TEMA 18. CONTROL CICLE CEL·LULAR. (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Biología Celular
Año del apunte 2014
Páginas 4
Fecha de subida 02/11/2014
Descargas 86
Subido por

Descripción

Apuntes realizados con el docente Lleonard Barrios.

Vista previa del texto

BIOLOGIA CEL·LULAR Tania Mesa González 1º CURS BIOLOGIA UAB TEMA18: Control del cicle cel·lular.
Totes les cèl·lules es “reprodueixen” per divisió donant lloc a dues cèl·lules filles. Aquestes cèl·lules, també poden créixer i dividir-se donant lloc a una població cel·lular. Com més evolucionat és l’ésser, més complex és el procés de reproducció cel·lular i més controlat està.
La divisió de totes les cèl·lules està regulada i coordinada amb el creixement cel·lular i la replicació del DNA per assegurar la formació correcta de les cèl·lules i la segregació correcta del seu genoma. En eucariotes, el cicle cel·lular està regulat per factors de creixement que controlen la proliferació cel·lular coordinant, així, la divisió individual de les cèl·lules amb les necessitats de l’organisme.
El cicle cel·lular es pot dividir en dos fases: la fase M o mitosi, i la interfase, que integra les fases G1, S i G2 durant les quals la cèl·lula creix (G1) i es replica el DNA (S) i es sintetitzen proteïnes necessàries per fer la mitosi (G2). El cicle cel·lular normal consta d’aquestes parts, mentre que el cicle cel·lular d’un embrió primari consta només de les fases S i M, això passa perquè en aquest moment interessa adquirir un gran nombre de cèl·lules, les quals ja creixeran posteriorment.
En un cicle cel·lular complet, trobem tres punts de control.
 El primer es troba a final de la fase G1, en aquest punt es controla que l’ambient sigui favorable, que la cèl·lula sigui prou gran i que el DNA no estigui lesionat abans de replicar-lo a la fase S.
 El segon es troba abans d’entrar a la mitosi (fase M), es segueix controlant que hi hagi un ambient favorable i es repassa el DNA després de la replicació, si tot està bé i es pot avançar, es produeix l’assemblatge del fus mitòtic i comença la fase M.
 El tercer punt de control es troba a la fase M ja avançada, a l’anafase.
Es detecta que tots els cromosomes estiguin correctament alineats sobre la placa metafàsica ja que d’aquí en prové la correcta segregació del material genètic. Si estan tots alienats, es comença la citocinesi i es completa la divisió cel·lular.
Molècules del sistema de control del cicle cel·lular  Per a que el cicle cel·lular avanci, es necessita la presència del factor promotor de la maduració (MPF). L’MPF està compost per dues subunitats, la Cdc2 i la CiclinaB. La CiclinaB és una subunitat reguladora necessària per activar la capacitat catalítica de la Cdc2. Per BIOLOGIA CEL·LULAR Tania Mesa González 1º CURS BIOLOGIA UAB tant, l’activitat de l’MPF està controlada per l’acumulació i degradació periòdica de CiclinaB durant el transcurs del cicle.
No només existeix el complex Cdc2-CiclinaB, que és l’encarregada del pas de G2 a M, sinó que també es coneixen els complexos MPF Cdk4-CiclinaD i Cdk6-CiclinaD, que controlen el pas a través del punt de restricció de G1; el complex Cdk2CiclinaE, que intervé avançada G1 i és necessari pel pas a S; i el complex Cdk2-CiclinaA, que és necessari per la progressió a través de la fase S.
Control de la transició G1/S. Punt de restricció  Quan la cèl·lula és prou gran, i les condicions del medi són favorables, els receptors de la superfície cel·lular reben mitogen. El receptors del mitogen activa la Ras, la qual activa la MAP quinasa, que entra al nucli per activar els gens de la proteïna reguladora. Aquests gens s’expressen immediatament i es sintetitza la proteïna reguladora Myc. La proteïna reguladora Myc activa per fosforilació el complex Cdk4-CiclinaD o Cdk6-CiclinaD. Aquest complex activat fosforila la proteïna Rb inactivant-la, de manera que queda alliberada la proteïna E2F. Aquesta proteïna s’activa per feedback (autoactivació). Un cop activada, l’E2F activa la transcripció dels gens de proteïnes per la fase S. Amb aquesta transcripció es sintetitzen Cdk2-CiclinaE i Cdk2-CiclinaA. Aquestes ciclines són les encarregades de promoure la síntesi i replicació del DNA a la fase S i, per tant, el progrés d’aquesta fase.
La Cdk2-CiclinaA és l’encarregada de fosforilar el precomplex de replicació, activant així l’origen de replicació i permetent la replicació del DNA.
La transició de G1 cap a S es pot veure bloquejada per un punt de restricció que detecta danys en el DNA o quan hi ha una estimulació excessiva.
 Si hi ha danys al DNA, s’activen les quinases ATM o ATR que activen les quinases Chk1 o Chk2, les quals fosforilen la p53 permetent a aquesta alliberar-se. Aquesta activa la transcripció del gen de la p21, que és una proteïna inhibidora del complex Cdk2- CiclinaE, de manera que no s’avança a la fase S i entra en fase G 0, un període de diferenciació.
 En cas d’una estimulació excessiva, la p53 també es fosforilada i alliberada de la degradació. L’estimulació excessiva pot significar càncer, en aquest cas la p53 pot aturar el cicle cel·lular o enviar la cèl·lula a apoptosi.
BIOLOGIA CEL·LULAR Tania Mesa González 1º CURS BIOLOGIA UAB  Les proteïnes anomenades p, són inhibidores del cicle cel·lular.
Control de l’entrada a mitosi. Transició G2/M  L’MPF que permet aquest avanç es regula amb la CiclinaB i també amb la Cdc2: la Cdc2 forma complexos amb la CiclinaB durant les fases S i G2. Aleshores la Cdc2 és fosforilada en una treonina, essent activada, i en una tirosina per inhibir aquesta activitat.
La desfosforilació d’aquesta activa l’MPF pel pas de G 2 a M.
L’activitat de l’MPF acaba al final de la mitosi per la degradació proteolítica de la CiclinaB.
 El complex Cdc2-CiclinaB té diverses funcions: 1. Promou la condensació de la cromatina per fosforilació de les condensines.
2. Provoca el trencament de l’embolcall nuclear per fosforilació de les lamines.
3. Provoca la fragmentació del Golgi i el reticle endoplasmàtic per la fosforilació de GM130.
4. Promou la formació del fus mitòtic provocant inestabilitat en els microtúbuls del citosquelet.
Control de la sortida de la mitosi. Transició metafase-anafse  Aquest punt de control regula l’alineació dels cromosomes a la placa metafàsica. Un cop estan alineats, la cèl·lula inicia l’anafase i es completa la mitosi. El pas de metafase a anafase es deu a la proteòlisi de les proteïnes reguladores mediada per ubiquitines, la qual es dispara per una ubiquitina lligasa denominada complex promotor de l’anafase (APC).
És l’MPF el que indueix l’activació de l’APC.
Un cop està activat l’APC, es produeixen dos processos: 1. Es degrada la securina, que manté inactiva la separasa, per tant la separasa queda lliure i degrada les cohesines Scc1. La degradació d’aquestes cohesines provoca la separació de les cromàtides germanes, les quals es poden estirar una cap a cada pol del fus. Per tant, es posa en marxa l’anafase.
2. Es degrada la CiclinaB. Aquesta degradació significa una inactivació de l’MPF. Quan l’MPF està inactiu significa que la mitosi s’acaba, i per tant comença la citocinesi. Alhora s’activen les fosfatases, que provoquen la BIOLOGIA CEL·LULAR 1º CURS BIOLOGIA Tania Mesa González UAB despolarització del fus mitòtic, la descondensació dels cromosomes, la reformació de l’embolcall nuclear.
...