CICLO CELULAR, REPLICACIÓN DEL ADN Y MITOSIS

Texto completo

(1)

CICLO CELULAR, REPLICACIÓN

CICLO CELULAR, REPLICACIÓN

CICLO CELULAR, REPLICACIÓN

CICLO CELULAR, REPLICACIÓN

DEL ADN Y MITOSIS

DEL ADN Y MITOSIS

DEL ADN Y MITOSIS

DEL ADN Y MITOSIS

(2)

El

El

El

El flujo

flujo

flujo

flujo de

de

de información

de

información en

información

información

en

en

en las

las

las células

las

células

células

células

Núcleo NúcleoNúcleo Núcleo Núcleo Núcleo Núcleo Núcleo

(3)

REPRODUCCIÓN CELULAR

La célula eucariota se reproduce mediante una

secuencia ordenada y repetitiva en donde la célula

crece, replica su ADN y se divide en dos células hijas.

VISIÓN GENERAL DEL CICLO CELULAR

(4)

A

PESAR

DE

LAS

DIFERENCIAS

ENTRE

PROCARIOTAS

Y

EUCARIOTAS,

EXISTEN

NUMEROSOS

PUNTOS

EN

COMÚN

ENTRE

LA

DIVISIÓN CELULAR DE AMBOS TIPOS DE CÉLULAS,

LAS QUE DEBEN PASAR POR CUATRO ETAPAS:

Crecimiento.

Duplicación del ADN.

Duplicación del ADN.

Separación del ADN original, de su réplica

(para ello se empaqueta en forma de

unidades discretas o cromosomas).

División de la célula madre en dos células

hijas.

(5)

El

El

El

El ciclo

ciclo

ciclo

ciclo celular

celular

celular

celular:::: es

es

es

es un

un conjunto

un

un

conjunto

conjunto

conjunto de

de

de

de procesos

procesos

procesos

procesos

esenciales

esenciales

esenciales

esenciales que

que

que

que tiene

tiene

tiene

tiene por

por

por finalidad

por

finalidad

finalidad

finalidad copiar

copiar

copiar

copiar yyyy

transmitir

transmitir

transmitir

transmitir la

la

la

la información

información

información

información genética

genética a

genética

genética

a

a

a la

la

la

la próxima

próxima

próxima

próxima

generación

generación

generación

generación de

de

de células

de

células

células

células....

Debe

Debe

Debe

Debe garantizar

garantizar

garantizar

garantizar::::

DESDE UN PUNTO DE VISTA FUNCIONAL…

Debe

Debe

Debe

Debe garantizar

garantizar

garantizar::::

garantizar

Adecuado

Adecuado

Adecuado crecimiento

Adecuado

crecimiento

crecimiento

crecimiento celular

celular

celular

celular....

Replicación

Replicación

Replicación exacta

Replicación

exacta

exacta

exacta del

del

del material

del

material

material genético

material

genético

genético....

genético

Separación

Separación

Separación yyyy distribución

Separación

distribución

distribución precisa

distribución

precisa

precisa

precisa del

del

del

del material

material

material

material

genético

genético

genético

genético....

(6)

Al dividirse, una célula debe repartir a sus

células hijas todos los organelos

citoplasmáticos y el material genético.

Debido a ello, antes de llevar a cabo la

división celular, las células sintetizan todas

las sustancias necesarias para la formación

de nuevos organelos, el crecimiento de la

de nuevos organelos, el crecimiento de la

membrana celular y la replicación del ADN.

Todos estos fenómenos, junto a la división

celular, ocurren en una secuencia de fases

conocidas como

CICLO CELULAR.

(7)

EL CICLO CELULAR

El

El ciclo

El

El

ciclo

ciclo celular

ciclo

celular

celular

celular o

o

o ciclo

o

ciclo de

ciclo

ciclo

de

de vida

de

vida

vida

vida de

de una

de

de

una

una

una célula

célula

célula

célula

eucariota,

eucariota,

eucariota,

eucariota,

es

es

es

es

la

la

la

la

sucesión

sucesión

sucesión

sucesión

de

de

de

de

fases

fases

fases

fases

de

de

de

de

crecimiento

crecimiento

crecimiento

crecimiento yyyy división

división

división que

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que

que ocurren

que

ocurren

ocurren en

ocurren

en la

en

en

la

la

la vida

vida

vida

vida de

de

de

de

una

una

una

una célula

célula

célula

célula....

Se

Se

Se

Se puede

puede

puede

puede dividir

dividir

dividir

dividir en

en dos

en

en

dos

dos grandes

dos

grandes

grandes fases

grandes

fases

fases

fases::::

la

la

la

la interfase

interfase

interfase

interfase yyyy la

la

la

la división

división

división celular

división

celular

celular

celular

(ciclo

(ciclo

(ciclo

(8)

Interfase

Interfase

Interfase

Interfase:::: Es

Es

Es la

Es

la

la fase

la

fase

fase

fase más

más larga

más

más

larga

larga

larga e

e

e

e involucra

involucra

involucra crecimiento

involucra

crecimiento

crecimiento

crecimiento

celular,

celular,

celular,

celular, biosíntesis,

biosíntesis,

biosíntesis, duplicación

biosíntesis,

duplicación

duplicación

duplicación de

de

de organelas

de

organelas:::: G

organelas

organelas

G

G1

G

1

1

1,,,, S,

S,

S,

S,

G

G

G

G2

2

2....

2

Fase

Fase

Fase

Fase M

M

M

M:::: Mitosis

Mitosis

Mitosis o

Mitosis

o

o

o división

división nuclear

división

división

nuclear

nuclear

nuclear yyyy citocinesis

citocinesis

citocinesis

citocinesis o

o

o

o

división

división

división

(9)

FASE G1

FASE G1

FASE G1

FASE G1

G

G

G

G1

1

1 (G

1

(G

(G

(G proviene

proviene de

proviene

proviene

de

de

de “gap”

“gap”

“gap”:::: intervalo)

“gap”

intervalo)

intervalo)::::

intervalo)

Incremento del material enzimático.

Replicación de organelas y estructuras citoplasmáticas.

La célula dobla su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes.

(10)

FASE S (DE “SÍNTESIS”):

FASE S (DE “SÍNTESIS”):

FASE S (DE “SÍNTESIS”):

FASE S (DE “SÍNTESIS”):

(11)

FASE S (DE “SÍNTESIS”):

FASE S (DE “SÍNTESIS”):

FASE S (DE “SÍNTESIS”):

FASE S (DE “SÍNTESIS”):

Se produce la replicación

replicación

replicación

replicación o

o

o

o

síntesis

síntesis

síntesis

síntesis

del

del

del

del

ADN

ADN

ADN

ADN.

Como

resultado cada cromosoma se

duplica (4

4

4c

4

cc

c) y queda formado

por dos

dos

dos

dos cromátidas

cromátidas

cromátidas

cromátidas idénticas

idénticas

idénticas.

idénticas

Con la duplicación del ADN, el

núcleo contiene el doble de

proteínas nucleares y de ADN

que al principio.

que al principio.

Síntesis

Síntesis

Síntesis

Síntesis de

de

de histonas

de

histonas

histonas

histonas: H1, H2A,

H2B, H3, H4.

Síntesis

Síntesis

Síntesis

Síntesis

de

de

de

de

las

las

las

las

proteínas

proteínas

proteínas

proteínas

asociadas

asociadas

asociadas

asociadas con

con

con la

con

la

la replicación

la

replicación

replicación

replicación

del

del

del

del ADN

ADN

ADN.

ADN

Extraído de “El mundo de la célula”, Wayne M. Becker Lewis J. Kleinsmith,

Jeff Hardin.

CROMÁTIDES HERMANAS CROMÁTIDES HERMANASCROMÁTIDES HERMANAS CROMÁTIDES HERMANAS

(12)

EL MODELO DE REPLICACIÓN DEL

ADN DE WATSON Y CRICK.

Watson y Crick propusieron en

1953 que la hélice doble del

ADN se replica de una manera:

SEMICONSERVATIVA

SEMICONSERVATIVA

SEMICONSERVATIVA

SEMICONSERVATIVA

La hélice de doble cadena se

desenrolla,

y

cada

hebra

parental actúa como un molde

molde

molde

molde

para la síntesis de una hebra

hija complementaria

complementaria

complementaria.

complementaria

hija complementaria

complementaria

complementaria

complementaria.

Siguiendo

las

reglas

de

apareamiento

apareamiento

apareamiento

apareamiento de

de

de

de bases

bases

bases.

bases

A, T, C y G representan los

nucleótidos

adenina,

timina,

citosina

y

guanina.

A

se

empareja con T y G con C.

CROMÁTIDES HERMANAS CROMÁTIDES HERMANASCROMÁTIDES HERMANAS CROMÁTIDES HERMANAS

(13)
(14)

CADENA MOLDE CADENA EN CRECIMIENTO

(15)

AUTODUPLICACIÓN DEL ADN

A. Proceso por el cual, partiendo

partiendo

partiendo

partiendo de

de

de una

de

una molécula

una

una

molécula

molécula de

molécula

de

de

de ADN

ADN

ADN

ADN

que se utiliza como molde, se

se

se obtienen

se

obtienen

obtienen

obtienen dos

dos

dos

dos moléculas

moléculas

moléculas

moléculas

de

de

de

de ADN

ADN

ADN

ADN idénticas

idénticas

idénticas.

idénticas

B. Este proceso requiere de energía (ATP) y la participación

de varias enzimas y otras proteínas colaboradoras:

1. ADN helicasa

1. ADN helicasa

2. Primasa

3. ADN polimerasa

4. ADN ligasa

(16)

EL MODELO DE REPLICACIÓN SEMICONSERVATIVA

Cromosoma: Cromosoma: Cromosoma: Cromosoma:

Ambas hebras del ADN Ambas hebras del ADNAmbas hebras del ADN Ambas hebras del ADN original sirven como molde. original sirven como molde. original sirven como molde. original sirven como molde.

SEMICONSERVATIVA

SEMICONSERVATIVA

SEMICONSERVATIVA

SEMICONSERVATIVA

Cromosoma duplicado: Cromosoma duplicado: Cromosoma duplicado: Cromosoma duplicado: 2 2 2

2 CromátidesCromátidesCromátidesCromátides hermanashermanashermanashermanas Mitad

Mitad Mitad

Mitad antiguoantiguoantiguoantiguo Mitad

Mitad Mitad

Mitad nuevonuevonuevonuevo

CROMÁTIDES HERMANAS CROMÁTIDES HERMANAS CROMÁTIDES HERMANAS CROMÁTIDES HERMANAS

(17)

La presencia de múltiplesmúltiplesmúltiplesmúltiples orígenesorígenesorígenesorígenes dededede replicaciónreplicaciónreplicaciónreplicación (ORI)(ORI)(ORI) en los cromosomas eucariotas(ORI) facilita el progreso rápido del proceso, pues éste se inicia simultáneamente en todos los orígenes.

Las dos mitades de una burbuja se llaman horquillashorquillashorquillashorquillas. Una enzima helicasahelicasahelicasahelicasa es la encargada de abrir la doble hélice en cada horquilla. Las proteínasproteínasproteínas deproteínas dede uniónde uniónuniónunión a

aa

a hebrahebrahebrahebra simplesimplesimplesimple (SSBP: single

CROMÁTIDES CROMÁTIDES CROMÁTIDES CROMÁTIDES HERMANAS HERMANASHERMANAS HERMANAS a aa

a hebrahebrahebrahebra simplesimplesimplesimple (SSBP: single

qtrand binding proteins) se

asocian a las cadenas de ADN evitando que éstas vuelvan a

aparearse. Otras enzimas,

las topoisomerasastopoisomerasastopoisomerasastopoisomerasas, corrigen tensiones generadas en el ADN cuando se abren los ORI.

(18)

Las responsables de la síntesis de ADN son las enzimas de la

familia de las ADN

ADN

ADN

ADN polimerasas

polimerasas

polimerasas ((((ADN

polimerasas

ADN

ADN

ADN pol

pol

pol

pol)))).

1

1

1

1)))) Las

ADN polimerasas

son las enzimas que participan de la

polimerización, para ello necesitan de un extremo OH 3´ libre.

2

2

2

2)))) Las

Las

Las ADN

Las

ADN

ADN pol

ADN

pol

pol

pol son

son polimerasas

son

son

polimerasas

polimerasas 5

polimerasas

5

5

5’’’’---->

>

>

>3

3

3

3:::: sólo sintetizan cadenas de

ADN en sentido 5’->3’, recorriendo el molde en dirección 3’>5’.

3

3

3

3)))) Las

Las

Las

Las ADN

ADN

ADN

ADN pol

pol

pol

pol no

no

no

no tienen

tienen

tienen

tienen la

la capacidad

la

la

capacidad

capacidad

capacidad para

para

para

para iniciar

iniciar la

iniciar

iniciar

la

la

la síntesis

síntesis

síntesis

síntesis de

de

de

de

una

una

una

una cadena

cadena

cadena

cadena polinucleotídica; solo pueden agregar nucleótidos al

extremo 3’ de una cadena ya iniciada.

extremo 3’ de una cadena ya iniciada.

P P P

Procesorocesorocesoroceso dededede replicaciónreplicaciónreplicaciónreplicación enenenen unaunaunauna horquillahorquillahorquillahorquilla:::: Las cadenas que forman una molécula de ADN son antiparalelas.

•Las dos cadenas de una horquilla son copiadas a partir del origen hacia el punto de terminación.

• Una de las cadenas nuevas tendrá que crecer en dirección 5’->3 y la otra, en la dirección opuesta, 3’->5’.

•Teniendo en cuenta que la actividad polimerasa de la ADN pol se cumple sólo de 5’->3’, una de las cadenas de la horquilla está bien orientada para la copia, mientras que la otra está mal orientada.

(19)

Sobre

Sobre

Sobre

Sobre la

la

la

la cadena

cadena

cadena

cadena bien

bien

bien

bien orientada

orientada

orientada

orientada, actúa en primer lugar una

enzima primasa

primasa

primasa. Ésta sintetiza una corta cadena de ARN,

primasa

el “primer”

“primer”

“primer”

“primer” o

o

o

o cebador

cebador

cebador

cebador, que servirá para proporcionar un extremo

3’ libre a la ADN pol.

La ADN pol continuará el trabajo de la primasa, agregando

desoxirribonuclótidos al extremo 3’ del primer.

Así fabricará una cadena de ADN, en dirección 5’->3’ y en forma

forma

forma

forma

continua

continua

continua

continua, desde el origen a la terminación. Esta cadena crece

rápidamente, por lo cual se la llama hebra

hebra

hebra líder

hebra

líder

líder o

líder

o

o

o adelantada

adelantada

adelantada.

adelantada

(20)

Sobre SobreSobre

Sobre lalala cadenala cadenacadena malcadena malmal orientadamal orientadaorientada, una vez que laorientada primasa le proporciona el primer, la ADN pol se mueve sobre el molde hasta el ORI, alargando la cadena de 5’ a 3’.

Cuando llega al ORI, la ADN pol se ve obligada a retroceder en dirección al punto T, a fin de sintetizar otro fragmento en dirección 5’->3’, a partir de un nuevo cebador.

De esta forma se van agregando fragmentos, de manera tal que la cadena nueva parece estar creciendo desde 3’ a 5’, aunque en realidad cada fragmento fue sintetizado de 5’ a realidad cada fragmento fue sintetizado de 5’ a 3’, única dirección posible para la ADN pol. Los fragmentos se conocen como fragmentosfragmentosfragmentos defragmentos dedede Okazaki

OkazakiOkazaki

Okazaki (en el esquema se señalan como 1º,

2º, etc., por orden de síntesis).

La síntesis de ADN es discontinuadiscontinuadiscontinuadiscontinua ya que la cadena hija sobre la hebra mal orientada crece fragmentariamente. La cadena discontinua también se llama rezagadarezagadarezagadarezagada, pues su crecimiento es más lento que el de la cadena continua.

(21)

ERRORES EN LA REPLICACIÓN PUEDEN PRODUCIR

MUTACIONES DEL ADN

Cambios en la molécula de ADN:

1. Substitución de nucleótido.

2. Deleción de nucleótido.

3. Inserción de nucleótido.

Las mutaciones que resultan de los errores de la replicación

pueden causar serias consecuencias para la salud.

pueden causar serias consecuencias para la salud.

Los errores en la replicación son una fuente de variabilidad

genética.

Para la reparación en el ADN de los errores de replicación,

existen varias enzimas reparadoras.

(22)

ENTONCES…

ENTONCES…

ENTONCES…

ENTONCES…

La división celular, tiene como función

biológica:

La

reproducción

de

los

organismos

unicelulares.

El desarrollo de un individuo a partir de una

única célula.

La reparación de los tejidos dañados en los

organismos pluricelulares.

(23)

RECORDEMOS: En

RECORDEMOS: En

RECORDEMOS: En

RECORDEMOS: En el

el

el

el

caso de los

caso de los

caso de los

caso de los

procariontes,

procariontes,

procariontes,

procariontes,

que tienen un ADN

circular y pequeño, la

replicación y el reparto

de ADN a las células

hijas se realizan con

relativa facilidad y

recibe, en conjunto, el

recibe, en conjunto, el

nombre de

fisión binaria.

(24)

¿QUÉ

QUÉ

QUÉ

QUÉ NECESITA LA CÉLULA PARA PODER DIVIDIRSE Y

NECESITA LA CÉLULA PARA PODER DIVIDIRSE Y

NECESITA LA CÉLULA PARA PODER DIVIDIRSE Y

NECESITA LA CÉLULA PARA PODER DIVIDIRSE Y

REPARTIR SU

REPARTIR SU

REPARTIR SU

REPARTIR SU ADN DUPLICADO

ADN DUPLICADO

ADN DUPLICADO

ADN DUPLICADO DE MANERA EQUITATIVA?

DE MANERA EQUITATIVA?

DE MANERA EQUITATIVA?

DE MANERA EQUITATIVA?

Condensar su ADN.

Condensar su ADN.

Condensar su ADN.

Condensar su ADN.

Para poder distribuir el ADN en forma equitativa a cada

una de las células hijas, el material hereditario de los

eucariontes se encuentra empaquetado y compactado

en unas estructuras llamadas

CROMOSOMAS

CROMOSOMAS

CROMOSOMAS

CROMOSOMAS.

CROMOSOMAS

CROMOSOMAS

CROMOSOMAS

CROMOSOMAS.

Estructuras

Estructuras

Estructuras

Estructuras accesorias

accesorias

accesorias

accesorias que

que permitan

que

que

permitan

permitan

permitan tal

tal

tal

tal distribución

distribución

distribución

distribución

(huso

(huso

(huso

(huso mitótico

mitótico

mitótico yyyy centrosomas)

mitótico

centrosomas)

centrosomas)....

centrosomas)

Espacio

Espacio

Espacio

Espacio libre

libre

libre

libre para

para

para el

para

el cumplimiento

el

el

cumplimiento

cumplimiento de

cumplimiento

de

de

de estos

estos

estos procesos

estos

procesos

procesos

procesos

(desmantelar

(desmantelar

(desmantelar

(desmantelar membrana

membrana

membrana

membrana nuclear,

nuclear,

nuclear, retículo

nuclear,

retículo

retículo

retículo endoplásmico

endoplásmico

endoplásmico

endoplásmico,,,,

aparato

aparato

aparato

(25)

CENTRÍOLOS

CENTRÍOLOS

CENTRÍOLOS

CENTRÍOLOS

Los

Los

Los

Los centríolos

centríolos

centríolos

centríolos son

son

son una

son

una

una

una pareja

pareja

pareja

pareja

de

de

de

de tubos

tubos

tubos

tubos que

que

que forman

que

forman

forman

forman parte

parte

parte del

parte

del

del

del

citoesqueleto

citoesqueleto

citoesqueleto

citoesqueleto,,,,

semejantes

semejantes

semejantes

semejantes

a

a

a

a

cilindros

cilindros

cilindros

cilindros huecos

huecos

huecos

huecos....

Estos

Estos

Estos

Estos

son

son

son

son

orgánulos

orgánulos

orgánulos

orgánulos

que

que

que

que

intervienen

intervienen

intervienen

intervienen

en

en

en

en

la

la

la

la

división

división

división

división

celular

celular

celular

celular....

Están

Están

Están

Están

constituidos

constituidos

constituidos

constituidos

por

por

por

por

una

una

una

una

Están

Están

Están

Están

constituidos

constituidos

constituidos

constituidos

por

por

por

por

una

una

una

una

pareja

pareja

pareja

pareja

de

de

de

de

estructuras

estructuras

estructuras

estructuras

cilíndricas

cilíndricas

cilíndricas

cilíndricas

yyyy

sólo

sólo

sólo

sólo

están

están

están

están

presentes

presentes

presentes

presentes en

en

en células

en

células

células

células animales

animales

animales

animales....

Cada

Cada

Cada

Cada centríolo

centríolo

centríolo

centríolo está

está

está

está formado

formado

formado

formado

por

por

por

por

nueve

nueve

nueve

nueve

tripletes

tripletes

tripletes

tripletes

de

de

de

de

microtúbulos

microtúbulos

microtúbulos

microtúbulos que

que

que

que forman

forman

forman todos

forman

todos

todos

todos

juntos

juntos

juntos

juntos yyyy unidos

unidos

unidos entre

unidos

entre

entre

entre sí,

sí,

sí,

sí, un

un

un

un

círculo

círculo

círculo

círculo....

(26)

Los

Los

Los

Los

centríolos

centríolos

centríolos

centríolos

se

se

se

se

encuentran

encuentran

encuentran

encuentran

rodeados

rodeados de

rodeados

rodeados

de

de

de

un

un

un

un

material

material

material

material

proteico

proteico

proteico

proteico

denso

denso

denso

denso llamado

llamado

llamado

llamado material

material

material

material

pericentriolar

pericentriolar

pericentriolar

pericentriolar,,,, formando

formando

formando el

formando

el

el

el

Centrosoma

Centrosoma

Centrosoma

Centrosoma

o

o

o

o

Centro

Centro

Centro

Centro

Organizador

Organizador

Organizador

Organizador

de

de

de

de

Microtúbulos

Microtúbulos

Microtúbulos

Microtúbulos,,,,

el

el

el

el

cual

cual

cual

cual

permite

permite

permite

permite la

la

la polimerización

la

polimerización

polimerización

polimerización

permite

permite

permite

permite la

la

la polimerización

la

polimerización

polimerización

polimerización

de

de

de

de dímeros

dímeros

dímeros

dímeros de

de

de tubulina

de

tubulina

tubulina

tubulina

para

para

para

para formar

formar

formar

formar microtúbulos

microtúbulos

microtúbulos

microtúbulos

que

que

que

que se

se

se

se irradian

irradian

irradian

irradian a

a

a partir

a

partir

partir

partir del

del

del

del

mismo,

mismo,

mismo,

mismo,

mediante

mediante

mediante

mediante

una

una

una

una

disposición

disposición

disposición

disposición

estrellada

estrellada

estrellada

estrellada

llamada

llamada

llamada

llamada huso

huso

huso mitótico

huso

mitótico

mitótico

mitótico....

(27)

DUPLICACIÓN DE LOS CENTRÍOLOS

Nucleación

Nucleación

Nucleación

Nucleación de nuevos centriolos sobre los centriolos preexistentes.

de nuevos centriolos sobre los centriolos preexistentes.

de nuevos centriolos sobre los centriolos preexistentes.

de nuevos centriolos sobre los centriolos preexistentes.

Cuando una célula pasa el punto

de control G1/S

G1/S

G1/S

G1/S y comienza la

fase S, además de iniciarse la

replicación del ADN, se produce la

se produce la

se produce la

se produce la

replicación de los

replicación de los

replicación de los

replicación de los centríolos

centríolos

centríolos

centríolos.

(28)

CICLO DEL CENTROSOMA

CICLO DEL CENTROSOMA

CICLO DEL CENTROSOMA

CICLO DEL CENTROSOMA

(29)

FASE G2:

FASE G2:

FASE G2:

FASE G2:

Es

Es

Es

Es una

una

una etapa

una

etapa

etapa

etapa de

de

de

de preparación

preparación

preparación

preparación para

para la

para

para

la

la

la división

división

división

división celular

celular

celular inminente

celular

inminente

inminente....

inminente

Es la segunda fase de crecimiento del ciclo celular.

Comienza la condensación de ADN.

Ensamblaje de estructuras especiales requeridas (huso

huso

huso

huso

mitótico)

mitótico)

mitótico)

mitótico) ....

(30)

LA

LA

LA

LA FASE M: MITOSIS

FASE M: MITOSIS

FASE M: MITOSIS

FASE M: MITOSIS

La mitosis es la división del

núcleo

celular,

y

la

correspondiente

segregación

de los cromosomas, en dos

núcleos hijos.

En la mitosis, a partir de una

célula madre se obtienen dos

células hijas, genéticamente

idénticas a la madre.

idénticas a la madre.

Este

Este

Este

Este

proceso

proceso

proceso

proceso

sucede

sucede

sucede

sucede

en

en

en

en

células

células

células

células

eucariotas

eucariotas

eucariotas

eucariotas

(porque

(porque

(porque

(porque

son

son

son

son las

las

las

las que

que

que

que tienen

tienen

tienen

tienen núcleo

núcleo

núcleo

núcleo

verdadero)

verdadero)

verdadero)

verdadero)....

(31)

LA MITOSIS ES UN PROCESO CONTINUO, EN EL

QUE SE RECONOCEN CUATRO FASES:

PROFASE

PROMETAFASE

METAFASE

METAFASE

ANAFASE

TELOFASE

(32)

RECORDEMOS..

RECORDEMOS..

RECORDEMOS..

RECORDEMOS..

INTERFASE

INTERFASE

INTERFASE

INTERFASE

G2 G2 Envoltura nuclear

(33)

PROFASE

PROFASE

PROFASE

PROFASE

Se continúa con la condensación

del material genético. Se forman

los

cromosomas.

Cada

cromosoma está formado por

dos cromátides hermanas.

Migración de los dos pares de

centríolos

hacia

extremos

opuestos de la célula.

opuestos de la célula.

Desarticulación del citoesqueleto

para la formación del huso.

(34)

PROMETAFASE

PROMETAFASE

PROMETAFASE

PROMETAFASE

•Fosforilación

de

los

filamentos intermedios de

la lámina nuclear.

•La envoltura nuclear se

desorganiza

por

•La envoltura nuclear se

desorganiza

por

desintegración.

•Los microtúbulos del huso

en formación entran a la

región nuclear.

(35)

Cuando Cuando Cuando

Cuando elel núcleoelel núcleonúcleo senúcleo sesese desensambladesensambladesensambla durantedesensambla durantedurantedurante lala mitosis,lala mitosis,mitosis, lamitosis, lalala láminaláminalámina nuclearlámina nuclearnuclear senuclear sesese depolimeriza

depolimeriza depolimeriza

depolimeriza porporporpor fosforilaciónfosforilaciónfosforilación....fosforilación Al

Al Al

Al mismomismo tiempomismomismo tiempotiempotiempo lala membranalala membranamembrana nuclearmembrana nuclearnuclearnuclear sese desarmasese desarmadesarma endesarma enenen vesículasvesículasvesículasvesículas membranosas,membranosas,membranosas,membranosas, quequequeque van

van van

(36)

METAFASE

METAFASE

METAFASE

METAFASE

A nivel de los centrómeros de los cromosomas

se ubican complejos proteicos especiales

(cinetocoro).

 Los microtúbulos del huso mitótico, se unen a los cromosomas por el cinetocoro.

Los cromosomas se desplazan hacia el plano ecuatorial, formando la placa ecuatorial (o metafásica).

(37)
(38)
(39)

ANAFASE Y TELOFASE

ANAFASE Y TELOFASE

ANAFASE Y TELOFASE

ANAFASE Y TELOFASE

ANAFASE ANAFASE ANAFASE ANAFASE

Las cromátidas hermanas se separan y se dirigen a polos opuestos .

Se alargan las fibras polares del huso y los polos celulares se alejan uno de otro.

Los microtúbulos del huso dirigen a las cromátides hermanas (cromosomas) hacia los polos de la célula.

TELOFASE TELOFASE TELOFASE TELOFASE

Los cromosomas hijos separados llegan a los polos y se reconstituye la cromatina. Las laminillas nucleares se desfosforilan. Se reconstruye la doble membrana nuclear sobre los cromosomas.

Aparece el nucléolo.

(40)

COHESINAS

Función Función Función

Función dededede laslaslaslas cohesinas cohesinas cohesinas cohesinas: mantener las cromátidas hermanas unidas durante el ciclo celular hasta su correcta segregación correcta segregación en la anafase.

(41)

S S S

See organizaee organizaorganizaorganiza dededede nuevonuevo lanuevonuevo lalala envolturaenvolturaenvolturaenvoltura nuclearnuclear alrededornuclearnuclear alrededoralrededor dealrededor dedede cadacada conjuntocadacada conjuntoconjunto deconjunto dedede cromátidascromátidascromátidascromátidas que

que que

que hanhanhan migradohan migradomigrado haciamigrado haciahaciahacia cadacada unocadacada unounouno dedede losde los centrosomasloslos centrosomascentrosomascentrosomas formandoformandoformandoformando loslos dosloslos dosdosdos núcleosnúcleosnúcleosnúcleos hijoshijoshijos....hijos Esto

Esto Esto

Esto sesese producese produceproduceproduce porporporpor defosforilacióndefosforilacióndefosforilación dedefosforilación dede lasde las proteínaslaslas proteínasproteínasproteínas quequequeque constituyenconstituyen laconstituyenconstituyen lala láminala láminaláminalámina nuclearnuclearnuclear....nuclear También

También También

(42)

POLARIDAD DE LOS MICROTÚBULOS EN EL

HUSO MITÓTICO

(43)

MOVIMIENTO DE LOS CROMOSOMAS

Las proteínas motoras se asocian con tres tipos de microtúbulos: los MTs del cinetocoro, los MTs polares y los MTs del los MTs del áster.

Extraído de “El mundo de la célula” , Wayne M. Becker

Lewis J. Kleinsmith, Jeff Hardin.

(44)

REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR

REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR

REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR

REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR

Puntos PuntosPuntos

Puntos dededede transicióntransicióntransicióntransición clavesclaves enclavesclaves enenen elelelel ciclociclociclociclo celular

celularcelular celular....

Los rectángulos rojos señalan tres puntos de transición importantes en el ciclo celular de eucariotas, donde los mecanismos de control determinan si una célula continúa o no avanzando a lo largo del ciclo.

Esta determinación está basada en señales Esta determinación está basada en señales químicas que reflejan tanto el estado interno de la célula, como su ambiente externo.

Las dos flechas circulares verdes oscuras indican los puntos de G1 tardía y de G2 tardía, donde la célula puede salir del ciclo y adoptar un estado de no división.

(45)

LA PROGRESIÓN A TRAVÉS DEL CICLO CELULAR ESTÁ

CONTROLADA POR QUINASAS DEPENDIENTES DE CICLINA

(CDKS)

PROTEINQUINASAS

PROTEINQUINASAS

PROTEINQUINASAS

PROTEINQUINASAS DEPENDIENTES

DEPENDIENTES

DEPENDIENTES DE

DEPENDIENTES

DE

DE

DE CICLINAS

CICLINAS

CICLINAS

CICLINAS (CDK)

(CDK)

(CDK)

(CDK)

Enzimas que mediante la fosforilación de determinadas proteínas

desencadenan los procesos subordinados del ciclo celular.

Están presentes a concentración constante durante todo el ciclo

celular.

Su actividad enzimática depende de otras proteínas (ciclinas).

Su actividad enzimática depende de otras proteínas (ciclinas).

CICLINAS

CICLINAS

CICLINAS

CICLINAS

Proteínas que controlan la actividad de sus proteinquinasas

dependientes.

La concentración de ciclinas varía en forma cíclica, aumentando

o disminuyendo durante el transcurso del ciclo celular.

Presentan una velocidad de síntesis constante durante todo el

ciclo pero variaciones en la velocidad de degradación .

(46)

MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS CICLINAS:

MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS CICLINAS:

MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS CICLINAS:

MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS CICLINAS:

FACTOR PROMOTOR DE LA MITOSIS

FACTOR PROMOTOR DE LA MITOSIS

FACTOR PROMOTOR DE LA MITOSIS

FACTOR PROMOTOR DE LA MITOSIS

El complejo Cdk-ciclina de la mitosis

controla la progresión hacia la

transición G2-M, mediante la

fosforilación de proteínas clave

implicadas en las fases tempranas de la división celular.

(47)

Concentración Concentración Concentración Concentración fluctuante de la fluctuante de la fluctuante de la fluctuante de la ciclina ciclinaciclina

ciclina mitótica ymitótica ymitótica ymitótica y variaciones en la variaciones en la variaciones en la variaciones en la actividad de MPF actividad de MPF actividad de MPF actividad de MPF (factor promotor (factor promotor (factor promotor (factor promotor de la mitosis), de la mitosis), de la mitosis), de la mitosis), durante el ciclo durante el ciclo durante el ciclo durante el ciclo

celular. celular. celular. celular.

La concentración celular de la ciclina mitótica aumenta durante la interfase para caer después repentinamente durante la fase M.

Los picos de actividad de MPF (estimados en función de su capacidad para estimular la mitosis) coinciden con la concentración de ciclina, aunque el aumento en la actividad de MPF no es significativo hasta que se alcanza un umbral crítico de concentración de ciclina.

Se ha encontrado que el MPF activo está formado por la combinación de ciclina mitótica y Cdk mitótica.

La Cdk mitótica tiene una concentración constante (no se muestra en el gráfico), porque la cantidad de la proteína Cdk mitótica incrementa con una tasa correspondiente a crecimiento global de la célula.

(48)

EL CICLO DE LA CDK MITÓTICA.

En las fases G1, S y G2, la Cdkmitótica se fabrica de una

manera continua a medida que la célula crece, mientras que la concentración de la ciclina mitótica aumenta gradualmente.

La Cdk mitótica y la ciclina forman un complejo activo, cuya actividad proteín quinasa dirige el ciclo celular desde el punto de transición G2-M a la mitosis, estimulando los procesos estimulando los procesos mitóticos que se enumeran en la figura.

El complejo Cdk-ciclina provoca su propia desaparición, mediante la activación de una ruta de degradación de la propia ciclina, permitiendo así la finalización de la mitosis y la entrada en la fase G1 del siguiente ciclo celular.

(49)

MODELO GENERAL DE LA REGULACIÓN DEL CICLO

CELULAR

Según este modelo, el paso a través de

los tres puntos de transición

principales en el ciclo celular viene determinado por complejos proteicos compuestos por ciclina y Cdk, cuya actividad en la adición de grupos fosfatos a otras proteínas induce la progresión por el ciclo. La Cdk-ciclina de G1 actúa en el punto de transición a través de la fosforilación de la proteína Rb. La Cdk-ciclina mitótica actúa en la

transición G2-M catalizando la

fosforilación de proteínas implicadas en la condensación de los cromosomas, la la condensación de los cromosomas, la desorganización de la envuelta nuclear y la formación del huso. La misma Cdk-ciclina actúa también en la transición

metafase-anafase, catalizando la

fosforilación de los componentes del complejo promotor de la anafase, que a su vez provocan la separación de los cromosomas y la destrucción de la ciclina mitótica. Las rutas de control que monitorizan el daño en el ADN, la replicación del ADN, y la unión de los cromosomas al huso, pueden enviar señales que detienen el ciclo celular en uno o más de estos puntos

clave de transición.

(50)

La

La

La

La mitosis

mitosis

mitosis

mitosis asegura

asegura

asegura

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la

la

la distribución

distribución

distribución

distribución exacta

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los cromosomas

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célula tenga

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se

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distribuya

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exactamente

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(51)

En En En

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mitocondrias, mitocondrias,

mitocondrias, ribosomas,ribosomas,ribosomas, estructurasribosomas, estructurasestructurasestructuras deldeldel sistemadel sistema desistemasistema dedede endomembranasendomembranasendomembranas,,,, etcendomembranas etcetc....etc

CITOCINESIS

CITOCINESIS

CITOCINESIS

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CITOCINESIS

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