Ciclo celular, regulación proliferación y puntos de control Flashcards
Ciclo proliferativo
–>Ocurre en respuesta al medio que se encuentra regulado
–>Consta de distintas etapas que culminan en división celular
–>2 Etapas principales (interfase y fase M)
–>2 Puntos de salida y entrada (G1 y G2)
–>Celulas salen del ciclo cuando hay carencia de nutrientes y factores de crecimiento en el medio
–>Al salir del ciclo proliferativo, quedan en reposo proliferativo (G0 o quiescencia), donde detienen su proliferación, pero mantienen su metabolismo y diversas funciones
–>Recepción de estimulos como factores de crecimiento del medio que estimulan a receptores con actividad tirosina-quinasa vuelve la celula al ciclo proliferativo
Etapas del ciclo proliferativo
–>Etapas que se pueden ver con microscopio optico (interfase y fase M)
–>En todas las etapas de interfase hay crecimiento celular, en S ocurre la replicación del DNA y de centriolos
Fase M se puede dividir en 4 etapas
1.-Profase –> El DNA ya se encuentra duplicado y se puede observar un limite (aun existe una envoltura nuclear), ya se observan los cromosomas compactandose
2.-Metafase –> Cromosomas alineados en el plano ecuatorial de la celula, ya no hay envoltura nuclear
3.-Anafase –> Cromosomas migran hacia los polos
4.-Telofase –> Los cromosomas llegaron al polo y comienzan a construirse nuevamente la envoltura nuclear
Mitosis –> Cambios observados en el núcleo
–>Otras modificaciones como golgi se fragmenta, vesiculas migran a los polos y se vuelven a fusionar
Citoquinesis –> Comienza antes de la telofase, en celulas animales se forma un anillo que comienza a estrangular y separa el citoplasma en dos celulas hijas
Reconocimiento de fase S
–>Incorporación de un nucleótido análogo de la Timina, llamado bromodeoxiuridina
Control del ciclo proliferativo, reguladores positivos
–>Reguladores positivos son complejos compuestos por proteinas ciclina y CDK (kinasa dependiente de ciclina) que determinan procesos propios de cada fase o activan procesos en una etapa del ciclo, para que se continue con las siguiente fase
G1 –> Cyc-D + CDK4 o 6
G1/S –> Cyc-E + CDK2
S –> Cyc-A + CDK2
M –> Cyc-B + CDK1 / MPF
Activación de kinasa
–>Requiere la unión de ciclina y una fosforilación de un sitio activante
–>La CDK no unida a ciclina posee un bolsillo para la unión de ATP y sustrato a fosforilar que esta bloqueado por un loop de CDK
–>Al unirse la ciclina a CDK se abre el loop y mediante una fosforilación por parte de proteina CAK, el ingreso de los sutratos a fosforilar esta completamente abierto y asi el complejo ciclina/CDK esta activo
Control del ciclo proliferativo, negativos
–>Detienen la progresión del ciclo proliferativo
–>Proteina del retinoblastoma RB
Mecanismo molecular de respuesta a señales proliferativas
–>Celula en G0 recibe factores de crecimiento los cuales pueden estimular la entrada de estas al ciclo proliferativo al unirse a RTK los cuales activan la cascada de las MAP kinasas
–>Si RAS (protooncogen) esta mutado, manteniendose permanentemente activo, producira una respuesta proliferativa constante
–>ERK es la ultima quinasa de la cascada, la cual ingresa al núcleo y fosforilara un factor de transcripción, activandolo
–>Este factor actuara sobre MYC, que se traducira como proteina cuya función en ser un factor de transcripción; MYC entrara al núcleo luego de la traducción y activara la transcripción de Ciclina D que se unira a su CDK4, formando el complejo ciclina-kinasa
–>Este complejo al estar activo, las celulas se encuentran en G1, inhibiendo a Rb (freno proliferativo que cuando esta activo impide el ingreso a fase S)
Rb: Freno de la fase S
–>Cuando Rb se encuentra activo, esta unido a un factor de transcripción denominado E2F
–>Esta unión mantiene inhibido al factor de transcripción
–>Kinasa de G1 temprano fosforila a Rb, liberandose del factor de transcripción, activando la transcripción de ciclinas CycE y CycA
Fase S; Orígenes de replicación
–>Genes ciclina E y A se traducen a proteinas que se unen y activan a sus respectivas CDK
–>Formados los complejos de G1/S y S, la fosforilación de diersas proteínas por parte de estas CDK explican la activación de la replicación, la duplicación de los centrosomas, etc.
–>Durante G1 (Antes que se replique el DNA), se organiza un grupo de proteinas en la zona de origen de replicación, formandose un complejo pre-replicativo (ORC, Helicasa, Cdc6 y Cdt1) que sera necesario para la replicación de DNA a la fase siguiente
ORC –> esta ensamblado, pero inhibido por las proteinas Cdc6 y Cdt1 que tienen como función de recibir a la helicasa MCM
–>En la fase S, cuando se activa Cyc-A + CDK2, la kinasa fosforila las proteinas Cdc6 y ORC
Cdc6 –> Inhibidor de la actividad de los origenes de replicación (lo que impide que se replique DNA), al ser fosforilado es reconocido por la maquinaria de biquitinación y luego reconocido por proteosoma, lo que lleva su proteolisis (desapareciendo el freno para la activación de los origenes de replicación, con lo cual comienza a replicarse el DNA
ORC fosforilado –> Se mantiene hasta G2, su fosforilación impide que se vuelva a generar un complejo pre-replicativo, evitando una re-replicación durante un ciclo. Al terminar el ciclo, se desfosforila y es posible reiniciar el proceso
–>Factor de transcripción fosforilado por kinasa de fase S aumenta la transcripción de ciclina que lleva a la celula a fase M
Fase M
–>Ocurre gracias a la activación de CDK de fase M mediante la formación del complejo Cyc-B/CDK1 o factor promotor de mitosis MPF
Profase –> Inicio de la compactación de la cromatina y el desarme de la envoltura nuclear
Metafase –> Cromosomas se encuentran formados en el eje ecuatorial
Anafase –> No inicia hasta que todos los cromosomas se encuentren alineados
Telofase –> Inicio de reconstrucción de la envoltura nuclear
Blancos de kinasa fase M
–>Fosforilaciones mediadas por MPF que fosforila proteinas kinasas activandolas para que fosforilen a otros blancos, entre ellos;
1.-Condensinas y topoisomerasa 2 –> Su fosforilación se relaciona con la compactación del DNA
2.-Proteinas lamina –> Estructurando el esqueleto nuclear, formando un polimero. Al fosforilarse, se despolimerizan y la carioteca se desensambla
3.-Proteinas asociadas a microtubulos; induciran la formación del huso mitótico
4.-G130 –> Proteina de golgi fosforilada que induce a una vesicularización del organelo
5.-Miosina 2 –> Al fosforilarse, se activa y coopera con la citoquinesis
6.-Factores de transcripción y traducción –> Se inhiben y producen una caida drastica de la transcripción y un cambio en la traducción
7.-APC –> Complejo promotor de anafase
Microtúbulos en fase M
–>Existen 3 tipos de microtubulos
1.-Cinetocóricos –> Aseguran y alinean los cromosomas para poder progresar en la anafase
2.-Interpolares
3.-Astrales –> Interactuan con la membrana plasmatica
–>Cromatidas hermanas estan unidas por complejo proteico cohesina
–>Se separan mediante la tracción a partir de los microtúbulos cinetocoricos y por el alejamiento de los polos, debido a que la celula se alarga
–>Dos movimientos anafasicos
1.-Separación de cromatidas hermanas –>Producido por el acortamiento de los microtubulos cinetocoricos, asociado al movimiento de proteinas motoras que existen en el cinetocoro
2.-Separación de los polos –> Debido a proteinas motoras que participan en la polimerización de microtubulos polares y el acortamiento de los microtubulos astrales
Progresión de la Fase M
–>Lo que gatilla la anafase es el proceso de ruptura de cohesinas que se produce debido a la fosforilación de APC por parte de MPF
–>APC complejo con actividad ubiquitina ligasa. Al fosforilarse, se activa y envia a degradación a la proteina securrina que se encontraba manteniendo inactiva a la separasa que degrada a las cohesinas que mantiene juntas a la cromatida hermana
–>Microtubulos comienzan a traccionarse en la metafase y a despolimerizarse antes de que inicie la anafase, esperando la llegada de la separasa activa, libre de securina que permitira la separación las cromatidas hermanas
–>Descompactación de la cromatina y el re-ensamblaje de la envoluta nuclear, ocurren por la inactivación de MPF; todo lo previamente fosforilado por MPF va a ser defosforilado por las fosfatas, revirtiendo los cambios iniciales de mitosis
–>Inactivación de MPF se vera mediada por APC la que ubiquitina a la ciclina que activa a la quinasa de MPF
–>El clivaje que lleva a la citoquinesis depende de actina y miosina
–>Actina cortical se encuentra concentrada en pliegue de clivaje y la miosina estara asociada ahi, en el sitio en que se produce el estrangulamiento de la membrana
–>Complejo CDK; ciclinas se eliminan por ubiquitinación para avanzar en el ciclo
–>Regulación de la expresión genica de las ciclinas es por proteolisis (se regula vida media) y mediante control transcripcional (por quinasas de fases anteriores)
Puntos de control
–>Corresponden a momentos en que una maquinaria molecular es capaz de detectar fallas en los procesos, censando variables relacionadas
–>Activación de moleculas clave de esta maquinaria de los puntos de control provoca la activación de cascadas de interacciones entre proteinas que llevan a la detención del ciclo
–>Se repara el daño o se induce apoptosis
–>Puntos de control en G1, G2 y M
Daños en DNA
–>Si se detectan daños se activa la proteina p53, supresora de tumores
–>p53 es un factor de transcripción que activa la transcripción de p21, inhibe el complejo CDK de G1 o G2, bloqueando la progresión del ciclo hacia S o hacia M
–>p53 tambien se activa y aumenta ante diferentes estimulos, como hiperproliferativos, casos de hipoxia o acortamientos de telomeros
