Inicio del ciclo celular. Replicación del ADN Flashcards
¿Qué es el punto de restricción?
Punto de transición que ocurre en la fase G1 tardía que consiste en el compromiso irreversible de continuar con el ciclo celular. En este punto las células no responden a ninguna señal externa hasta que el ciclo concluya
¿Cuál es el papel del E2F y del Rb en la transición G1—>S y en el alcance del punto de restricción?
Las E2F corresponden a una familia de factores de transcripción que se encargan de la expresión de genes requeridos para la entrada de la fase S (que incluyen las ciclinas A y E y a la misma E2F).
La proteína del retinoblastoma Rb al interactuar con las E2F actúa como un represor transcripcional al reclutar enzimas que promueven la deacetilación y la metilación de la cromatina.
En presencia de factores de crecimiento, los niveles de la ciclina D aumentan, y estas al formar los complejos ciclina-CDK4/6, fosforilan en múltiples sitios a la Rb. Esta fosforilación permite interrumpir su asociación con la E2F.
La E2F ahora es capaz de iniciar la transcripción de los genes requeridos para el inicio de la siguiente fase . Los complejos ciclina A/E-CDK2 fosforilan aun más al Rb, lo que marca el evento molecular que caracteriza al punto de restricción.
Esta fosforilación del Rb continúa durante las fases S, G2 y M gracias a la acción de las CDK de dichas etapas. Es a partir de la anafase, en donde los niveles de la actividad de dichas ciclinas-CDKs disminuye, lo que permite la desfosforilación del Rb. El Rb hipofosforilado vuelve a ejercer su función inhibidora de E2F hasta que el ciclo celular vuelva a empezar.
¿Cómo es controlada la proliferación celular en los organismos multicelulares?
Da ejemplos de ambos.
La proliferación viene determinada por los mitógenos (promueven el crecimiento) y los anti-mitógenos (inhiben el crecimiento). Ambos actúan a través de la activación de rutas/cascadas de transducción de señal asociadas a receptores tirosina quinasas que tienen como objetivo final la transcripción de genes de respuesta temprana y de respuesta tardía.-
Mucho de los genes de respuesta temprana corresponden a fatores de transcripción. Así mismo, la respuesta puede ser también la inhibición de la transcripción.
Mitógeno: Factores de crecimiento —> Factor de transcripción Myc—-> CDKs G1
Mitógeno —-> Inhibir p15INK4b (CIK)
Anti-mitógeno: TGF Beta —-> Expresión p15INK4b.
¿Qué define el inicio de la replicación?
La relajación de los orígenes de replicación
¿Qué dos eventos moleculares promueven los complejos ciclina-CDK G1/S necesarios para la entrada en la fase S?
- Inhibición de la maquinaria de degradación de las ciclinas S (que se encuentran activos durante la mitosis y G1)
- Degradación de las proteínas CKIs que inhiben a las CDKs S
¿Cuál es la participación de los complejos ciclina-CDK G1/S, la cdh1 y el complejo APC/C en el inicio de la fase S?
En la anafase tardía y en la fase G1, la proteína cdh1 se une al complejo APC/C, promoviendo así la ubiquitinación de las ciclinas S y M. Es decir, esta unión cdh1-APC/C evita la acumulación de dichas ciclinas en el momento equivocado.
Cuando los niveles de las ciclinas-CDK G1/S aumentan, ellas se encargan de fosforilar a la proteína cdh1, lo que genera que ella se disocie del APC/C . Esto genera que se detenga la degradación de ciclinas S y M. Esto unido al hecho de que hay un aumento en la transcripción de las ciclinas S, permite una acumulación de las mismas durante la G1 tardía.
Esta fosforilación de cdh1 se mantiene durante la fase S y M graciadas a las CDKs de dichas fases, pero gracias a ciertas fosfatasas durante la anafase, la cdh1 hipofosforilada vuelve a asociarse a la APC/C
¿Cuál es la participación de los complejos ciclina-CDK G1/S, la proteína p27 y los complejo KPC y SCF en el inicio de la fase S?
La proteína p27 actúa como un CKI, al inhibir la actividad del complejo ciclina-CDK S (y ciclina-CDK G1/S) durante el final de la mitosis y la fase G1.
Durante la fase G1/S, está proteína es degradada por dos rutas.
1. La primera ruta consiste en que los mitógenos activan a proteínas quinasas dependiente de mitógenos, las cuales fosforilan a la p27, la cual se exporta al citoplasma en donde es ubiquitinilada por la acción del complejo KPC, y finalmente es degradada.
2. En la segunda ruta la p27 también es fosforilada, pero por los complejos ciclina-CDK G1/S , cuya actividad aumenta durante esta fase del ciclo. Esta fosforilación de p27 genera su separación del complejo que inhibía y la marca para ser ubiquitinilada por el complejo SCF, para luego ser degradada.
En ambos casos, el complejo ciclina-CDK se separa de p27, se activan y fosforilan a proteínas involucradas en la replicación del ADN
¿Qué ventaja trae consigo la inhibición por CKI del complejo ciclina-CDK?
En principio la inhibición de la p27 evita la activación prematura del complejo ciclina-CDK S, pero a su vez, que está inhibición desaparezca gracias a la degradación repentina de este inhibidor (complejos KPC y SCF) permite la iniciación repentina de la replicación de orígenes de replicación simultáneos.
Explique cómo las ciclinas-CDK S permiten la activación de la replicación del ADN
El complejo de reconocimiento de origen de replicación ORC, junto con los factores de inicio de replicación cdc6 y cdt1 (en su estado no fosforilado) permiten reclutar a las MCM helicasas durante la fase de mitosis tardía y G1.
Cuando los niveles de las ciclinas-CDKs de la fase S empiezan a aumentar, ellas se encargan, junto con otras quinasas (DDK) en fosforilar tanto a las helicasas como a unos complejos activadores. Es decir, las ciclinas-CDK S al fosforilar tienen un efector activador que no solo permite el reclutamiento de activadores, sino que además permite el reclutamiento de ADN polimerasa para el inicio de la síntesis de ADN.
Explique cómo las ciclinas-CDK S evitan la re-activación de los orígenes de replicación del ADN
Durante la fase G1/S, en donde aumenta la actividad de la ciclina-CDK S, ellas no solo permiten la fosforilación con un efecto activador. Ellas también fosforilan a los factores cdc6 Y cdt1 (factores de inicio de la replicación), que no solo genera su disociación del origen de replicación, sino que también los marca para su degradación vía SCF-Proteosoma.
Así mismo, la fosforilación de los complejos MCM helicasa previenen que se vuelvan a unir al ADN, ya que al separarse del ADN, los mismo son exportados fuera del núcleo, hasta que vuelva a haber una disminución de las ciclinas-CDKs S (final de la mitosis, inicio de la G1)
¿Qué es la cohesina? ¿Por qué es importante en la fase S?
La cohesina es un complejo proteico que permite la unión de las cromátidas hermanas después del proceso de duplicación de cromosomas. Es importante no solo para la fase S, sino para que en la mitosis ocurra la correcta separación de las cromátidas hermanas.
¿Cómo es el proceso de interacción de la cohesina con los cromosomas?
En la fase G1, la cohesina es dinámica. Hay interacción con el ADN (se carga al ADN) cuando las proteínas de unión SCC2 SCC4 están presente, pero también puede estar libre cuando las proteínas disociadoras Pds5 y Wap1 están presentes.
En la fase S, otras proteínas, como la soronina y la CoAT encargada de acetilar a la Smc3, estabilizan la interacción de la cohesina con el ADN, lo que permite que puedan mantener unidas a las cromátidas hermanas que resultan de las horquillas de replicación.
