Por M. en C. Rafael Govea Villaseñor
Versión 1.1
La definición tradicional (de la escuela básica) de los seres vivos suele decir que estos seres: nacen, crecen, se reproducen y mueren. Este planteamiento sólo es válido para algunos organismos, LOS ORGANISMOS PLURICELULARES. Pero es incorrecta respecto a los organismos unicelulares.
Los reinos Monera, Protista y Fungi, según Whittaker contienen organismos constituidos de una sola célula. En estos organismos el planteamiento tradicional no es válido. Cuando la única célula que tienen, se divide, entonces el organismo se está reproduciendo y sigue viviendo en las dos células hijas que se forman. Estas vuelven a crecer y se dividen de nuevo, indefinidamente.
Así, la vida de una célula puede representarse por un ciclo de eventos que se repiten indefinidamente: el ciclo celular. El ciclo es completamente válido para organismos unicelulares, pero también es útil para describir el destino de las células de los organismos pluricelulares como nosotros. En nuestro caso, mayoría de las células se salen del ciclo celular y terminan por morir sin reproducirse, mientras que otras permanecen en él bajo estricto control.
Con todo, el ciclo celular de los organismos pluricelulares está bajo control de mecanismos estrictos y redundantes de regulación que sólo permiten la división de las células necesarias para el crecimiento, funcionamiento y reparación del organismo como un todo.
Cuando dichos mecanismos de control se descomponen o una célula no los obedece, entonces, dicha célula se divide fuera de control y cae en una dinámica evolutiva:
mutación --> selección --> expansión clonal --> mutación…
Al cabo de algunos años y una serie de mutaciones que inactivan genes supresores de tumor y activan protooncogenes se forman tumores cancerosos que terminan matando a su portador.
El Ciclo Celular se divide en dos partes, ve la figura:
1. La mitosis. La división celular, en si misma.
2. La interfase. Periodo cuando la célula crece y desarrolla sus actividades normales.
¿Cuáles son las partes en las que dividimos la mitosis? ________________, _____________, __________________, ___________________ y _____________. _____________________.
Observa la figura previa ¿En cuántas partes se subdivide la Interfase?______.
La interfase se le llama así porque es el periodo de vida celular que se encuentra entre el final de una fase mitótica, la telofase y el inicio de otra fase, la profase.
La primera porción de la interfase se denomina periodo G1 (la G viene del inglés gap = intervalo). En ella la célula crece y es inducida para proseguir el ciclo celular o salirse de él, es decir, diferenciarse y especializarse en una célula que difícilmente vuelve a dividirse. A este estado diferenciado se le llama G0.
La segunda porción de la interfase se denomina periodo S debido a que en ella ocurre la síntesis (replicación) del ADN. Lo que implica que los cromosomas quedan duplicados. En esta fase también se duplican los centríolos. La replicación del ADN en esta fase S está sujeta a un control estricto de modo que cada parte del genoma es replicado y sólo una vez.
El paso a la fase S está ligado a mecanismos de decisión complejos que implican señales hormonales y del entorno inmediato, así como la evaluación del estado de la célula (tamaño, masa, nutrición, etc). El cáncer puede provenir, en parte, de células que no pueden evitar pasar a la fase S, que no pueden pasar a la fase G0 o que se salen de ella regresando al ciclo celular activo.
La tercera parte de la interfase se llama periodo G2. En ella, la célula se prepara para llevar a cabo la mitosis, produciendo las proteínas necesarias para llevarla a cabo, por ejemplo gran cantidad de tubulinas.
Existen varios puntos de chequeo que detienen la progresión de eventos hasta que se cumplen con ciertas condiciones. Ve la figura:
La progresión a través del ciclo celular está controlado por fosforilaciones de proteínas efectoras llevadas a cabo por varias Cinasas dependientes de Ciclina (Cdk) y defosforilaciones llevadas a cabo por proteinfosfatasas. Las Cdk para ser activas deben de estar unidas a otra proteína llamada Ciclina.
Hay varias ciclinas y se llaman así porque su concentración varía cíclicamente. Controlando la actividad de las Cdk fosforilando juegos de proteínas que se activan o inactivan al adicionarles fosfatos durante alguna fase específica del ciclo celular.
Cuando la ciclina D alcanza una concentración máxima forma el complejo Ciclina D-cdk4, el cual fosforila un juego de proteínas presentes pero no activas y la célula avanza hacia el final de G1 rebasando el punto de restricción comprometiendo a la célula con la división celular.
Luego la ciclina E alcanza su máximo formando un complejo activo de ciclina E-cdk2 que activa por fosforilación otro conjunto de proteínas que inicia la fase S (replicación de ADN y duplicación de centriolos).
El complejo ciclina A-Cdk2 actúa durante la fase S estimulando la replicación del ADN.
Luego la ciclina B unida a Cdk1 actúa en la frontera entre G2 y la profase iniciando la condensación de los cromosomas.
El inicio de la fase S implica la síntesis de proteínas cuyos genes dependen de factores de transcripción E2F y DP, mismos que están inactivos mientras permanezcan unidos a la proteína supresora de tumor RB. RB es en cierto modo el freno de la división celular. Cuando el complejo Cdk4-CycD fosforila a RB, ésta libera a los factores de transcripción que se unen a los promotores de genes de la fase S y se forman las proteínas que participan en esta fase.
Rb es una proteína nuclear que permanece fosforilada desde la fase S hasta que después de la ruptura de la envoltura nuclear una fosfoprotein-fosfatasa PP-1(enzima que retira grupos fosfatos) devuelve a RB a su estado que frena la división celular uniendo a E2F y DP. Ve la figura.
En otras palabras la progresión del ciclo celular depende fosforilaciones y defosforilaciones llevadas a cabo por cinasas dependientes de ciclinas (Cdks) y fosfatasas
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