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Ciclo Celular

Ciclo Celular. Academia de Profesores de Biología Celular. Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa (UAM-I), México. Ciclo Celular-UAM-I A. Rocío Ortiz Muñiz. Objetivo - Diaporama.

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  1. Ciclo Celular Academia de Profesores de Biología Celular. Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa (UAM-I), México Ciclo Celular-UAM-I A. Rocío Ortiz Muñiz

  2. Objetivo - Diaporama El objetivo del presente diaporama es mostrar los elementos generales principales, la importancia y las fases en las que se subdivide el ciclo de vida de la Célula (Ciclo Celular). Así como presentar los aspectos fundamentales de la regulación de este ciclo Ciclo Celular-UAM-I

  3. Temario Parte del temario del Curso de Biología Celular que cubre el presente diaporama: Tema VIII.- NÚCLEO Sub tema 8.4. Ciclo celular a) Definir ciclo celular diferenciando entre células cíclicas y no cíclicas b) Interfase.- Describir cada etapa (G0, G1, S, G2) c) División Ciclo Celular-UAM-I

  4. Antecedentes – TeoríaCelular • 1838: • Theodor Schleiden y • Jacob Schwan • Todos los organismos están compuestos por una o más células. • Una célula se origina por la división de una célula preexistente. Ciclo Celular-UAM-I

  5. Reproducción celular Es considerada como una de las características funcionales principales de las células. El crecimiento y desarrollo adecuados de los organismos vivos depende del crecimiento ymultiplicación de sus células. Ciclo Celular-UAM-I

  6. Organismos Unicelulares La división celular implica una verdadera reproducción ya que por este proceso se producen nuevos organismos. Ciliado unicelular: Fuente: http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/celula.htm Ciclo Celular-UAM-I

  7. Organismos Multicelulares Derivan de una sola célulaCIGOTO La repetida división de ésta y sus descendientes, determina el desarrollo y crecimiento del individuo. Hay diferenciación celular Fuente: Alberts Ciclo Celular-UAM-I

  8. Definición de Ciclo Celular Es un conjunto ordenado de eventos que culmina con el crecimiento de la célula y su división en dos células hijas El período comprendido entre la formación de la célula por división de su célula madre y el tiempo cuando ella misma se divide. Ciclo Celular-UAM-I

  9. Etapas Generales del Ciclo • INTERFASE: Crecimiento • Durante la interfase la célula duplica: • Su ADN • Todos los componentes celulares • DIVISIÓN:Se producen dos células hijas. • Segregación del material genético • División del citoplasma Ciclo Celular-UAM-I

  10. G1 células s G2 0 200 400 600 800 1000 4C 2C Duplicación-ADN (Fase S) Durante un intervalo especifico en la interfase la célula duplica su ADN Observación de la síntesis de ADN midiendo incorporación de Timidina tritiada Detección de la síntesis de ADN, midiendo su contenido. (Evaluación con citometría de flujo) Ciclo Celular-UAM-I

  11. Períodos Generales y Fases del Ciclo Celular Mitosis G1 G2 Síntesis (S) Interfase Ciclo Celular-UAM-I

  12. Duración - Ciclo Celular Típico Alrededor de 24 horas. G1: 12 horas S: 7 horas G2: 4 horas M: 1 hora Ciclo Celular-UAM-I

  13. Células cíclicas REHACER LAS LETRAS DE FIGURA Células no cíclicas (Go) Células cíclicas Ciclo Celular-UAM-I

  14. Células no cíclicas Se encuentran en Go y son de dos tipos: • Las que son capaces de entrar al ciclo nuevamente por medio de un estímulo adecuado y Linfocito • Las células diferenciadas terminalmente, que ya nunca se dividirán. Neurona Ciclo Celular-UAM-I

  15. Etapas de la Interfase GO: Etapa Quiescente (Fuera de Ciclo) G1: corresponde a "GAP1“(Intervalo 1). S: representa"Synthesis“ de ADN G2: representa "GAP 2“(Intervalo 2). Ciclo Celular-UAM-I

  16. División celular (M) En general "mitosis“ (células somáticas) “meiosis” en células germinales. En esta fase ocurre la división nuclear(los cromosomas se separan) y se da la división citoplasmática (citocinesis) Ciclo Celular-UAM-I

  17. Características de las diferentes etapas de la Interfase Ciclo Celular-UAM-I

  18. Fase Go“quiescente o durmiente” Es fisiológicamente distinta a una fase G1 prolongada. Los perfiles de síntesis de RNA y proteínas son diferentes. La cromatina en las células Go tiene un mayor grado de condensación. Los extractos de células en Go inhiben la síntesis de DNA. Ciclo Celular-UAM-I

  19. Etapa G1 Inicia a partir de la citocinesis de la división anterior. Acumulación del ATP e incremento del tamaño celular. Gran actividad metabólica: Síntesis de diversas proteínas. Actividades celulares de: secreción, conducción, endocitosis ribosoma RNAm Cadena polipeptídica dirección de la traducción Ciclo Celular-UAM-I

  20. FASE M FASE G2 * FASE Go TIEMPO * FASE G1 FASE S G1- Características Es el período que más variación de tiempo presenta En esta etapa la célula decide continuar el ciclo o detenerse en la etapa G0. Ciclo Celular-UAM-I

  21. Puntos de Regulación ALTO Durante la interfase hay dos puntos de regulación esenciales: uno durante G1, antes de la entrada a la fase S y el otro en G2, previo al inicio de la fase M. En la etapa de división se encuentra el punto M ALTO ALTO Ciclo Celular-UAM-I

  22. Los Elementos Claves en la Regulación del Ciclo Celular Ciclinas Cinasas dependientes de ciclinas (Cdk) Ciclo Celular-UAM-I Fuente imagen: Alberts y col

  23. Complejos cinasa-ciclina CDK + Ciclina COMPLEJO ACTIVO CDK Ciclina Se une al substrato Se une al substrato Substrato (proteína blanco) Substrato (proteína blanco) ATP Modificación química (fosforilación) P Ciclo Celular-UAM-I

  24. Regulación G1 en levaduras Nutrientes Inicio Tamaño Celular Ciclo Celular-UAM-I Imagen modificada de: Cooper, 2000

  25. Regulación en Células Animales Go Punto de regulación Factores de crecimiento Ciclo Celular-UAM-I

  26. G1-Cdkciclina D G1/S-Cdk ciclina E Ciclinas regulación en G1 - S G0 Incremento Cdk2-ciclina D G1 Punto de regulación Cdk4-ciclina D Se combinan con cinasas-dependientes de ciclinas (Cdk) Cdk6-ciclina D S Cdk2-ciclina E Ciclo Celular-UAM-I

  27. Inducción de Ciclinas (tipo D) por factores de crecimiento Factores de crecimiento Ras, Raf, ERK Unión Cdk4, 6 con CycD Síntesis de ciclinas tipo D Punto de regulación Ciclo Celular-UAM-I

  28. Regulación G1-SRb - E2F pRbsin fosforilar unida a E2F Fosforilación de pRb“libera” a E2F Rb Rb Cdk 4,6/ciclina D E2F E2F Rb E2F E2F RNA Transcripción de genes-fase S Inhibición de la transcripción Imagen modificada de: Cooper, 2000 Ciclo Celular-UAM-I

  29. Inducción de p21 por daño al ADN Daño en el DNA El daño al ADN incrementa p53 Se activa la transcripción del gene que codifica para un inhibidor de Cdk (p21) Incremento en p53 p53 p21 mRNA p21 Detención en G1 Cdk´s PCNA Inhibición de la síntesis de ADN Inhibición del ciclo celular Ciclo Celular-UAM-I Imagen modificada de: Cooper, 2000

  30. Resumen del Punto de Regulación G1 • G1: En este punto la célula comprueba: • Tamaño-masa • Integridad ADN • Requiere de factores de crecimiento Go Es el controlprincipal de la proliferación Punto G1 Ciclo Celular-UAM-I

  31. Fase de síntesis o replicación del ADNFASE S Ciclo Celular-UAM-I

  32. S: fase de síntesis o replicación del ADN La síntesis del ADN, se efectúa en esta etapa específica del ciclo. La duplicación inicia en diferentes puntos simultáneamente. Diversos factores se relacionan con el inicio de la síntesis. Los nuevos “ADNs” quedan unidos por el centrómero hasta la mitosis, recibiendo el nombre de CROMÁTIDASHERMANAS. Ciclo Celular-UAM-I

  33. Cromátidas Hermanas Núcleo celular ADN Cromosomas dentro del núcleo “Locus” de un gen Cromátidas Hermanas Fuente imagen: http://www.monografias.com/trabajos16/adn-alta-velocidad/Image4984.jpg Ciclo Celular-UAM-I

  34. La molécula de ADN en la interfase La molécula de ADN esta activa y Durante el ciclo deben generarse dos moléculas idénticas para ser repartidas entre las dos células hijas. ADN en la interfase Cromatina Ciclo Celular-UAM-I

  35. INTERFASE Cromatina La molécula de ADN está asociada a proteínas denominadas histonas y otras proteínas no histonas en una estructura filamentosa. Ciclo Celular-UAM-I

  36. Fase de síntesis del ADN(síntesis de proteínas) Simultáneamente se realiza síntesis de proteínas • Activa síntesis de proteínas histonas • Síntesis de: • Enzimas que elaboran desoxirribonucleótidos • Enzimas para la duplicación del ADN Nucleosomas ADN de doble hélice Ciclo Celular-UAM-I

  37. FASE G2, PREPARACIÓN PARA LA DIVISIÓN Ciclo Celular-UAM-I

  38. Etapa G2 • Transcurre entre el final de la duplicación del ADN y el inicio de la mitosis. • Continúa el proceso de adquisición de ATP. • Activa síntesis de proteínas, dentro de ellas destacan las necesarias para el proceso de mitosis. • Reparación G2 (Reparación del ADN pos-replicativa). Ciclo Celular-UAM-I

  39. Fase G2-Preparación División • Preparación para la condensación de cromosomas y la división celular. • FFosforilación de las histonas. • Se incrementa la síntesis de tubulina Cromosoma en metafase Condensación cromatina Microtúbulos del huso mitótico formados por tubulina Imagen de: Cooper y col., 2000 Ciclo Celular-UAM-I

  40. Regulación G2: Detección de DNA con daño o no duplicado CON daño-duplicación incompleta SIN daño-Duplicación completa Proteínas – punto de regulación Fosforila e inhibe Cdc25 Proteínas -regulación ACTIVAN cinasa Chk1 Inactivo Activo MPF- Inactivo MPF- Inactivo MPF- Activo Detención en G2 Progresión a M Ciclo Celular-UAM-I Imagen modificada de: Cooper, 2000

  41. Resumen del Punto de Regulación G2 • En este punto la célula comprueba: • Que ha duplicado su masa • Que ha completado la duplicación del ADN y sólo lo ha efectuado una vez • Que no existe daño en el ADN (algún daño es reparado) • División celular Ciclo Celular-UAM-I

  42. Ciclinas regulación S - M Se combinan con cinasas-dependientes de ciclinas (Cdk) S-CdkciclinaA M-CdkciclinaB SE INCREMENTAN Punto de regulación M Punto de regulación Cdk1-ciclina B G2 S Cdk2-ciclina A Ciclo Celular-UAM-I

  43. Principales Ciclinas y CDK en vertebrados * Hay 3 tipos de ciclinas D en mamíferos (D1, D2 y D3) ** El nombre original de Cdk1 fue Cdc2 Ciclo Celular-UAM-I Fuente cuadro: Alberts y col.

  44. Estructura del Factor promotor de la maduración (mitosis) “MPF” MPF Cdc2 (Cdk1) Ciclina B Ciclo Celular-UAM-I Imagen de: Cooper y col., 2000

  45. Actividades del Factor promotor de la maduración (mitosis) “MPF” Condensación – cromatina Disgregación – envoltura nuclear Fragmentación – Golgi y Retículo Formación – Huso Mitótico Ciclo Celular-UAM-I Imagen de: Cooper y col., 2000

  46. Regulación División Progresión de metafase a anafase Se activa-maquinaria de la mitosis Ciclo Celular-UAM-I Fuente imagen: Alberts y col

  47. Esquema Resumen Regulación Ciclo Celular-UAM-I

  48. Inicio del ciclo celular Mitosis (la célula se divide) La célula crece y fabrica nuevas proteínas La célula se prepara para dividirse Detiene el ciclo Punto de regulación la célula decide si continúa el ciclo La célula duplica su ADN Representación Ciclo Ciclo Celular-UAM-I

  49. Regulación del Ciclo Celular Su progresión está estrictamente regulada Fuente imagen: http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2001/illpres/ Ciclo Celular-UAM-I

  50. Premio Nobel en Medicina -Fisiología 2001 Celebró su centésimo aniversario en elaño 2001 Se considera como la distinciónacadémica de mayorprestigio en elmedio científico internacional. Otorgadoa tres biólogos por sus contribuciones al entendimiento del mecanismo del ciclo celular Ciclo Celular-UAM-I

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