Ciclo Celular - Mitosis (Unidad 2) PDF

CICLO CELULAR - MITOSIS Camila Acosta López, MSc. Junio 2020  ¿QUÉ DEBES SABER AL FINAL DEL TEMA? ¿Cómo se organiza la información en el núcleo? ¿Cómo funciona la división celular? ¿Cuáles son las fases de la mitosis y cuál es su...

CICLO CELULAR - MITOSIS Camila Acosta López, MSc. Junio 2020  ¿QUÉ DEBES SABER AL FINAL DEL TEMA? ¿Cómo se organiza la información en el núcleo? ¿Cómo funciona la división celular? ¿Cuáles son las fases de la mitosis y cuál es su importancia? ¿Cómo se comparan los procesos entre procariotas y eucariotas? ¿Cómo relaciona los procesos de división celular con el funcionamiento de órganos y sistemas? EL NÚCLEO ESTRUCTURA DEL ADN Regiones codificantes. Regiones no codificantes.  NUCLEOSOMAS Cromatina: histonas + proteínas cromosomales Nucleosoma: Octámero (H2A, H2B, H3, H4) + 147 bp DNA Histonas: Cola N-terminal que se extiende hacia afuera Altamente conservadas CICLO CELULAR (GENERAL) Única manera de producir una célula es a partir de una pre existente. Duplica sus contenidos y se divide en dos. Unicelulares: ciclo celular produce un organismo entero completamente nuevo. Multicelulares: una secuencia compleja de muchas divisiones se requiere para formar un organismo funcional. CICLO CELULAR (2) Duplicación del genoma y de todo el contenido celular (organelos y macromoléculas). S: síntesis de DNA (10-12 horas, mitad del ciclo en células mamíferas). M: segregación de cromosomas y división celular (menos de una hora). Mitosis: división del núcleo. Citocinesis: división del citoplasma.  CICLO CELULAR EUCARIOTA Interfase entre 23-24 horas. G1 depende de señales Mitosis 1 hora. externas e internas.  SISTEMA DE CONTROL DEL CICLO CELULAR Si las condiciones no son las adecuadas G1 se retrasa. Célula puede entrar en G0 (días, meses o año). Después del “inicio” célula está comprometida, aunque las señales desaparezcan. Control: serie de switches bioquímicos. SISTEMA DE CONTROL DEL CICLO CELULAR (2) 1. Paso de G1: compromiso al ciclo celular y duplicación cromosomas. 2. Transición de G2 a M: inicio de eventos mitóticos. 3. Transición de metafase a anafase: separación de las cromátides hermanas. Componentes centrales del sistema de control: ciclinas y cinasas dependentes de ciclinas. También depende de regulación transcripcional. FASE S Replicación del ADN empieza en el origen de replicación. Helicasa separa la doble hélice. Primer paso: complejo pre replicativo, helicasas inactivas se adhieren a los orígenes de replicación. Segundo paso en S: helicasas activadas.  DUPLICACIÓN DEL ADN REQUIERE DUPLICACIÓN DE LA ESTRUCTURA Duplicación de las proteínas de la cromatina. Ensamblaje de estas con el ADN. Cromatina altamente condensada: heterocromatina. Cromatina más abierta: eucromatina. Condensación de las cromátides: condensina.  PROFASE Cromosomas duplicados se condensan. Huso mitótico se forma entre los dos centrosomas. Centrosomas se han duplicado y separado. PROMETAFASE Eliminación de la envoltura nuclear. Cromosomas se adhieren al huso a través de su cinetocoro. Cromosomas tienen movimiento activo.  METAFASE Cromosomas se alinean en el ecuador del huso, entre los polos. Microtúbulos del cinetocoro unen cada cromátide hermana a polos opuestos del huso. ANAFASE Cromátides hermanas se separan. Los microtúbulos del cinetocoro se acortan. Los polos del huso se separan: se genera la segregación de los cromosomas.  Cromosomas llegan a los polos y se descondensan. TELOFASE Se forma una nueva envoltura nuclear. División del citoplasma empieza con la contracción de un anillo contráctil.  CITOCINESIS Citoplasma se divide por contracción del anillo de filamentos de actina y miosina.  EL HUSO MITÓTICO ES UNA MAQUINARIA DE MICROTÚBULOS Arreglo bipolar de microtúbulos. Cinetocoro se localiza en los centrómeros de los cromosomas y los microtúbulos del cinetocoro se engancha a este. Polo del huso está localizado en el centrosoma. Duplicación del centrosoma se da cuando la célula entra en fase S. CENTROSOMA CINETOCORO  DURANTE MITOSIS LA ENVOLTURA NUCLEAR SE DESENSAMBLA  CITOCINESIS Cuando las células entran en Filamentos de actina y miosina mitosis este arreglo se separa. forman una red como base de la membrana plasmática. Durante anafase: forman el anillo contráctil. CITOCINESIS EN CÉLULAS VEGETALES  REFERENCIAS Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Morgan, David; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter. 2015. Molecular Biology of the Cell. Garland Science. Kindle Edition. CICLO CELULAR - MEIOSIS Camila Acosta López, MSc. Junio 2020  ¿QUÉ DEBES SABER AL FINAL DEL TEMA? ¿Qué tipo de células utilizan la meiosis? ¿Cuáles son las características y fases de la meiosis? ¿Qué otras formas de división existen? ¿Cuál es la importancia de la recombinación homóloga?  MEIOSIS Diploides = dos copias (homólogos), una de cada padre (levemente diferentes entre sí). Reproducción de células haploides (gametos). Formación de un cigoto diploide. También depende de una fase S. 2 rondas sucesivas de segregación. Meiosis I: cromosomas homólogos apareados se separan. Meiosis II: cromátides hermanas se separan.  PROFASE I Apareamiento de los cromosomas homólogos duplicados. Proceso toma de horas a semanas. Emparejamiento (apareamiento) = asociación a lo largo de los homólogos. Interacción entre secuencias complementarias de ADN (sitios de apareamiento). Bivalente = 4 cromátides.  APAREAMIENTO Yuxtaposición de los homólogos. Se asocian entre secuencias complementarias en el ADN conocidas como sitios de apareamiento. Varios eventos de recombinación a lo largo del cromosoma. Intercambios recíprocos = entrecruzamiento. Complejo de recombinación acerca el homólogo.  Cambios morfológicos COMPLEJO SINAPTONÉMICO durante el apareamiento separan las fases. Alineamiento presináptico es Filamentos se encargan de seguido por sinapsis. formar el complejo sinaptonémico. RECOMBINACIÓN HOMÓLOGA Y ENTRECRUZAMIENTO Posterior al diploteno. Eventos de entrecruzamiento = quiasma.  SEGREGACIÓN CROMOSÓMICA DURANTE MEIOSIS MEIOSIS MEIOSIS I MEIOSIS II ESPERMATOGÉNESIS OVOGÉNESIS FISIÓN BINARIA  Reproducción asexual. GEMACIÓN Reproducción asimétrica. ESPORULACIÓN Reproducción asexual. Plantas, hongos, helechos, protozoarios y algas. CONTROL DEL CICLO CELULAR El tamaño de un organismo depende del número de células. El número de células dependen del número de divisiones y muertes celulares. 3 procesos fundamentales: Crecimiento celular División celular Supervivencia celular Controlados por señales extracelulares y programas intracelulares.  CONTROL DEL CICLO CELULAR (2) Moléculas señal: proteínas secretadas, ancladas a la membrana o componentes de la matriz extracelular. Mitógenos: estimulan la división celular, principalmente el paso de G1 a S. Factores de crecimiento: estimulan el crecimiento, síntesis de macromoléculas e inhibición de su degradación.  CONTROL DEL CICLO CELULAR (3) Factores de sobrevivencia: promueven la sobrevivencia inhibiendo apoptosis. Señales pueden promover todos estos procesos, algunos o uno solo. Mitosis en unicelulares depende de la cantidad de nutrientes en el entorno. Multicelulares: solo cuando el organismo necesita más células. Mitógenos: células vecinas.  INGRESO DE LA CÉLULA A G0 Si no hay mitógenos la división se detiene. Células ingresan a G0. Mayor parte de las células pasan la mayor parte de su vida en G0. Daño en el ADN también puede detener el ciclo celular, hasta que sea reparado. En las transiciones G1/S o G2/M, inactivando las cinasas dependientes de ciclinas.  CÉLULAS EN MAMÍFEROS TIENEN UN NÚMERO LIMITADO DE CICLOS CELULARES Después de ellos detienen completamente el ciclo celular. Senescencia replicativa celular. Parece ser causado por cambio en la estructura de los telómeros. Depende de la producción y función de la enzima telomerasa.  REFERENCIAS Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Morgan, David; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter. 2015. Molecular Biology of the Cell. Garland Science. Kindle Edition.