Proliferación Muerte Desórdenes de acumulación de células Desórdenes de pérdida de células Homeostasis

Señales mitogénicas Señales anti- mitogénicas vias de señalización maquinaria del ciclo celular

REPLICACION DE CROMOSOMAS Y CRECIMIENTO CELULAR SEGREGACIÓN DE CROMOSOMAS DIVISION CELULAR

S (6-8 h) síntesis de DNA (2x) también RNA y proteína G2 (3-4 h) NO síntesis de DNA Continua síntesis de RNA y proteínas M (1 h): mitosis (div.nuclear citoquinesis (div.celular) G1 Síntesis de RNA y proteínas NO síntesis de DNA

Go :Start Punto de restricción

G1 S G2 M Tres clases de complejo Ciclina-Cdk: Los de G1 Los de fase S Los de Mitosis Ciclina-CDK de G1 Ciclina-CDK de S Ciclina-CDK mitótica Si célula va a replicarse: 1 o expresión de ciclina-Cdk de G 1 Cic-Cdk de G 1 : Preparan a célula para S  En S: síntesis de DNA  se transcriben genes para enzimas de síntesis de DNA Cic-Cdk de S: Pi-lación de proteínas de complejo de pre-replicación Cic-Cdk de M: Pi-lación de proteínas para condensación de cromosomas, retracción de envoltura nuclear, ensamblaje de huso, alineamiento de cromosomas

SISTEMAS DE ESTUDIO DE CICLO CELULAR Saccharomyces cerevisiae – Leeland Hartwell Schizosaccharomyces pombe – Paul Nurse Huevos y embriones – Tim Hunt

CICLINAS Y QUINASAS DEPENDIENTES DE CICLINAS (CDKs) Organismo/ProteínaNombre. S. pombe. CDK (sólo 1)Cdc2 Ciclina mitótica (sólo 1)Cdc13 S. cerevisiae. CDK (sólo 1)Cdc28 Ciclina de G 1 medioCln3 Ciclina de G 1 tardíoCln1,Cln2 Ciclina de S tempranaClb5, Clb6 Ciclinas de S tardía y mitosis tempranaClb3, Clb4 Ciclinas de mitosis tardíaClb1, Clb2 Vertebrados. CDKs de G 1 medioCDK4, CDK6 CDK de G 1 tardía y S CDK2 CDKs mitóticasCDK1 Ciclinas G 1 mediociclinas tipo D Ciclinas G 1 tardío y SCiclina E Ciclina fase S y mitóticasCiclina A Ciclina mitóticaCiclina B

cdc = ciclo de división celular

Progesterona estimula maduración meiótica de oocitos de Xenopus Oocitos de ovario  (1) removido y tratado con progesterona

Progesterona estimula maduración meiótica de oocitos de Xenopus (3) x fertilización  sale de arresto, va a anafase y sigue con MII

Factor difusible en célula “arrestada” promueve maduración meiótica Factor: Factor Promotor de la Maduración (MPF)

Actividad MPF en Xenopus

Actividad MPF [ciclina B] tiempo Ttmt con RNasa Rnasa + mRNA ciclina B no degr. tiempo Ttmt Rnasa + mRNA ciclina B Actividad MPF [ciclina B] tiempo Extracto no tratado

Cdc2: proteína 34kDa homóloga a PK eucariótica cDNA humano: proteína 63% idéntica Cdc13: Otro gen necesario para entrar a mitosis Homóloga a ciclina B de erizo MPF de S. pombe: Cdc2 + Cdc13 Ab contra región conservada de Cdc2K reconoce proteína de MPF de Xenopus

También otras proteínas importantes: cdc25 Cdc25 y Wee regulan actividad del MPF: regulan fosforilación de Cdc2

Ciclina mitótica: (Cdc13) + CDK (Cdc2) = MPF Wee: Protein tirosin quinasa: Pi de Y15 (inhibitoria) CAK: Cdk Activating Kinase: Pi de T161 MPF todavía inactivo Cdc25: Ptasas: sobre Y15  MPF activo Si Y15 x F: ?

Control del ciclo Ciclinas Proteín quinasas: regulables Sustratos de PKs: importantes para paso por fases del ciclo Protein quinasa dependiente de ciclina (CDK) Loop T ATP

Mecanismos que regulan actividad de CDKs Fosforilación/defosforilación de CDK Degradación de ciclina Síntesis períodica de CDKs y ciclinas Acción de proteínas inhibitorias de CDKs

Complejos de ciclina-CDK Complejos de G1 Cuando células son estimuladas a replicarse Preparan célula para fase S Activan factores de transcripción (enzimas requeridas para síntesis de DNA) Complejos de fase S Mantenidos inactivos por inhibidor Iniciación de replicación de DNA Sólo se replican una vez Complejos mitóticos Inducen condensación de cromosomas Ruptura de envoltura nuclear Ensamblaje de huso mitótico

Al final de Anafase APC ubiquitina ciclinas mitóticas Cdh : poliubiquitinación Ciclina + CDK de G1: fosforilan e inactivan Cdh En G1 se inactiva Cdh, ciclina se acumula y tenemos Ciclina-Cdk mit. Cdc14:Ptasa activa Cdh

Caja de destrucción de ciclinas Arg-Thr-Val-Leu-Gly-Val-Ile-Gly-Asp Arg-Thr-Ala-Leu-Gly-Asp-Ile-Gly-Asn Arg-Ala-Val-Leu-Gly-Glu-Ile-Gly-Asn Ciclina A Ciclina B 1 Ciclina B 2

Complejos de ciclina-CDK Complejos mitóticos Inducen condensación de cromosomas Ruptura de envoltura nuclear Ensamblaje de huso mitótico Inicio de Anafase: Separación de cromátides, movimiento hacia polos Telofase: Microtúbulos regresan a estado de interfase Decondensación de cromosomas Re-formación de envoltura nuclear Remodelamiento de aparato de Golgi Citoquinesis Procesos controlados por: Defosforilación, degradación

Lámina Nuclear Envoltura nuclear: Extensión de RER Membrana nuclear interna: Lámina nuclear: Entretejido de filamentos de lámina Lámina A, B y C A y C mismo pre-mRNA A: 133 aa C-term extra B: C-term isoprenilado

Ser Inicio de mitosis: MPF Pi Ser en láminas Pi-A y Pi-C: en solución Pi-B: sigue asociada a membrana Depolimerización de láminas nucleares  Desintegración de envoltura

Células transfectadas con Lamina A (Ser  Ala)

FASES G1  S Señal mitogénica: síntesis de ciclina D plegamiento y transporte a núcleo de Cdk4 y 6 3Cdks: Cdk4, Cdk6, Cdk2 Complejo fosforila: pRb, Smad3, Cdt1 y Marcks Rb reprime actividad de factores de transcripción : E2F histonas deacetilasas complejos de remodelación de cromatina Blanco de Rb-E2F: ciclina E necesaria para actividad de Cdk2 y para completar G1

Factores de crecimiento, citoquinas Cascada MAPK Fosforilación de Jun Y Fos en el núcleo Regulación transcripcional Ciclinas Factor de CDKs transcripción E2F Enzimas para síntesis de DNA Regulación transcripcional Paso de fase G1 a S

Pi a p53  la estabiliza