Tema 17-18 (2012)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Biología Celular
Año del apunte 2012
Páginas 11
Fecha de subida 21/02/2015
Descargas 4
Subido por

Vista previa del texto

Tema 17: Cicle cel·lular i mitosi TEMA 17-18: CICLE CEL·LULAR I MITOSI Una cèl·lula apareix de creixement i posterior divisió d’una cèl·lula ja existent. La cèl·lula mare ha de créixer, replicar el DNA i centríols per distribuir el material genètic a les cèl·lules filles, que han de tenir la mateixa dotació genètica que la mare. A més, s’ha de dividir el citoplasma. Totes aquestes fases es produeixen durant el cicle cel·lular que està format per: -Fase G1 o gap 1: creixement de la cèl·lula que es dividirà.
-Fase S: duplicació DNA i centríols.
-Fase G2 o gap 2: tornar a créixer.
-Fase M: es dona la cariocinesi (divisió material genètic), i citocinesi (divisió citoplasma).
La interfase està formada per les fases G1, S i G2.
No podem distingir les cèl·lules que estan en G1, S o G2, es poden marcar amb fluorescència diferents fases típiques de cada fase. A la mitosi, en funció de la condensació dels cromosomes i la seva situació podem distingir les fases.
Un cicle cel·lular bàsic es diu que té 24 hores, però les cèl·lules embrionàries el tenen de mitja hora, ja que només tenen fases M i S. No tenen o bé tenen molt curtes les fases G, de manera que la cèl·lula mare cada cop és més petita. Hi ha cèl·lules que només es divideixen un cop a l’any, altres que quan ho han fet no es divideixen mai més(neurones) llavors es diu que han entrat en una fase G0 (de repòs), no poden activar la maquinària per tornar-se a dividir, tenen la maquinària desmantellada.
Algunes cèl·lules estan a G0 i només es divideixen quan arriba un estímul. El control del cicle cel·lular és important i crític, perquè s’ha de compensar la mida dels òrgans, si hi ha molta apoptosi i no hi ha creixement, l’òrgan es farà molt petit.
Descompensacions en el cicle de creixement i mort podem provocar càncer(cèl·lules amb defectes en el control del cicle cel·lular).
CONTROL DEL CICLE CEL·LULAR El cicle cel·lular ha de ser molt acurat, hi ha un sistema de control altament conservat a l’evolució que regula com i quan es divideix un cèl·lula (molt similar en totes les eucariotes). Aquest sistema controla que els processos es donin d’una manera correcta (primer replicació DNA i llavors divisió) i en segon lloc és que cadascuna d’aquestes fases s’ha d’haver completat abans que comenci la següent. En aquest sistema no sols es controlen processos de dins la cèl·lula sinó que es consideren processos de l’exterior de la cèl·lula: determinar els nutrients del medi extern, en cèl·lules pluricel·lulars, per exemple, han de rebre un senyal per tal que determini que els nutrients són suficients i es pot dividir.
Hi ha tres punts on es controla el cicle cel·lular: -Punt de control d’inici o punt de restricció (en G1): es valora que les condicions externes siguin favorables pel creixement i que el DNA no estigui lesionat, sinó s’ha de reparar.
1 Tema 17: Cicle cel·lular i mitosi -Punt de control a G2, entrada a mitosi: mesura si el DNA s’ha replicat en tota la seva llargada, si hi ha zones que no, determina si el DNA està lesionat... Qualsevol problema atura el cicle i no continua fins que s’hagi resolt. Sinó es soluciona, es donarà mort cel·lular programada (apoptosi) -Punt de control en M: determina l’entrada en anafase, es basa en que els cromosomes estiguin biorientats a la placa.
Existeix un quart punt que es diu intraS, però no l’explicarem perquè hi ha hagut molta controvèrsia.
-Tot el cicle es controla per fosforilacions i desfosforilacions de proteïnes , modificacions transitòries que l’activen o desactiven (compte! Fosforilat no sempre significa activat).
Els controladors del cicle són uns complexes proteics anomenats Cdk-Ciclines, fosforilen una sèrie de substrats molt grans de la cèl·lula que modifiquen o canvien la seva activitat. Els complexes estan formats de dues parts: -Kinases dependents de ciclina(Cdk): estan presents al llarg de tot el cicle cel·lular.
Aquestes kinases fosforilen (residus de serines i treonines), la seva activitat varia de forma cíclica. Perquè les kinases estiguin actives s’han d’unir a les cilcines.
-Ciclines: la seva concentració varia de forma cíclica al llarg del cicle cel·lular. No tenen activitat enzimàtica però son necessàries per activar el complex Cdk-ciclina.
El complex Cdk-ciclina només està actiu quan hi ha ciclina.
Durant el cicle cel·lular hi ha diferents ciclines i diferents Cdk. Al principi de G1 hi ha ciclines D i cdk 4 ,6... Hi ha diferents complexes que actuen a diferents punts del cicle cel·lular, diferents complexes implica que es fosforilaran diferents proteïnes. Les ciclines D, cdk4 i 6 modifiquen les proteïnes necessàries per passar de G1 a S.
Les ciclines modulen el substrat que fosforila el complex.
Distingim diferents complexes Cdk-ciclina, de la fase G1, S, G2, M....
ACTIVACIO DE COMPLEXES Cdk-ciclina El complex és actiu perquè les Cdk s’uneixen a ciclina, si les Cdk estan soles, no hi ha activació, si hi ha ciclina, s’uneixen i hi ha un canvi conformacional a Cdk que comporta que el seu lloc actiu estigui a la vista . Al principi de la unió, el complex és parcialment actiu, perquè s’activi, el domini activador del complex necessita ser fosforilat perquè s’activi.
Els complexes Cdk-ciclina, funcionen d’una manera diferent: els complexes es formen però estan desactivats i es mantenen a la cèl·lula així. Es fa això perquè en un moment determinat la inactivació s’eliminarà, el que provocarà un explosió en complexes actius que començaran a fosforilar.
Hi ha diferents mecanismes per regular l’activitat del complex: 2 Tema 17: Cicle cel·lular i mitosi 1.Fosforilació-desfosforilació Quan s’entra a la fase M, el complex Cdk-ciclina és preactiu, per esdevenir actiu s’ha de fosforilar en un lloc concret que activi el complex. Al check point de G2, els complexes es fosforilen a dos llocs, per una banda hi ha la CAK (quinasa) que fosforila la Cdk en un domini que activa el complex. Alhora la Wee1 que també és una quinasa, actua a nivell de la Cdk unint-la a un fosfat inactivador. De manera que el complex està inactiu, quan la cèl·lula ha d’entrar en fase M s’activa un fosfatasa (Cdc 25) que elimina el fosfat inhibidor, de manera que el complex esdevé actiu i en molta quantitat.
2.Proteïnes inhibidores (CKI- cdk inhibitor proteins) Una altra manera de regular els complexes és mitjançant unes proteïnes inhibidores.
Aquestes s’uneixen al complex inhibint la seva activitat. Les proteïnes inhibidores poden ser diferents (p15, p16,p18, p21...).
3.Proteòlisi depenent d’ubicuïtina Activació: Es pot regular l’activació d’un complex activant la proteòlisi d’un determinat complex o l’altre. Un complex inhibit, per exemple, és marcar l’inhibidor que està unit al complex fosforilat de manera que se li enganxa una cua de multiubicuitines i s’envia a degradar al proteosoma.
Desactivació: També es poden degradar les ciclines marcant-les amb ubicuïtines: en la transició de metafase anafase, la ubicuïtina lligasa (APC) marca amb ubicuïtines la ciclina del complex que abans estava actiu. Així doncs es degrada la cilcina i el complex esdevé inactiu.
4.Regulació transcripcional En aquest cas no es sintetitza ciclina i per tant el complex no es pot activar.
Existeixen diferents punts de control on s’estableix la manera adequada i seqüencial dels passos del cicle cel·lular. Cadascun dels punts de control està controlat per diferents complexes Cdk-Ciclines que s’activen o desactiven.
INTERFASE (G1) 1.PUNT DE CONTOL EN G1: ENTRADA EN FASE S Considera que les condicions extracel·lulars indiquin a la cèl·lula que es pugui dividir.
Quan la cèl·lula està a G1, en funció dels factors extracel·lulars es pot parar la fase i tornar a fer G1 (DNA lesionat), anar cap a fase S (DNA correcte i factor extern que li permet) o a G0 (si no hi ha cap factor). Si el DNA tingués errors irreparables llavors la cèl·lula entraria en apoptosi.
Un cop passat aquest pas, si comença la divisió nomes pot dividir-se (si tot és correcte) o morir (si hi ha algun problema que no es pot solucionar).
Els factors que indiquen a la cèl·lula que s’ha de dividir són factors de creixement.
3 Tema 17: Cicle cel·lular i mitosi FACTORS DE CREIXEMENT Estan a la matriu i arriben a la superfície cel·lular. A la membrana cel·lular hi ha receptors un dels quals són els receptors de factors de creixement. Quan arriba el factor de creixement, els receptors dimeritzen i s’autofosforilen ( així s’activen) llavors inicien una cascada de senyalització intracel·lular que consisteix en fosforilacions i desfosforilacions de proteïnes. El senyal arriba dins a la MapK, que està al costat del nucli, per tant, el senyal arriba dins el nucli. La MapK dins el nucli, indueix la generació d’unes proteïnes que el que fan es que es sintetitzi la ciclina D. El complex Cdkciclina primordial per iniciar la fase S està format per la ciclina D unida a la Cdk 4 o 6. De manera que a continuació la ciclina s’uneix a aquestes Cdk, que activa els primers complexes Cdk-ciclina de G1.
Abans que arribi el factor de creixement, al nucli hi tenim un DNA, una proteïna formada per la proteïna Rb (retinoblastoma) que conté un factor de transcripció anomenat E2F. Aquest complex es troba al nucli. Quan arriba el factor de creixement el complex Cdk-ciclina fosforila la proteïna Rb. Quan aquesta no està fosforilada, s’uneix al factors de transcripció E2F i n’inhibeix la transcripció de gens. Quan la Rb es fosforila, canvia de conformació i allibera el factor de transcripció (proteïna reguladora de gens), que pot unir-se al promotor del gen i induir la transcripció dels gens que seran els necessaris per progressar en el cicle cel·lular (gens necessaris per entrar en fase S).
“Defectes en la via de la proteïna Rb causen una excessiva proliferació de les cèl·lules, perquè sempre hi ha el factor de transcripció actiu. La major part dels càncers en humans tenen mutació en la proteïna Rb o en p53.” Si tot és correcte, la cèl·lula entra en fase S.
Si el DNA té anomalies, s’ha d’aturar el cicle cel·lular abans d’entrar en fase S i intentar reparar tot allò que s’hagi malmès. Quan es produeixen lesions en el DNA (sigui en una o dues cadenes), s’activen unes proteïnes, com per exemple la proteïna ATM (és una quinasa, fosforila), en presencia de dany, ATM s’activa i fosforila a p53.
P53 és un factor de transcripció de gens que reparen el DNA, en les cèl·lules normals hi és present però la seva quantitat està regulada per Mdm2. En condicions normals (no hi ha DNA lesionar) la Mdm2 s’hi uneix i es una ubicuïtina lligasa que marca p53 i en provoca la seva degradació. Quan hi ha un dany en el DNA, ATM fosforila p53, que canvia de configuració i llavors Mdm2 no s’hi pot unir i per tant no es degrada p53.
P53 pot actuar a diferents nivells: -Afavoreix la transcripció de la proteïna CKI p21, una proteïna inhibidora de complexes Cdk-ciclina, s’uneix als complexes Cdk- ciclina de G1-S i S que estaven actius, al estar bloquejats i inactius, el cicle cel·lular s’atura a G1.
-Pot bloquejar la síntesi del DNA unint-se a una subunitat de la DNA polimerasa -Pot induir la transcripció de gens de reparació de DNA.
Si el DNA no es pot reparar, p53 pot induir l’apoptosi de la cèl·lula.
CÀNCER La major part dels càncers humans tenen afectats el gen de Rb i p53. Tant p53 com Rb són gens supressors de tumors. Tenim dos tipus de gens: els oncogens(el seu increment provoca proliferació cel·lular) i un supressors (el seu increment inhibeix la 4 Tema 17: Cicle cel·lular i mitosi proliferació de cèl·lules). Els gens d’aquestes dues proteïnes són supressors, per tant la no-presencia d’aquests promou la proliferació de cèl·lules.
Les cèl·lules que tenen el gen que codifica per p53 mutat, no reparen l’error i les cèl·lules es van dividint, això, pot donar lloc a unes cèl·lules amb alta taxa de mutació que al final, per selecció natural donen lloc a una cèl·lula cancerígena.
INTERFASE (S i G2) Si en DNA està en perfecte estat, la cèl·lula entrarà en fase S. En aquesta s’ha de donar la replicació del DNA que és una replicació semiconservativa (Quan es replica el DNA es mantenen una sèrie de proteïnes –cohesines- que mantenen les dues cromàtides juntes). Els complexes Cdk-ciclina específics d’aquesta S provoquen la replicació del DNA.
En un cromosoma hi ha diferents orígens de replicació, per tal que es s’iniciï la replicació del DNA es necessiten diverses proteïnes formant un complex prereplicatiu. La replicació es dispara perquè els complexes Cdk-ciclina de la fase S fosforilen unes proteïnes que fan que els procés comenci. Es fosforilen proteïnes dels complex pre-replicatiu i de l’origen de pre-replicació (ORC- complex de reconeixement d’origen). La fosforilació indica a la cèl·lula que pot començar la replicació.
“Una cèl·lula en fase S té complexes Cdk-ciclina específics d’aquesta fase, si es fusiona amb una en fase G1, els complexes de la fase S activen la replicació dels complexes pre-formats de la cèl·lula que estava en G1 i per tant, aquesta entra en fase S.” Un altre fet important en S és produeix la replicació de centríols (semiconservativa).
2.PUNT DE CONTROL EN G2: ENTRADA A MITOSI BLOQUEIG DE RE-REPLICACIONS El segon punt de control està just abans d’entrar a mitosi (fase M), controla que l’entrada a mitosi. La fase M podrà donar-se si el DNA està replicat una única vegada (no hi ha re-replicacions del DNA) i en tota la seva longitud. També si no hi ha DNA erroni.
Control de les re-replicacions Tot això es controla mitjançant la fosforilació de ORC, a G1, ORC desfosforilat s’uneix als orígens de replicació i juntament amb altres proteïnes forma el complex prereplicatiu, després, les Cdk-ciclines fosforilen entre altres proteïnes les ORC. La fosforilació d’ORC es manté fins al final de la fase M o entrada de nou a G1, per tornar a muntar un complex pre-replicatiu, es necessita que ORC estigui desfosforilat. Per tant la proteïna ORC que ja hagi actuat en un DNA (i per tant ja s’ha replicat) ja està fosforilada i no es pot tornar a fosforilar.
La funció de les fosforilacions d’ORC és evitar la re-replicació.
“Si fem un experiment posant en contacte una cèl·lula en fase S (replica el seu DNA) i una en G2 (que ja l’ha replicat) en fusionar-les, la primera segueix replicant i la segona no torna a replicar el genoma.” 5 Tema 17: Cicle cel·lular i mitosi “Si ORC per qualsevol error es desfosforilés abans de la fase M, es podria tornar formar un complex pre-replicatiu en una cèl·lula en fase G2 i en fusionar-la amb una en fase S, induiria la replicació.” PRESENCIA DE LESIONS EN EL DNA I DNA NO REPLICAT La presencia de lesions de DNA també s’ha de controlar: -Es poden tenir lesions que afectin a la doble cadena, llavors això significa un trencament que es reconeix per ATM.
-També podem tenir trencaments d’una única cadena, que seria el mateix que un DNA que no s’hagi replicat. La presencia d’una sola cadena de DNA o bé una cadena trencada es reconeix per ATR. Aquesta proteïna (i la ATM) poden fosforilar a CHK1 i CHK2 que bloquegen, fosforilen o inhibeixen a Cdc25 (A o B).
L’entrada en mitosi el regula pels complexes Cdk-ciclina de mitosi (cdk1-ciclina B , també anomenat MPF). El complex MPF o M-Cdk es regula via fosforilació i desfosforilació ( hi ha un fosfat activador i un d’inhibidor). Per activar aquest complex i entrar en mitosi es necessita eliminar el fosfat inhibidor. La Cdc-25 és una fosfatasa que elimina el fosfat de la proteïna Cdk i activa el complex, així doncs la cèl·lula pot començar mitosi.
Per bloquejar l’entrada en fase M, s’inhibeix la Cdc-25 i així no s’elimina el fosfat de la Cdk i el complex segueix sent inactiu i no s’entra en mitosi.
FASE M En la mitosi es duu a terme la cariocinesi (divisió del material genètic que conté les fases: profase, prometafase, metafase, anafase i telofase) i la citocinesi. La citocinesi normalment es cavalca amb la anafase-telofase. Durant la fase M: -Es condensen els cromosomes -S’organitzen els cinetocors a la cromatina centromèrica dels cromosomes on s’enganxen als microtúbuls.
- Hi ha una reorganització del citoesquelet (formació de pols del fus, desaparició embolcall nuclear, pèrdua de l’adhesió de la cèl·lules amb la matriu per la desorganització dels filaments d’actina, i organització de l’anell contràctil).
MITOSI En mitosi només s’hi pot entrar si el DNA s’ha replicat un cop i no esta lesionat, llavors s’activa el factor promotor de la mitosi (cdk1-ciclina B o MPF). MPF s’activa quan es fosforila una fosfatasa (Cdc25) que s’activa i elimina el fosfat inhibidor del complex.
Aquest complex Cdck-ciclina s’activa fosforilant la Wee1 i la inactiva (ja no afegim fosfats inhibidors), així doncs, fosforila molt més la Cdc25 (perquè si activa la fosfatasa s’activen més complexes MPF). Quan l’MPF s’activa, de sobte n’hi ha molts d‘activats, a més a més, aquest complex també té capacitat de fosforilar: - Cinesines (provoca que els centrosomes es comencin a separar).
6 Tema 17: Cicle cel·lular i mitosi - Cadenes lleugeres de les miosines ( s’inactiven i per tant l’anell contràctil també).
- Condensines (s’inicia la condensació de la cromatina).
- Làmina nuclear (comporta la reorganització l’embolcall nuclear).
- GM130 (es separen Golgi i reticle).
- MAPs (causen que a la mitosi els microtúbuls siguin mes dinàmics).
- Cohesines (provoquen la cohesió entre les cromàtides germanes).
PROFASE -Comença la condensació progressiva dels cromosomes per la fosforilació de les condensines (formen els loops) i les cohesines (embolcallen les dues cromàtides).
La fosforilació de les condensines provoca la condensació progressiva de la cromatina i la desaparició progressiva del nuclèol. Les dues cromàtides germanes, quan es produeix la replicació del DNA, queden unides per cohesines, Durant la profase, la major part de les cohesines són degradades menys les cohesines centromèriques.
Al centròmer, hi ha una fosfatasa que elimina el fosfat de les cohesines centromèriques i per tant no poden ser reconegudes com a fosforilades i no es degraden.
-També es produeix l’inici de la organització del cinetocor, que són unes plaques proteiques que es localitzen en una zona concreta del cromosoma a nivell del centròmer.
-Hi ha una divisió i separació del centrosoma que comporta la reorganització general dels microtúbuls de la cèl·lula (durant la interfase la seva vida mitja és de 5 minuts, durant la mitosi de 15 segons) això és degut a un canvi en unes MAPs. Les MAPs estabilitzadores estabilitzen els microtúbuls i les altres, les desestabilitzadores (catastrofines) generen cadenes curtes i dinàmiques. En la profase l’MPF fosforila les catastrofines fent que hi hagi filaments més curts i dinàmics.
-El nombre de nucleació de microtúbuls (anells de gammatur) s’incrementa durant la mitosi, es poden nuclear més microtúbuls durant la mitosi a nivell del centrosoma..
PROMETAFASE -Per definició, la prometafase s’incia amb la desorganització de la làmina nuclear, que és una xarxa de filaments intermedis (làmines A, B i C) que forma una xarxa falcada a la membrana. La MPF fosforila les làmines i components del porus nuclear, el que causa que es desorganitzin les làmines, que poden quedar disperses pel citoplasma o bé associades a fragments de l’embolcall (vesícules).
-La cromatina es segueix condensant i es diferencien (s’activen) els cinetocors, en el DNA centromèric i ha unes plaques proteiques associades i unes proteïnes que irradien des del cinetocor i rodegen el microtúbul on hi ha cinesines i dinaines (no està molt clar). En llevats hi ha un únic túbul per cinetocor, la proteïna Dam1 rodejaria el microtúbul i en una sèrie de fibres proteiques, hi haurien proteïnes que actuarien fent que el microtúbul polimeritzés o despolimeritzés (el microtúbul sempre està enganxat al cinetocor).
Els microtúbuls que van creixent, en un moment donat trobaran un cinetocor (cromosoma), s’ha vist que existeixen diferents mecanismes que permeten pescar els 7 Tema 17: Cicle cel·lular i mitosi cromosomes i biorientar-los a la placa, n’explicarem 2. El procés en els dos casos és diferent, però s’arriba a la mateixa conclusió: -El primer model consisteix en que hi ha els cromosomes dispersos i arriba un microtúbul que a l’atzar interactua amb el cinetocor, normalment la primera interacció és sempre lateral, però després, aquest cinetocor camina pel microtúbul gracies a les cinesines i dinines i adquireix una posició final, llavors s’estabilitza i queda enganxat el microtúbul. Així poden arribar més microtúbuls i mica en mica es va estabilitzant. Cada cinetocor pot tenir diversos microtúbuls i quan el cinetocor s’estabilitza forma una fibra K.
La finalitat seria orientar els cromosomes a la placa metafàsica.
-Hi ha un altre model que diu que els cromosomes per ells sols poden permetre la nucleació de microtúbuls a nivell del cinetocor. Dins el nucli hi ha la RanGTP, i associada als cromosomes hi ha la Ran-GEF, per tant al costat dels cromosomes hi ha Ran-GTP que sembla que és capaç d’activar una sèrie de proteïnes a nivell del cinetocor que poden nuclear microtúbuls al cinetocor dels cromosomes. El cromosomes generen dos microtúbuls a nivell del cinetocor i després s’insereix a la placa metafàsica gràcies a proteïnes motores.
També cal assolir una biorientació dels cromosomes i que tots formin la placa metafàsica, es suposa que actuen dues forces: la de la despolimerització i polimerització dels microtúbuls i la de les proteïnes motores.
Alguns microtúbuls (interpolars) tenen cinesines a la seva superfície i s’uneixen a la cromatina (cromocinesines) i tiben el cromosoma cap al centre del pol .
Es parla de dues forces per tal de biorientar els cromosomes: -Atracció dels microtúbuls cinetocòrics: és proporcional a la longitud del microtúbul (com mes llarg és, mes tendència es té a tibar-lo al pol i a l’inrevés).
-Exclusió astral: com més a lluny hi ha el cromosoma del pol, més força es fa cap aquests. Les forces venen dels dos pols però es contraresten a la placa metafàsica.
METAFASE Placa metafàsica: quan els cromosomes estan biorientats es forma una placa metafàsica i llavors comença la anafase. La metafase seria un estat molt efímer, perquè per definició la metafase és nomes quan els cromosomes estan biorientats i llavors ja s’inicia l’anafase. En la metafase podem distingir els microtúbuls astrals, els cinetocòrics (al cinetocor) i els polars i interpolars (es solapenm entre ells i venen dels pols). El microtúbuls cinetocòrics i interpolars es troben fent intercanvi rotatori, en canvi els astrals es troben en inestabilitat dinàmica. Hi ha un flux net de subunitats de tubulina que entren pel pol positiu i surten pel negatiu, però el microtúbul no creix ni decreix.
Els cromosomes en una placa estan oscil·lant tota l’estona, no estan quiets.
8 Tema 17: Cicle cel·lular i mitosi 3.PUNT DE CONTROL EN M: SORTIDA DE MITOSI ANAFASE La metafase és molt curta, perquè quan hi ha la placa i els cromosomes ja estan biorientats s’incia l’anafase. Aquest és l’últim checkpoint que controla la sortida de mitosi, també s’anomena SAC, controla que tots els cromosomes estiguin associats a microtúbuls, quan això succeeix es dispara l’anafase, l’inici de l’anafase es controla pel complex APC (complex promotor de l’anafase), aquest APC és una ubicuïtina lligasa que s’activa per dos processos diferents. APC quan està activat, té la capacitat d’actuar en dos punts concrets, és a dir, es pot unir a dues proteïnes diferents que escullen el substrat (a ubicuïtinizar) d’APC, per tant qui ha de ser degradat: -Es pot unir a CDC-20 així s’activa: Un cop actiu, APC marca amb ubicuïtines la securina que es degrada al proteosoma i s’allibera la separasa que degrada les cohesines centromèriques i es separen les cromatides germanes.
-Es pot unit a Cdh1 (final de l’anafase) així s’activa: això provoca que APC marqui a la ciclina B, així doncs s’inactiva l’MPF (no fosforila res). Això sumat a l’actuació de fosfatases, causa que la cèl·lula surti de la mitosi.
SEPARACIÓ DE LES CROMÀTIDES GERMANES Quan els cromosomes estan biorientats a la placa, Cdc20 s’uneix a APC i l’activa, de manera que es marca la securina amb ubicuïtines i es degrada al proteosoma alliberant la separasa. La separasa alliberada talla les cohesines centromèriques, això, sumat a les tensions amb els microtúbuls quan estan a la placa, fa que les cromàtides migrin cap als pols.
Determinació dels cromosomes biorientats Hi ha un sistema a la cèl·lula que controla que tots els cromosomes estan biorientats, hi ha unes proteïnes que es situen al cinetocor i d’alguna manera distingeixen els que estan lliures i els que estan associats a microtúbuls i per tant tenen tensió.
Quan un crosomosma té un cinetocor sense microtúbul (lliure) hi circulen proteïnes com la Mad2, quan interactua amb un cinetocor lliure Mad2 canvia la configuració i interacciona amb la cdc20. Així doncs, la Cdc20 està “segrestada” per la Mad2, amb la qual cosa Cdc20 no es pot unir a APC (no el pot activar)..
Si els cinetocors estan ocupats, Mad2 no pot interactuar amb el cinetocor, no canvia de configuració i per tant cdc20 es pot acabar unint a APC i així es dispara l’anafase.
Aquest sistema percep si un cromosoma esta biorientat o bé monoorientat.
La maquinària per això, no pot determinar si en un cinetocor hi ha associats microtúbuls dels dos pols, si això succeeix, el cromosoma no pot separar-se en cromàtides germanes a nivell de la cromàtide que tingui el cinetocor associat a microtúbuls dels dos pols. Aquesta cromàtide queda al mig i l’altre (associada normalment als microtúbuls) migra cap al pol que li pertoca. Aquesta cromàtide que queda al mig romandrà com un micronucli en una de les cèl·lules filles (que pot ser que el conservin o l’expulsin). Tot i això, s’ha vist que les proteïnes de reparació del DNA no actuen correctament en els micronuclis perquè tenen molt pocs porus nuclears o són defectius. Això passa igualment amb la transcripció traducció, replicació...
9 Tema 17: Cicle cel·lular i mitosi ANAFASE Es pot distingir en anafase A o bé en Anafase B que poden ser seqüencials o bé estar solapades.
ANAFASE A: es produeix la migració de les cromàtides germanes cap als pols del fus.
Es dona perquè hi ha una despolimerització dels microtúbuls a nivell del cinetocor.
Això no és sempre així, depèn de l’espècie, també es produeix despolimerització pel pol negatiu del microtúbul. No se sap també si únicament es la despolimerització del microtúbul o bé es conjunt a l’acció de les dinaines. La despolimerització mes normal és des del pol positiu però en algunes cèl·lules es dona també escurçament pel pol negatiu.
ANAFASE B: és l’allargament de la cèl·lula (separació dels dos pols del fus). Per separar els pols actuen les dinaines a nivell del còrtex que caminen cap al pol negatiu i per tant tiben els microtúbuls astrals cap a la perifèria. També actuen les cinesines al centre i caminen cap al pol positiu, així empenyen els microtúbuls interpolars cap a la membrana. L’actuació de les cinesines, va lligada a una polimerització dels microtúbuls interpolars pel seu pol positiu.
INACTIVACIO D’ MPF En l’anafase tardana es produeix la inactivació de la MPF, el mecanisme es produeix perquè APC s’uneix a Cdh1. El complex MPF està format per cdk1 i ciclina B. Quan Cdh1 s’uneix a APC, aquesta s’activa i reconeix la ciclina B i la marca amb ubicuitines perquè es degradi al proteosoma. LA Cdh1 reconeix la caixa de destrucció. La desactivació d’MPF juntament a l’activació de les fosfatases produeix que es reverteixin totes les fases de la profase. Així doncs aquí es dona la despolimerització del fus mitòtic, descondensació dels cromosomes, la formació de l’embolcall i finalment l’activació de l’anell contràctil.
Els microtúbuls interpolars queden desconnectats dels pols dels fus i queden entremig de les cèl·lules en formació i serveixen en el desplaçament de proteïnes necessàries per fer la citocinesi i també serveixen per moure vesícules per fer més gran la membrana i aconseguir acabar la citocinesi TELOFASE-CITOCINESI Arriben els cromosomes al pol del fus, continua el creixement dels microtúbuls polars.
També es dona la reconstrucció de la làmina nuclear: les làmines es desfosforilen, i les lamines que s’havien associat a vesícules fusionen les vesícules al voltant de la cromatina i formen progressivament una estructura cada cop més gran, es fan els porus nucelars i es reorganitza la làmina (es falca altre cop a la membra interna).
També succeeix la descondensació dels cromosomes, que implica la replicació i reorganització del nuclèol.
Citocinesi La citocinesi consisteix en separar la cèl·lula que s’ha dividit en dues gràcies a l’anell contràctil que es forma enmig dels dos pols del fus i que consisteix en uns microfilaments d’actina (feixos paral·lels) i uns feixos bipolars de miosina . El pla de divisió ha d’estar estricament controlat. Aquest s’escull suposant que els microtúbuls estimulen la formació de l’anell, hi ha tres models que expliquen el procés: 10 Tema 17: Cicle cel·lular i mitosi -Els microtúbuls astrals envien un senyal des de cada pol fins al centre.
-Els microtúbuls interpolars en el lloc on es solapen envien un senyal a la cèl·lules i es allà on s’ha d’organitzar l’anell.
-On es situen els microtúbuls astrals s’inhibeix la formació de l’anell, on no estiguin és on es formarà.
Per formar l’anell contràctil, la GTPasa RhoA activa per una banda les formines que activen els filaments d’actina. Per altra banda també activa la quinasa que fosforila la cadena lleugera de les miosines activant així la formació de filaments bipolars de miosina.
En l’anafase, la MPF havia fosforilat la cadena lleugera de la miosina amb un fosfat inhibidor, la RhoA li ha posat un fosfat activador. Per tant la cadena lleugera de la miosina té dos fosfats, un d’activador i un d’inhibidor. Al final de l’anafase, en inactivar MPF, les fosfatases actuen i s’elimina el fosfat inhibidor.
Citocinesi en cèl·lules vegetals Ec cèl·lules vegetals, en la citocinesi es va generant una paret cel·lular entre les dues cèl·lules. Aquesta paret es forma gracies a la secreció de vesícules des del Golgi amb els components necessaris per fabricar una paret cel·lular. Quan els cromosomes han migrat als pols, hi ha uns microtúbuls i pels quals viatgen les vesícules que es fusionen formant primer la placa cel·lular i finalment la paret.
11 ...