Exposición El Ciclo Celular m3t1l

EL CICLO CELULAR

¿QUÉ ES? El ciclo celular puede pensarse como el ciclo vital de una célula. Es decir, es la serie de etapas de crecimiento y de desarrollo que experimenta una célula entre su “nacimiento” (formación por división de una célula madre) y su reproducción (división para hacer dos nuevas células hijas).

FASES DEL CICLO CELULAR Para dividirse, una célula debe completar varias tareas importantes: debe crecer, copiar su material genético (ADN) y dividirse físicamente en dos células hijas. Las células realizan estas tareas en una serie de pasos organizada y predecible que conforma el ciclo celular. En las células eucariontes, o células con un núcleo, las etapas del ciclo celular se dividen en dos fases importantes: la interfase y la fase mitótica (M). Durante la interfase, la célula crece y hace una copia de su ADN. Durante la fase mitótica (M), la célula separa su ADN en dos grupos y divide su citoplasma para formar dos nuevas células.

INTERFASE Fase mas larga del ciclo celular , ocupa casi el 90% del ciclo y comprende tres etapas: Fase G1 (del inglés Growth o Gap). Durante ésta fase, también llamada fase del primer intervalo, la célula crece físicamente, copia los organelos y hace componentes moleculares que necesitará en etapas posteriores. Fase S (del inglés Synthesis). En la fase S, la célula sintetiza una copia complete del AND en su núcleo. También duplica una estructura de organización de microtúbulos llamada centrosoma. Los centrosomas ayudan a separar el AND durante la fase M.

Salida del ciclo celular y G0 

Algunos tipos de células se dividen lentamente o simplemente no lo hacen. Estas células pueden salir de la fase de G1 y entran en un estado de reposo llamado fase G0. En G0, una célula no se está preparando activamente para la división, solo está llevando a cabo su trabajo. G0 es un estado permanente para algunas células, mientras que otras pueden reiniciar la división si reciben las señales correctas.

Fase G2 (del inglés Growth o Gap). Durante la fase del segundo intervalo, o fase G2, la célula crece mas, hace proteínas y organelos, y comienza a reorganizar su contenido en preparación para la mitosis. La Fase G2 termina cuando la mitosis comienza. El prefijo inter significa entre, lo cual refleja que la interfase ocurre entre una fase mitótica (M) y la siguiente.

FASE MITÓTICA (M) Durante la fase mitótica (M), la célula divide su ADN duplicado y su citoplasma para hacer dos nuevas células. La fase M implica dos procesos distintos relacionados con la división: mitosis y citocinesis. En la mitosis, el ADN nuclear de la célula se condensa en cromosomas visibles y es separado por el huso mitótico, una estructura especializada hecha de microtúbulos. La mitosis ocurre en cuatro etapas: profase (que a veces se divide en profase temprana y prometafase), metafase, anafase y telofase.

Etapa 1 

Profase. La cromatina en el núcleo comienza a condensarse y se vuelve visible en el microscopio óptico como cromosomas. El nucléolo desaparece. Los centriolos comienzan a moverse a polos opuestos de la célula y fibras, se extienden desde los centrómeros. Algunas fibras cruzan la célula para formar el huso mitótico.

Etapa 2 Prometafase. La membrana nuclear se disuelve, marcando el comienzo de la prometafase. Las proteínas se adhieren a los centrómeros creando los cinetocoros. Los microtúbulos se adhieren a los cinetocoros y los cromosomas comienzan a moverse.

Etapa 3 

Metafase. Fibras del huso alinean los cromosomas a lo largo del medio del núcleo celular. Esta línea es referida como, el plato de la metafase. Esta organización ayuda a asegurar que en la próxima fase, cuando los cromosomas se separan, cada nuevo núcleo recibirá una copia de cada cromosoma.

Etapa 4 Anafase. Los pares de cromosomas se separan en los cinetocoros y se mueven a lados opuestos de la célula. El movimiento es el resultado de una combinación de: el movimiento del cinetocoro a lo largo de los microtubulos del huso y la interacción física de los microtubulos polares.

Etapa 5 Telofase. Los cromatidos llegan a los polos opuestos de la célula, y nuevas membranas se forman alrededor de los núcleos hijos. Los cromosomas se dispersan y ya no son visibles bajo el microscopio óptico. Las fibras del huso se dispersan, y la citocinesis o la partición de la célula puede comenzar también durante esta etapa.

CITOCINESIS En la citocinesis, el citoplasma de la célula se divide en dos, lo que forma dos nuevas células. La citocinesis generalmente comienza apenas termina la mitosis, con una pequeña superposición. Es importante notar que la citocinesis ocurre de forma diferente en células animales y vegetales. En células animales, la citocinesis ocurre cuando un anillo fibroso compuesto de una proteína llamada actína, alrededor del centro de la célula se contrae pellizcando la célula en dos células hijas, cada una con su núcleo. En células vegetales, la pared rígida requiere que un placa celular sea sintetizada entre las dos células hijas.

DURACIÓN CICLO CELULAR TÍPICO

PUNTOS DE CONTROL DEL CICLO CELULAR Un punto de control es una etapa en el ciclo celular eucarionte en la cual la célula examina las señales internas y externas, y “decide” si seguir adelante con la división o no. Hay varios puntos de control, pero los tres más importantes son: 

El punto de control G1, en la transición G1/S.

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El punto de control G2, en la transición G2/M.

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Punto de control del huso, en la transición de metafase a anafase.

El punto de control G1 En el punto de control G1, una célula comprueba si las condiciones internas y externas son adecuadas para la división. Algunos de los factores que una célula puede evaluar: •Tamaño. ¿La célula es suficientemente grande para dividirse? •Nutrientes. ¿Tiene la célula suficientes reservas de energía o nutrientes disponibles para dividirse? •Señales moleculares. ¿La célula está recibiendo señales positivas (como factores de crecimiento) de sus vecinas? •Integridad del ADN. ¿Está dañado el ADN?

El punto de control G2​ ​ Para cerciorarse de que la división celular se realiza sin problemas (produce células hijas sanas con ADN completo, sin daños), la célula tiene un punto de control adicional antes de la fase M, llamado punto de control G2. En esta etapa, la célula comprobará: •Integridad del ADN. ¿Está dañado el ADN? •Replicación del ADN. ¿El ADN fue completamente copiado durante la fase S?

Punto de control del huso El punto de control M también es conocido como punto de control del huso: aquí, la célula examina si todas las cromátidas hermanas están unidas correctamente a los microtúbulos del huso. ¿Cómo funciona este punto de control? las células no revisan la placa metafísica para confirmar que todos los cromosomas estén allí. Por el contrario, buscan los cromosomas "rezagados" que están en el lugar equivocado. Si un cromosoma está fuera de lugar, la célula detendrá la mitosis, dando tiempo para que el huso capture el cromosoma perdido.

EL CÁNCER Y EL CICLO CELULAR El cáncer es esencialmente una enfermedad de división celular incontrolada. Su desarrollo y progresión suelen estar vinculados a una serie de cambios en la actividad de los reguladores del ciclo celular . Por ejemplo, los inhibidores del ciclo celular evitan que las células se dividan cuando las condiciones no son las adecuadas, por lo que la reducción de la actividad de estos inhibidores puede promover el cáncer. Del mismo modo, los reguladores positivos de la división celular, pueden conducir al cáncer si son demasiado activos. En la mayoría de los casos, estos cambios en la actividad se deben a mutaciones en los genes que codifican proteínas reguladoras del ciclo celular.

¿Qué hay de malo con las células cancerosas? 

Las células cancerosas se comportan de manera diferente a las células normales del cuerpo. Muchas de esas diferencias están relacionadas con el comportamiento de la división celular.

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Las células cancerosas pueden crear su propio factor de crecimiento.

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Otra característica distintiva de las células cancerosas es su "inmortalidad replicativa“.

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Las células de cáncer pueden dividirse muchas más veces (enzima telomerasa).

Por ejemplo, las células cancerosas adquieren la capacidad de migrar a otras partes del cuerpo, un proceso llamado metástasis, y de promover el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos, un proceso llamado angiogénesis (que da a las células tumorales una fuente de oxígeno y nutrientes). Las células cancerosas tampoco experimentan muerte celular programada, o apoptosis, en las condiciones en que las células normales si lo harían (por ejemplo, debido al daño del ADN). Además, investigación emergente demuestra que las células cancerosas pueden experimentar cambios metabólicos que contribuyen a un mayor crecimiento y división celular

¿CÓMO SE DESARROLLA EL CÁNCER?

MEIOSIS La meiosis, solo se utiliza con un propósito en el cuerpo humano: la producción de gametos o células sexuales, es decir espermatozoides y óvulos. Su objetivo es hacer células hijas con exactamente la mitad de cromosomas que la célula inicial. La meiosis en los humanos es un proceso de división celular que nos lleva de una célula diploide, una con dos juegos de cromosomas, a células haploides, que tienen un solo juego de cromosomas. Las células haploides producidas por meiosis son los espermatozoides y los óvulos. Cuando un espermatozoide y un óvulo se unen en la fecundación, sus dos juegos haploides de cromosomas se combinan para formar un conjunto diploide completo: un genoma nuevo.

FASES DE LA MEIOSIS El proceso de división se realiza mediante 2 fases: Los pares homólogos se separan durante una primera ronda de división celular, llamada meiosis I. Las cromátidas hermanas se separan durante una segunda ronda, llamada meiosis II. Puesto que la división celular ocurre dos veces durante la meiosis, una célula inicial puede producir cuatro gametos (espermatozoides u óvulos). En cada ronda de división, las células experimentan cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase.

MEIOSIS I Antes de entrar en la meiosis I, una célula primero debe pasar por la interfase. Al igual que en la mitosis, la célula crece durante la fase G1, copia todos sus cromosomas durante la fase S y se prepara para la división durante la fase G2. PROFASE I: Como en la mitosis, los cromosomas comienzan a condensarse, pero en la meiosis I, también forman pares. Cada cromosoma se alinea cuidadosamente con su pareja homóloga de modo que los dos se emparejan en posiciones correspondientes a todo su largo. Este proceso, donde los cromosomas homólogos intercambian partes, se llama entrecruzamiento. Es ayudado por una estructura de proteína llamada complejo sinaptonémico que mantiene juntos a los homólogos.

Entrecruzamientos: quiasmas, estructuras en forma de cruz donde los homólogos están ligados. Después del entrecruzamiento, el huso comienza a capturar los cromosomas y moverlos hacia el centro de la célula (placa metafásica). Cada cromosoma se une a los microtúbulos de solo uno de los polos del huso, y los dos homólogos de un par se unen a los microtúbulos de polos opuestos.

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ANAFASE I: Los homólogos son separados y se mueven a los extremos opuestos de la célula. Las cromátidas hermanas de cada cromosoma, sin embargo, permanecen unidas una con la otra y no se separan.

TELOFASE I: los cromosomas llegan a polos opuestos de la célula.

MEIOSIS II Las células se mueven de la meiosis I a la meiosis II sin copiar su ADN. La meiosis II es un proceso más corto y simple que la meiosis I, y podría resultarte útil pensar en la meiosis II como “mitosis para células haploides.” PROFASE II: Los cromosomas se condensan y la envoltura nuclear se rompe, si es necesario. Los centrosomas se separan, el huso se forma entre ellos y los microtúbulos del huso comienzan a capturar los cromosomas.

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METAFASE II: Los cromosomas se alinean individualmente a lo largo de la placa metafásica.

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ANAFASE II: Las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas hacia polos opuestos de la célula.

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TELOFASE II: Las membranas nucleares se forman alrededor de cada juego de cromosomas y los cromosomas se descondensan.

LA CITOCINESIS: Divide los juegos de cromosomas en células nuevas, y se forman los productos finales de la meiosis: cuatro células haploides en las que cada cromosoma tiene una sola cromátida.

¿CÓMO LA MEIOSIS “MEZCLA Y EMPAREJA” GENES? Entrecruzamiento. Los puntos donde los homólogos se entrecruzan e intercambian material genético se eligen más o menos al azar y serán diferentes en cada célula que experimente meiosis. Si la meiosis ocurre muchas veces, como en los humanos, los entrecruzamientos sucederán en muchos puntos diferentes. Orientación al azar de los pares homólogos. La orientación al azar de los pares homólogos en la metafase I permite la producción de gametos con muchas mezclas diferentes de cromosomas homólogos.

APOPTOSIS La apoptosis es una forma de muerte celular programada, o "suicidio celular". Es diferente de la necrosis, en la cual las células mueren debido a lesiones. La apoptosis es un proceso ordenado donde el contenido celular se empaca en pequeños paquetes membranosos para que las células imnunitarias "recojan los desperdicios". La apoptosis retira las células durante el desarrollo, elimina las células infectadas de virus y las potencialmente cancerosas, y mantiene el equilibrio en el organismo.

¿POR QUÉ LAS CÉLULAS SE SOMETEN A APOPTOSIS? Algunas células necesitan ser "eliminadas" durante el desarrollo; por ejemplo, para tallar gradualmente una estructura intrincada como una mano de un bloque más grande de tejido. Algunas células son anormales y podrían lastimar el resto del organismo si sobreviven, como las células con infecciones virales o daños en el ADN. Las células en un organismo adulto pueden eliminarse para mantener el equilibrio, para dar lugar a nuevas células o eliminar células necesarias solo para tareas temporales. La apoptosis es parte del desarrollo: La apoptosis retira células durante el desarrollo. También elimina las células precancerosas e infectadas con virus, aunque las células de cáncer “exitosas” logran escapar la apoptosis y de esta forma pueden continuar dividiéndose. La apoptosis es la clave para la función inmunitaria: La apoptosis mantiene el equilibrio de las células en el cuerpo humano y es particularmente importante en el sistema inmunitario.