la maduración ( MPF) la cual induce la meiosis tras la inducción hormonal. MPF ( resultó ser un dímero constituidos por la ciclina B y la proteína quinaza Cdc2 ) y funcionan de manera análoga en la regulación de otros pasos del ciclo celular, por lo tanto el descubrimiento del MPF en losoocitos de rana, abrió el camino a la comprensióndel aparato regulador del ciclo celular que se conserva en todas las células eucariotas). Pág. 600, Cooper´s. regulación celular

Regulación del ciclo celular por el crecimiento celular y por señales extracelulares ( coordina crecimiento celular, replicación del ADN, y la mitosis )

Señales intracelulares: Ej. El factor de crecimiento de las plaquetas de la sangre, es señal para proliferación de los fibroblastos y reparar el tejido dañado.

Señales extracelulares: Factores de crecimiento sobre la proliferación de células animales

Señales extracelulares:Disponibilidadde nutrientes, el tamaño celular, factores polipeptídicos

Regulación del ciclo de las células animales por factores de crecimiento en el punto de restricción: Si en G1 no hay factores de crecimiento las células entran en un estado de reposo Go.

Puntos de control del ciclo celular

Puntos de control del ciclo celular

Regulación celular ( papel de p53 en la detención del ciclo celular en G1)

En las células del mamífero el ADN dañado desencadena

La mediación de una proteína adicional p53

Fosforilada por ATM y Chk2

De este modo se degrada rápidamente, y aumenta sus niveles en respuesta al ADN dañado

Esto desencadena los genes diana, que detienen el ciclo celular

El gen que codifica a p53 se encuentra frecuentemente mutado en cánceres humanos

Esto impide la detención en G1 en respuesta al ADN dañado

De modo que es replicado y transmitido a las células hijas en lugar de ser reparado

La herencia de este ADN dañado, aumenta la frecuencia de las mutaciones e inestabilidad general del genoma celular, lo que aumenta el riesgo en el desarrollo del cáncer

Las mutaciones del gen p53 son la alteración genética más común en los cánceres humanos.

Reguladores de la progresión del ciclo celular Estudios experimentales en levaduras, erizos

de mar, ranas y mamíferos descubrieron mecanismos moleculares que controlan la progresión de células eucariotas a través del ciclo celular y su división.

Este ciclo está controlado por un conjunto de proteínas-quinasas.

Tres abordajes experimentales:

1. Estudios con oocitos de ranas, estos se detienen en la fase G2, hasta que se estimulan con hormona progesterona lo que induce su entrada a la fase M de la meiosis, a este factor se le llamó: ( MFP)factor promotor de la maduración.

2. Análisis genético de levaduras en gemación de scchacaromyces cerevissiae, se identificaron mutantes , cdc sensibles a la temperatura que eran defectuosos a la progresión del ciclo celular.

3. Síntesis de proteínas en embriones tempranos de erizo de mar, investigaron dos proteínas: las ciclinas A Y B sugirieron que podrían ser inductores de la mitosis, con la microinyección de estas sustancias en los oocitos de rana para pasar del paso G2 A M

Sucesos de la fase M del ciclo celular

La fase M es el período más llamativo del ciclo celular en el que se produce la reorganización de casi todos los componentes de la célula

Durante la mitosis ( división nuclear ( CARIOCINESIS) los cromosomas se condensan, la membrana nuclear de la mayoría de las células se desintegra, el citoesqueleto se reorganiza para formar el huso mitótico, y los cromosomas migran a polos opuestos

Después de la segregación de los cromosomas se suele producir la división de la célula ( CITOCINESIS )

Sucesos de la fase M del ciclo celular ( etapas de la mitosis )

Profase: Los cromosomas se condensan y los centrosomas se desplazan a lados opuestos del núcleo, empieza el huso mitótico, se rompe la membrana nuclear y permite que los microtúbulos del huso se anclan en los cinetócoros de los cromosomas.

Prometafase: Los cromosomas se agitan hacia delante y hacia atrás, entre los centrosomas y el centro de la célula, luego en la

Metafase finalmente quedar alineados en la zona media del huso

Anafase: Las cromátidas hermanas se separan y migran a polos opuestos del huso

Telofase: Es la fase final de la mitosis donde se reconstituyen las envolturas nucleares y se descondensan los cromosomas, para finalmente producir

La citocinesis: La cual da lugar a dos células hijas interfásicas, recibiendo c/u de ellas un centrosoma que se duplicará en la siguiente mitosis.

Estructura de la célula

El Núcleo

Meiosis y Fecundación

Meiosis: Del Lat. hacer más pequeño; Proceso divisional celular, donde una célula diploide ( 2n ) experimentará dos divisiones celulares sucesivas con la capacidad de generar 4 células haploides ( n ). El proceso se da en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, ( meiosis I y meiosis II )

Fases de la Meiosis: Profase, metafase, anafase y telofase.

Meiosis I : Los miembros de cada par homologo de cromos se unen primero y luego se separan y se unen en diferentes núcleos

Meiosis y Fecundación

Meiosis II :Las cromátidas hermanas que forman cada cromosoma se separan y distribuyen en los núcleos de las células hijas, entre estas dos etapas no existe la etapa S ( duplicación del ADN)

Los errores en la meiosis : Son responsables de las principales anomalías cromosómicas, la meiosis consigue mantener constante el número de cromosomas de las células de la especie para mantener la información genética.

Fases meiosis I : Profase I ( Primera división la + compleja se divide en 5) Leptoteno : Las cromatidas se enrollan y los cromosomas y se condensan

en el núcleo. Zigoteno: Los cromosomas se acercan y aparecen ( sinapsis-unión) Paquiteno: Los cromos se entrecruzan e intercambian material genético,

entrecruzamiento o división longitudinal. Diploteno: Siguen los cromos condensándose y se observan z cromátidas

en cada cromos. Diacinesis: Rotura de la membrana nuclear, cesa ARN y desaparece

nucleolo.

Meiosis I

Metafase I: Los cromos se alinean, orientación al azar; 50% de prob. al recibir del padre o madre los microtúbulos del centríolo se unen en cinetocoros.

Anafase I : Los quiasmas se separan, microtúbulos se acortan,, en el cinetócoro los los cromos se van a los lados opuestos de la célula con proteínas motoras.

Telofase I : Cada célula tiene la mitad de cromos, desaparecen los microtúbulos y una membrana nueva rodea. Ocurre la citocinesis( proceso paralelo donde se separan la membrana celular en las células animales.

Meiosis II ( Profase II, metafase II,anafase II, telofase II )

Profase II: Comienza a desaparecer la envoltura nuclear y el nucleolo, se hacen largos cuerpos de cromatina se condensan como cromos visibles, los cromos siguen engrosándose y acortándose.

Metafase II: Las fibras del huso se unen a los cinetócoros, la 1ª y 2ª metafase se distinguen fácilmente en la meta I las cromátidas se disponen en haces de 4 tétradas y en la metafase II como en la metafase mitótica.

Anafase II: Las cromátidas se separan en sus centrómeros y un juego de cromos se separan hacia los polos como lo hacen en la mitótica cada cromátida se denomina ahora cromosoma.

Telofase II: Hay un miembro de cada homólogo en cada polo cada uno es un cromosoma no duplicado, desaparece el huso cromático,, se reensamblan las envolturas nucleares, los cromos se alargan en forma gradual, ocurre la citocinesis.

Comparación de la meiosis y la mitosis

Diferencias entre mitosis y meiosis

Mitosis Meiosis Se produce en células * Sólo en células sexuales Somáticas. El citoplasma se divide *2 divisiones citoplasmáticas Una sola vez Los cromos no intercambian *Los cromos intercambian material genético material genético. La profase ocurre en una *En varias sub.-fases sola fase. De esta resultan 2 células * Resultan células haploides diploides. ( gametos )