Ciclo Celular Academia de Profesores de Biología Celular.

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1 Ciclo Celular Academia de Profesores de Biología Celular.
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa (UAM-I), México Objetivo: El objetivo del presente Diaporama es mostrar los elementos generales principales y la importancia del ciclo de vida de la Célula (Ciclo Celular), también presentar los aspectos fundamentales de la regulación de este ciclo. 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 b) Interfase.- Describir cada etapa (G0, G1, S, G2)
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 VIII.- NÚCLEO Hrs. 1.- Envoltura nuclear Analizar la estructura y composición de la envoltura nuclear, del complejo de poro y su relación con el transporte de materiales. 2.- Nucleolo.- Estructura y composición. Región granular, región fibrilar, ADN asociado y su participación en la biogénesis de subunidades ribosomales. 3.- Cromatina.- Describir la composición de la cromatina (nucleosoma). Heterocromatina y eucromatina. 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. - Mitosis. Analizar sus etapas. Citocinesis. Importancia de la mitosis en la proliferación y mantenimiento de los organismos. - Meiosis. Revisar brevemente las fases haploides, diploides y poliploides de los ciclos de vida sexual que se presentan en protistas, hongos, plantas y animales. Mencionar la fertilización como el inicio de la fase diploide y la producción de gametos en la fase haploide por medio de la meiosis. - Analizar las dos divisiones nucleares que se suceden de la meiosis, los eventos que ocurren en las etapas de la profase de la primera división, haciendo énfasis en la recombinación genética. Enfatizar su importancia como generadora de la variabilidad y su relación con la evolución de las especies. Ciclo Celular-UAM-I

4 Antecedentes – Teoría Celular
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. Se recuerda que tal como lo expresa la Teoría Celular: todas las células se forman a partir de células preexistentes. La célula es la unidad anatómica y funcional de todos los seres vivos. La reproducción o división de las células es esencial para la conservación de la vida en si. 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 y multiplicación de sus células. Su capacidad de reproducirse es fundamental para la existencia, propagación y continuación de todos los organismos, ésta es considerada una de las características funcionales principales de las células vivas. 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: Existe multitud de seres vivos formados por una sola célula, organismos unicelulares son: todas las bacterias y los protozoos (paramecios, amebas, ciliados, etc.). Aunque nos resulte sorprendente, éstos representan la inmensa mayoría de los seres vivos que pueblan actualmente la Tierra. También son unicelulares ciertas algas y hongos. Anotar que - muchas algas y hongos son pluricelulares- Los seres unicelulares son considerados más primitivos que los pluricelulares, por su menor complejidad. Fuente: Ciclo Celular-UAM-I

7 Organismos Multicelulares
Derivan de una sola célula CIGOTO La repetida división de ésta y sus descendientes, determina el desarrollo y crecimiento del individuo. Hay diferenciación celular Los seres vivos que nos resultan familiares están constituidos por un conjunto de células, esto es, los organismos pluricelulares. No debe olvidarse que estos organismos pluricelulares proceden de una única célula en el origen de su vida. Todos los organismos pasan en un momento inicial de su existencia por ser una sola célula. En los organismos pluricelulares las células se especializan para realizar diferentes funciones, es decir, existe una división de trabajo entre las células. Esta distribución de funciones es consecuencia de la diferenciación celular. Este proceso supone un gran aumento de la eficiencia de una célula para realizar una determinada función. Así, una célula de un organismo pluricelular puede llegar a estar perfectamente equipada para realizar una única función vital para el organismo, mientras que otras funciones básicas pueden ser realizadas por otras células del cuerpo. Además en los organismos multicelulares hay cooperación e interdependencia de sus células. Un conjunto de células adyacentes y del mismo tipo constituye un tejido. Los diferentes tejidos que cooperan para realizar una función común constituyen un órgano. Y un conjunto de órganos con una función compartida constituyen un sistema. La célula, el tejido, el órgano y el sistema constituyen los diferentes niveles de organización de los organismos pluricelulares. Tipos celulares del Alberts: Células del tejido conjuntivo. Página 1262 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. El ciclo de la célula es el proceso universal por el cual las células se forman y reproducen, y que es la base del crecimiento y desarrollo El ciclo celular es un conjunto ordenado de eventos que culmina con el crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. También se describe como el período comprendido entre la formación de la célula por división de su célula madre y el tiempo cuando ella misma se divide y da origen a dos células hijas. Asimismo, se considera al tiempo requerido para completar un ciclo celular como: “tiempo de regeneración”. 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 Durante la interfase la célula debe duplicar además de su ADN todos los componentes celulares y su masa. Es el período durante el cual la célula crece y se prepara para la siguiente división. Cuando la célula no está en división se encuentra en INTERFASE, y no se observa ninguna estructura al microscopio óptico, sin embargo, el núcleo interfásico está trabajando intensamente. Período de división o FASE M: es el estadio más dramático de la célula, produciéndose a su vez dos sucesos: División del núcleo: se separan los cromosomas hijos replicados anteriormente y División del citoplasma en dos células hijas. Debe separarse el ADN "original" de su "réplica" (para ello se empaqueta en forma de unidades discretas o cromosomas) Deben separarse las dos células "hijas" con lo que finaliza la división celular. Ciclo Celular-UAM-I

10 Duplicación-ADN (Fase S)
Durante un intervalo especifico en la interfase la célula duplica su ADN 200 400 600 800 1000 G1 s G2 2C 4C células La observación de que las células duplican su ADN durante un cierto intervalo de la interfase, llevó a dividir el ciclo en diferentes etapas, que fueron definidas por Howard y Pelc en Cuantificación de la síntesis de ADN, primeramente con timidina tritiada (izquierda). Actualmente con citometría de flujo, este tipo de estudios se realizan en el Laboratorio en la UAM (derecha) 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 Interfase Síntesis (S) Los Períodos Generales son la Interfase y la División. A su vez la interfase se subdivide en: G1, S y G2. El estado G1 quiere decir "GAP 1“(Intervalo 1). El estado S representa "Synthesis". El estado G2 representa "GAP 2“(Intervalo 2). La duración (general) de cada fase y las características de cada una de ellas se describirán a continuación 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 Se menciona como ejemplo la duración “típica” del ciclo celular. Anotar que cada tipo celular tiene una duración de ciclo particular Ciclo Celular-UAM-I

13 Células no cíclicas (Go)
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: Linfocito
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 "GAP 1“ (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
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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. Se han evidenciado diversas características diferentes entre las células en Go y las células en G1. Se anotan alunas relevantes: El estado Go es fisiológicamente distinto una fase G1 prolongada. Se ha detectado que los perfiles de síntesis de RNA y proteínas son diferentes. La cromatina en las células Go tiene un mayor grado de condensación que las células en G1 Los extractos de células en G0 inhiben la síntesis de DNA. Las células en G1 son más sensibles a inhibidores de síntesis de DNA que las células en G0 estimuladas a dividirse. Ciclo Celular-UAM-I

19 dirección de la traducción
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 La célula hija es pequeña y posee un bajo contenido de ATP, resultante del gasto experimentado en el ciclo anterior, por lo que en este período se produce la acumulación del ATP necesario y el incremento de tamaño celular (alrededor de 30%). La gran mayoría de los diferentes tipos de proteínas y ARN son sintetizados continuamente durante toda la interfase. Cadena polipeptídica dirección de la traducción Ciclo Celular-UAM-I

20 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. FASE M FASE Go FASE G1 FASE G2 FASE S TIEMPO * Es el período que mas variación de tiempo presenta, pudiendo durar horas, días, meses o años. En esta etapa la célula decide continuar el ciclo o detenerse en la etapa G0. Ciclo Celular-UAM-I

21 Puntos de Regulación ALTO 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 La progresión o desarrollo del ciclo celular está estrictamente regulado para asegurar que el paso (la transición de una fase a otra) sólo se realice si los eventos de la etapa previa han concluido. El sistema de control está regulado por “frenos” que pueden detener el ciclo en puntos de control específicos. ALTO Ciclo Celular-UAM-I

22 Los Elementos Claves en la Regulación del Ciclo Celular
Ciclinas Los elementos claves de la regulación del ciclo son las ciclinas y las cinasas dependientes de ciclinas (Cdk, por sus siglas en inglés). Se forma el complejo activo al unirse una ciclina con una cinasa 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 La unión CDK + Ciclina forman el complejo activo que se une a una proteína blanco (sustrato) y la modifican químicamente (fosforilación) esto hace que la proteína modificada tenga actividad diferente Substrato (proteína blanco) Substrato (proteína blanco) ATP Modificación química (fosforilación) P Ciclo Celular-UAM-I

24 Regulación G1 en levaduras
Nutrientes Inicio Tamaño Celular En las levaduras para el paso del punto de regulación G1 son elementos importantes la presencia de nutrientes y el tamaño adecuado. Ciclo Celular-UAM-I Imagen modificada de: Cooper, 2000

25 Regulación en Células Animales
Go Punto de regulación Para el paso del punto de regulación G1 en las células animales los factores de crecimiento son fundamentales Factores de crecimiento Ciclo Celular-UAM-I

26 Ciclinas regulación en G1 - S
G1-Cdk ciclina D G1/S-Cdk ciclina E G0 Incremento Cdk2-ciclina D Punto de regulación G1 Cdk4-ciclina D Se combinan con cinasas-dependientes de ciclinas (Cdk) Cdk6-ciclina D S En la regulación en G1 se consideran esenciales las ciclinas D y en el paso G1/S la ciclina E las cuales aumentan su nivel y son consideradas “Ciclinas de regulación G1”. Las ciclinas se unen o combinan con cinasas -dependientes de ciclinas (Cdk) y forman complejos: Cdk2, Cdk4 y Cdk6 con la ciclina D. Cdk2 se une a ciclina E. Cdk2-ciclina E Ciclo Celular-UAM-I

27 Inducción de Ciclinas (tipo D) por factores de crecimiento
Ras, Raf, ERK Unión Cdk4, 6 con CycD Síntesis de ciclinas tipo D Los factores de crecimiento regulan la progresión del ciclo celular al inducir la síntesis de ciclinas tipo D. Se logra la progresión “pasando” el punto de restricción G1 ya que los factores de la vía de señalización de de los factores de crecimiento Ras/Raf/ERK inducen la síntesis de ciclinas tipo D Punto de regulación Ciclo Celular-UAM-I

28 Regulación G1-S Rb - E2F Transcripción de genes-fase S
pRb sin fosforilar unida a E2F Fosforilación de pRb “libera” a E2F Rb Rb Cdk 4,6/ciclina D E2F E2F Rb E2F Si la pRB no esta fosforilada "secuestra" (es decir, permanece unida) a otras proteínas claves para la continuación del ciclo: los factores de transcripción, entre ellas la familia de factores activadores de la expresión génica (E2F) que controlan la expresión (transcripción) de genes esenciales para la síntesis de DNA; así, mantiene la el mecanismo en "apagado". Cuando el complejo ciclina-cinasa añade suficientes fosfatos a la pRB, la misma libera los factores de transcripción que actúan sobre los genes. Así, los genes estimulados producen proteínas necesarias para que avance el ciclo celular. 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 De inicio el daño al ADN induce incremento intracelular de p53, este a su vez activa la trascripción de genes para p21. La proteína p21 actúa a lo largo de todo el ciclo celular, esta proteína es controlada por la "proteína supresora de tumores", la importante p53. La proteína p53 es considerada como el principal “vigilante”, es esencial en la detección de daño al ADN y consecuente detención del ciclo celular. La proteína p21 inhibe la progresión del ciclo al unirse al complejo CDK / Ciclina y también puede inhibir directamente la síntesis de ADN, interactuando con PCNA (que es una subunidad de la DNA polimerasa d) p21 Detención en G1 Cdk´s PCNA Inhibición del ciclo celular Inhibición de la síntesis de ADN 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 Se Es el control principal de la proliferación Punto G1 Ciclo Celular-UAM-I

31 Fase de síntesis o replicación del ADN FASE S
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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 CROMÁTIDAS HERMANAS. El ADN es una doble hélice que se abre y cada cadena es usada como molde para la producción de una nueva cadena, que queda unida a la original usada como molde. Por esta razón la replicación del ADN se denomina Semiconservativa. Ciclo Celular-UAM-I

33 Cromátidas Hermanas Núcleo celular ADN Cromosomas dentro del núcleo
“Locus” de un gen Cromátidas Hermanas Fuente imagen: 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. El ADN lleva la información genética de la célula. La molécula de ADN está asociada a proteínas denominadas histonas y otras proteínas no histonas conformando una estructura filamentosa denominada cromatina. 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 Se menciona que si bien el evento principal durante la fase S es la síntesis de ADN, también durante esta fase se efectúa simultáneamente una activa síntesis de proteínas esenciales. Activa síntesis de proteínas histonas que conforman los nucleosomas Síntesis de enzimas que elaboran desoxirribonucleótidos y de las enzimas necesarias para la duplicación del ADN. ADN de doble hélice Ciclo Celular-UAM-I

37 FASE G2, PREPARACIÓN PARA LA DIVISIÓN
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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). Dado que el proceso de síntesis de ADN consume una gran cantidad de energía la célula entra nuevamente en un proceso de adquisición de ATP. 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 En la fase G2 un complejo de proteínas de regulación (o reguladoras) reconocen al ADN dañado o no duplicado y activan a la proteína cinasa Chk1, la cual fosforila e inhibe a la proteína fosfatasa Cdc25. La inhibición de la Cdc25 previene la des-fosforilación y la activación de Cdc2 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 Se mencionan los puntos principales del punto de regulación G2. Ciclo Celular-UAM-I

42 Ciclinas regulación S - M
Se combinan con cinasas-dependientes de ciclinas (Cdk) S-Cdk ciclina A M-Cdk ciclina B 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
Complejo Ciclina - CDK Ciclina CDK G1-Cdk Ciclina D* Cdk4, Cdk6 G1/S-Cdk Ciclina E Cdk2 S-Cdk Ciclina A M-Cdk Ciclina B Cdk1** * 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”
Cdc2 (Cdk1) El factor promotor de la mitosis es un dímero, conformado por la ciclina B y la proteína cinasa Cdc2. La subunidad CINASA se denomina Cdc2 por el gen de la levadura en el que se describió. Actualmente se le conoce como Cdk1 Ciclina B Ciclo Celular-UAM-I Imagen de: Cooper y col., 2000

45 Actividades del Factor promotor de la maduración (mitosis) “MPF”
Para la Condensación de la cromatina se da fosforilación de la condensina y de la histona H1. En la Disgregación de la envoltura nuclear ocurre la fosforilación de las laminas nucleares. A la fragmentación de Golgi y Retículo Endoplásmico rugoso se asocia la fosforilación de GM130 En la formación del Huso Mitótico es importante el cambio en la estabilidad de los microtúbulos. Fuente: Cooper ch14f25 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 Ciclo Celular-UAM-I
Se activa-maquinaria de la mitosis Progresión de metafase a anafase Ciclo Celular-UAM-I Fuente imagen: Alberts y col

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

49 Regulación del Ciclo Celular
Su progresión está estrictamente regulada La progresión o desarrollo del ciclo celular está estrictamente regulado En la imagen se observan los elementos principales de la regulación y aspectos sobre los que interactúa. Imagen tomada de la página de los Premios Nobel: Fuente imagen: Ciclo Celular-UAM-I

50 Premio Nobel en Medicina - Fisiología 2001
Celebró su centésimo aniversario en el año 2001 Se considera como la distinción académica de mayor prestigio en el medio científico internacional. Otorgado a tres biólogos por sus contribuciones al entendimiento del mecanismo del ciclo celular El Premio Nobel celebró su centésimo aniversario en el año 2001 El Nobel Se considera como la distinción académica de mayor prestigio en el medio científico internacional. En ese año fue otorgado a tres biólogos que contribuyeron al entendimiento del mecanismo de la división celular (proliferación celular o ciclo celular) Ciclo Celular-UAM-I

51 Premio Nobel 2001 R. Timothy (Tim) Hunt Leland H. Hartwell
Paul M. Nurse 1/3 del premio 1/3 del premio 1/3 del premio Ciclo Celular-UAM-I

52 Leland Hartwell Identificó genes asociados al ciclo de división celular (cdc) Uno de esos genes, "start" (inicio), juega un papel fundamental en la regulación del primer paso con el que se inicia el ciclo celular. Introdujo el concepto de “checkpoints” (puntos de verificación) para identificar los genes que regulan el ciclo celular. Recibió el premio por descubrir un tipo de genes que controla el ciclo celular. A principios de los años 70, identificó más de 100 genes asociados al ciclo de división celular (cdc) Se considera que uno de esos genes, bautizado por Hartwell como "start" (inicio), juega un papel fundamental en el control del primer paso con el que se inicia el ciclo celular. A finales de la década de 1980 introdujo el concepto de “checkpoints” (puntos de verificación) para identificar los genes que regulan el ciclo celular. Ciclo Celular-UAM-I

53 Saccharomyces cerevisiae
Hartwell: Estableció las bases para el uso de levaduras como organismos modelo en el estudio del ciclo celular, empleó la levadura de panadería: Saccharomyces cerevisiae Micrografía electrónica de barrido de Saccharomyces cerevisiae (Del Profesor Miguel Sánchez Pérez) De El inicio de la replicación del ADN Ciclo Celular-UAM-I

54 Paul M. Nurse Identificó el gen cdc2 que codifica la principal CDK y caracterizó a las cinasas dependientes de ciclinas) Demostró que su función es la responsable de cambiar a la célula durante su ciclo por la modificación química de otras proteínas, la fosforilación. Estableció que el mecanismo básico de regulación del ciclo celular, es común a todos los organismos eucariotas. Galardonado por identificar, clonar y caracterizar con métodos genéticos y moleculares la función CDK (cinasas dependientes de ciclinas) Nurse demostró que esta función es la responsable de cambiar a la célula durante su ciclo mediante la modificación química de otras proteínas, proceso conocido como fosforilación. Además, identificó varias proteínas más que controlan la velocidad y coordinación del ciclo celular. No sólo identificó el mecanismo básico de regulación del ciclo celular, sino que, conjuntamente estableció que éste es común a todos los organismos eucariotas. Desde la levadura al hombre. Ciclo Celular-UAM-I

55 Schizosaccharomyces pombe
Paul Nurse: Utilizando la llamada levadura de fisión: Schizosaccharomyces pombe Durante años la investigación en organismos modelo fue puesta en entredicho. Ciclo Celular-UAM-I

56 Tim Hunt, ciclinas Descubrió y describió las ciclinas, proteínas que se asocian a las CDK y son indispensables en la regulación. Demostró que las ciclinas se degradan periódicamente en cada división celular y es el mecanismo esencial para todo el control del ciclo celular. Premiado por sus aportaciones en el conocimiento de las ciclinas, proteínas que descubrió en los 80 y que regulan un complejo proceso conocido como función molecular CDK (siglas en inglés de cinasas -proteínas- dependientes de ciclina). Hunt demostró que las ciclinas se degradan periódicamente en cada división celular, en un mecanismo considerado esencial para todo el control del ciclo de las células. (para la actividad CDK) Ciclo Celular-UAM-I

57 los huevecillos de rana
Tim Hunt Trabaja con otros organismos modelo: los huevecillos de rana y los de erizo de mar Ciclo Celular-UAM-I

58 Importancia clínica Los descubrimientos sobre el ciclo celular, podrán ser aplicados en el tratamiento del cáncer. Alteración en la regulación del ciclo celular Transformación de las células cancerosas Alteraciones cromosómicas Los estudios sobre la regulación del ciclo se consideran esenciales dado que las alteraciones en la regulación del ciclo celular se relacionan con la transformación de las células cancerosas y pueden conducir a las alteraciones cromosómicas observadas en células tumorales Ciclo Celular-UAM-I

59 Definición de Ciclo Celular
Resumen - Diaporama Definición de Ciclo Celular Etapas Generales del Ciclo: Interfase y División celular (M) Células cíclicas y Células no cíclicas Características de las diferentes etapas de la Interfase: Fase G0, Fase G1, Fase S, Fase G2 Puntos de Regulación: Elementos Claves en la Regulación del Ciclo Celular (cinasas-ciclinas): Punto de Regulación G1 Punto de Regulación G2 Premio Nobel en Medicina - Fisiología 2001 (Aportaciones al conocimiento del ciclo celular) Ciclo Celular-UAM-I

60 Bibliografía - Libros Alberts, B., Bray, D., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. y Watson, J. D Biología Molecular de la Célula. Ed. Omega. España. Cooper, G.M. The Cell: A Molecular Approach a Edition. Editorial Sinauer Associates, Inc. Washington, EUA. Jiménez, L. F., Merchant, H Biología Celular y Molecular. 1a. edición. Editorial Prentice Hall. México. Karp, G Biología Celular y Molecular. McGraw Hill. México. Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Zipursky, S. Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James E Molecular Cell Biology W. H. Freeman & Co. New York Ciclo Celular-UAM-I

61 Bibliografía - Artículos
Downey M y Durocher D Chromatin and DNA repair: the benefits of relaxation. Nature Cell Biology, 8(1): 9-10. Pawlowski W.P. y Cande W.Z Coordinating the events of the meiotic prophase. Trends Cell Biol, 15(12): Cimini D. y Degrassi F Aneuploidy: a matter of bad connections. Trends Cell Biol 15(8): (8): Ciclo Celular-UAM-I