BIOLOGIA

1. CICLO CELULAR

2. Definición de Ciclo Celular
Es un conjunto ordenado de eventos que
culmina con el crecimiento de la célula y
su división en dos células hijas
El período comprendido entre la
formación de la célula por división de su
célula madre y el tiempo cuando ella
misma se divide, dando origen a dos
celulas hijas
Ciclo Celular-UAM-I

3. • El ciclo de la célula es el proceso
universal por el cual las células se forman
y reproducen, y que es la base del
crecimiento y desarrollo
• Asimismo, se considera al tiempo
requerido para completar un ciclo celular
como: “tiempo de regeneración”.

4. Etapas Generales del Ciclo
INTERFASE: Crecimiento
Durante la interfase la célula duplica:
•Su ADN
•Todos los componentes celulares
DIVISIÓN: Se producen dos células hijas.
•Segregación del material genético
•División del citoplasma
Ciclo Celular-UAM-I

5. • Durante la interfase la célula debe duplicar además de su ADN
todos los componentes celulares y su masa. Es el período durante
el cual la célula crece y se prepara para la siguiente división.
• Cuando la célula no está en división se encuentra en INTERFASE,
y no se observa ninguna estructura al microscopio óptico, sin
embargo, el núcleo interfásico está trabajando intensamente.
• Período de división o FASE M: es el estadio más dramático de la
célula, produciéndose a su vez dos sucesos:
• División del núcleo: se separan los cromosomas hijos replicados
anteriormente y
• División del citoplasma en dos células hijas.
• Debe separarse el ADN "original" de su "réplica" (para ello se
empaqueta en forma de unidades discretas o cromosomas)
• Deben separarse las dos células "hijas" con lo que finaliza la
división celular.

6. Duplicación-ADN (Fase S)
Durante un intervalo especifico en la
interfase la célula duplica su ADN
G1
células
s G2
Observación de la síntesis de 0 200 400 600 800 1000
2C 4C
ADN midiendo incorporación
de Timidina tritiada Detección de la síntesis de
ADN, midiendo su contenido.
(Evaluación con citometría de
flujo)
Ciclo Celular-UAM-I

7. • La observación de que las células duplican su
ADN durante un cierto intervalo de la interfase,
llevó a dividir el ciclo en diferentes etapas, que
fueron definidas por Howard y Pelc en 1953.
Cuantificación de la síntesis de ADN,
primeramente con timidina tritiada (izquierda).
Actualmente con citometría de flujo, este tipo de
estudios se realizan en el Laboratorio en la UAM
(derecha)

8. Períodos Generales y
Fases del Ciclo Celular
Ciclo Celular-UAM-I

9. • Los Períodos Generales son la Interfase y la
División.
• A su vez la interfase se subdivide en: G1, S y G2.
• El estado G1 quiere decir "GAP 1“(Intervalo 1).
• El estado S representa "Synthesis".
• El estado G2 representa "GAP 2“(Intervalo 2).
• La duración (general) de cada fase y las
características de cada una de ellas se describirán a
continuación

10. Duración - Ciclo Celular Típico
Alrededor de 24 horas.
G1: 12 horas
S: 7 horas
G2: 4 horas
M: 1 hora
Ciclo Celular-UAM-I

11. • Se menciona como ejemplo la duración
“típica” del ciclo celular.
• Anotar que cada tipo celular tiene una
duración de ciclo particular

12. Células cíclicas
Células Células no
cíclicas cíclicas (Go)
Ciclo Celular-UAM-I

13. Células no cíclicas
Se encuentran en Go y son de dos tipos:
1. Las que son capaces de
entrar al ciclo nuevamente
por medio de un estímulo
adecuado y
Linfocito
2. Las células diferenciadas
terminalmente, que ya
nunca se dividirán.
Neurona Ciclo Celular-UAM-I

14. Etapas de la Interfase
GO: Etapa Quiescente (Fuera de Ciclo)
G1: corresponde a "GAP 1“ (Intervalo 1).
S: representa "Synthesis“ de ADN
G2: representa "GAP 2“ (Intervalo 2).
Ciclo Celular-UAM-I

15. División celular (M)
En general "mitosis“ (células somáticas)
“meiosis” en células germinales.
En esta fase ocurre la división nuclear
(los cromosomas se separan) y se da la
división citoplasmática (citocinesis)
Ciclo Celular-UAM-I

16. Características de las
diferentes etapas de la
Interfase
Ciclo Celular-UAM-I

17. Fase Go“quiescente o
durmiente”
Es fisiológicamente distinta a una fase
G1 prolongada.
Los perfiles de síntesis de RNA y
proteínas son diferentes.
La cromatina en las células Go tiene un
mayor grado de condensación.
Los extractos de células en Go inhiben
la síntesis de DNA.
Ciclo Celular-UAM-I

18. • Las células en G1 son más sensibles
a inhibidores de síntesis de DNA que
las células en G0 estimuladas a
dividirse.

19. Etapa G1
Inicia a partir de la citocinesis de la división
anterior.
Acumulación del ATP e incremento del tamaño
celular.
Gran actividad metabólica: Síntesis de diversas
proteínas.
Actividades celulares de: secreción, conducción,
endocitosis
Ciclo Celular-UAM-I

20. • La célula hija es pequeña y posee un bajo
contenido de ATP, resultante del gasto
experimentado en el ciclo anterior, por lo
que en este período se produce la
acumulación del ATP necesario y el
incremento de tamaño celular (alrededor
de 30%). La gran mayoría de los
diferentes tipos de proteínas y ARN son
sintetizados continuamente durante toda
la interfase.

21. G1- Características
Es el período que más variación de
tiempo presenta
En esta etapa la célula decide
continuar el ciclo o detenerse en la
etapa G0.
FASE M
FASE G2
*
FASE Go
TIEMPO
*
FASE G1
FASE S
Ciclo Celular-UAM-I

22. Puntos de Regulación
ALTO
ALTO
Durante la interfase hay
M
dos puntos de regulación
esenciales: uno durante
G1 G1, antes de la entrada a
G2
la fase S y el otro en G2,
previo al inicio de la fase
ALTO M.
En la etapa de división se
S
encuentra el punto M
Ciclo Celular-UAM-I

23. • La progresión o desarrollo del ciclo celular
está estrictamente regulado para
asegurar que el paso (la transición de una
fase a otra) sólo se realice si los eventos
de la etapa previa han concluido. El
sistema de control está regulado por
“frenos” que pueden detener el ciclo en
puntos de control específicos.

24. Los Elementos Claves en la
Regulación del Ciclo Celular
Ciclinas
Cinasas
dependientes de
ciclinas (Cdk)
Fuente imagen: Alberts y col Ciclo Celular-UAM-I

25. • Los elementos claves de la regulación del
ciclo son las ciclinas y las cinasas
dependientes de ciclinas (Cdk, por sus
siglas en inglés).
• Se forma el complejo activo al unirse una
ciclina con una cinasa

26. Complejos cinasa-ciclina
CDK + Ciclina
COMPLEJO ACTIVO
CDK Ciclina Se une al
substrato
Substrato
(proteína blanco)
Modificación química
(fosforilación) Ciclo Celular-UAM-I

27. • La unión CDK + Ciclina forman el
complejo activo que se une a una proteína
blanco (sustrato) y la modifican
químicamente (fosforilación) esto hace
que la proteína modificada tenga actividad
diferente

28. Regulación G1 en levaduras
Nutrientes
Inicio
Tamaño
Celular
Ciclo Celular-UAM-I
Imagen modificada de: Cooper, 2000

29. • En las levaduras para el paso del punto de
regulación G1 son elementos importantes
la presencia de nutrientes y el tamaño
adecuado.

30. Regulación en Células Animales
M
Go
G2 G1
Punto de regulación
S
Factores de
crecimiento
Ciclo Celular-UAM-I

31. • Para el paso del punto de regulación G1
en las células animales los factores de
crecimiento son fundamentales

32. Ciclinas regulación en G1 - S
G1-Cdk ciclina D
G1/S-Cdk ciclina E G0
Incremento
Cdk2-ciclina D
Punto de G1
Cdk4-ciclina D
regulación
Se combinan con Cdk6-ciclina D
cinasas-dependientes S
de ciclinas (Cdk)
Cdk2-ciclina E
Ciclo Celular-UAM-I

33. • En la regulación en G1 se consideran
esenciales las ciclinas D y en el paso
G1/S la ciclina E las cuales aumentan su
nivel y son consideradas “Ciclinas de
regulación G1”.
• Las ciclinas se unen o combinan con
cinasas -dependientes de ciclinas (Cdk) y
forman complejos: Cdk2, Cdk4 y Cdk6 con
la ciclina D. Cdk2 se une a ciclina E.

34. Inducción de Ciclinas (tipo D) por
factores de crecimiento
Factores de Ras, Raf, ERK
crecimiento
M
G1 Unión Cdk4, 6
Síntesis de
ciclinas tipo D con CycD
S
Punto de regulación
Ciclo Celular-UAM-I

35. • Los factores de crecimiento regulan la
progresión del ciclo celular al inducir la
síntesis de ciclinas tipo D.
• Se logra la progresión “pasando” el punto
de restricción G1 ya que los factores de la
vía de señalización de de los factores de
crecimiento Ras/Raf/ERK inducen la
síntesis de ciclinas tipo D
•

36. Regulación G1-S
pRb sin Rb - E2F Fosforilación de
fosforilar pRb “libera” a
unida a E2F E2F
Rb
Rb
Cdk 4,6/ciclina D
E2F E2F
Rb
E2F
E2F
RNA
Inhibición de la Transcripción de
transcripción genes-fase S
Imagen modificada de: Cooper, 2000 Ciclo Celular-UAM-I

37. • Si la pRB no esta fosforilada "secuestra" (es decir,
permanece unida) a otras proteínas claves para la
continuación del ciclo: los factores de transcripción,
entre ellas la familia de factores activadores de la
expresión génica (E2F) que controlan la expresión
(transcripción) de genes esenciales para la síntesis de
DNA; así, mantiene la el mecanismo en "apagado".
Cuando el complejo ciclina-cinasa añade suficientes
fosfatos a la pRB, la misma libera los factores de
transcripción que actúan sobre los genes. Así, los genes
estimulados producen proteínas necesarias para que
avance el ciclo celular.

38. Inducción de p21 por daño al ADN
Daño en el DNA
El daño al ADN
Incremento en p53
incrementa p53
p53
Se activa la
transcripción del gene
p21 mRNA
que codifica para un
inhibidor de Cdk (p21)
p21
Detención en
Cdk´s PCNA G1
Inhibición del Inhibición de la
ciclo celular síntesis de ADN
Ciclo Celular-UAM-I
Imagen modificada de: Cooper, 2000

39. • De inicio el daño al ADN induce incremento intracelular de p53, este
a su vez activa la trascripción de genes para p21.
• La proteína p21 actúa a lo largo de todo el ciclo celular, esta
proteína es controlada por la "proteína supresora de tumores", la
importante p53. La proteína p53 es considerada como el principal
“vigilante”, es esencial en la detección de daño al ADN y
consecuente detención del ciclo celular.
• La proteína p21 inhibe la progresión del ciclo al unirse al complejo
CDK / Ciclina y también puede inhibir directamente la síntesis de
ADN, interactuando con PCNA (que es una subunidad de la DNA
polimerasa d)

40. Resumen del Punto de Regulación G1
G1: En este punto la
M célula comprueba:
Go
•Tamaño-masa
G1
G2
•Integridad ADN
•Requiere de factores
de crecimiento
S
Punto G1 Es el control
principal de la
proliferación
Ciclo Celular-UAM-I

41. Fase de síntesis o replicación
del ADN
FASE S
Ciclo Celular-UAM-I

42. S: fase de síntesis o replicación del
ADN
La síntesis del ADN, se efectúa en esta
etapa específica del ciclo.
La duplicación inicia en diferentes puntos
simultáneamente.
Diversos factores se relacionan con el inicio
de la síntesis.
Los nuevos “ADNs” quedan unidos por el
centrómero hasta la mitosis, recibiendo el
nombre de CROMÁTIDAS HERMANAS.
Ciclo Celular-UAM-I

43. • El ADN es una doble hélice que se abre y
cada cadena es usada como molde para la
producción de una nueva cadena, que
queda unida a la original usada como
molde.
• Por esta razón la replicación del ADN se
denomina Semiconservativa.

44. Cromátidas Hermanas
Núcleo celular
ADN
Cromosomas
dentro del núcleo
“Locus” de un gen
Cromátidas Hermanas
Fuente imagen:
http://www.monografias.com/trabajos16/
Ciclo Celular-UAM-I
adn-alta-velocidad/Image4984.jpg

45. La molécula de ADN en la
interfase
La molécula de ADN esta activa y
Durante el ciclo deben generarse dos
moléculas idénticas para ser repartidas entre
las dos células hijas.
ADN en la interfase
Cromatina
Ciclo Celular-UAM-I

46. • El ADN lleva la información
genética de la célula. La
molécula de ADN está asociada a
proteínas denominadas histonas y otras
proteínas no histonas conformando una
estructura filamentosa denominada
cromatina.

47. INTERFASE Cromatina
La molécula de ADN está asociada a
proteínas denominadas histonas y otras
proteínas no histonas en una estructura
filamentosa.
Ciclo Celular-UAM-I

48. Fase de síntesis del ADN
(síntesis de proteínas)
Simultáneamente se realiza síntesis de
proteínas
Activa síntesis de
proteínas histonas
Nucleosomas
Síntesis de:
•Enzimas que elaboran
desoxirribonucleótidos
ADN de •Enzimas para la
doble hélice duplicación del ADN
Ciclo Celular-UAM-I

49. • Se menciona que si bien el evento principal
durante la fase S es la síntesis de ADN, también
durante esta fase se efectúa simultáneamente
una activa síntesis de proteínas esenciales.
• Activa síntesis de proteínas histonas que
conforman los nucleosomas
• Síntesis de enzimas que elaboran
desoxirribonucleótidos y de las enzimas
necesarias para la duplicación del ADN.

50. FASE G2, PREPARACIÓN PARA LA
DIVISIÓN
Ciclo Celular-UAM-I

51. Etapa G2
•Transcurre entre el final de la duplicación
del ADN y el inicio de la mitosis.
•Continúa el proceso de adquisición de
ATP.
•Activa síntesis de proteínas, dentro de
ellas destacan las necesarias para el
proceso de mitosis.
•Reparación G2 (Reparación del ADN pos-
replicativa).
Ciclo Celular-UAM-I

52. • Dado que el proceso de síntesis de ADN
consume una gran cantidad de energía la
célula entra nuevamente en un proceso de
adquisición de ATP.

53. Fase G2-Preparación División
Preparación para la
condensación de Cromosoma
en metafase
cromosomas y la
división celular.
•FFosforilación de Condensación cromatina
las histonas.
•Se incrementa la Microtúbulos del huso mitótico
formados por tubulina
síntesis de tubulina
Imagen de: Cooper y col., 2000 Ciclo Celular-UAM-I

54. Regulación G2:
Detección de DNA con daño o no duplicado
CON daño-duplicación incompleta SIN daño-Duplicación completa
Proteínas –
punto de Fosforila e
regulación inhibe Cdc25
Proteínas -
regulación
ACTIVAN
cinasa Chk1
Inactivo Activo
MPF- Inactivo MPF- Inactivo MPF- Activo
Detención en G2 Progresión a M
Imagen modificada de: Cooper, 2000 Ciclo Celular-UAM-I

55. • En la fase G2 un complejo de proteínas
de regulación (o reguladoras)
reconocen al ADN dañado o no
duplicado y activan a la proteína cinasa
Chk1, la cual fosforila e inhibe a la
proteína fosfatasa Cdc25. La inhibición
de la Cdc25 previene la des-
fosforilación y la activación de Cdc2

56. Resumen del Punto de Regulación
G2
En este punto la célula comprueba:
•Que ha duplicado su masa
• Que ha completado la duplicación del ADN y
sólo lo ha efectuado una vez
•Que no existe daño en el ADN (algún daño es
reparado)
División celular
Ciclo Celular-UAM-I

57. • Se mencionan los puntos principales del
punto de regulación G2.

58. Ciclinas regulación S - M
S-Cdk ciclina A Se combinan con
cinasas-dependientes
M-Cdk ciclina B de ciclinas (Cdk)
Punto de
SE INCREMENTAN regulación
Punto de
Cdk1-ciclina B regulación
S
Cdk2-ciclina A
Ciclo Celular-UAM-I

59. Principales Ciclinas y CDK en
vertebrados
Complejo
Ciclina CDK
Ciclina - CDK
G1-Cdk Ciclina D* Cdk4, Cdk6
G1/S-Cdk Ciclina E Cdk2
S-Cdk Ciclina A Cdk2
M-Cdk Ciclina B Cdk1**
* Hay 3 tipos de ciclinas D en mamíferos (D1, D2 y D3)
** El nombre original de Cdk1 fue Cdc2
Ciclo Celular-UAM-I
Fuente cuadro: Alberts y col.

60. Estructura del Factor promotor de la
maduración (mitosis) “MPF”
MPF
Cdc2
(Cdk1)
Ciclina B
Imagen de: Cooper y col., 2000 Ciclo Celular-UAM-I

61. • El factor promotor de la mitosis es un
dímero, conformado por la ciclina B y la
proteína cinasa Cdc2.
• La subunidad CINASA se denomina Cdc2
por el gen de la levadura en el que se
describió. Actualmente se le conoce como
Cdk1

62. Actividades del Factor promotor de la
maduración (mitosis) “MPF”
Condensación – Disgregación – Fragmentación – Formación –
cromatina envoltura nuclear Golgi y Retículo Huso Mitótico
Imagen de: Cooper y col., 2000 Ciclo Celular-UAM-I

63. • Para la Condensación de la cromatina se da
fosforilación de la condensina y de la histona H1.
• En la Disgregación de la envoltura nuclear ocurre la
fosforilación de las laminas nucleares.
• A la fragmentación de Golgi y Retículo Endoplásmico
rugoso se asocia la fosforilación de GM130
• En la formación del Huso Mitótico es importante el
cambio en la estabilidad de los microtúbulos.
• Fuente: Cooper ch14f25

64. Regulación División
Se activa-maquinaria Progresión de
de la mitosis metafase a anafase
Fuente imagen: Alberts y col Ciclo Celular-UAM-I

65. Esquema Resumen Regulación
Ciclo Celular-UAM-I

66. Representación Ciclo
Inicio del
Mitosis (la célula ciclo celular
se divide) La célula crece y
fabrica nuevas
proteínas
La célula se
prepara para
dividirse Detiene
el ciclo
Punto de regulación la
La célula célula decide si continúa
el ciclo
duplica su ADN
Ciclo Celular-UAM-I