altura del cuerpo humano Se produce por un aumento del tamaño y del número de células, este último garantizado por el proceso de división o mitosis. La proliferación celular se produce bajo la influencia de factores de crecimiento extracelulares y las propias células experimentan una secuencia repetida de eventos conocida como ciclo celular.

Hay cuatro principales etapas: G1 (presintético), S (sintético), G2 (postsintético) y M (mitótico). A esto le sigue la separación del citoplasma y la membrana plasmática, lo que da como resultado dos células hijas idénticas. Las fases Gl, S y G2 forman parte de la interfase. La replicación de los cromosomas ocurre durante la fase sintética o fase S.
Mayoría células no están sujetos a división activa; su actividad mitótica se suprime durante la fase GO, que es parte de la fase G1.

Duración de la fase M dura entre 30 y 60 minutos, mientras que el ciclo celular completo tiene lugar en unas 20 horas. Dependiendo de la edad, las células humanas normales (no tumorales) pasan por hasta 80 ciclos mitóticos.

Procesos ciclo celular están controlados por la activación e inactivación repetida secuencialmente de enzimas clave llamadas proteínas quinasas dependientes de ciclina (CDPK), así como sus cofactores, las ciclinas. En este caso, bajo la influencia de fosfocinasas y fosfatasas, se produce la fosforilación y desfosforilación de complejos especiales ciclina-CZK, que son responsables del inicio de determinadas fases del ciclo.

Además, en lo pertinente etapas similares a las proteínas CZK Provocan la compactación de los cromosomas, la ruptura de la envoltura nuclear y la reorganización de los microtúbulos del citoesqueleto para formar un huso mitótico.

Fase G1 del ciclo celular.

Fase G1- una etapa intermedia entre las fases M y S, durante la cual aumenta la cantidad de citoplasma. Además, al final de la fase G1 hay un primer punto de control donde se comprueba la reparación del ADN y las condiciones ambientales (si son lo suficientemente favorables para la transición a la fase S).

En caso de que sea nuclear ADN dañado, aumenta la actividad de la proteína p53, lo que estimula la transcripción de p21. Este último se une a un complejo específico ciclina-CZK, responsable de transferir la célula a la fase S, e inhibe su división en la fase Gl. Esto permite que las enzimas reparadoras corrijan los fragmentos de ADN dañados.

Si ocurren patologías Replicación de la proteína p53 del ADN defectuoso. continúa, lo que permite que las células en división acumulen mutaciones y contribuye al desarrollo de procesos tumorales. Es por eso que a la proteína p53 a menudo se la llama la “guardiana del genoma”.

Fase G0 del ciclo celular.

La proliferación de células en los mamíferos sólo es posible con la participación de células secretadas por otras. factores de crecimiento extracelular, que ejercen su efecto a través de la transducción de señales en cascada de protooncogenes. Si durante la fase G1 la célula no recibe las señales adecuadas, sale del ciclo celular y entra en el estado G0, en el que puede permanecer durante varios años.

El bloqueo G0 se produce con la ayuda de proteínas, supresores de la mitosis, una de las cuales es proteína de retinoblastoma(Proteína Rb) codificada por alelos normales del gen del retinoblastoma. Esta proteína se une a proteínas reguladoras sesgadas, bloqueando la estimulación de la transcripción de genes necesarios para la proliferación celular.

Los factores de crecimiento extracelular destruyen el bloque mediante activación. Complejos ciclina-CZK específicos de Gl, que fosforilan la proteína Rb y cambian su conformación, como resultado de lo cual se rompe la conexión con las proteínas reguladoras. Al mismo tiempo, estos últimos activan la transcripción de los genes que codifican, lo que desencadena el proceso de proliferación.

Fase S del ciclo celular.

Cantidad estándar dobles hélices del ADN en cada célula, el conjunto diploide correspondiente de cromosomas monocatenarios suele denominarse 2C. El conjunto 2C se mantiene durante la fase G1 y se duplica (4C) durante la fase S, cuando se sintetiza nuevo ADN cromosómico.

Empezando desde el final Fase S y hasta la fase M (incluida la fase G2), cada cromosoma visible contiene dos moléculas de ADN estrechamente unidas llamadas cromátidas hermanas. Así, en las células humanas, desde el final de la fase S hasta la mitad de la fase M, hay 23 pares de cromosomas (46 unidades visibles), pero 4C (92) dobles hélices de ADN nuclear.

En curso mitosis conjuntos idénticos de cromosomas se distribuyen entre dos células hijas de tal manera que cada una de ellas contiene 23 pares de moléculas de ADN 2C. Cabe señalar que las fases G1 y G0 son las únicas fases del ciclo celular durante las cuales 46 cromosomas en las células corresponden a un conjunto 2C de moléculas de ADN.

Fase G2 del ciclo celular.

Segundo punto de control, donde se prueba el tamaño celular, es al final de la fase G2, ubicada entre la fase S y la mitosis. Además, en esta etapa, antes de pasar a la mitosis, se comprueba la integridad de la replicación y la integridad del ADN. Mitosis (fase M)

1. Profase. Los cromosomas, cada uno de los cuales consta de dos cromátidas idénticas, comienzan a condensarse y hacerse visibles dentro del núcleo. En los polos opuestos de la célula, comienza a formarse un aparato en forma de huso alrededor de dos centrosomas a partir de fibras de tubulina.

2. Prometafase. La membrana nuclear se divide. Los cinetocoros se forman alrededor de los centrómeros de los cromosomas. Las fibras de tubulina penetran en el núcleo y se concentran cerca de los cinetocoros, conectándolos con fibras que emanan de los centrosomas.

3. Metafase. La tensión de las fibras hace que los cromosomas se alineen a medio camino entre los polos del huso, formando así la placa metafásica.

4. Anafase. El ADN del centrómero, compartido entre las cromátidas hermanas, se duplica y las cromátidas se separan y se acercan a los polos.

5. Telofase. Las cromátidas hermanas separadas (que a partir de ahora se consideran cromosomas) llegan a los polos. Aparece una membrana nuclear alrededor de cada grupo. La cromatina compactada se disipa y se forman nucléolos.

6. Citocinesis. La membrana celular se contrae y se forma un surco de escisión en el medio entre los polos, que con el tiempo separa las dos células hijas.

ciclo centrosoma

En tiempo de fase G1 se separa un par de centríolos unidos a cada centrosoma. Durante las fases S y G2, se forma un nuevo centríolo hijo a la derecha de los antiguos centríolos. Al comienzo de la fase M, el centrosoma se divide y dos centrosomas hijos se mueven hacia los polos celulares.

Se llama el período de vida de una célula desde el momento de su nacimiento como resultado de la división de la célula madre hasta la siguiente división o muerte. Ciclo de vida (celular) de una célula.

El ciclo celular de las células capaces de reproducirse incluye dos etapas: - INTERFASE (etapa entre divisiones, intercinesis);

3) G2 postsintético: premitótico, la síntesis de ARN continúa. Los cromosomas contienen 2 copias de sí mismos: cromátidas, cada una de las cuales transporta 1 molécula de ADN (de doble hebra). La célula está lista para dividirse; el cromosoma está esporalizado.

Amitosis - división directa

Mitosis - división indirecta

Meiosis – división de reducción

Amitosis– ocurre raramente, especialmente en células envejecidas o en condiciones patológicas (reparación de tejidos), el núcleo permanece en un estado de intefase, los cromosomas no están esporalizados. El núcleo está dividido por constricción. Es posible que el citoplasma no se divida, entonces se forman células binucleadas.

MITOSIS- un método universal de división. Constituye sólo una pequeña parte del ciclo de vida. El ciclo de las células epitemales intestinales del gato es de 20 a 22 horas, la mitosis es de 1 hora. La mitosis consta de 4 fases.

1) PROFASA: se produce un acortamiento y engrosamiento de los cromosomas (espiralización; son claramente visibles); Los cromosomas constan de 2 cromátidas (se duplican durante la interfase). El nucléolo y la membrana nuclear se desintegran, el citoplasma y el carioplasma se mezclan. Los centros de las células divididas divergen a lo largo del eje longitudinal de la célula hacia los polos. Se forma un huso de fisión (que consta de filamentos elásticos de proteínas).

2) METOFASE: los cromosomas se encuentran en el mismo plano a lo largo del ecuador, formando una placa en metafase. El huso consta de 2 tipos de hilos: algunos conectan los centros celulares, los segundos (su número = número de cromosomas es 46) están unidos, un extremo al centrosoma (centro celular) y el otro al centrómero del cromosoma. El centrómero también comienza a dividirse en 2. Los cromosomas (al final) se dividen en el centrómero.

3) ANAFASE – la fase más corta de la mitosis. Las hebras del huso comienzan a acortarse y las cromátidas de cada cromosoma se alejan unas de otras hacia los polos. Cada cromosoma consta de solo 1 cromátida.

4) TELOFASE: los cromosomas se concentran en los centros celulares correspondientes y se despiralizan. Se forman los nucléolos y la membrana nuclear, y se forma una membrana que separa las células hermanas entre sí. Las células hermanas se separan.

El significado biológico de la mitosis es que, como resultado, cada célula hija recibe exactamente el mismo conjunto de cromosomas y, por lo tanto, exactamente la misma información genética que poseía la célula madre.

7. MEIOSIS – DIVISIÓN, MADURACIÓN DE CÉLULAS GERMINALES

La esencia de la reproducción sexual es la fusión de dos núcleos de células germinales (gametos), el esperma (esposo) y el óvulo (esposas). Durante el desarrollo, las células germinales sufren división mitótica y, durante la maduración, división meiótica. Por tanto, las células germinales maduras contienen un conjunto haploide de cromosomas (p): P + P = 2P (cigoto). Si los gametos tuvieran 2n (diploide), entonces los descendientes tendrían un número de cromosomas tetraploide (2n+2n) = 4n, etc. El número de cromosomas en padres e hijos permanece constante. El número de cromosomas se reduce a la mitad mediante la meiosis (gametogénesis). Consta de 2 divisiones consecutivas:

reductivo

Ecuacional (ecualizador)

sin interfase entre ellos.

LA PROFASE 1 ES DIFERENTE DE LA PROFASE DE MITOSIS.

1. Leptonema (filamentos delgados) en el núcleo, un conjunto diploide (2p) de cromosomas largos y delgados de 46 piezas.

2. Zygonema – cromosomas homólogos (emparejados) – 23 pares en humanos están conjugados (cremallera) “que se ajustan” de gen a gen y están conectados a lo largo de toda la longitud 2p – 23 piezas.

3.Homólogo de Pachynema (filamentos gruesos). Los cromosomas están estrechamente conectados (bivalentes). Cada cromosoma consta de 2 cromátidas, es decir. bivalente - de 4 cromátidas.

4. La conjugación diplonema (doble cadena) de los cromosomas se repelen entre sí. Hay una torsión y, a veces, un intercambio de partes rotas de los cromosomas, un cruce (entrecruzamiento), lo que aumenta drásticamente la variabilidad hereditaria y nuevas combinaciones de genes.

5. Diacinesis (movimiento en la distancia): termina la profase, los cromosomas se esporalizan, la membrana nuclear se desintegra y comienza la segunda fase: la metafase de la primera división.

Metafase 1: las bivalentes (tétradas) se encuentran a lo largo del ecuador de la célula, se forma el huso de división (23 pares).

Anafase 1: no solo una cromátida, sino dos cromosomas se mueven a cada polo. La conexión entre cromosomas homólogos se debilita. Los cromosomas emparejados se alejan uno del otro hacia polos diferentes. Se forma un conjunto haploide.

Telofase 1: en los polos del huso se ensambla un único conjunto haploide de cromosomas, en el que cada tipo de cromosoma no está representado por un par, sino por el primer cromosoma que consta de 2 cromátidas y el citoplasma no siempre está dividido.

Meiosis 1- la división conduce a la formación de células que llevan un conjunto haploide de cromosomas, pero los cromosomas constan de 2 cromátidas, es decir, Tienen el doble de ADN. Por tanto, las células ya están listas para la 2ª división.

Meiosis 2 división (equivalente). Todas las etapas: profase 2, metafase 2, anafase 2 y telofase 2. Procede como mitosis, pero las células haploides se dividen.

Como resultado de la división, los cromosomas bicatenarios maternos se dividen para formar cromosomas hijos monocatenarios. Cada célula (4) tendrá un conjunto haploide de cromosomas.

ESO. como resultado de 2 divisiones metóticas se produce:

La variabilidad hereditaria aumenta debido a diferentes combinaciones de cromosomas en conjuntos hijos

El número de combinaciones posibles de pares de cromosomas = 2 elevado a n (el número de cromosomas en un conjunto haploide es 23 - humanos).

El objetivo principal de la meiosis es crear células con un conjunto de cromosomas haploides; esto se logra mediante la formación de pares de cromosomas homólogos al comienzo de la primera división meiótica y la posterior divergencia de homólogos en diferentes células hijas. La formación de células germinales masculinas es la espermatogénesis y la formación de células germinales femeninas es la oogénesis.

ciclo de vida celular, o ciclo celular, es el período de tiempo durante el cual existe como unidad, es decir, el período de vida de la célula. Dura desde el momento en que aparece la célula como resultado de la división de su madre y hasta el final de su división, cuando se “divide” en dos células hijas.

Hay ocasiones en las que una célula no se divide. Entonces su ciclo de vida es el período desde la aparición de la célula hasta su muerte. Normalmente, las células de varios tejidos de organismos multicelulares no se dividen. Por ejemplo, las células nerviosas y los glóbulos rojos.

Es habitual distinguir una serie de períodos o fases específicas en el ciclo de vida de las células eucariotas. Son característicos de todas las células en división. Las fases se denominan G 1, S, G 2, M. De la fase G 1, la célula puede pasar a la fase G 0, quedando en la que no se divide y en muchos casos se diferencia. En este caso, algunas células pueden regresar de G 0 a G 1 y pasar por todas las etapas del ciclo celular.

Las letras de las abreviaturas de fases son las primeras letras de palabras en inglés: brecha (intervalo), síntesis (síntesis), mitosis (mitosis).

Las células se iluminan con un indicador fluorescente rojo en la fase G1. Las fases restantes del ciclo celular están en verde.

Período G 1 – presintético– comienza tan pronto como aparece la celda. En este momento, es más pequeño que el de la madre, contiene pocas sustancias y la cantidad de orgánulos es insuficiente. Por tanto, en G 1 se produce el crecimiento celular, la síntesis de ARN, proteínas y la construcción de orgánulos. Normalmente, G 1 es la fase más larga del ciclo de vida de la célula.

S – período sintético. Su característica distintiva más importante es la duplicación del ADN por replicación. Cada cromosoma se compone de dos cromátidas. Durante este período, los cromosomas todavía están desspirados. Además del ADN, los cromosomas contienen muchas proteínas histonas. Por tanto, en la fase S las histonas se sintetizan en grandes cantidades.

EN período postsintético – G 2– una célula se prepara para dividirse, generalmente mediante mitosis. La célula continúa creciendo, la síntesis de ATP está activa y los centriolos pueden duplicarse.

A continuación, la célula entra. fase de división celular – M. Aquí es donde se divide el núcleo celular. mitosis, después de lo cual la división del citoplasma - citocinesis. La finalización de la citocinesis marca el final del ciclo de vida de una célula determinada y el comienzo del ciclo celular de dos nuevas.

Fase G 0 a veces se le llama período de "descanso" de la célula. La célula “sale” de su ciclo normal. Durante este período, la célula puede comenzar a diferenciarse y nunca volver al ciclo normal. Las células senescentes también pueden entrar en la fase G 0.

La transición a cada fase posterior del ciclo está controlada por mecanismos celulares especiales, los llamados puntos de control: puntos de control. Para que se produzca la siguiente fase, todo en la célula debe estar preparado para ello, el ADN no debe contener errores graves, etc.

Las fases G 0, G 1, S, G 2 juntas forman interfase - yo.

La reproducción y el desarrollo de los organismos, la transmisión de información hereditaria y la regeneración se basan en la división celular. La célula como tal existe sólo en el intervalo de tiempo entre divisiones.

El período de existencia de una célula desde el momento de su formación al dividir la célula madre (es decir, la división misma también se incluye en este período) hasta el momento de su propia división o muerte se llama vital o ciclo celular.

El ciclo de vida de una célula se divide en varias fases:

• fase de fisión (esta fase cuando ocurre la división mitótica);
• fase de crecimiento (inmediatamente después de la división, comienza el crecimiento celular, aumenta de volumen y alcanza un cierto tamaño);
• fase de reposo (en esta fase, el destino de la célula en el futuro aún no se ha determinado: la célula puede comenzar a prepararse para la división o seguir el camino de la especialización);
• fase de diferenciación (especialización) (ocurre al final de la fase de crecimiento; en este momento la célula recibe ciertas características estructurales y funcionales);
• fase de madurez (período de funcionamiento celular, desempeño de determinadas funciones según la especialización);
• fase de envejecimiento (un período de debilitamiento de las funciones vitales de una célula, que finaliza con su división o muerte).

La duración del ciclo celular y el número de fases incluidas en él son diferentes para las células. Por ejemplo, una vez finalizado el período embrionario, las células del tejido nervioso dejan de dividirse y funcionar durante toda la vida del organismo y luego mueren. Otro ejemplo son las células embrionarias. En la etapa de trituración, después de completar una división, pasan inmediatamente a la siguiente, sin pasar por todas las demás fases.

Existen los siguientes métodos de división celular:

1. mitosis o cariocinesis - división indirecta;
2. meiosis o división de reducción - división, que es característica de la fase de maduración de las células germinales o de la formación de esporas en las plantas de esporas superiores.

La mitosis es un proceso continuo, como resultado del cual primero se duplica y luego el material hereditario se distribuye uniformemente entre las células hijas. Como resultado de la mitosis, aparecen dos células, cada una de las cuales contiene la misma cantidad de cromosomas que contenía la célula madre. Porque Los cromosomas de las células hijas se derivan de los cromosomas de la madre mediante una replicación precisa del ADN, y sus genes tienen exactamente la misma información hereditaria. Las células hijas son genéticamente idénticas a la célula madre.
Así, durante la mitosis, se produce la transferencia exacta de información hereditaria de las células madre a las hijas. La cantidad de células en el cuerpo aumenta como resultado de la mitosis, que es uno de los principales mecanismos de crecimiento. Debe recordarse que las células con diferentes conjuntos de cromosomas pueden dividirse por mitosis, no solo diploides (células somáticas de la mayoría de los animales), sino también haploides (muchas algas, gametofitos de plantas superiores), triploides (endospermo de angiospermas) o poliploides.

Hay muchas especies de plantas y animales que se reproducen asexualmente utilizando sólo una división celular mitótica, es decir. La mitosis subyace a la reproducción asexual. Gracias a la mitosis se produce la sustitución celular y la regeneración de partes del cuerpo perdidas, algo que siempre está presente en un grado u otro en todos los organismos multicelulares. La división celular mitótica ocurre bajo control genético completo. La mitosis es el evento central del ciclo mitótico de la célula.

ciclo mitótico - un complejo de eventos interconectados y determinados cronológicamente que ocurren durante la preparación de una célula para la división y durante la división celular misma. La duración del ciclo mitótico puede variar mucho entre diferentes organismos. Los ciclos mitóticos más cortos se encuentran en los huevos de escisión de algunos animales (por ejemplo, en un pez dorado, las primeras divisiones de escisión ocurren cada 20 minutos). La duración más común de los ciclos mitóticos es de 18 a 20 horas. También hay ciclos que duran varios días. Incluso en diferentes órganos y tejidos de un mismo organismo, la duración del ciclo mitótico puede ser diferente. Por ejemplo, en ratones, las células del tejido epitelial del duodeno se dividen cada 11 horas, el yeyuno, cada 19 horas, y en la córnea del ojo, cada 3 días.

Los científicos no saben exactamente qué factores inducen a una célula a sufrir mitosis. Se supone que el papel principal aquí lo desempeña la relación núcleo-citoplasma (la relación entre los volúmenes del núcleo y el citoplasma). También hay evidencia de que las células moribundas producen sustancias que pueden estimular la división celular.

Hay dos eventos principales en el ciclo mitótico: interfase y en realidad él mismo división .

Las nuevas células se forman mediante dos procesos secuenciales:

1. mitosis, que conduce a la duplicación nuclear;
2. citocinesis: separación del citoplasma, durante la cual aparecen dos células hijas, cada una de las cuales contiene un núcleo hijo.

La división celular en sí suele tardar entre 1 y 3 horas, por lo que la mayor parte de la vida de la célula transcurre en interfase. Interfase es el período de tiempo entre dos divisiones celulares. La duración de la interfase suele representar hasta el 90% de todo el ciclo celular. La interfase consta de tres períodos: presintético o G 1, sintético o S, y postsintético o G2.

presintético El período es el período más largo de la interfase, su duración varía de 10 horas a varios días. Inmediatamente después de la división, se restablecen las características organizativas de la célula en interfase: se completa la formación del nucléolo, se produce una síntesis intensiva de proteínas en el citoplasma, lo que conduce a un aumento de la masa celular, un suministro de precursores del ADN y enzimas que catalizan la replicación del ADN. Se forman reacciones, etc. Aquellos. Durante el período presintético, tienen lugar procesos de preparación para el siguiente período de interfase: el período sintético.

Duración sintético El período puede variar: en las bacterias es de unos minutos, en las células de los mamíferos puede durar hasta 6-12 horas. Durante el período sintético, se produce la duplicación de las moléculas de ADN, el principal evento de la interfase. En este caso, cada cromosoma se vuelve bicromátido y su número no cambia. Simultáneamente con la replicación del ADN en el citoplasma, se produce un proceso intensivo de síntesis de proteínas que forman los cromosomas.

A pesar de que el período G 2 se llama postsintético , los procesos de síntesis continúan en esta etapa de la interfase. Se llama postsintético solo porque comienza después del final del proceso de síntesis (replicación) del ADN. Si en el período presintético tiene lugar el crecimiento y la preparación para la síntesis del ADN, en el período postsintético la célula se prepara para la división, que también se caracteriza por intensos procesos de síntesis. Durante este período continúa el proceso de síntesis de las proteínas que forman los cromosomas; se sintetizan sustancias energéticas y enzimas que son necesarias para asegurar el proceso de división celular; comienza la espiralización de los cromosomas, se sintetizan las proteínas necesarias para la construcción del aparato mitótico de la célula (huso de división); hay un aumento de la masa del citoplasma y el volumen del núcleo aumenta considerablemente. Al final del período postsintético, la célula comienza a dividirse.

Ciclo celular

El ciclo celular es el período de existencia de una célula desde el momento de su formación por división de la célula madre hasta su propia división o muerte. Contenido [mostrar]

Duración del ciclo celular de los eucariotas.

La duración del ciclo celular varía entre las diferentes células. Las células de organismos adultos que se reproducen rápidamente, como las células hematopoyéticas o basales de la epidermis y el intestino delgado, pueden ingresar al ciclo celular cada 12 a 36 horas. Se observan ciclos celulares cortos (aproximadamente 30 minutos) durante la rápida fragmentación de los huevos de equinodermos y anfibios. y otros animales. En condiciones experimentales, muchas líneas de cultivo celular tienen un ciclo celular corto (unas 20 horas). Para las células que se dividen más activamente, el período entre mitosis es de aproximadamente 10 a 24 horas.

Fases del ciclo celular eucariota.

El ciclo celular eucariota consta de dos períodos:

Un período de crecimiento celular llamado "interfase", durante el cual se sintetizan el ADN y las proteínas y se produce la preparación para la división celular.

El período de división celular, llamado "fase M" (de la palabra mitosis - mitosis).

La interfase consta de varios períodos:

Fase G1 (del inglés gap - gap), o fase de crecimiento inicial, durante la cual se produce la síntesis de ARNm, proteínas y otros componentes celulares;

Fase S (de la síntesis inglesa - sintética), durante la cual se produce la replicación del ADN del núcleo celular, también se produce la duplicación de los centriolos (si existen, por supuesto).

Fase G2, durante la cual se produce la preparación para la mitosis.

En las células diferenciadas que ya no se dividen, es posible que no haya una fase G1 en el ciclo celular. Estas células se encuentran en la fase de reposo G0.

El período de división celular (fase M) incluye dos etapas:

mitosis (división del núcleo celular);

citocinesis (división del citoplasma).

A su vez, la mitosis se divide en cinco etapas in vivo, estas seis etapas forman una secuencia dinámica;

La descripción de la división celular se basa en datos de microscopía óptica en combinación con fotografías de microcine y en los resultados de microscopía óptica y electrónica de células fijadas y teñidas.

Regulación del ciclo celular

La secuencia regular de cambios en los períodos del ciclo celular se produce mediante la interacción de proteínas como las quinasas dependientes de ciclina y las ciclinas. Las células en la fase G0 pueden ingresar al ciclo celular cuando se exponen a factores de crecimiento. Varios factores de crecimiento, como los derivados de plaquetas, epidérmicos y nerviosos, al unirse a sus receptores, desencadenan una cascada de señalización intracelular que, en última instancia, conduce a la transcripción de genes de ciclina y quinasas dependientes de ciclina. Las quinasas dependientes de ciclinas se activan sólo cuando interactúan con las ciclinas correspondientes. El contenido de varias ciclinas en la célula cambia a lo largo del ciclo celular. La ciclina es un componente regulador del complejo quinasa ciclina-dependiente de ciclina. La quinasa es el componente catalítico de este complejo. Las quinasas no son activas sin ciclinas. Se sintetizan diferentes ciclinas en diferentes etapas del ciclo celular. Así, el contenido de ciclina B en los ovocitos de rana alcanza un máximo en el momento de la mitosis, cuando se inicia toda la cascada de reacciones de fosforilación catalizadas por el complejo ciclina B/quinasa dependiente de ciclina. Al final de la mitosis, las proteinasas destruyen rápidamente la ciclina.

Puntos de control del ciclo celular

Para determinar la finalización de cada fase del ciclo celular, se requiere la presencia de puntos de control. Si la célula "pasa" el punto de control, continúa "moviéndose" a lo largo del ciclo celular. Si algunas circunstancias, como un daño en el ADN, impiden que la célula pase por un punto de control, que se puede comparar con una especie de punto de control, entonces la célula se detiene y no ocurre otra fase del ciclo celular, al menos hasta que se eliminen los obstáculos. , impidiendo que la celda pasara por el puesto de control. Hay al menos cuatro puntos de control en el ciclo celular: un punto de control en G1, que verifica si hay ADN intacto antes de entrar en la fase S, un punto de control en la fase S, que verifica la replicación correcta del ADN, un punto de control en G2, que verifica si hay lesiones omitidas cuando pasando puntos de verificación anteriores, u obtenidos en etapas posteriores del ciclo celular. En la fase G2, se detecta la integridad de la replicación del ADN y las células en las que el ADN está subreplicado no entran en mitosis. En el punto de control del montaje del huso, se comprueba que todos los cinetocoros estén unidos a los microtúbulos.

Trastornos del ciclo celular y formación de tumores.

Un aumento en la síntesis de la proteína p53 conduce a la inducción de la síntesis de la proteína p21, un inhibidor del ciclo celular.

La alteración de la regulación normal del ciclo celular es la causa de la mayoría de los tumores sólidos. En el ciclo celular, como ya se mencionó, pasar los puntos de control solo es posible si las etapas anteriores se completan con normalidad y no hay averías. Las células tumorales se caracterizan por cambios en los componentes de los puntos de control del ciclo celular. Cuando se desactivan los puntos de control del ciclo celular, se observa disfunción de varios supresores de tumores y protooncogenes, en particular p53, pRb, Myc y Ras. La proteína p53 es uno de los factores de transcripción que inicia la síntesis de la proteína p21, que es un inhibidor del complejo CDK-ciclina, que conduce a la detención del ciclo celular en los períodos G1 y G2. Por tanto, una célula cuyo ADN está dañado no entra en la fase S. Con mutaciones que conducen a la pérdida de los genes de la proteína p53, o con sus cambios, no se produce un bloqueo del ciclo celular, las células entran en mitosis, lo que conduce a la aparición de células mutantes, la mayoría de las cuales no son viables, otras dan lugar a células malignas.

Las ciclinas son una familia de proteínas que son activadores de las proteínas quinasas dependientes de ciclina (CDK), enzimas clave involucradas en la regulación del ciclo celular eucariota. Las ciclinas reciben su nombre debido a que su concentración intracelular cambia periódicamente a medida que las células pasan por el ciclo celular, alcanzando un máximo en determinadas etapas del ciclo.

La subunidad catalítica de la proteína quinasa dependiente de ciclina se activa parcialmente mediante la interacción con una molécula de ciclina, que forma la subunidad reguladora de la enzima. La formación de este heterodímero es posible después de que la ciclina alcanza una concentración crítica. En respuesta a una disminución en la concentración de ciclina, la enzima se inactiva. Para la activación completa de la proteína quinasa dependiente de ciclina, debe producirse una fosforilación y desfosforilación específicas de ciertos residuos de aminoácidos en las cadenas polipeptídicas de este complejo. Una de las enzimas que lleva a cabo tales reacciones es la quinasa CAK (CAK - quinasa activadora de CDK).

Quinasa dependiente de ciclina

Las quinasas dependientes de ciclina (CDK) son un grupo de proteínas reguladas por ciclina y moléculas similares a ciclina. La mayoría de las CDK participan en las transiciones de fase del ciclo celular; también regulan la transcripción y el procesamiento del ARNm. Las CDK son serina/treonina quinasas que fosforilan los residuos proteicos correspondientes. Se conocen varias CDK, cada una de las cuales es activada por una o más ciclinas y otras moléculas similares después de alcanzar su concentración crítica, y en su mayor parte las CDK son homólogas y difieren principalmente en la configuración del sitio de unión de la ciclina. En respuesta a una disminución en la concentración intracelular de una ciclina particular, la CDK correspondiente se inactiva de manera reversible. Si las CDK son activadas por un grupo de ciclinas, cada una de ellas, como si se transfirieran proteínas quinasas entre sí, mantiene las CDK en el estado activado durante mucho tiempo. Estas ondas de activación de CDK ocurren durante las fases G1 y S del ciclo celular.

Lista de CDK y sus reguladores

CDK1; ciclina A, ciclina B

CDK2; ciclina A, ciclina E

CDK4; ciclina D1, ciclina D2, ciclina D3

CDK5; CDK5R1, CDK5R2

CDK6; ciclina D1, ciclina D2, ciclina D3

CDK7; ciclina H

CDK8; ciclina C

CDK9; ciclina T1, ciclina T2a, ciclina T2b, ciclina K

CDK11 (CDC2L2); ciclina L

La amitosis (o división celular directa) ocurre con menos frecuencia en las células somáticas de eucariotas que la mitosis. Fue descrito por primera vez por el biólogo alemán R. Remak en 1841, el término fue propuesto por un histólogo. V. Flemming más tarde, en 1882. En la mayoría de los casos, la amitosis se observa en células con actividad mitótica reducida: se trata de células envejecidas o patológicamente alteradas, a menudo condenadas a la muerte (células de membrana embrionarias de mamíferos, células tumorales, etc.). Con la amitosis, el estado de interfase del núcleo se conserva morfológicamente, el nucleolo y la envoltura nuclear son claramente visibles. No hay replicación del ADN. No se produce espiralización de la cromatina, no se detectan cromosomas. La célula conserva su actividad funcional característica, que desaparece casi por completo durante la mitosis. Durante la amitosis sólo se divide el núcleo, sin que se forme un huso de fisión, por lo que el material hereditario se distribuye de forma aleatoria. La ausencia de citocinesis conduce a la formación de células binucleadas, que posteriormente no pueden entrar en el ciclo mitótico normal. Con amitosis repetidas, se pueden formar células multinucleadas.

Este concepto todavía apareció en algunos libros de texto hasta la década de 1980. Actualmente se cree que todos los fenómenos atribuidos a la amitosis son el resultado de una interpretación incorrecta de preparaciones microscópicas insuficientemente preparadas o de la interpretación de fenómenos que acompañan a la destrucción celular u otros procesos patológicos como la división celular. Al mismo tiempo, algunas variantes de la división nuclear en eucariotas no pueden denominarse mitosis o meiosis. Ésta es, por ejemplo, la división de los macronúcleos de muchos ciliados, donde se produce la segregación de fragmentos cortos de cromosomas sin la formación de un huso.