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MATERIAL DE APOYO
Tema: Control de ciclo celular
Ejercicio de Aplicación
I. Investigue y responda lo siguiente: a) ¿Cuál fue la investigación realizada por Leland Hartwell, Tim Hunt y Paul Nuerse para hacerse merecedores del premio Nobel? Describa sus hallazgos. Leland Hartwell, Tim Hunt y Paul Nurse fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2001 por sus contribuciones fundamentales al entendimiento del ciclo celular. Cada uno de ellos realizó investigaciones clave que llevaron a importantes descubrimientos, Leland Hartwell descubrió genes específicos que regulan el ciclo celular en levaduras,Tim Hunt descubrió la proteína ciclina, un componente clave en la regulación del ciclo celular y Paul Nurse identificó la quinasa dependiente de ciclina (CDK) en levaduras. b) ¿Qué se entiende por ciclo celular?, ¿Son las mismas etapas en células procariotas y eucariotas? Explique sus respuestas. El ciclo celular se refiere al conjunto de eventos ordenados y coordinados que conducen al crecimiento y la división celular. Comprende dos fases principales: la interfase y la mitosis (o meiosis en células sexuales). En células procariotas, como las bacterias, no hay núcleo definido y la replicación del ADN y la división celular ocurren de manera más simple. Esto se llama el ciclo celular procariota. En células eucariotas, como las de plantas, animales y hongos, el ciclo celular es más complejo y sigue las fases mencionadas anteriormente, las células eucariotas experimentan la mitosis o meiosis, mientras que las procariotas llevan a cabo una división celular más simple llamada fisión binaria.
Estimado estudiante:
Los presentes ejercicios son un material de apoyo que te servirá para aplicar los
conceptos teóricos trabajados en nuestras sesiones teóricas y están diseñados para que
afianzar estos conceptos y estimular tu capacidad de investigación y autoaprendizaje.
Se te indica leer detenidamente las preguntas y resolver según lo solicitado, puedes usar
cualquier medio disponible de información para el proceso
c) Observe el gráfico inferior, nomine y explique todos los aspectos que se reseñan. Podemos observar un esquema del ciclo celular, que compone diferentes etapas que ocurren en una célula la cual su finalidad es dividirse y duplicarse. Las etapas son
- G1: La célula crece y realiza sus funciones normales.
- (R): Es un punto de control durante la fase G1 del ciclo celular en el que la célula decide si procederá a la replicación del ADN y, por lo tanto, entrar en la fase S.
- S (Síntesis): Se duplica el material genético (replicación del ADN).
- G2: La célula continúa su crecimiento y se prepara para la división celular.
- M: Proceso de división celular en el que una célula madre da lugar a dos células hijas genéticamente idénticas, asegurando la distribución correcta del material genético. d) En una célula eucariota, ¿la cantidad de ADN es igual a lo largo del ciclo celular, sustente su respuesta? No, la cantidad de ADN en una célula eucariota varía a lo largo del ciclo celular, siendo el momento de mayor cantidad al final de la fase S y manteniéndose constante hasta que se completa la mitosis y citocinesis
f) Construya un gráfico para representar la cantidad de ADN nuclear durante un ciclo celular, teniendo que cuenta que el tiempo de la interfase es 18 h (horas), el ADN se ha sintetizado durante 6 h y la fase de división, que comienza 5 h después, dura 2 horas. g) El ciclo celular en todas las células eucariotas, ¿dura el mismo tiempo?, ¿qué factores influyen en la duración del ciclo celular? Explique sus respuestas. No, el ciclo celular no tiene la misma duración en todas las células eucariotas ni en todos los tejidos. La duración del ciclo celular puede variar considerablemente dependiendo del tipo de célula, del organismo en cuestión y del tejido en el que se encuentre la célula. Factores que influyen en la duración del ciclo celular:
- Tipo de célula: Células especializadas en tejidos como el músculo o el sistema nervioso pueden tener ciclos celulares más largos.
- Estado de salud de la célula: Las células pueden entrar en un estado de quiescencia (G0) donde no están activamente dividiéndose. El tiempo que una célula pasa en G0 puede influir en la duración total del ciclo celular.
- Estímulos externos: Señales externas, como factores de crecimiento o condiciones ambientales, pueden influir en la progresión del ciclo celular.
- Condiciones del entorno: Factores ambientales como la disponibilidad de nutrientes y la presencia de factores de estrés pueden afectar la velocidad del ciclo celular.
- Condiciones de desarrollo: Durante el desarrollo embrionario, las células pueden experimentar ciclos celulares más cortos o más largos según las necesidades específicas del desarrollo del organismo. h) ¿La fase Go es una fase del ciclo celular? Sustente su respuesta. La fase G0 (G-cero) no se considera formalmente como una fase del ciclo celular clásico. A diferencia de la Interfase y M (mitosis), la fase G0 representa un estado en el cual las células han salido del ciclo celular activo y han entrado en un estado quiescente o no proliferativo.
G
G
M
S
HORAS
ADN
INTERFASE
i) En relación con el cromosoma y el ciclo celular, exponga una interpretación del gráfico inferior. Se observan los cambios que experimenta el cromosoma de acuerdo va avanzando por las fases del ciclo celular La mitosis, una fase crucial, implica la condensación y división de los cromosomas para dar lugar a dos células hijas.
- Este proceso empieza en profase, donde los cromosomas se compactan y la envoltura nuclear se desintegra, dando paso a la formación del uso mitótico.
- En la metafase, los cromosomas se alinean a lo largo de la placa metafásica, ubicada en el ecuador celular.
- Luego, en anafase, las cromátidas hermanas se separan, migrando hacia los extremos opuestos de la célula.
- La telofase marca la descondensación de los cromosomas y la formación de envolturas nucleares alrededor de los nuevos núcleos. j) Interprete esta otra versión del estado del cromosoma durante el ciclo
aspectos son supervisados en las fases G1, G2 y M?
- G1, supervisa integridad del ADN y factores de crecimiento.
- G2, verifica que todo el ADN se ha replicado correctamente.
- M, evalúa si la mitosis puede proceder adecuadamente. p) El control de ciclo celular ¿es de carácter extracelular? No es exclusivamente extracelular, involucra señales tanto intracelulares como extracelulares, factores de crecimiento externos pueden activar proteínas que impulsan el ciclo. q) ¿De qué depende la actividad de las Cdk? Dependiendo de su asociación con ciclinas, las Cdk pueden ser activadas o inactivadas, la disponibilidad de ciclinas y la fosforilación son cruciales para su actividad. r) ¿Qué relación tiene la proteína p27 con el ciclo celular? Controla negativamente el ciclo celular al inhibir complejos Cdk-ciclina. s) ¿Cuál es la importancia de la p53 en el ciclo celular? La p53 es una proteína supresora de tumores, regula positivamente la transcripción de genes que detienen el ciclo celular o inducen la apoptosis en respuesta al daño del ADN. t) ¿Cuál es el rol de la proteína Rb en el ciclo celular? Rb actúa como un "freno" en el ciclo celular, se une a la E2F, inhibiendo la transcripción de genes requeridos para la entrada en S. u) ¿El ciclo celular puede detenerse temporariamente en alguna etapa? Explique detalladamente su respuesta. Sí, puede detenerse en los puntos de control G1, G2 y M. Factores como daño del ADN o condiciones desfavorables activan respuestas celulares que bloquean temporalmente la progresión del ciclo. v) ¿Existe algún mecanismo celular que evite la proliferación de células cancerosas? Si su respuesta es afirmativa, descríbalo brevemente. La apoptosis (muerte celular programada) es un mecanismo para eliminar células defectuosas o potencialmente cancerosas. w) Desarrolle un cuadro comparativo de doble entrada entre apoptosis y necrosis. Característica Apoptosis Necrosis Tipo de muerte celular Programada No programada Morfología celular Fragmentación celular, cuerpos apoptóticos Inflamación, ruptura celular Respuesta inmunológica Generalmente no induce inflamación Puede inducir inflamación Impacto en tejidos Normalmente no causa daño significativo Puede causar inflamación y daño extenso x) ¿Qué tipo de muerte celular tienen un grupo de células que han recibido una injuria tisular? Explique detalladamente. Puede resultar en apoptosis o necrosis dependiendo de la gravedad y tipo de lesión. Lesiones leves pueden inducir reparación, mientras que lesiones graves pueden llevar a necrosis. y) Mencione que le ocurriría al desarrollo de un embrión si se bloquea la producción de ciclina A. Explique su respuesta.
El bloqueo resultaría en la incapacidad de replicar el ADN y detendría el desarrollo del embrión. La ciclina A es esencial para la entrada en la fase S. z) ¿A qué se les llama cromosomas pegajosos en los seres humanos y cómo se producen? Se refiere a los cromosomas con extremos teloméricos pegajosos, ocurre debido a la fusión de extremos de cromosomas envejecidos y desprovistos de telómeros durante la senescencia replicativa. II. Marque Verdadero (V) o Falso (F) según corresponda: a) Que una célula continúe el ciclo celular o ingrese a la apoptosis se decide en un punto de control al final de la fase G1 del ciclo celular.
(V) (F)
b) La apoptosis ocurre en beneficio del organismo y así contribuye al desarrollo y bienestar del organismo
(V) (F)
c) Una característica que diferencia a la necrosis de la apoptosis es que se da como una respuesta inflamatoria
(V) (F)
d) Los miembros de la familia Bcl-2 pueden subdividirse en tres grupos: 1) miembros que fomentan la apoptosis, 2) miembros antiapoptóticos y 3) proteínas sólo BH
(V) (F)
e) El óxido nítrico, la hipoxia y la radiación UV, puede generar la inactivación de la p
(V) (F)
f) Se piensa que la condesina permanece en los centrómeros debido a la presencia ahí de una fosfatasa que elimina cualquier grupo fosfato agregado a la proteína por las cinasas.
(V) (F)
III. Relacione según corresponda: a) Única Cdk necesaria para impulsar a la célula de mamífero por todas las etapas de la mitosis (a) Cdk b) Proteína que invierte la posición de las fosfatidilserinas en la membrana plasmática durante el proceso apoptótico. (b) Apaf- 1 c) Durante la apoptosis la proteína Bad inactiva a la proteína que abre los canales PTPC: (c) Bcl- 2 d) La CdK que permite el paso de la fase G1 a la fase S (d) Cdk e) Proteína que mantiene unida dos cromátides hermanas durante la interfase (e) Cohesinas
