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CITOLOGÍA
El ciclo celular
Regulación
Javier Medina Domínguez
Se autoriza la utilización de este material con citación expresa del autor del mismo
REGULACIÓN DEL CICLO
CLEULAR
Regulación del ciclo celular
Para el correcto funcionamiento de la célula
resulta vital que las diferentes fases del ciclo
se sucedan en el orden correcto, pues de lo
contrario se producirían errores en la
distribución cromosómica o en las propias
características del material genético, de
consecuencias fatales.
Factores de regulación

Factores de crecimiento

Son proteínas que se encuentran en la sangre o
Ciclinas
enSon
el proteínas
medio extracelular
y que activan la síntesis
reguladoras cuyo nivel varía de modo
 APC
(complejo
promotor
deciclo
la celular.
anafase)
de
las
ciclinas
que
inician
el
celular, o
cíclico
con las distintas
fases del
ciclo
G1proteínas
a S y permitiendo
la superación
ciclosoma
– pasando
Junto conde
otras
forman los factores
promotores,
del
“Punto
R o de
no
complejos
proteicos
queretorno”.
regulan
el paso
de una
Es
un
complejo
enzimático
que
activa
la fase a
–

Complejo
MCMde concentración de una ciclina
otra: el aumento
finalización
de
laamitosis,
a lafase;
vezposteriormente,
que impide que
determina
el
paso
la
siguiente
Constituido
por 6 proteínas
quedivisión.
se unen durante
vuelva
a
producirse
una
nueva
 Géminis
estas ciclinas son degradadas y la concentración vuelve al
lanivel
fase
S al ADN permitiendo su replicación.
normal.
Una proteína que evita que el ADN se replique
–
Existen unas diez ciclinas en el ser humano
múltiples veces tras haber pasado por la fase S.
El ciclo,
paso a paso
5.
7.
8.
9.
10.
11.
1.
2.
3.
4.
6.
Si
La
Finalmente,
Paralelamente
Por
Las
A
Luego,
Al
continuación
la
final
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último,
células
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S ha
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completa
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retorno
no
se ha yproducido
la entrada
ninguna
en la fase
alteración
S.
genética.
Alteraciones del ciclo celular.
Alteraciones durante la Interfase
ENDORREDUPLICACIÓN Tras la fase S, el núcleo celular no entra en
división sino que vuelve a pasar por una nueva fase S. El resultado
final puede ser:
–
Politenia.
–
Los cromosomas aparecen formados por 4,8,...n cromátidas, que
permanecen unidas y alineadas entre sí. ( cromosomas politénicos o
cromosomas gigantes) (En las glándulas salivares de ciertos insectos
llegan a 8.000 cromátidas)
•Son cromosomas interfásicos, visibles por el
Endopoliploidía.
grosor que
alcanzan. por parejas,
Si tras la endorreduplicación gran
se separan
las cromátidas
• Aparecen
ende
células
metabólicamente
muy
pueden duplicar, cuadriplicar,...
el número
cromosomas,
teniendo las
células hijas un número poliploide
de como
juegoslas
cromosómicos.
activas,
glándulas embrionarias de las
Esto proceso es muy comúnlarvas
en vegetales,
siendo
uno (tubos
de los de
mecanismos
de ciertos
insectos
Malpighio,
principales de evolución entre
las
plantas.
glándulas salivares de dípteros, etc).
En animales aparece restringida
ciertas politénicas
especies partenogenéticas
• Lasacélulas
no se dividen porde
insectos, crustáceos, anfibios o reptiles; en mamíferos, sólo se da en
mitosis
y acabanomuriendo.
algunos tejidos, como las células
hepáticas
los megacariocitos, las
•La
transcripción
de estos cromosomas
células que por fragmentación originarán las plaquetas,
que tras pasar por
7 rondas de endorreduplicación
acaban
teniendo
un
núcleo
128n
politénicos es muy espectacular,con
visualizándose
cromosomas.
como “puff” o anillos de Balbiani,
Alteraciones del ciclo celular.
Alteraciones durante la Interfase
HAPLOCROMOSOMAS
Es el fenómeno inverso a la endorreduplicación:
una célula experimenta nuevas mitosis sin pasar
por la fase S.
Aparecen así cromosomas metafásicos con una
sóla cromátida no pudiendo progresar la mitosis
más allá de la metafase.
Alteraciones del ciclo celular.
Alteraciones de la cariocinesis

C-mitosis
Se provoca con ciertas drogas que impiden la formación
del huso mitótico. Los cromosomas no pueden migrar a
los polos ni existe citocinesis, deteniéndose el ciclo celular
en metafase. El tratamiento con colchicina se utiliza para
la elaboración de cariotipos y el taxol como antimitótico
en las terapias antitumorales.

No disyunción del centrómero
El centrómero se comporta como una unidad como en la
primera división meiótica y todo el cromosoma migra a un
polo. La consecuencia es un reparto al azar de los
cromosomas y la aparición de mosaicos genéticos.
Alteraciones del ciclo
celular.
Alteraciones de la
cariocinesis
Alteraciones del ciclo celular.
Alteraciones durante la citocinesis

Cariocinesis sin citocinesis.
Algunas sustancias, como la cafeína, inhiben las divisiones
citoplásmicas en la telofase. El resultado es una célula binucleada
que luego puede volver a entrar en mitosis (bimitosis) y originar
células polinucleadas. De modo natural se presenta en los
estados embrionarios de la mayor parte de los insectos. Se
genera así un huevo con miles de núcleos que, posteriormente,
migrarán a la periferia donde se individualizarán en células
unicleadas.

Citocinesis en células anucleadas
Esas células pueden obtenerse mediante tratamiento con ciertas
drogas, como la citocalasina B. Representa un caso extremo que
demuestra que en el citoplasma existen sustancias reguladoras
con capacidad de controlar la citocinesis independientemente de la
cariocinesis, imposible en este caso al no existir núcleo.
Alteraciones del ciclo celular.
Alteraciones durante la meiosis
La mayoría se deben a defectos en el
sobrecruzamiento y provocan mutaciones
cromosómicas estructurales, es decir,
reordenamientos, pérdidas o ganancias de
genes.
Alteraciones del ciclo celular.
Alteraciones durante la meiosis
Meiosis aquiasmáticas
Sin sobrecruzamiento, como las que
presentan algunas especies de insectos
(los machos de Drosophila o las hembras
del gusano de la seda Bombys mori)
Alteraciones del ciclo celular.
Alteraciones durante la meiosis
Sobrecruzamiento desigual
Se debe a un mal alineamiento de los
cromosomas homólogos durante la meiosis,
que hace que uno de los gametos lleve
menos copias de un gen de lo normal y
otros,
más
copias,
produciéndose
deleciones
y
duplicaciones
génicas,
respectivamente, de gran importancia en la
evolución.
Alteraciones del ciclo celular.
Alteraciones durante la meiosis
No disyunción del centrómero

El centrómero se divide anormalmente en la
anafase de la primera o de la segunda división
meiótica.

El resultado genético, tras la fecundación de un
gameto normal con uno alterado, es la aneuploidía
(número anómalo de cromosomas de un juego).

Es el caso del 96% de los casos síndrome de
Down (El resto de los caso de mongolismo se
producen por traslocación de parte del cromosoma
21 a otros cromosomas, generalmente el 14).
Alteraciones del ciclo celular.
El cáncer

Un cáncer es un estado celular caracterizado
por la proliferación incontrolada de ciertas
células que acaban produciendo un tumor.
Alteraciones del ciclo celular.
El cáncer


El origen, aunque diverso, tiene como
común denominador la presencia de
alteraciones del ciclo celular que impide que
la célula deje de dividirse.
Así, pues, no es una enfermedad sino un
conjunto de enfermedades que comparten
algunos rasgos en común: la división
incontrolada y su inmortalidad.
Alteraciones del ciclo celular.
El cáncer
Para el desarrollo de un cáncer son necesarias
varias mutaciones sucesivas (5-10) (origen
multigénico) que acaban desregulando de
modo irreversible el ciclo celular y
aumentando la probabilidad de que se
produzcan nuevos daños genéticos.
Alteraciones del ciclo celular.
El cáncer
Según este modelo, para que se produzca un cáncer
son necesarios dos acontecimientos simultáneos:
 la activación de protooncogenes a oncogenes,
genes que estimulan la multiplicación celular
 la supresión de la apoptosis mediante la inhibición
de determinados genes, llamados antioncogenes,
que actúan normalmente induciendo la apoptosis de
las células dañadas genéticamente o bloqueando su
división.
Alteraciones del ciclo celular.
El cáncer
Alteraciones del ciclo celular.
El cáncer
Existen dos fases en un cáncer: tumor
primario, originado en la zona dónde se
encontraba la célula lesionada, y tumores
secundarios, producidos por metástasis:
migración de las células cancerosas a otros
tejidos a través de la sangre y la linfa.
Alteraciones del ciclo celular.
El cáncer
Metástasis
Alteraciones del ciclo celular.
El cáncer
Las principales causas comprobadas de cáncer son:
 el tabaco
 una dieta desequilibrada (exceso de grasas y
calorías,
ingesta
insuficiente
de
vitaminas
antioxidantes aportadas por frutas y vegetales, de
fibra o de calcio)
 infecciones crónicas (como la hepatitis B y C) que
producen inflamación crónica y liberación de
antioxidantes que causan el daño genético y
estimulan la división celular.
La apoptosis
Toda
célula
está
programada
para
autodestruirse cuando ha completado su
vida fisiológica normal o bien cuando ha
experimentado algún daño irreversible de
cierta gravedad que pone en peligro a la
célula o al tejido en que se sitúa. El
mecanismo de autodestrucción de las
células se denomina apoptosis.
La apoptosis
Es, por lo tanto, un mecanismo normal de un
organismo sano que lo protege de la
degradación progresiva del material genético
que tendría lugar por la acumulación de
mutaciones a lo largo de la vida del
individuo.
La apoptosis
La apoptosis
La apoptosis forma parte también de numerosos procesos
naturales:
 La eliminación de la cola o las branquias del renacuajo en la
metamorfosis de los anfibios y la pérdida de las membranas
interdigitales en los embriones humanos, definiendo así los
dedos.
 La eliminación de los linfocitos sobrantes tras la defensa frente
a una infección.
 La formación de las células transparentes del cristalino
 La eliminación de parte del endometrio durante la
menstruación.
 La remodelación de huesos y cartílago.
 El establecimiento de las redes neuronales en el cerebro que
implica la destrucción de las comunicaciones ineficaces o de
las neuronas inconexas.