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CICLO CELULAR
Se llama así a la Alternancia entre INTERFASE ( Período no Divisional) y la DIVISIÓN CELULAR propiamente dicha. Este ciclo se haya regulado por Ciclinas y por Factores de Crecimiento. Figura 1. Esquema del ciclo celular La INTERFASE es la etapa más larga del ciclo celular, y es el período de tiempo que trascurre entre dos mitosis sucesivas. Aunque la célula no se está dividiendo, hay gran actividad metabólica, la célula crece y duplica su material genético, preparándose para la división celular. Esta Etapa consta de tres fases: Fase G1. Es una etapa de crecimiento celular, de duplicación de los organitos citoplasmáticos y de intensa actividad bioquímica. En esta Fase, como en el resto de la interfase, se produce la (síntesis de proteínas) y ARN. Es el periodo más variable del ciclo celular. Durante la fase G1 algunas células salen del ciclo celular, dejan de dividirse y entra en la Fase G0 o Fase Estacionaria donde quedan detenidas las células muy especializadas que perdieron su capacidad de división como por ejemplo Neurona, Glóbulo Rojo, Fibra muscular. Fase S (S de síntesis de ADN). Después de que la célula haya aumentado su tamaño en G1, ingresa a esta fase, Acá se duplica su material genético para que, luego de la división celular, cada célula hija tenga una cantidad idéntica de ADN que la célula madre. Dada la duplicación del ADN durante la fase S del ciclo, los cromosomas presentan dos cromátides cuando se visualizan durante la profase y metafase. De manera que la célula tiene 46 cromosomas pero cada uno tiene 2 cromátidas Idénticas (hermanas) que son las que serán segregadas luego a cada célula hija en la división. Estos cromosomas son también denominados metafásicos o cromosomas d (doble).
Además de la replicación de ADN, también se produce la síntesis de proteínas histonas y de otras proteínas cromosómicas, que se unen al ADN recién formado. Se duplican los dos centriolos. Fase G2. Empieza cuando termina la síntesis de ADN (Fase S) y termina cuando se condensan el ADN y aparecen los cromosomas. Se transcribe y traduce el ARN necesario para sintetizar las proteínas que intervienen en la mitosis, como la tubulina del huso mitótico. En esta fase, la célula se termina de preparar para la mitosis. Tiene el doble de ADN que en la etapa G1, por lo que está lista para dividirse. Durante las fases G0, G1, S y G2, el núcleo celular se denomina núcleo interfásico (Figura 2), pero durante la Fase M el núcleo se desintegra, y se hacen visibles los cromosomas. Figura 2. Esquema del núcleo en interfase Fase M : Esta es la etapa en la que se lleva a cabo la división celular. El resultado de la división celular pueden ser 2 células hijas con el mismo número de cromosomas que la célula madre, en el caso de la mitosis. O bien o 4 células con la mitad del número de cromosomas que la célula madre en el caso de la meiosis.
PROFASE
Cambios a nivel Citoplasmático :
- Los componentes del citoesqueleto se desensamblan y la célula pierde su forma original y adquiere una más redondeada. 2) El RER y el Golgi se fragmentan en pequeñas vesículas.
- El coloide citoplasmático cambia de estado de gel a sol. 4) Los Centrosomas formados por pares de Centriolos y una matriz amorfa rica en tubulina , organiza a los microtubulos mitóticos radialmente y a medida que estos se dirigen a los polos de la célula queda constituido el huso mitótico. Se distinguen también las fibras polares o continuas (van de centrosoma a centrosoma) y las cinetocóricas (de centrosoma al cinetocoro del cromosoma).
- Cambios a nivel Nuclear:
- Ingresa agua al núcleo a consecuencia del cambio de estado físico del coloide citoplasmático, produce la fragmentación de la membrana nuclear 2) El acentuado empaquetamiento de la cromatina permite observar a los cromosomas con sus centrómeros. Estos cromosomas están constituidos por dos cromátides (cromosomas d) idénticas llamadas hermanas, y desarrollan una estructura protéica a cada lado de su centrómero llamada Cinetocoro. 3) Los nucléolos desaparecen debido al grado de espiralización alcanzado por los cromosomas. 4) La membrana nuclear desaparece al final de la profase quedando formando parte del RER, 5) El huso ingresa en el área del núcleo y contacta con los cinetocoros de los centromeros. Figura 4 Figura 4. Esquema de los aspectos morfológicos observados durante la profase
METAFASE
- Los centrosomas están en los polos opuestos de la célula. 2) Los Cromosomas (d) altamente condensados y enrollados de disponen en el ecuador de la célula formando La Placa Ecuatorial. 3) Los cromosomas se disponen de tal modo, que sus cinetocoros miran a los respectivos centrosomas. 4) se observan las Fibras Cinetocorícas y las polares. Figura 5 Figura 5. Esquema de los aspectos morfológicos observados durante la metafase ANAFASE
- En este período los cromosomas se parten o dividen a nivel de los centrómeros quedando así formados 46 cromosomas (s) (formados por 1 cromátide). 2 ) Los cromosomas hijos comienzan a migrar hacia los polos traccionados por las Fibras Cinetocóricas del huso. 3) Se acortan las fibras cinetocoricas y se visualizan y alargan las Interzonales o cromosómicas y la célula adquiere un aspecto ovoide. 5) termina la Anafase con la llegada de los cromosomas hijos a los polos de la célula. Figura 6 Figura 6. Esquema de los aspectos morfológicos observados durante la anafase TELOFASE Se la denomina Profase invertida ya que es la reversión de los procesos que tuvieron lugar durante la Profase. 1) La llegada de los cromosomas hijos a los polos de la célula con la consiguiente desaparición de las fibras cinetocóricas señala el inicio de la Telofase. 2) El colide celular vuelve a estado de gel, 3) Los organitos citoplasmáticos se distribuyen para cada célula. 4) Reaparece la
Los cromosomas homólogos son dos versiones idénticas de cromosomas paternos y maternos, tienen la misma disposición de la secuencia de ADN de un extremo a otro y conviven en las células somáticas diploides. Definen el mismo rasgo corporal (ej. Color de los ojos). La división meiótica comienza después de varias divisiones mitóticas de las células sexuales precursoras; espermatogonias y ovogonias. Estas células precursoras maduran y por estímulo hormonal inician el ciclo de división meiótica. La meiosis consiste en dos divisiones celulares consecutivas con una sola duplicación del ADN. De manera que producen gametos (óvulos y espermatozoides) con la mitad del número de cromosomas y la mitad de ADN que se encuentran en las células precursoras. Las dos divisiones son diferentes, en la primera división existen 2 fenómenos marcados duplicación de ADN y recombinación genética; en la segunda división no hay duplicación de ADN ni intercambio genético. Las células del organismo tanto las células somáticas como las precursoras de las sexuales poseen 46 cromosomas s (simples) a este tipo de células se las llama diploide y de acuerdo a la cantidad de ADN se dice que presentan 2N. Los ovocitos y espermatozoides son células haploides con 23 cromosomas s y su cantidad de ADN es N. Durante la división celular después de la duplicación del ADN en la fase S de la interfase, las células pueden considerarse tetrahaploides ya que tienen 46 cromosomas d (dobles) y su cantidad de ADN es 4N. Como dijimos la cantidad de ADN que posee una célula se llama ploidia. ETAPAS DE LA MEIOSIS MEIOSIS I: contiene las mismas etapas que la mitosis, pero con características diferentes. PROFASE I es larga con subdivisiones en 5 estadios, en esta etapa los cromosomas homólogos se asocian entre sí y forman tétradas, hay intercambio genético o crossingover de los cromosomas homólogos, desaparecen los nucléolos y la membrana nuclear, se separan los centríolos y se forma el huso mitótico. Los estadios son: 1 - Leptonema 2 - Cigonema 3 - Paquinema 4 - Diplonema 5 - Diacinesis. Figura 8
Figura 8: etapas de la profase I de la meiosis 1 - LEPTONEMA Los cromosomas son muy delgados, el núcleo aumenta de tamaño, los cromosomas se tornan visibles, las cromátides están estrechamente unidas, los cromosomas están unidos a la envoltura nuclear. Figura 8 2 - CIGONEMA Los cromosomas homólogos se alinean entre sí mediante un procedimiento llamado sinapsis o apareamiento. En dicho apareamiento se forma una estructura llamada complejo sinaptónemico (figura 9), que puede comenzar en cualquier punto de los cromosomas. Es un apareamiento punto por punto en cada par de homólogos. Figura 8 El complejo sinaptónemico está formado por:
4 - DIPLONEMA
Durante este período (doble) los cromosomas homólogos comienzan a separarse, de modo que las cromátides de las tétradas se vuelven visibles y el complejo cinaptonémico se desintegra. La separación no es completa ya que las cromátides homólogas permanecen conectadas en los puntos donde ha tenido lugar el intercambio. Tales conexiones se llaman quiasmas , el número de quiasmas es variable y sus ubicaciones coinciden con los nódulos de recombinación. Figura 8 5 - DIACINESIS Durante este período, la condensación de los cromosomas vuelve a acentuarse. Las tétradas se diluyen por todo en núcleo y el nucléolo desaparece. Este breve período se asemeja a la profase tardía de la mitosis. METAFASE I las tétradas se disponen en el plano ecuatorial de la célula, continúan exhibiendo los quiasmas. Figura 11 Figura 11. Metafase de la meiosis I
ANAFASE I los cinetocoros opuestos son traccionados hacia los polos, así cada tétrada se separa entre sí y se movilizan a direcciones opuestas. Ahora al estar separadas por completo los cromosomas homólogos y al haber habido intercambio genético, en las células hijas las 2 cromátides de cada cromosoma son mixtas con segmentos maternos y paternos. En esta fase no hay división del centrómero. Figura 12. Figura 12. Esquema de la anafase de la meiosis I TELOFASE I los grupos cromosómicos llegan a sus respectivos polos y en torno se forman las envolturas nucleares. Figura 13 Esta fase es seguida por la división del citoplasma y las 2 células hijas poseen 23 cromosomas d cada una. Pasan por un corto período de interfase en donde no hay replicación del ADN ( no hay fase S). En el varón el resultado de la Meiosis I es la formación de dos células hijas espaermatocitos II En la mujer el reparto de la célula es desigual por lo tanto, se forman dos células hijas de muy distinto tamaño el ovocito II y un cuerpo polar (este desaparece). Figura 13. Esquema de la telofase de la meiosis I
Fase S. El momento en el que la célula se va a dividir se denomina punto de arranque. En este momento la célula abandona la fase G1 e ingresa a la Fase S. Esto ocurre cuando la G1(que aumenta su concentración) activa a Cdk2, al unirse forman el Factor Promotor de la Fase S que genera una serie de fosforilaciones que activan a enzimas que actúan en la replicación del ADN tales como la helicasa y la ADN polimerasa. Cuando la concentración de la ciclina G1 disminuye, el factor promotor de la fase S desaparece. Fase G2. Durante la fase G2 antes de que la célula comience a dividirse se controlan:
- La replicación completa del ADN
- Reparación de las moléculas de ADN si es que estuvieran dañadas Fase M. Durante la fase M la Ciclina M (que aumenta su concentración) activa a Cdc2, al unirse forman el Factor Promotor de la mitosis que genera una serie de fosforilaciones que activan a enzimas que activan regulan la estabilidad del citoesqueleto y como consecuencia producen: *Desensamblaje del citoesqueleto. *Aparición de los Microtúbulos mitóticos *Desintegración de la lámina nuclear y de la carioteca *Modificación de la relación del ADN con las Histonas y formación de los cromosomas. Cuando la concentración de la ciclina M disminuye, el factor promotor de la mitosis desaparece. Esto ocurre durante la Anafase. Complejo promotor de la Anafase (Ciclosoma): Este complejo favorece la degradación de la ciclina M y la destrucción de proteínas centromericas que favorece la división de los centrómeros. Cuando la célula alcanza un grado de diferenciación extremo sale del ciclo celular, es metabólicamente muy activa y pueden permanecer indefinidamente sin proliferar. Se dice entonces que la célula está en estado Go como por ejemplo la neurona y la fibra muscular. Suele decirse que el momento en que la célula tomo la decisión de no dividirse se denomina punto de restricción. Factores Externos. Las células también tienen la capacidad de recibir señales provenientes de otras células que la inducen a dividirse. Si la señal viene de una célula vecina la estimulación se denomina paracrina. Si la señal se origina en una célula lejana la estimulación se llama endocrina. Los factores externos actúan en el punto de arranque. Se unen a un receptor, producen un cambio en el receptor que induce a la síntesis de ciclinas. Entre estos factores están los factores de crecimiento y las hormonas entre otros.
