Trabajo Práctico nº 14 Flashcards
Mecanismos de división celular
Ploidía (mitosis y meiosis)
o Ploidía: nº de juegos de cromosomas de una célula, tejido u organismo. En el hombre:
-Las células somáticas que presentan 2 juegos cromosómicos son diploides y su ploidía se simboliza con 2n.
-Las gametas poseen un solo juego de cromosomas, son haploides y su ploidía se simboliza con la letra n.
-El nº de juegos característico de la especie se denomina euploidía.
-Pueden existir alteraciones en la cantidad de cromosomas de una célula:
oPoliploidía: cuando se presenta un aumento del nº de juegos completos de cromosomas característicos de esa célula, las células u organismos se denominan triploides (3n), tetraploides (4n), pentaploides (5n), etc.
o Aneuploidía: cuando hay un aumento o disminución parcial del nº de cromosomas característico de esa célula, designándose trisomías (un par cromosómico presenta un cromosoma de más) o monosomías (falta uno de los cromosomas de un par).
Carga de ADN mitosis y meiosis
-Es el contenido de ADN del núcleo de una célula. Se mide en picogramos.
-La carga de ADN se expresa en múltiplos de “c”: corresponde al contenido de ADN del núcleo de una gameta (un juego de cromosomas constituidos por una única cromátide).
-Las células somáticas diploides en G1: presentan una carga de ADN (2 juegos de cromosomas no duplicados) que es el doble del de una gameta y se designa con el valor de 2c.
-Una célula a lo largo de su ciclo vital muestra cambios en su carga de ADN.
-Tras la replicación del ADN, la carga de ADN de una célula en G2 tiene un valor de 4c.
Regulación de la mitosis
-Activación de Cdk-M desencadena los primeros eventos de la mitosis (profase, prometafase y metafase).
-El complejo promotor de la anafase APC/C induce la degradación de las cohesinas que mantenían unidas las cromátides hermanas y conduce a la degradación de las ciclinas, permitiendo el comienzo de la anafase.
Primeras fases de la mitosis
o Profase: los cromosomas replicados en la fase S se condensan. El huso mitótico se ensambla entre los 2 cromosomas (que se replicaron en fase S también).
o Prometafase: comienza con la abrupta ruptura de la envoltura nuclear. Los cromosomas se unen a las fibras del huso mediante de sus cinetocoros y comienzan a desplazarse.
o Metafase: los cromosomas se alinean en el ecuador. Los microtúbulos cinetocóricos unen las cromátides hermanas a los polos opuestos del huso.
Centrosoma
-Único centro organizador de microtúbulos en células animales.
-Los microtúbulos se nuclean en los centros organizadores de microtúbulos en su extremo (-) a partir de un anillo de ɤ-tubulina y proteínas accesorias.
-El centrosoma está formado por una matriz fibrosa que rodea a los centríolos.
-Contiene proteínas motoras componentes del SCCC y otras proteínas estructurales.
Ciclo del centrosoma
-En fase S comienza a formarse los nuevos centríolos por acción de Cdk-G1/S y quinasa Plk en un mecanismo semiconservativo.
-Está bloqueada la re-duplicación del centrosoma.
-Los 2 pares de centríolos permanecen juntos en un único complejo centrosomal durante toda la fase G2 hasta el comienzo de M.
-Cdk/M y otras kinasas (Aurora A, B y Plk) fosforilan las proteínas motoras y componentes del centrosoma, favoreciendo su separación y maduración en la transición G2-M.
Ciclo de las cohesinas
-La Cohesina se asocia al ADN en G1.
-En fase S adquiere función cohesiva por acetilación de Smc3.
-En G2, Shugoshina y PP2A (fosfatasa 2A) se asocian a la región centromérica.
-Shugoshina y PP2A la protegen en profase de la fosforilación por las quinasas Aurora B y Polo y su liberación de los brazos por acción de Wap1.
-Aurora B y Polo quinasas: Fosforilan SCC1, desestabilizando las regiones desnudas de Shugoshina y PP2A. El cromosoma entra en fase M unidas ambas cromátides solo en la región centromérica por las cohesinas que fueron protegidas por la Shugoshina y PP2A .
Condensina
-Proteína homóloga a las cohesinas que es responsable de la condensación de las cromosomas.
-Son abrazaderas como las cohesinas.
-Su asociación con los cromosomas es facilitada por Cdk-M y Aurora B.
-Fosforilan la Histona H2A, permitiendo que las condensinas se unan a la cromatina.
-Cdk/M fosforila las condensinas y estimula su actividad enrolladora del ADN, proporcionando el mecanismo de reestructuración de los cromosomas al principio de la fase M.
Cdk-M y el huso mitótico
-Cdk-M desencadena el ensamblaje del huso mitótico al comienzo de la mitosis.
-La inestabilidad de los microtúbulos aumenta durante la mitosis gracias a las fosforilaciones de las proteínas de catástrofe (quinesina 13) o de las estabilizadoras (MAP) por Cdk-M.
-Junto a la RanGTPasa, Aurora B fosforila proteínas motoras del tipo de las quinesinas y dineínas y MAPs para estabilizar a los microtúbulos que interactúan con los cromosomas.
-Si algún cromosoma se soltara en metafase, los microtúbulos originales son desmantelados y rápidamente se nuclean nuevos microtúbulos que los vuelven a unir.
-Los cromosomas son quienes promueven el ensamblaje bipolar del huso a través del aporte de las quinasas Aurora y por la RanGTPasa.
Proteínas del huso mitótico
Quinesina 5: 2 dominios motores que se desplazan hacia los extremos + de dos microtúbulos antiparalelos , haciendo que estos se deslicen en sentido opuestos. Tiende a separar los polos.
Quinesina 14: un sólo dominio motor, camina hacia el extremo -, tiende a juntar los polos.
Quinesinas 4 y 10: se desplazan hacia extremo +, se asocian a cromosomas y los alejan de los polos. 1 Dominio de unión al cromosoma y 1 dominio motor.
Dineínas: ancladas al córtex , se desplazan hacia el extremo y en consecuencia tiran de los polos hacia el córtex.
Desorganización de la envoltura nuclear
-Comienza cuando la Cdk-M fosforila subunidades del complejo del poro y los componentes de las láminas nucleares.
Unión de los cromosomas al huso mitótico Biorientación
-Inicialmente los microtúbulos se relacionan lateralmente con los cromosomas, expulsando las cromátides hacia el exterior.
-Cuando los extremos + de los microtúbulos logran conectarse con la orientación correcta, los cromosomas son capturados y los microtúbulos se estabilizan.
-Luego de la correcta alineación unos 30-40 microtúbulos contactan con cada cinetocoro.
-La Biorientación se consigue por un mecanismo basado en la tensión. Si no hay tensión suficiente, Aurora B puede fosforilar a Ndc80 y tornar inestable la unión al microtúbulo.
-Suficiente tensión para el inicio de la anafase, los discos interno y externo están lo suficientemente lejos para que Aurora B no pueda fosforilar a Ndc80
-Fuerzas que desplazan los cromosomas en el huso:
o Tracción hacia los polos por despolimerización. No requiere hidrólisis de ATP.
o Flujo de microtúbulos.
-En prometafase y metafase.
Cinetocoros
-Son placas proteicas que se asocian a lo cromosomas.
-Las subunidades de unión a microtúbulos del cinetocoro (Ndc80) son muy importantes para la correcta alineación.
-Otras subunidades del cinetocoro (CENP-C) reconocen a la histona centromérica CENP-A.
-La quinasa Aurora B, se une al disco interno del cinetocoro.
Errores en el SCCC
-El SCCC se asegura que la célula no entre en anafase hasta que todos los cromosomas estén unidos al huso.
-Si el control falla por mutación o artificialmente, la anafase se inicia prematuramente.
-Drogas que desestabilizan microtúbulos (colchicina, vinblastina, etc.) inhiben la unión de microtúbulos a los cinetocoros, mantienen la señal negativa y arrestan la mitosis en metafase por horas y días.
-Si al menos un cinetocoro no está unido al huso, APC/C (Cdc20) permanece inactivo hasta superar el punto de control de la transición Metafase/Anafase.
-Ciertas quinasas Fosforilan componentes del cinetocoro que no está unido a microtúbulos y activan a una proteína llamada Mad 2 que se une al APC/C y lo mantiene de forma inactiva.
Últimas fases de la mitosis y citocinesis
o Anafase: las cromátides hermanas se separan en forma sincronizada y son arrastradas hacia el polo del huso al que están unidos. Los microtúbulos cinetocóricos se acortan y los polos se separan.
o Telofase: las 2 dotaciones de cromosomas llegan a los polos del huso y se descondensan. Se reorganiza la envoltura nuclear, marcando el final de la mitosis.
o Citocinesis: el citoplasma se divide por acción de un anillo de actina y miosina que había comenzado a formarse en anafase, estrangulando a la célula y generando 2 células hijas.
Degradación de segurina
-El APC/C induce la degradación de “segurina” y media la ubiquitinación de las ciclinas M (B).
-Cdc20 aumenta sus niveles a medida que avanza la mitosis y es fosforilado por Cdk-M. Por lo tanto Cdk-M pone en marcha el proceso regulador que conduce a su inactivación.
Segregación cromosómica
o Anafase A: acortamiento de los microtúbulos cinetocóricos; desplazamiento de las cromátides hermanas hacia los polos; fuerzas generadas principalmente en los cinetocoros.
o Anafase B:
1-se genera una fuerza de deslizamiento entre los microtúbulos interpolares procedentes de polos opuestos para separar los polos; los microtúbulos interpolares también crecen.
2- una fuerza de arrastre actúa de forma directa sobre los polos, separándolos.
Reorganización de la envoltura nuclear
-La inactivación de Cdk-M y la activación de ciertas fosfatasas hacen posible la desfosforilación de las proteínas que fueron fosforiladas durante la mitosis, desencadenando la reorganización de la envoltura nuclear y la descondensación de los cromosomas.
Citocinesis
-El citoplasma se divide gracias a la acción de un anillo contráctil de actina y miosina que estrangula a la célula y genera 2 células hijas nucleadas.
-Comienza en la anafase y culmina poco después de la telofase.
-4 etapas de la citocinesis: Iniciación-Contracción- Inserción de MB- Finalización.
-Formina: proteína nucleadora de actina que forma haces paralelos en microvillis y el surco de división en la mitosis.
Formación del anillo contráctil
-Inicio de la citocinesis: La activación de una GTPasa (RhoA) de la familia de Ras regula el ensamblaje del anillo contráctil.
-3 modelos que tratan de explicar cómo se determina el sitio donde se generará el anillo contráctil:
1- Microtúbulos astrales transportan señales para la formación del surco.
2- La zona media genera señales para la formación del surco (proteínas activadoras de RhoA.
3-Microtúbulos astrales generan relajación desde los haces de actina-miosina en la zona polar.
Meiosis
-A diferencia de la mitosis en la que una célula diploide se divide en 2 células diploides,
-En la meiosis se producen 4 células haploides a partir de una célula diploide.
-Presenta una única fase de duplicación de ADN seguida de 2 divisiones celulares:
. Luego de la anafase I, la actividad de la Cdk-M NO CAE tanto como lo hace después de la anafase mitótica.
-La caída parcial de Cdk-M promueve el desmontaje del huso de meiosis I, pero es insuficiente para promover la unión de helicasa en el complejo pre-replicativo ya que su unión necesita un estado de actividad Cdk nula, como en G1.
Diferencias entre Mitosis y Meiosis
MITOSIS:
o En células somáticas.
o Una división celular da origen a 2 células hijas.
o El nº de cromosomas y la ploidía se mantienen (diploides).
o Una fase S antes de cada división celular.
o No se da el apareamiento de cromosomas homólogos.
o No se da la recombinación.
o Cinetocoros hermanos “biorientados”
o Pérdida de cohesinas entre los brazos de cromátides hermanas en profase.
o Las cromátides hermanas que estaban unidas por el centrómero, se separan en anafase.
o Proceso conservativo: el genoma de las células hijas es idéntico al parental.
MITOSIS:
o En células de la línea germinal.
o 2 divisiones celulares dan lugar a 4 células hijas.
o El nº de cromosomas y la ploidía se reduce a la mitad. Diploides-Haploides.
o Una fase S antes del proceso que incluye 2 divisiones celulares.
o Sinapsis completa de cromosomas homólogos en profase I.
o Al menos un evento de recombinación entre cromátides NO hermanas de cromosomas homólogos.
o Cinetocoros hermanos “co-orientados” en meiosis I.
o Se mantienen las cohesinas entre los brazos de cromátides hermanas en profase y metafase I.
o Las cromátides hermanas permanecen unidas por el centrómero en anafase I y se separan en anafase II.
o Promueve variaciones entre las células resultantes de la división meiótica.
Profase Meiótica I
-Se divide en 5 etapas:
o Leptoteno: los cromosomas individuales comienzan a condensarse y a aparearse en filamentos largos dentro del núcleo. Están unidos por sus extremos a la envoltura nuclear por la placa de unión.
o Cigoteno: comienza la sinapsis por formación del complejo sinaptonémico. El ensamblaje se inicia en los sitios donde los homólogos están íntimamente asociados (están ocurriendo eventos de recombinación o crossing-over). Los cromosomas apareados reciben el nombre de bivalentes o tétradas.
o Paquiteno: los cromosomas homólogos están perfectamente apareados. Aparecen los nódulos de recombinación. Puede durar varios días.
o Diploteno: comienza la desinapsis. Se disgrega el complejo sinaptonémico y se separan las 2 cromátidas de cada cromosoma, excepto en los quiasmas, que representan los sitios de entrecruzamiento o crossing-over entre cromátidas homólogas.
o Diacinesis: etapa de transición a la metafase. Los cromosomas se condensan y separan totalmente de la envoltura nuclear. Desaparece el nucléolo.
Proteínas de Leptoteno
-Las proteínas Spo11 Mre11 provocan la ruptura en “puntos calientes” y promueven la recombinación.
-La recombinación general:
1-Mantiene unidos los cromosomas homólogos para iniciar la meiosis.
2- Aumentar la variabilidad.
-El complejo de recombinación asegura al menos un entrecruzamiento para garantizar la correcta segregación en anafase I.
-Interferencia de entrecruzamiento: la presencia de un proceso de entrecruzamiento inhibe la formación de otro.
-La mayoría de los puntos son reparados y sólo algunos de ellos terminan en una recombinación verdadera.
