Resumen de Biología II PDF

Resumen de Biología II Índice Matriz Extracelular 5 Funciones 5 Composición química 5 Colágeno 5...

Resumen de Biología II Índice Matriz Extracelular 5 Funciones 5 Composición química 5 Colágeno 5 Elastina 6 Fibronectina 6 Laminina 6 Asociaciones Celulares 7 Tipos de uniones Celulares 7 CAMs 7 Cadherinas 7 Integrinas 7 Selectina 8 Miembros de la superfamilia de las inmunoglobulinas 8 Comunicación Intercelular 9 Generación y transmisión 9 Recepción y respuesta 9 Receptores 9 Efectos 10 Respuesta 10 Núcleo 11 Membrana Externa 11 Membrana interna 11 Lámina Nuclear 11 Complejos del poro 12 Transporte 12 Nucleolo 12 Cromatina 13 Condensación de la cromatina 13 Cromosoma 14 Sangre 15 Glóbulos rojos 15 Plaquetas 16 Glóbulos blancos 16 Ciclo Celular 17 INTERFASE 17 G0 17 G1 (GAP 1) 17 S (Síntesis) 17 G2 (GAP 2) 18 Mitosis 19  Profase 19 Metafase 19 Anafase 19 Telofase 20 Meiosis 20 Meiosis I 20 Meiosis II 22 Regulación del Ciclo celular 23 Apoptosis 24 Caspasas 25 Activación 25 Biología tumoral 26 Tumor 26 Agentes involucrados 27 Agentes cancerígenos 27 Clasificación 28 Células cancerosas 28 Colonización Factores 28 Benignos vs Malignos 29 Genes críticos ligados al cáncer 29 Genética 30 Bioética 30 Eugenesia 30 Conceptos básicos 30 Variedad Genética 32 Variedad fenotípica 32 Herencia I 32 Monogénica 33 Poligénica 33 Cromosómica 34 Genómica 34 Intervenciones en Genética humana 34 Herencia II 34 Autosómico dominante 34 Autosómica recesiva 34 Ligadas al X dominantes 35 Ligadas al X recesivas 35 Herencia ligada al Y 35 Enfermedades 35 Fenilcetonuria 35 Neurofibromatosis 35 Acondroplasia 35 Albinismo e Hipoacusia 35  Hipertensión Arterial Esencial 36 Árbol genealógico 36 Matriz Extracelular Es lo que encontramos fuera de la célula, rodeandola, y es producida por la célula. Complejo de macromoléculas elaborado por las células y eliminado por ellas al espacio extracelular. Funciones Rellenar espacios intercelulares Conferir a los tejidos resistencia a la compresión y estiramiento Constituir el medio de transporte para los nutrientes y desechos celulares Proveer a las células puntos fijos donde aferrarse o para trasladarse Transportar señales (sustancias inductoras) de otras células. Permite la comunicación Composición química Fluidos Sustancia Fundamental → Proteoglicanos: Ocupan los espacios libres intracelulares y proporcionan un espacio hidratado alrededor de las células cuya función es conferir a los tejidos resistencia a la compresión. Formados por glicosaminoglicanos que son oligosacáridos sulfatados que al unirse a proteínas, forman proteoglicanos. Estos pueden unirse al ácido hialurónico. Tienen alta carga negativa por lo que atraen sodio y agua ○ Aumenta la turgencia, fenómeno por el cual las células al absorber agua, se hinchan y ejercen presión contra las membranas celulares, las cuales se ponen tensas ○ Confieren resistencia a fuerzas de compresión ○ Forman el estado de gel ○ Actúan como barrera a la difusión rápida de depósitos acuosos ○ Impiden o retrasan el movimiento de macromoléculas, células tumorales y microorganismos ○ Poseen sitios de fijación-receptores Fibrosos Proteínas estructurales → Colágeno y Elastina Proteínas adhesivas → Fibrina y Laminina Colágeno Está en gran cantidad, es la proteína principal de los huesos, tendones y piel. Es producida por fibroblastos y osteoblastos. Se origina de una molécula helicoidal precursora, el tropocolágeno. Luego se junta con otras dos y se ensamblan juntas, pero solo los 2⁄3, dejando los extremos libres, y esta sin actividad (procolageno). Cuando un peptidasa, lo activa, se quitan las puntas y se convierte en una fibrilla de colágeno, que se ensamblan con otras para formar una fibra de colágeno Síntesis La primera proteína se sintetiza en el citosol, luego viaja al RER y se termina de especializar. Se libera en una vesícula donde empieza a instalarse, luego pasa por el golgi donde se convierte en procolágeno y es liberada por secreción. Fuera de la célula, una peptidasa saca las puntas no ensambladas y se activa Funciones Confieren resistencia a las fuerzas de tensión en los tejidos Desempeñan un papel crucial en la migración de las células Cicatrizacion quilode: Acumulacion excesiva de colágeno durante la cicatrización de heridas Elastina La encontramos en la dermis, paredes de las arterias, cartílago elástico y tejido conectivo de los pulmones. Esta formada por elastina y fibrina, que son agregados insolubles de proteínas. Funciones Otorgar elasticidad en respuesta a las tensiones mecánicas Contraerse para recuperar su longitud inicial Síndrome de Marfan Hay un gen mutado que codifica la fibrina 1. Lo que ocasiona que una vez que la piel se estira, no puede volver a contraerse. Genera problemas en el corazón, pulmones, cristalino, etc Plasma rico en plaquetas Se saca sangre al paciente y se concentran las plaquetas hasta 5 veces más. Luego, al momento de inyectar esa sangre de nuevo en el paciente, solo se elige la parte con más plaquetas y por lo tanto mauor factor de crecimiento, lo que estimula la producción de elastina y colágeno. Favorece la producción de vasos sanguíneos y la reconstrucción de articulaciones, produce células nuevas, ácido hialurónico, etc Fibronectina Son dos proteínas unidas por uniones disulfuro que tiene 3 regiones: 2 de unión a la matriz (proteoglicanos y colágeno) y 1 de unión a la membrana (integrinas). Funciones Adhesión de las células a la matriz Guía de las migraciones celulares que tienen lugar en los embriones de los vertebrados Migracion de macrofagos y otras células inmunitarias Laminina Formada por 3 moléculas en forma de cruz, tiene 2 zonas de unión a la matriz (proteoglicanos y procolágeno 4) y 1 a la membrana (integrinas). Esta casi siempre limitando la lámina basal Funciones Anclar las células epiteliales a la lámina basal Desarrollo embrionario ○ Migración de neuronas ○ Promoción del crecimiento y extensión de neuritas ○ Polarización del epitelio renal ○ Diferenciación celular Inhibición de metástasis tumoral Membrana basal Dirige la migración de las células sobre una superficie (reepitelización del tejido posterior a una herida). Actúa como filtro para el paso de macromoléculas y como barrera para la invasión de células cancerosas a los tejidos. Mantienen la polaridad de las células junto con el complejo de unión Lámina basal → Sirve de apoyo para el epitelio y permite que se conecte con el tejido conectivo. Se forma por actividad secretora de las células epiteliales y células del tejido conjuntivo. Solo se encuentra en la zona basal de la célula. Formada por fibronectina, laminina, colágeno 5 y proteoglicanos Lámina reticular → Esta formada por muchos tipos de colágeno 3, 6 y 7 Asociaciones Celulares Tipos de uniones Celulares Estables ○ Oclusivas → Cierres entre dos hemimembranas celulares. Se fusionan mediante claudinas y ocludinas. No dejan pasar nada, solo el ion magnesio, debido a la claudina que tiene un canal mg ○ Desmosoma en banda → Formados por cadherinas activadas por calcio en el espacio extracelular, unidas por proteínas ligadoras, a filamentos de actina en el espacio citosólico. Están distribuidos como un cinto ○ Desmosomas intermedios → Formados por cadherinas extracelulares unidas, mediante proteínas ligadoras (que forman un disco), a filamentos de queratina. Tienen forma de remache que les da una gran resistencia mecánica ○ GAP → Están casi basales, formados por 6 conexinas que forman conexones. Se unen dos conexiones a través de la membrana y forman un puente o canal entre ellas, permitiendo el paso de nutriente, desechos, señales, y moléculas para sincronizar movimientos y potenciales eléctricos de acción ○ Hemidesmosomas → Conectan filamentos intermedios a la lámina basal. Las uniones se dan entre la lámina basal (colágeno y lamininas) con filamentos intermedios de citoesqueleto, mediadas por integrinas y proteínas ligadoras Transitorias ○ Contacto focal → Aparecen y desaparecen, permitiendo que la célula se mueva. Es la unión de moléculas de la matriz extracelular (fibronectina conectada a colágeno) con el citoesqueleto (fibras de actina), mediadas por integrinas y proteínas ligadoras. Durante el proceso, se polimeriza y despolimerizan los filamentos de actina, permitiendo la movilidad CAMs Las células necesitan estar comunicadas para sobrevivir CAMs: moléculas de adhesión celular → Todas son proteínas de transmembrana con dos dominios Tipos de Uniones ○ Adhesiones homofílicas: Entre mismo tipo de moléculas EJ: Cadherina-cadherina ○ Adhesiones heterofílicas: Uniones entre dos grupos diferentes de moléculas EJ: integrina-fibronectina o selectina-glicoproteína Cadherinas Son glicoproteínas de transmembrana que se concentran en regiones especializadas de la superficie celular “uniones adherentes”. Mediante uniones homofílicas entre célula-célula. Los iones de Calcio promueven la formación de dímeros de cadherinas, y si faltan se degradan E-cadherinas → Epitelio y Embriones N-cadherinas → Neuro,corazóN, y cristaliNo P-cadherinas → Placenta y ePidermis Integrinas Median la adhesión de células y la matriz. Presentan sitios de unión para la mayoría de las proteínas de la membrana extracelular. Mediante uniones heterofilicas que dependen de Calcio o Magnesio. Tiene dos zonas, la de la matriz y la citosólica (no globulosa) que unen a actinas. Forman adhesiones focales (móviles) y hemidesmosomas (estables). Ayudan en la diapedesis y traducción de ligandos Dominio Intracelular: Se contacta con el citoesqueleto Extracelular globular: Se une a moléculas de colágeno, fibronectina y laminina Transmembrana: Entre las cadenas de ácidos grasos de la membrana Selectina Reconocen secuencias de oligosacáridos pertenecientes a glucolípidos y glucoproteínas de la superficie de otras células. Su fijación depende del Calcio. Tiene siempre uniones heterofilas, ya que el glucocalix de cada célula es diferente, esta reconoce los HdC de las glucoproteínas/lípidos. Esta presente en los endotelios capilares, leucocitos, plaquetas y endotelios Selectinas L → leucocitos Selectinas E → Endotelio de vasos sanguíneos Selectinas P → Plaquetas, células de la Piel (endotelio) Miembros de la superfamilia de las inmunoglobulinas Poseen uno o más dominios de tipo inmunoglobulina característicos de anticuerpos. Median la adhesión intercelular independiente de Calcio. Tipos de uniones N-CAM → Células nerviosas, uniones homofílicas V-CAM → Células vasculares (endotelio, macrofagos, inmuno), uniones heterofilicas con integrinas I-CAM → Células epiteliales de vasos sanguíneos, heterofilicas con selectinas o integrales. Adhesión intercelular y diapedesis Diapedesis Proceso por el cual un glóbulo blanco puede pasar entre 2 células epiteliales. Intervienen muchas moléculas. Las señales inflamatorias las dan las selectinas P del tejido epitelial, que al unirse con los hidratos de carbono del glóbulo blanco, activan la exposición de una integrina que se va a unir a otra molécula del endotelio, a moléculas ICAM. Esto permite que el glóbulo blanco pueda pasar y transformarse en un macrofago para la defensa inmunológica. Esto se da como respuesta a una señal inflamatoria Factores de deshadicion Son moléculas llamadas desintegrinas que al unirse a las integrinas inhibe la fijación de las células con los componentes de la matriz, por competencia con el sitio. Cuando hay ruptura del epitelio, se activan las desintegrinas por medio de las proteasas o metaloproteasas, evitando que las integrinas se unen uniéndose entre ellas. Esto provoca la degradación de los componentes de la matriz, produciendo la migración celular al lugar de la injuria. Metástasis Las células cancerosas primero se separan de las células adyacentes, rompiendo con las uniones entre ellas, liberando muchos receptores. Luego aparecen muchos receptores de laminina que comienzan a invadir la lámina basal e inducen desintegrinas hasta destruirla, llegando finalmente al torrente sanguíneo donde es distribuida a todo el cuerpo Comunicación Intercelular Célula señal produce una señal llamada ligando o sustancia inductora, que llega a una célula blanco para producir un efecto determinado. Las células blanco necesitan de receptores para poder captar la sustancia inductora, por lo general estos se encuentran en membranas, citosol o en el núcleo. Cuando llega la señal a la célula genera una respuesta Generación y transmisión Comunicación intercelular directa → Se hace mediante GAP. Ejemplos: Movimiento de cilios, pulso cardiaco, inducción del glucagón, diferenciación en el embrión Comunicación por moléculas unidas a la membrana plasmática → La señal se encuentra en la membrana de la célula, y se une al receptor que esta en la otra célula. Hay un reconocimiento y adhesión celular. Controla la proliferación y supervivencia celular necesaria para la formación y mantenimiento de los tejidos. Ejemplo: diapedesis, linfocitos T para apoptosis, fecundación Comunicación por moléculas secretadas ○ Autocrino → Cuando la misma célula produce la señal y el receptor. Ej: respuesta inmunitaria ○ Paracrina → Cuando hay una célula que produce la señal y se la transmite a una célula adyacente, por lo que no es necesario el trayecto por vasos sanguíneos. Ej: respuestas del SN simpático, vasodilatación, lesiones tisulares (aumentan la permeabilidad de los capilares) ○ Endocrina → La célula que emite la señal la manda a células dianas que están muy lejos, por lo que tiene que ir por medio del torrente sanguíneo, para poder generar una respuesta. Ej: hormonas gonadotropinas Recepción y respuesta Receptores Son proteínas o complejos proteicos que pueden o no estar asociados a lípidos, hidratos, u otras proteínas. Su función es unir al ligando o seal química para promover o iniciar la respuesta Clasificación de receptores De membrana que se unen a moléculas señal → Son proteínas transmembranosas que por el lado extracelular se une al ligando y por el citosólico desencadenan una cascada de reacciones. Generalmente se unen a moléculas señal hidrofílicas, aunque hay casos de moléculas hidrofóbicas que pueden unirse a ellos (prostaciclinas, prostaglandinas, etc.) ○ Receptores asociados con canales iónicos → Canales regulados por ligando. Se produce un cambio de polaridad de la membrana para permitir el transporte de determinadas sustancias que alteran el potencial de la membrana. La señal química se convierte en eléctrica. ○ Con actividad enzimática o asociados a enzimas → Cuando la señal llega se modifica la configuración de ciertas proteínas para configurarse como enzimas, o se unen para después poder activar a otra proteína que sí va a tener actividad enzimática. Ejemplo: receptores de insulina y factores de crecimiento ○ Asociados con proteína G → Cuando la señal se une con el receptor, una proteína G se une a la proteína receptora también. Luego, la proteína G (actividad GTPasa) sufre un cambio constitucional haciendo que el GDP que contenía se convierta en GTP, haciendo que la porción α se separe del resto. La zona α de la proteína G se une a una proteína llamada adenilato ciclasa, que permite que el GTP se convierta en AMP cíclico, que es el segundo mensajero y da pie al tercero para producir algún efecto. Son receptores de una gama muy extensa de señales, incluso la luz, que activa al receptor rodopsina del ojo. De membrana que se unen a la célula inductora → La señal esta en la membrana de la célula emisora y el receptor en la membrana de la célula blanco, por lo que se tienen que conectar. Ejemplo: internas-TNFr que inducen la apoptosis Intracelulares → Cuando no están en la membrana, pueden generar cambios en la configuración de la membrana o una cascada de reacciones que implica la producción y dispersión de moléculas más pequeñas que generan la reacción dentro del citosol (segundos y terceros mensajeros)1. En la célula diana se producen proteínas dianas, que producen diferentes alteraciones. Éstos son proteínas con función de factores de transcripción, que cuando están en el citosol pueden permanecer inactivos por unión a chaperonas hsp 90. Al unirse al ligando, cambian su conformación, se liberan de la chaperona y así entran al núcleo, donde el complejo ligando-receptor se une a regiones reguladoras del ADN para generar un ARNm con una nueva configuración, para generar las proteínas que la célula esta necesitando. Para que el receptor pueda encontrar la señal debe estar plegado perfectamente, por lo que siempre esta adosado a una chaperona. Ejemplos: hormonas esteroides, tiroideas, retinoides y vit D ○ Acetilcolina → despolarización de la membrana ○ Progesterona → aumento de la síntesis de sustancias nutritivas ○ T3 (triiodotironina) → aumento de la actividad metabólica de la célula ○ Fármacos antihistamínicos → se unen a receptores de histamina para evitar edemas, enrojecimiento y prurito 1 (AMPc, IP3, DAG, Ca, etc.) Efectos Alteración del transporte iónico Cambios en la actividad de las enzimas metabólicas Cambios en la expresión de determinados genes Cambios en la forma y movimiento celular Alteraciones en el crecimiento y división celular Cólera Es producido por una toxina del virus cholerae. Esta toxina se pega a la proteína G, haciendo que siempre se produzca el GTP, por lo que la adenilato quinasa esta funcionando constantemente produciendo AMP cíclico en exceso que no ninguna otra molécula a la cual unirse. Entonces se va a un canal de Cl, sale cloro y entra sadio, perdiendo grandes cantidades de agua, provocando deshidrataciones Respuesta Una misma molécula puede causar distintas respuestas si se une a distintos receptores o si se une al mismo receptor en diferentes células. La respuesta depende de la señal química, el receptor y el tipo celular. Ejemplo: Acetilcolina, cuando se une al músculo esquelético produce contracción, pero en el músculo cardiaco produce relajación y en el músculo glandular produce secreción Simplificación de la respuesta → Cuando mucho receptores parecidos actúan juntos Tipos de respuesta ○ Rápida → membranal ○ Lenta → Intramembranosa, con acciones en el núcleo y modificación en la síntesis de alguna proteína Señales gaseosas → Son muy rápidas, ya que cambian de configuración muy rápido. Su efecto también es de corto plazo. Núcleo Tipos Esféricos Planos Alargados Globulados → polimorfonucleares, aparentan tener muchos núcleos pero es solo uno, unido por cromatina. Ejemplo: Neutrofilos, Eosinofilos y Basofilos Ariñonados Estructura Membrana Externa Se continua con el RE Es doble (El espacio intermembranoso entre ambas membranas tiene una anchura entre 10-20 um, pero en algunos libros dice 70 um) y no continua debido a los poros Membrana interna Se continua con la lámina nuclear que la sostiene, a la que esta unida mediante proteínas Corteza nuclear tiene 3 polipéptidos en 3 capas como filamentos, tienen características similares a los filamentos intermedios del citoplasma Anclaje al material cromatínico y regulación de la envoltura nuclear (sólo cuando nace). Donde se asientan los telómeros en división o condensación de cromosomas Lámina Nuclear Esta en el espacio perinuclear, debajo de la membrana nuclear interna Permite que la cromatina se adhiera a la cara interna de la membrana, donde después se formarán los telómeros, mediante proteínas llamadas laminina A, B y C. Las lamininas A y C se unen a la heterocromatina, mientras que la B se une a su receptor (LBR) que esta conectado a la envoltura nuclear como proteína de membrana Esta formada por filamentos intermedios y le dan integridad y estabilidad al núcleo Funciones Forma y resistencia de la envoltura nuclear Organización funcional del núcleo Ensamblaje y desensamblaje del núcleo antes y después de la división nuclear Condensación de cromatina Enfermedades Progeria → mutación de un gen autosómico dominante llamado LMNA, que produce una proteína de la lámina nuclear. Cuando falla hace inestable al núcleo de las células del organismo acelerando el proceso de muerte celular, altera el ciclo celular. Complejos del poro 8 proteínas transmembrana, columna proteica Proteínas de anclaje que le da estabilidad a la columna la columna Proteínas radiales, permiten agrandar o achicar el orificio para el transporte de partículas Fibrillas, se encarga de receptar y transportar correctamente las macromoléculas. Nucleoporinas = proteína. Jaula nuclear por dentro Son canales acuosos que regulan los intercambios de moléculas entre el núcleo y el citosol. Permite la circulación de moléculas hidrosolubles y en macromoléculas como el ARN regulan mecanismos de transporte activo. El ADN nunca puede salir del núcleo, sale ARN Transporte Difusion agua y diferentes iones Ingresan activamente ○ ARN polimerasa ○ ADN polimerasa ○ Laminofilamentos ○ Factores de replicación ○ Factores de transcripción ○ Proteínas que forman las subunidades ribosómicas  Salen del núcleo ○ ARNm ○ Subunidades ribosomales inmaduras (nucleolo) Enzimas GAPs → Están del lado citosólico y permiten que el GTP se convierta en GDP + P GEFs → Están del lado del núcleo y permiten que el GDP se convierta en GTP Ingreso de cosas Las proteínas para el núcleo tienen que tener péptido señal, la NSL. Una particularidad es que apenas se sintetizan se pliegan y pasan al núcleo, con ayuda de las importinas. El complejo se acerca a un Ran GDP para poder pasar por el poro. Dentro del núcleo, las GEF permiten la conversión del GTP y se forma el Ran GTP, que se une fuertemente a la importina y salen por el poro. Apenas salen las GAPs las separan convirtiendo el GTP en GDP, ambas, Ran e importina quedan libres. Egreso de cosas Las proteínas que pueden salir son aquellas que ya cumplieron su función o que forman las subunidades ribosomales inmadulares. Estas tienen péptidos señales NES, que son captadas por las exportinas. Este complejo se une fuertemente a una Ran GTP, para poder salir por el poro, y apenas salen las GAPs las separan y convierten al Ran GTP en Ran GDP. Luego, las exportinas vuelven a ingresar al núcleo Nucleolo Esta compuesto por ribonucleoproteínas, ARN y un poro de ADN. Tiene dos ultraestructuras, la región fibrilar o central (donde se sintetiza el ARNr 45S) y la granular periférica (donde se encuentran las subunidades ribosomales en diferentes estadios). La composición del nucleolo esta en la constricción secundaria de los cromosomas acrocéntricos, por eso cuando estos se condensan el nucleolo desaparece Funciones Síntesis de ARNr Ensamblaje de subunidades ribosomales (80S = 40S + 60S) Procesamiento de subunidades ribosomales En el centro del nucleolo se forma el ARN 45S, pero es muy grande entonces se tiene que dividir en28S, 5,8S y 1,8S. Y a su vez recibe ARN 5S de la periferia. Estos ARN se desplazan un poco a las zonas más periféricas del nucleolo, donde se encuentran con las proteínas, que vienen del citosol, para conformar las subunidades de los ribosomas. Para las subunidades menores se ensamblan ARN 18S + 33 proteínas, y para las mayores se ensamblan ARN 28S, 5,8S y 5S + 55 proteínas. Estas subunidades están inmaduras, no se juntan dentro del nucleolo, porque si lo hicieran empezaron a sintetizar proteínas y no puede haber síntesis de proteínas en el núcleo Cromatina Composición química ADN proteínas histonas (H1, H2a, H2b, H3 y H4) Proteínas no histónicas Condensación de la cromatina 1) Formación del nucleosoma Lo primero que se necesita es obviamente el ADN y un octámero de histonas 1 H2b y 1 H2a arriba 1 H2b y 1 H2a abajo 2 H3 y 2 H4 en la zona central → Permite la unión → la proteína N1 Cuando ya tengo el octámero, el ADN da 2 vueltas sobre él, utilizando 146 pb y se forma el nucleosoma. 2) Formación del Cromatosoma (10 nm) Entre cada nucleosoma hay un ADN espaciador, que permite que se puedan formar más nucleosomas. Cuando una H1 se une a ese ADN espaciador, se forma el cromatosoma 3) Formación de solenoides (30 nm) Los cromatosomas comienzan a enrollarse en forma de espiral sobre una base de 6 cromatosomas. Pero no pueden enrollarse hasta el infinito sin apoyo 4) Formación de bucles (300 nm) Al lado de los solenoides aparece un cordón proteico no histónico, llamado scaford. Aca se apoyan los solenoides y lo usan como eje para formar bucles. La unión entre solenoide y scaford se conoce como SAR y es el lugar donde se encuentra la mayor cantidad de genes activos 5) Formación de un espiral (700 nm) La fibra scarf comienza a girar y permitiendo la condensación de todo el conjunto. Luego se condensa aún más hasta formar un cromosoma completo de 1400 nm Tipos Heterocromatina Inactiva (no se transcribe) condensada Localizada en la periferia Se tiñe fuertemente con las coloraciones Duplicación: Fase S tardía Es repetitiva  ○ Constitutiva → se encuentra de manera constante en todos los tipos celulares, está siempre condensada. Nunca se puede convertir en eucromatina. Esta en los centrómeros, y el brazo largo del Y ○ Facultativa → puede convertirse en eucromatina, se encuentra en diferentes tipos celulares o en las diferenciaciones de las células. Un ejemplo es uno de los cromosomas X de la mujer, que luego se hace heterocromatina, pero antes era eucromatina Eucromatina Activa (se transcribe) No es repetitiva, gran concentración de genes Duplicación: Fase S temprana Menos condensada Dispersa en el núcleo, más en el centro Se tiñe débilmente Esta formado por un segmento de ADN bicatenario enrollado alrededor de las histonas H2A H2B H3 y H4 En interfase puede ser constitutiva (se encuentra de manera constante en todos los tipos celulares, está siempre condensada) o facultativa (puede convertirse en heterocromatina se encuentra en diferentes lugares dispersa, sólo se condensa en las células somáticas) Cromosoma Son estructuras con apariencia de hilo ubicadas dentro del núcleo de las células de animales y plantas. Cada cromosoma está compuesto por una larga cadena de ADN a la cual se le asocian diversas proteínas para plegar. Estas proteínas se clasifican en dos grupos: Histonas y NO histónicas. El complejo formado por ADN, histonas y proteínas no histónicas se denomina cromatina Características Poseen secuencias de ADN únicas y secuencias de ADN repetidas Hay 46 cromosomas, y 46 moléculas de ADN, divididos en 22 pares de autosomas más un par de cromosomas sexuales XX en la mujer y XY en el varón. Con la excepción del varón sexual, hay 23 pares idénticos de cromosomas, uno aportado por el espermatozoide y otro por el óvulo. Tienen bandas claras y oscuras intercaladas. Su distribución es constante en cada cromosoma lo que facilita su identificación. En los casos donde no se respeta la norma de las bandas, esas bandas constituyen una guía valiosa para diagnosticar trastornos genéticos: duplicaciones, inversiones y translocaciones cromosómicas. Los genes que codifican ARN ribosómicos se agrupan en el nucleolo Los centrómeros y la heterocromatina se ubican cerca de la envoltura nuclear o cerca del nucleolo Partes Cromátida: Unidad longitudinal que forma el cromosoma, y esta unida a su cromátida hermana por el centrómero Centrómero: Es la región estrecha del cromosoma, que divide a cada cromátida en dos brazos (corto y largo, aunque también pueden tener el mismo largo). La unión de ambas cromátidas se da por proteínas llamadas cohesinas  ○ Cinetocoro: Es un complejo proteico que permite que el cromosoma se una al huso mitótico, a las partes más electrodensas. Están ubicadas en las caras externas del centrómero Brazo largo: Resulta de la división, por el centrómero, de la cromátida. Se lo denomina brazo p y por convención, se lo colocó en la parte inferior en lo diagrmas Brazo corto: Resulta de la división, por el centrómero, de la cromatida. Se lo denomina brazo q y se lo dibuja arriba Telómero: Corresponde a la porción terminal de los cromosomas, que si bien no se distingue morfológicamente, tiene una función de impedir que los extremos cromosómicos se fusionen. Contiene una secuencia de nucleótidos especial por lo que se replica diferente Constricción secundaria: Es una región ubicada en los extremos de los brazos que en algunos cromosomas corresponde a la región organizadora del nucleolo, donde se sitúan los genes que transcriben como ARN ribosómico Satélite: Segmento esférico del cromosoma, separado del resto por la constricción secundaria. Solo esta en los cromosomas acrocéntricos Tipos Según el centrómero ○ Metacéntrico: El centrómero esta ubicado justo en el medio de las dos cromátidas hermanas ○ Submetacéntrico: El centrómero esta un poco más abajo del centro de las cromátidas por lo que cada cromátida tiene un brazo más largo que el otro. Cromosomas ○ Acrocéntrico: El centrómero se encuentra en los extremos de los cromosomas, por lo que los brazos cortos son muy cortos. Cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22. Tienen una pequeña masa de cromatina llamada satélite (No debe ser confundida con ADN satélite, o sea repetitivo) ubicada en el extremo libre del brazo corto. El brazo corto, a excepción de la constricción secundaria, esta formada por heterocromatina. Son importantes porque en la constricción secundaria o tallo esta formada por organizadores nucleolares que forman el nucleolo Nombres ○ Autosomas / Somáticos: Son los cromosomas desde el par 1 hasta el par 22. También se llama cromosomas somáticos y determina la herencia autosómica ○ Heterocromosomas / Sexuales: Son los cromosomas del par 23. También se los llama sexuals y determinan la erencia sexual Sangre Glóbulos rojos 120 días de vida Tienen hemoglobina No tienen núcleo Plaquetas Fragmentos celulares de pequeño tamaño 1 semana de vida Mantienen la hemostasia y coagulación Glóbulos blancos Granulocitos → Tienen gránulos. Sus núcleos parece que tiene más de uno ○ Neutrófilos → 3-5 lóbulos unidos por cromatina. Fagocitosis. ○ Eosinófilos → 2 lóbulos. Combatir la jista,toma. alergia y parásitos ○ Basófilo → 2 Lóbulos. Libera histamina, serotonina y Agranulocitos ○ Monocito → se va a tranformer en macrofago, de mayor tamañao 20 um ○ linfocitos → menor tamaño inmunidad. Núcleo grande y arriñonados Meristema apical es una zona donde se produce mucha división y crecimiento Ciclo Celular Es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. Todas las células se originan únicamente de otra célula existente con aterioridad. Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan Proliferantes, y las que se encuentran en G0 se llaman Quiescentes. El ciclo celular se inicia en el instante que aparece una célula nueva, descendiente de otra que se divide y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas células hijas. Funciones Homeostasis tisular → Reemplazar tejidos rotos Desarrollo prenatal o embrionario Crecimiento Mantenimiento en la edad adulta INTERFASE G0 No pasa nada Las células están en reposo ALgunas células como las neuronas permanecen ahí para siempre G1 (GAP 1) Síntesis de proteínas y crecimiento La célula adquiere o sintetiza los elementos necesarios para la división Duración variable Punto de revisión (al final) G1 que puede detener el ciclo G0 Se comienzan a duplicar los centrosomas: los centriolos del diplosoma se separan y cerca de c/u aparece un procentriolo, y se coloca perpendicular el centriolo. Es importante, ya que la célula es sensible a las señales internas y externas que le ayudan a decidir si debe o no dividirse S (Síntesis) Los procentriolos crecen La célula crece hasta alcanzar el tamaño adecuado y recibe las señales necesarias Replicación de ADN. La célula madre debe hacer una copia de cada cromosoma antes de la mitosis, de forma que las dos células hijas reciban completa la información. Tras la duplicación del ADN, cada cromosoma consistirá en dos copias idénticas de la misma hebra de ADN, llamadas cromátidas hermanas,2 unidas entre sí por una región del cromosoma llamada centrómero Síntesis de histonas Duplicación/ Replicación del ADN Es un proceso anabólico Permite al ADN duplicarse (sintetizar una copia idéntica) para que de una molécula de ADN única, se obtengan más réplicas de la primera y la última. Se produce de acuerdo a un mecanismo semiconservador, lo que indica que los dos polímeros complementarios del ADN original, al separarse, sirven de molde cada una para la síntesis de una nueva cadena complementaria de la ceda molde, de forma que cada nueva doble hélice contenga na del ADN original Fases 2 Cada cromátida hermana no se considera en esa situación un cromosoma en sí mismo, sino parte de un cromosoma que provisionalmente consta de dos cromátidas  ○ Iniciación: Comienza en sitios específicos del ADN conocidos como Origen de replicación, que son los puntos fijos donde se lleva a cabo la replicación, que avanza de forma secuencial formando estructuras con forma de horquilla. ○ Elongación: La primasa sintetiza un cebador en cada hebra conductora de la burbuja de replicación. El ADN polimerasa comienza a sintetizar un fragmento de ADN por el extremo 3’ de cada nuevo cebador. La primasa sintetiza un nuevo cebador desde cada hebra retardada y el ADN polimerasa comienza a sintetizar un fragmento de ADN a partir del nuevo cebador. Se forma un fragmento de Okasaki. Cuando la ADN polimerasa llega al cebador de ARN lo elimina, los reemplaza por ADN y la ligasa une los fragmentos de ADN Características ○ Semiconservadora: Cada molécula de ADN nueva contiene una hélice de ADN original ○ Bidireccional: A Partir de un punto dado, la duplicación progresa en dos direcciones ○ Sentido 5’ → 3’: La replicación avanza adicionando mononucleótidos en esa dirección ○ Semidiscontinua: En una de las hebras (hebra constructora) se sintetizan filamentos bastante grandes y de forma continua, mientras que en la otra (hebra retardada) la síntesis es discontinua ya que se van sintetizando fragmentos pequeño que se disponen de manera separada Enzimas ○ Topoisomerasa: Desenrollan y enrollan el ADN ○ Helicasa: Rompe los puentes de hidrógeno , separa la doble cadena ○ ADN Polimerasa III: Coloca los nucleótidos de ADN, reconocimiento y corrección de ensamblaje ○ ADN Primasa: Coloca fragmentos cortos de ARN en los fragmentos de Okasaki de la hebra retardada ○ ADN Ligasa: Liga los fragmentos de Okasaki ○ ADN Polimerasa I: Función exonucleasa, retira los fragmentos cortos de ARN y los reemplaza por ADN ○ ADN Polimerasa II: Rellena brechas y facilita las síntesis de ADN dirigida por plantillas dañadas G2 (GAP 2) La célula completa su crecimiento Transcripción y traducción Proteínas implicadas en la división (tubulina) Los procentriolos siguen creciendo hasta obtener su tamaño final en la profase, y se forman los dos centrosomas ubicados en el medio de su matriz centrosomica, proveniente de la matriz centrosomica original que tmb se duplicó Mitosis Es la división celular en la cual una célula diploide3 (2n) da origen a dos células hijas diploides genéticamente idénticas entre ellas y a la madre. Consiste en el reparto equitativo del material 3 Tienen un número doble de cromosomas, es decir, poseen dos series de cromosomas. Las células somáticas del ser humano contienen 46 (23×2) cromosomas; ese es su número diploide. hereditario (ADN) característico. Este tipo de división ocurre en las células somáticas y normalmente concluye con la formación de dos núcleos (cariocinesis), seguido de otro proceso independiente de la mitosis que consiste en la separación del citoplasma (citocinesis), para formar dos células hijas. Presentan las etapas: profase, metafase, anafase y telofase. Su finalidad es tener dos células hijas idénticas y su importancia biológica es el crecimiento, la renovación y reparación Profase La cromatina empieza a condensarse en el cromosoma. Al principio se distingue a la cromatina y no al cromosoma condensado, hasta que la misma empieza a enrollarse. El cromosoma esta en estado doble es decir son dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero4 Las cromátidas que se forman son gruesas y cortas Los centrómeros se vuelven visibles debido a que se les asocian dos placas proteicas llamadas cinetocoros5, que dan hacia los lados externos de las cromátidas. Los cromosomas se desplazan a la envoltura nuclear, dejando un espacio vacío en el centro del núcleo. Y luego se produce la desintegración de la misma El nucleolo se reduce hasta que desaparece. A su vez, el citoplasma se desintegra y las organelas se hacen más pequeñas Se comienza a formar el huso mitótico, que es un conjunto de microtúbulos que se dirigen a polos opuestos de la célula. Los centrosomas arriban a los polos de la célula y las fibras del huso invaden el área que ocupaba el núcleo Hay 3 tipos de fibras importantes del huso ○ Cinetocóricas: Son fibras del huso que se conectan con el cinetocoro del cromosoma. Se conectan desde ambos lados del huso, y lo mantienen en el plano ecuatorial ○ Polares: Conectan los dos polos del huso ○ Aster: Son cortas e irradian en todas direcciones con sus extremos libres Metafase Los 46 cromosomas dobles llegan a su mayor estado de condensación. Se encuentran en el ecuador y cada cinetocoro apunta a un polo opuesto del huso La envoltura nuclear desaparece El huso mitótico se encuentra perfectamente formado Anafase Se dividen los centrómeros de los cromosomas, es casi simultáneo en todos los cromosomas Las cromátidas se separan y comienzan a migrar hacia los polos, llevadas por las fibras cinetocóricas Los cromosomas suelen adoptar una forma de V Los polos del huso se distancian aún más, de forma que las fibras polares crecen 4 Segmento más estrecho del cromosoma, que une las cromátidas hermanas a través de cohesinas. Contiene ADN repetitivo satélite y que se halla en una zona de heterocromatina constitutiva 5 Son los sitios de implantación de los microtúbulos, ubicados en los extremos del centrómero. Es donde las fibras del huso se conectan al cromosoma. Son estructuras trilaminares compuestas por dos capas densas y una intermedia un 50% más delgada. Su cara externa es convexa, pero su cara interna (la cual esta en contacto con la cromatina del centrómero, que entra en contacto con el cinetocoro y lo mantiene fijo) es plana  Se mantiene el huso mitótico, pero con forma ovoide, ya no es circular Comienza la citocinesis Telofase Los cromosomas simples llegan a los polos y se desaparecen las fibras cinetocóricas La célula se alarga un poco más, al igual que el huso mitótico Los cromosomas empiezan a desarrollarse, es decir a descondensarse, y se convierten en cromatina desarrollada. Las rodea el RE y nuevamente se forma la envoltura nuclear, definiendo dos núcleos hijos con sus respectivos nucleolos Comienza a desintegrarse el huso mitótico Meiosis Es el tipo de división celular que ocurre en las células haploides6 (n), es decir en las gónadas. Mediante la meiosis se obtienen células especializadas (sexuales) para intervenir en la reproducción sexual. Es un tipo especial de división celular exclusiva de los organismos que se reproducen sexualmente. Los procesos que llevan a la producción de gametos son la espermatogénesis y la ovogénesis, y tiene lugar en las gónadas. Las divisiones meióticas comienzan después de varias divisiones mitóticas de los espermatogonto y los ovogonios (células germinales menos diferenciadas del testiculo y el ovario). Luego de que terminan las divisiones mitóticas, parte de los espermatogonios y los ovogonios se diferencian en espermatocitos I y ovocitos I, y comienza la meiosis I. Como corolario de la primera división meiótica se generan los espermatocitos II y los ovocitos II. Finalmente, la segunda división meiótica culmina con la formación de las espermátides y el óvulo. Los espermátidas se convierten en espermatozoides pero los ovocitos II no sufren ningún cambio para convertirse en óvulos (porque ya lo son) Meiosis I Profase I Muy larga Los cromosomas se aparean y recombinan para intercambiar material genético Preleptonema ○ Los cromosomas son muy delgados y difíciles de observar Leptonema ○ El núcleo aumenta su tamaño ○ Los cromosomas se vuelven visibles. A pesar de haberse duplicado su ADN (y contener 2 cromátidas cada uno) parece un cromosoma simple ○ La mayoría de los cromosomas se doblan y sus telómeros se fijan en un área circunscripta de la envoltura nuclear cercana al centrosoma 6 Célula haploide: es aquella que contiene un solo juego de cromosomas o la mitad (n, haploide) del número normal de cromosomas que en células diploides (2n, diploide).1​Las células reproductoras, contienen un solo juego de cromosomas, mientras que el resto de las células de un organismo superior suelen tener dos juegos de ellos. Cuando los gametos se unen durante la fecundación, el huevo fecundado contiene un número normal de cromosomas (2n)  Cigonema ○ Los cromosomas homólogos se alinean entre sí mediante el apareamiento o sinapsis ○ El apareamiento constituye la formación de una estructura compleja llamada complejo sinaptonémico7 (CS). Esta formado por dos componentes laterales y uno central. Los laterales se desarrollan al final del leptonema y el central durante el cigonema. Sobre lo laterales se aplican las cromátidas hermanas de cada cromosoma homólogo ○ Si bien proceso puede comenzar en cualquier lugar de los cromosomas, es muy preciso y exacto, ya que punto por punto en los cromosomas homólogos ○ Los cromosomas quedan a una distancia de 200 nm, ocupada por el complejo sinaptonémico, donde se encontrarán para el crossing over. ○ El CS, al igual que los telómeros, se fija a la envoltura nuclear y aparecen los engrosamientos llamados placas de fijación. Paquinema ○ Los cromosomas se acortan y el apareamiento de los cromosomas homólogos se completa ○ Lo más importante es el crossing over, la recombinación genética entre las cromátidas homólogas mediante el intercambio de segmentos de ADN. Se producen cortes en en las dos cromátidas surgidos por el cruce y el empalme de los segmentos que se intercambia ○ Cada uno de los 23 pares de cromosomas se considera bivalente porque cada una de las unidades visibles se compone de dos cromosomas independientes íntimamente apareados. Cada conjunto esta integrado por cuatro cromátidas, por lo que también se lo llama tétrada ○ Cada cromosoma tiene un centrómero, por lo que hay dos, y cada centrómero tiene dos cinetocoros, pero en la meiosis I actúan como uno ○ En el CS aparece una sucesión de nódulos denominados nódulos de recombinación. Su número y localización depende de los sitios de recombinación genética, ya que están relacionados aparentemente ○ Para que suceda la recombinación las moléculas de ADN deben estar a una distancia de 1 nm en el componente central de CS. Diplonema ○ Los cromosomas homólogos comienzan a separarse, de modo que las cromátidas de tétrada se vuelven visibles y el complejo sinaptonémico se desintegra ○ Las cromátidas homólogas permanecen unidas en los puntos donde ocurrió el intercambio entico, llamados quiasmas. El número de quiasmas es variable, y por lo general coincide con la cantidad de nódulos de recombinación ○ Diversos sectores de la cromatina experimenta un fuerte desenrollamiento ○ En la mujer este es un periodo extraordinariamente largo. Todos los ovocitos I arriban a esta fase del ciclo celular antes del séptimo mes de gestación y permanecen así hasta la pubertad Diacinesis 7 El CS ayuda a que la recombinación sea exitosa, debe considerarse un armazón proteico que se construye para que se produzca el alineamiento y la recombinación de los homólogos. Mantiene a los cromosomas homólogos unidos y alineados el uno con el otro para la formación de los quiasmas en la recombinación. Tiene forma de escalera, separada equitativamente por un componente central, todos los componentes, tantos los transversales como los laterales contienen proteínas fibrilares  ○ La condensación de la cromatina vuelve a acentuarse ○ Las tétradas se distribuyen homogéneamente por todo el núcleo y el nucleolo desaparece Prometafase I La condensación de los cromosomas alcanzan su grado máximo La carioteca o envoltura nuclear desaparece Los microtúbulos del huso meiótico se conectan con los cinetocoros, las fibras del huso se conectan a ambos cinetocoros hermanos Metafase I Los bivalentes se disponen en el plano ecuatorial de la célula Los cinetocoros de cada cromosoma homólogo miran hacia un mismo polo, porque funcionan como una unidad Los bivalentes continúan exhibiendo sus quiasmas. Cuando los cromosomas son cortos, los quiasmas se localizan en los extremos de los homólogos (quiasmas terminales), cuando son largos, están en varios puntos a lo largo de los ejes cromosómicos (quiasmas intersticiales) Anafase I Los cinetocoros opuestos son traccionados hacia los respectivos polos, de modo que los homólogos de cada bivalente se separan entre sí y se movilizan en oposiciones diferentes Al separarse por completo, en las células hijas las dos cromátidas de cada cromosoma son mixtas, ya que son una mezcla de partes del cromosoma materno y partes del cromosoma paterno Telofase I Los grupos cromosómicos haploides llegan a sus respectivos polos y en torno a ellos se constituyen (o no) las envolturas nucleares Entre las divisiones meióticas existe una pequeña interfase. La telofase I es seguida por la partición del citoplasma, y las dos células hijas pasan por un corto periodo de interfase en el que no hay replicación del ADN. Las células hijas derivadas de la meiosis I poseen un número haploide de cromosomas, cada uno compuesto por cromátidas hermanas. En el varón el resultado de la meiosis I son dos células hijas iguales denominadas espermatocitos II. En cambio en la mujer, debido a que el reparto del citoplasma del ovocito es desigual, se forman el ovocito II, que es grande, y el primer cuerpo polar, que es pequeño y desaparece. Los espermatocitos II y el ovocito II comienzan la meiosis II Meiosis II Profase II Muy corto Reaparición de las fibras del huso meiótico Desaparición de la envoltura nuclear Metafase II Los cromosomas se colocan en el plano ecuatorial Las fibras del huso se conectan a los cinetocoros, que ya funcionan independientemente y se enlazan a polos opuestos Anafase II El centrómero se divide Las cromátidas hermanas se separan y son llevadas hacia polos opuestos Telofase II Cada polo recibe un juegi haploide de cromátidas, que pasan a llamarse cromosomas Se forma una nueva envoltura nuclear para cada célula hija En el varón el resultado de la meiosis II es la formación de dos células iguales (espermátides) que al cabo de un tiempo se diferencian en espermatozoides. En cambio, en la mujer, el reparto del citoplasma es desigual, por lo que se forma un sólo óvulo, que es grande, y un segundo cuerpo polar, que es muy pequeño y desaparece. La meiosis forma 4 espermatozoides a partir de cada espermatocito I y un sólo óvulo a partir de cada ovocito Regulación del Ciclo celular Proceso realizado por un conjunto de proteínas que inducen y coordinan la duplicación del ADN y la división celular. Esta finamente regulado ya que su descontrol puede generar patologías. Estas moléculas forman complejos (SPF y MPF) que regulan los acontecimientos que ocurren durante la división celular Ciclinas → Pasan por un ciclo de síntesis y degradación en el ciclo celular. EJEMPLOS G1 y M Quinasas → Fosforilan aminoácidos específicos, pero necesitan estar con una ciclina. EJEMPLOS Cdk2 y Cdc2. Inhibidores de ciclinas → Son proteínas inhibidoras. EJEMPLO Inhibidores de cdks e inhibidores de factores de transcripción dependientes del factor P53, Rb, p16, p21, p27 El sistema de control del ciclo consiste en la interpretación de señales intra y extracelulares. Los puntos de control permiten o restringen la continuidad del ciclo Punto de restricción → Casi al final de G1, es controlado por factores provenientes del medio y depende de la capacidad de inducción para que la célula se comprometa a terminarlo. Empieza en el momento en que la célula decide empezar a dividirse, en el punto de arranque. Regula en este momento la ciclina G1, que va aumentando periódicamente su concentración  ○ cdk4, cdk6 (fosforilan la Rb) y ciclina D permiten liberar el factor de transcripción E2F de la proteína Rb. El E2F estimula la producción de cdks y ciclinas necesarias para pasar a S, favorece la producción de proteínas para la síntesis del ADN. La proteína Rb inhibe la proliferación celular cuando esta desfosforilada, pero durante esta parte esta fosforilada por la presencia de cdks y ciclinas que luego se degradan y desfosforila a la Rb, o sea, la activan ○ Vigilado por las proteínas p16 y p27 Punto de control (G1) → Revisa las condiciones del medio buscando factores externos que induzcan el progreso celular (ciclinas y cdks), revisa que la célula haya crecido lo suficiente y que tenga los recursos necesarios para la división, y controla que el ADN esté intacto. La ciclina G1, la cdc2 y cdk2 se unen para formar el complejo SPF8 o factor promotor de fase S. Forma un pico y desciende paulatinamente ○ cdk2 y ciclina E → Mantienen inactivo al Rb y favorecen la acción de E2F para que estén listas las enzimas necesarias para la síntesis de ADN y la formación del complejo SFP (G1 + ) ○ Proteínas de restricción → p53 (unida a la mdm2) y p21, se fijan que este bien el ADN sino detienen el proceso Punto de control (G2 final) → Se fijan que se haya duplicado bien el ADN, sin errores, y si el medio extracelular es el adecuado. Poca concentración de ciclina G1, aumento progresivo de ciclina M ○ cdk1 y ciclina A y B → Factor promotor de la mitosis ○ Proteínas de restricción → p53 detecta errores en el ADN y p21 inhibición del complejo cdk-ciclina Punto de control (M) → Revisa que los cromosomas están unidos al huso, y si los cromosomas se dividieron bien. La ciclina M, la cdc2 y cdk2 se unen para formar el complejo MPF9 o factor promotor de fase M. Luego del periodo M desciende hasta ser nulo ○ Complejo APC → degrada ciclinas M y las cohesinas que unen a las cromátidas entre sí. Una señal negativa bloquea las proteínas encargadas de la separación de las cromátidas hermanas, por ejemplo la securina que activa la separasa La concentración de cdc2 y cdk2 no varía en ninguna parte, solo varía la concentración de ciclinas Si hay ADN dañado se llama a la proteína P53 que induce la expresión de los genes de las proteínas P16 y P21, que bloquean los complejos cdk-ciclina y las células quedan en G1. Si el ADN no se repara se activa de nuevo la P53 y la célula entra en apoptosis 8 Induce la apertura de los orígenes de replicación (catalizan el inicio), activa las ADN polimerasas y helicasas, y el complejo OCR impide la replicación del ADN durante G2 9 Desensambla la red de microfilamentos y microtúbulos del citoesqueleto para formar el huso, desintegra la membrana nuclear que se repliega en el retículo endoplasmático, e inicia la condensación de la cromatina al asociarse la H1 con el ADN Apoptosis Es un fenómeno ordenado donde el contenido celular se empaca en pequeños paquetes membranosos y se elimina por fagocitosis sin que exista proceso inflamatorio, sino encogimiento celular. Es activa o genéticamente programada. Se desencadenan por la activación de proteasas citosólicas llamadas caspasas. La célula se suicida, ella reduce su citoplasma y fragmenta su material genético, pero la membrana se mantiene hasta el final. Se produce en pequeños grupos de células y no se degrada la membrana Función Elimina células ○ Innecesarias ○ Infectadas ○ potencialmente cancerosas ○ Envejecidas o dañadas ○ Autorreactivas (linfocitos) Desarrollo fisiológico ○ Formación de dedos, conductos y orificios ○ Renovamiento de microvellosidades ○ Renovación de la piel ○ Formación de conexiones apropiadas entre neuronas Tiempos G1 → Se fija que el ADN no tenga mutaciones G2 → Número correcto de copias y sin mutaciones Caspasas Ante señales negativas, proenzimas llamadas procaspasa se convierten en caspasas que desencadenan la cascada proteolítica, degradación de otras proteínas. Las caspasas pueden ser iniciadoras (2, 8, 9 y 10) o ejecutoras (3, 6 y 7). Función Desintegración del citoesqueleto Separación de la célula de sus vecinas y de la matriz volviéndose esférica Disminución del tamaño de la célula y sus organelos, porque altera la permeabilidad de sus membranas Disociación de los laminofilamentos con desintegración de la membrana nuclear Fragmentación del ADN Formación de protrusiones en la superficie de la célula Exposición del lípido fosfatidilserina en la cara externa de la membrana plasmática (por lo general esta en la cara interna pero en la apoptosis se trasloca) Formación de los cuerpos apoptóticos Fagocitosis de los cuerpos apoptóticos Activación Vía intrínseca → Se desencadena por la inactivación de proteínas antiapoptóticas de la familia Bcl-2. Es desencadenada por daños celulares que producen la liberación del citocromo C de las mitocondrias y la activación de la caspasa 9. Ante la presencia de un factor trófico, la Bcl Se une a un receptor que en su lado citoplasmático genera reacciones que activan a la quinasa B que atrapa a la proteína Bad que es proapoptótica y se une a la proteína 14.3.3 inactivandola. ○ Ausencia de factores tróficos (IL2, eritropoyetina y somatotrofina) → No hay factores de supervivencia. Ante la ausencia de un factor trófico la proteína Bad se activa y se une a la bcl2, inactivando, lo que le permite liberar citocromo C de la mitocondria al citosol que luego activa caspasas y endonucleasas ○ Mutaciones del ADN (rayos X o UV, agua, etc) → debido al envejecimiento celular, fallas, mutaciones y acumulación de peróxido de hidrógeno. La p53 detiene el ciclo celular en la fase G1 para intentar reparar los daños. Pero si no se reparan la muerte. La p53 inactiva la bcl 2 y pasa lo del citocromo C Vía extrínseca → Se desencadena por señales desde exterior y de células vecinas. Dada algunas respuestas inmunológicas en las membranas de células infectadas, cancerosas y en linfocitos T específicos aparecen receptores especiales (FAS y TNFr) cuya activación conducen a una apoptosis rápida, tienen en su lado citosólico una secuencia de aminoácidos llamada dominio de muerte que induce a la activación de caspasas. Estos receptores se unen a proteínas Fas L y TNF (factor de necrosis tumoral) activando a la procaspasa 8, no desencadena la necrosis sino apoptosis. El TNF es secretado por macrofagos y linfocitos T en células vecinas. El TNF permite que 3 unidades del TNFr se unan trimerizandose, y esto genera que se unan células adaptadoras que desdoblan a las procaspasa en caspasas. El Fas L no se secreta, sino que esta en la membrana de los linfocitos t citotóxicos y naturales killers, por lo que necesitan el contacto directo, al hacerlo se produce una apoptosis más rápida y directa. Biología tumoral Tumor Es una masa de células anormales que crecen descontroladamente es una transformación genética y fenotípica de la célula normal que se caracteriza fundamentalmente por la pérdida del control del crecimiento celular. Pueden ser benignos o malignos El cáncer surge por la acumulación de mutaciones en el ADN, es un proceso largo y que necesita de muchos cambios como eliminar cadherinas, o p53, etc. También se puede dar por cambios epigenéticos, que consiste en una alteración en la secuencia del ADN, implica una modificación en la pauta de la expresión (encendido o apagado), pero no hay cambios en la secuencia del gen. La inactivación de un gen puede ser crítica en el desarrollo del cáncer si intervienen en el ciclo celular o la apoptosis Inactivación genética de un gen → Cambios en la secuencia de de ADN Inactivación epigenética de un gen → Empaqueta el ADN como heterocromática (no se van a traducir más) Inactivación epigenética de un gen II → Metilación (se apaga) el ADN Agentes involucrados Iniciadores → Factor cancerígeno que produce una mutación genética latente Promotor → Factor que estimula la proliferación celular, pero no surgen de una mutación  1) Un gen crítico se muta y mediante diferentes procesos seguidos y continuos se favorece y propaga el error, lo que lleva al cáncer. Esta mutación puede heredarse 2) Es lo mismo que el otro, solo que hay un tiempo entre el iniciador, que queda latente, y los promotores pero el resto es lo mismo 3) Los promotores actúan antes y recién el iniciador, si no se divide y prolifera esa mutación, no hay cáncer 4) Las divisiones son pocas y muy espaciadas lo que le da tiempo al cuerpo de poder protegerse. Además son pocas las células mutadas por lo que no genera cáncer 5) Acumulacion de muchas iinicadores y muchas mutaciones que a la larga afectan al ciclo celular Agentes cancerígenos Físicos → Producen rotura en el ADN, ejemplos, radiaciones Químico → Producen cambios en la secuencia de nucleótidos. Ejemplos: Benzo (A) pireno (iniciador), ésteres de forbol (promotor), pesticidas Biológicos → Virus (HIV, HPV), pueden afectar el control del ciclo celular. Algunos parásitos e infecciones crónicas pueden favorecer su generación. Agentes ambientales y estilo de vida → Dieta, obesidad, alcohol, fumar, estrés Clasificación Carcinomas → Células epiteliales Sarcomas → Tejido conectivo o muscular Linfomas y Leucemias → Tejido hematopoyético Benigno → Adenoma, adenoma, fibroma Maligno → Adenocarcinoma, osteosarcoma, fibrosarcoma Cáncer de útero Hay algunas células de útero que están indiferenciadas porque tienen el núcleo más grande y su ADN menos condensado, por lo general es una capa fina pegada a la lámina basal que esta unido al tejido conjuntivo que se encarga de nutrirla. Pero si estas células se empiezan a multiplicar hasta que todas o la mayoría de las células tienen núcleos gigantes se forma el carcinoma, que puede ser in situ (encapsulado, no rompió la lámina basal) o maligno (rompió la lámina). Con un PAP podemos ver sólo las células periféricas pero no podemos saber si es maligno o in situ, tenemos que hacer una biopsia Células cancerosas Índice mitótico elevado → se dividen una banda Producen metástasis → Las células cancerosas se desprenden del tumor inicial y viajan por el cuerpo para crecer en otros órganos. Tienden a diseminarse a ciertos lugares dependiendo de su origen Sufren menos apoptosis Inducen angiogénesis (mediante la secreción de VEGF: factor de crecimiento endotelial vascular) Forma alterada (redondeada). El oxígeno y nutrientes vuelve insuficiente cuando alcanzan los 2 mm de tamaño y la hipoxia genera VEGF No se adhieren al sustrato y crecen independientemente del anclaje Pérdida de la inhibición por contacto Producen telomerasa que permite que se divida indefinidamente si el medio lo permite Son más suficientes para crecer y proliferar Crecen en ausencia de factores de crecimiento Provocan la ayuda de células circundantes normales Producción de enzimas proteolíticas de la matriz extracelular Insensibles a señales antiproliferativas La hipoxia o daño del ADN no para el ciclo celular Son genéticamente inestables Colonización Factores Falta de expresión del gen de la cadherina E para poder separarse de sus vecinas. Las células se van a poder separar de sus vecinas y de las señales de ayuda que le mandan porque el gen de las cadherinas esta afectado y por lo tanto también su síntesis, entonces no hay nada que las mantiene juntas Expresión de receptores para laminina → Para poder adherirse temporalmente y migrar por la matriz. Las células cancerosas usan el colágeno como punto de apoyo para poder migrar a la matriz Producción de colagenasa 4 → Para digerir la lámina basal Producción de enzimas proteolíticas → Para digerir la matriz extracelular Activación del gen VEGF → Estimula la angiogénesis10 Adaptación al nuevo ambiente → Si no se adapta al ambiente que colonizó no prospera y genera micrometástasis 10 Formación de vasos sanguíneos nuevos. Este proceso consiste en la migración, crecimiento y diferenciación de células endoteliales, las cuales recubren las rb punto de control des internas de los vasos sanguíneos Benignos vs Malignos Genes críticos ligados al cáncer Protooncogenes Son genes normales que codifican proteínas implicadas en el control de la proliferación (factores de crecimiento) y muerte celular Los factores de crecimiento son generados por protooncogenes, se produce por secreción paracrina o endocrina Los oncogenes son versiones mutadas de estos. Se transcriben desmesuradamente y generan cantidades excesivas de sus productos o sus variantes aberrantes. En ambos casos aumentan la proliferación celular o una disminución de la muerte celular ○ Los oncogenes son dominantes porque es suficiente que un solo alelo esté alterado para afectar la célula ○ La proteína MYC puede provocar cáncer por sobreproducción de su forma normal. Una translocación puede generar que se ubique en una zona que se transcribe mucho. El oncogén MYC se encuentra en leucemia, carcinomas, neuroblastomas y glioblastomas ○ Gen MYC Crecimiento y divisiones celulares Actividad telomerasa Apoptosis Angiogénesis Adherencia y motilidad celular Diferenciación Progresión del ciclo celular Metabolismo ○ Gen RAS → Esta mutado en 1 de cada 5 casos de cáncer Produce una proteína hiperactiva que no se indica cuando el GTP se convierte en GDP ○ abl → Se traslada y fusiona con el gen bcr produciendo leucemia. Se fusionan el cromosoma 9 y el 22 Exagerada producción de precursores hematopoyéticos, impide apoptosis Genes supresores de tumores → Inhiben la reproducción excesiva de las células. La mutación de estos genes permiten que la célula se reproduzca descontroladamente Son de carácter recesivo Genes de las proteínas p53 (características comunes + resistente a quimio y radio), p16, p21 BCL2 Gen de la proteína Rb → retinoblastomas y otros Gen MCC → cáncer de colon Genética Estudio científico de los mecanismos de herencia y la variación genética, aplicado al diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades. Estudio científico de los genes, su expresión fenotípica, sus cambios moleculares, su transmisión a la descendencia y su dinámica poblacional Bioética Ética del actuar humano en el ámbito de lo viviente. Considera como la aplicación racional de los principios éticos a los problemas nuevos. Principios Hacer el bien y evitar el mal Elegir el mal menor Tolerar pero no procurar el efecto secundario malo Principismo de Georgetown ○ Autonomía ○ Beneficia y No maleficia ○ Justicia Personalismo ○ Defensa de la vida ○ Libertad y responsabilidad ○ Totalidad ○ Solidaridad y subsidiariedad Eugenesia Estudio científico de los mecanismos de la herencia y la variación genética. Aplicado al mejoramiento poblacional mediante el control de la reproducción. Siglo 19 → Genética como disciplina, y eugenesia como política con bases pretendidamente científicas Siglo 20 → Identificación de defectos genéticos, genética médica como especialidad. Esterilizacion, aborti eugenesico complusivo (China) o consentido y aún solicitado por la madre, eutanasia Siglo 21 → Diagnóstico genético para “control de calidad”, terapia genética, visión eugenésica ampliada y normalizada con “privatización” de sus prácticas, popularización de la reproducción artificial, se logra modificar el genoma Conceptos básicos Genotipo → Gen o conjunto de genes de un individuo. El ambiente puede producir mutaciones. La terapia genética puede resultar beneficiosa, mientras la mutagénesis es contraproducente ○ Gen → Unidad funcional del material genético, la menor cantidad de ADN a cargo de realizar una tarea ○ Locus → Posición relativa del gen a lo largo de la molécula de ADN ○ Alelo → Cada una de las versiones moleculares que un gen presente en una población, genes que ocupan locis correspondientes en los pares de cromosomas homólogos aunque sean molecularmente idénticos ○ Heterogeneidad genética alélica → Un fenotipo determinado puede deberse a diferentes alelos, variantes diferentes en un locus génico específico producen la misma expresión fenotípica de una enfermedad o afección, o una expresión fenotípica similar. ○ Heterogeneidad genética de locus → Un cuerpo fenotipo puede estar determinado por diferentes genes no homólogos en distintos individuos. Presencia de variantes en diferentes locus genéticos que causan la misma expresión fenotípica de una enfermedad o afección, o una expresión fenotípica similar. ○ Homocigota → Fenotipo integrado por un solo alelo en dosis doble o por un par de alelos idénticos ○ Heterocigota clásicos → Genotipo que contiene un alelo dominante y uno recesivo ○ Heterocigota compuesto → Genotipo formado por dos alelos mutantes diferentes, independientemente de si el fenotipo resultante es dominante o recesivo. Individuo que tiene dos alelos anormales o mutados diferentes en un mismo locus, uno en cada cromosoma; se refiere normalmente a los individuos afectados por una enfermedad autosómica recesiva. ○ Heterocigoto doble → Individuo que presenta dos mutaciones génicas diferentes (es decir, es heterocigótico) en dos loci genéticos distintos. ○ Hemicigota → Genotipo constituido por un solo gen, como el de los hombres en el cromosoma sexual. Situación en la que un individuo presenta sólo un miembro del par de cromosomas o un segmento del cromosoma, en lugar de los dos normales. Fenotipo → Rasgo o conjunto de rasgos observables. El ambiente puede producir fenocopias. La medicación y cirugía pueden mejorar la vida del paciente, mientras que las iatrogenias culposas o dolosas tiene un efecto negativo ○ Fen o rasgo → Unidad más o menos simple de fenotipo ○ Fenocopia → Variación en el fenotipo no hereditario (generalmente referido a un único rasgo) que es causado por condiciones ambientales. Imita a un fenotipo producido por un genotipo específico. No es un tipo de mutación, ya que no es hereditaria. ○ Dominante → Forma del rasgo que se manifiesta tanto el homo como en el heterocigota ○ Recesivo → Se manifiesta solo en homocigosis o heterocigosis compuesta ○ Dominancia intermedia → Situación donde los heterocigotas están menos afectados que los homocigotas. El fenotipo del individuo heterocigótico es distinto al de los dos homocigóticos, debido a que ninguno de los alelos anula totalmente al otro, los dos tienen la misma intensidad. El fenotipo heterocigótico puede ser un intermedio entre el de los dos progenitores, o aparecer un nuevo carácter.  ○ Dominancia incompleta → Situación de los heterocigotas en los que el dominante normal no alcanza a ocultar por completo el fenotipo recesivo anormal. Ejemplo anemia falciforme ○ Codominante → Expresión fenotípica de dos alelos dominantes cuando coexisten en un heterocigota ○ Epistasis → Interacción de varios genes al expresar un determinado carácter fenotípico. Se denomina epistasia cuando la expresión de uno o más genes dependen de la expresión de otro gen. ○ Pleiotropía → Habilidad de un gen para influenciar múltiples rasgos y/o sistemas ○ Penetrancia → Fracción que manifiesta un gen de entre todos los miembros de una familia que contiene el gen. Cada individuo con el gen se clasifica como penetrante o no penetrante. Puede ser que la falta de penetrancia se mantenga hasta cierta edad y luego se exprese Expresividad → La severidad clínica que la expresión de un gen presenta en diferentes afectados en una misma familia. Puede variar en la intensidad o en qué momento de la vida se expresó, pero siempre se expresa. Si no se expresa significa falta de penetrancia ○ Ligamiento → Tendencia de un par de genes no homólogos a pasar juntos a la descendencia. Es la tendencia de un par de genes situados en el mismo cromosoma de pasar juntos a la descendencia Haplotipos → Caracteres que tienden a pasar juntos a pesar de la recombinación, solo representan el 4% Variedad Genética Polimorfismos → Son entidades relativamente comunes (≥ 0,5 - 1%) Mutaciones → Son entidades raras o poco frecuentes (