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Control del ciclo celular

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Todas las células de nuestro cuerpo se originan por divisiones sucesivas de una única célula, el cigoto, que surge de la fusión del gameto masculino con el femenino. Las nuevas células que se van originando reciben una copia fiel de la dotación cromosómica de la célula antecesora, donde la división exacta y equitativa del material genético en las células hijas está dada por una serie de procesos que, en conjunto, forman el ciclo celular.



En un organismo pluricelular es de gran importancia que los diferentes tipos celulares se dividan de manera de producir todas las células necesarias para el crecimiento y remplazo de las células que son eliminadas por el organismo, ya sea por daño o por muerte celular. Si en este proceso se crea un desbalance, por ejemplo, un aumento exagerado de la división de las células, se produce una alteración en el funcionamiento del organismo. Por esta razón, el ciclo celular está regulado en sitios específicos llamados puntos de control o de chequeo. En estos puntos es posible frenar o desencadenar diversos eventos que permitan a la célula proseguir con su ciclo normal de replicación del material genético, crecimiento y división. Tales procesos se ponen en marcha mediante un sistema de control, a cargo de numerosos genes que codifican proteínas, principalmente enzimas, que pueden evitar que se inicie el proceso siguiente antes que el anterior haya terminado adecuadamente.

Los puntos de control actúan en momentos específicos del ciclo celular. Uno de estos puntos se encuentra en G1, justo antes de entrar en la fase S, hay otro en G2, previo a la mitosis. En estos puntos se examina el estado nutricional ele la célula, su masa, los procesos de crecimiento, estado del ADN, entre otros.

Control del ciclo celular

La regulación del ciclo es realizada por un complejo formado por dos tipos de proteínas: las quinasas dependientes de ciclinas (Cdk) y las ciclinas (cdc). El ensamblaje entre estas dos moléculas, su activación y posterior inactivación son los procesos centrales que dirigen el paso de una etapa a otra en el ciclo celular.

Existen varias ciclinas: las ciclinas de Gl, que se unen a las Cdk durante G1 e inducen la progresión en esta etapa del ciclo; las ciclinas de S, que se unen a las Cdk en la etapa S determinando su progresión y las ciclinas mitóticas, que se unen a las Cdk durante G2 para formar el factor promotor de la mitosis (MPF, en inglés).

Al activarse la Cdk en una etapa, por la ciclina correspondiente, se activan, a su vez, diferentes moléculas que intervienen en esa etapa del ciclo proliferativo. Por ejemplo, el MPF, conocido también como factor promotor de la maduración, actúa como inductor de la mitosis, induciendo la condensación de la cromatina, la desorganización de la envoltura nuclear y la reorganización del citoesqueleto para formar el huso mitótico.

Para el avance a una siguiente etapa del ciclo, se requiere no solo la activación de la Cdk de esa etapa, sino también la inactivación de la Cdk de la etapa previa. Esto último se realiza mediante la degradación de la ciclina activadora de la Cdk, como se observa en el esquema.

Control del ciclo celular

Los puntos de control actúan sobre los complejos Cdk-ciclina, detectando si las condiciones del medio son adecuadas para la proliferación de la célula; esto es, que la célula alcance un tamaño adecuado antes de la división, que el ADN no presente daño y que los cromosomas se repartan equitativamente. Este sistema detecta condiciones tanto intracelulares como del medio, pudiendo detener el ciclo en determinados momentos. Por ejemplo, un control actúa en el punto de entrada a la mitosis, evitando que las células con su ADN dañado comiencen la mitosis antes de reparar su alteración. Si el daño en el material genético es muy severo, la célula gatilla la muerte celular por apoptosis, pues de lo contrario las alteraciones en el ADN serán heredadas por las células hijas. Fallas en el sistema de control son las que permiten la acumulación de mutaciones en el ADN, que pueden llevar a la formación de tumores y desencadenar el cáncer.

Las principales acciones del sistema de control del ciclo celular requieren de un tiempo para completarse. Si un punto de control desencadena el comienzo de la siguiente fase sin que se haya terminado la anterior, puede ocasionar daños irreparables en la célula y en sus hijas. En la mayoría de las células esta situación se evita, pues los puntos de control están regulados por una retroalimentación que detiene el paso a la etapa consecutiva hasta que la célula no culmine completamente la fase en la que se encuentra.
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