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En la mayoría de las células eucariotas el ciclo celular consta de cuatro fases:
G1: fase de crecimiento.
S: duplicación del ADN.
G2: fase preparatoria de la mitosis.
M: fase de división o mitosis.
Las tres primeras se agrupan en la interfase. Después de la fase M, algunas células que se encuentran en la fase G1 no continúan el ciclo y entran en una fase llamada G0 o fase de quiescencia, donde pueden estar días, meses, años o de por vida.
La duración del ciclo celular varía dependiendo de los diferentes seres vivos y de los diferentes tipos celulares. Como por ejemplo, en las bacterias es de unos 20 minutos, en las levaduras de 2 a 3 horas, un fibroblasto en cultivo unas 20 horas y las células hepáticas una vez al año...
En la fase G1 la célula crece hasta alcanzar una masa crítica, necesaria para poder repartir material entre dos células. En esta fase hay un punto sin retorno, punto de restrinción o punto R que una vez sobrepasado, conduce irremisiblemente a la división.
En esta fase aumenta la cantidad de ARN, ya que hay gran síntesis de proteínas, se produce alta expresión de toda la maquinaria enzimática implicada en la duplicación del ADN, empieza la síntesis de histonas y se duplica el centriolo en el final de esta fase.
Fase S: se produce la duplicación del ADN y continúa la síntesis de histonas. Primero replicara el ADN rico en Guanina y Citosina y después el rico en Adenina y Timina.
Fase G2: es la más corta de la interfase. Es la fase preparatoria de la mitosis, en esta fase hay otro punto de control del ciclo celular que se conoce como punto G2 donde se controla si la célula es suficientemente grande y se todo el ADN está replicado.
En la fase M tiene lugar el reparto del material genético y la citocinesis que es la división del citoplasma.
En esta fase también hay un punto de control del ciclo celular llamado punto M, donde se comprueba la correcta alineación de los cromosomas en la placa metafásica, lo que permite a la célula iniciar la anafase y posterior citocinesis.

Ciclo celularEduca.aragob

1.- Control del ciclo celular.
El sistema de control del ciclo celular tiene que activar las enzimas y otras proteínas responsables de llevar a cabo cada uno de los procesos en el momento idóneo y después desactivarlos cuando el proceso termina.
Además, se tiene que asegurar que cada etapa del ciclo haya acabado antes de iniciarse la siguiente.
Las moléculas ancargadas de regular el ciclo son las ciclinas y las kinasas dependientes de ciclinas ( CdK).
La ciclina no tiene actividad enzimática, pero es un componente del factor promotor de la mitosis (MPF) y para ser activa necesita la CdK mitótica.
Así, la MPF es un complejo de proteínas que contiene dos subunidades: una subunidad reguladora ( la ciclina) y la otra es una subunidad catalítica (CdK mitótica).
Las proteínas CdK están reguladas por la acumulación y destrucción de ciclina, como por ejemplo la síntesis del componente ciclina, se inicia inmediatamente después de la división celular y continúa durante la interfase.
La ciclina se acumula, aumenta su concentración y facilita el comienzo de la mitosis. Su rápida caída posterior ayuda a iniciar la salida de la mitosis.
La disminución de la concentración de ciclina es el resultado de la rápida destrucción de la ciclina por el sistema proteolítico dependiente de ubiquitina.
La ubiquitina se une covalentemente a las ciclinas para su degradación en los proteosomas.
La ciclina aumenta gradualmente durante la interfase mentras que el MPF se activa bruscamente al final de la interfase de manera que aunque la ciclina es necesaria para la activación de la MPF, también es necesario otro proceso que es la fosforilación en uno o más lugares de la CdK del MPF y tiene que ser desfosforilado en otros lugares para adquirir la actividad enzimática.
La eliminación de los grupos fosfatos inibidores por una fosfatasa específica es el paso que activa a la kinasa al final de la interfase.
Una vez activado, el complejo ciclina-CdK, pode activar más complejos ciclina-CdK.
Esta retroalimentación positiva produce un incremento explosivo en la actividad de la MPF-quinasa lo que hace entrar a la célula en la fase M.
Existen muchas variedades de la ciclinas y de CdK, diferentes complejos ciclina-CdK desencadenan diferentes pasos del ciclo celular.
En la fase G1 otras ciclinas llamadas ciclinas de la fase S, se unen a moléculas de CdK provocando la entrada en la fase S.
Otras ciclinas llamadas ciclinas G1, actúan antes en la fase G1, uniéndose la moléculas CdK colaborando en el inicio de la formación y activación de los complejos ciclina CdK de la fase S.
El aumento en la concentración de cada ciclina ayuda a activar a su CdK acompañante, mientras que la caída rápida hace que la CdK recupere su estado inactivo.
Así, la acumulación de una ciclina incluso un nivel crítico es uno de los sistemas de control del ciclo para medir los intervalos de tiempo entre una etapa del ciclo y la siguiente.
Como ocurre con la MPF-quinasa, cada una de las diferentes CdK, tienen que ser fosforiladas y desfosforiladas de forma idónea para poder actuar.
El ciclo celular puede ser detenido en G1 por proteínas inibidoras de las CdK. Estas proteínas bloquean el ensamblaje o actividad de uno o varios complejos ciclina-CdK.
Si el ADN está dañado, el ciclo celular se detiene en G1 con el que se asegura que la célula no replica ADN dañado.
El ADN dañado causa un aumento en la concentración y en la actividad de una proteína reguladora de genes llamada p53. Cuando es activada, la proteína p53 estimula la transcripción de un gen que codifica una proteína inibidora de CdK llamada p21. Esta p21 se une a los complejos ciclina-CdK de la fase S bloqueando su acción, esto proporciona tiempo para que la célula repare el ADN antes de replicarse.
Parece una regla general que las células de mamíferos solo proliferan si son estimuladas mediante señales de otras células. Si se les priva de estas señales al ciclo celular, en un punto de control G1 la célula entra en estado G0 en el que el sistema de control del ciclo celular está parcialmente desorganizado ya que muchas CdK y ciclinas desaparecen.
La mayoría de las señales estimuladores procedentes de otras células que actúan anulando los frenos de proliferacion celular son factores de crecimiento proteicos. Estos factores son segregados por diferentes tipos celulares.
Los factores de crecimiento activan toda una serie compleja de señales intrecelulares que promueven el ensamblaje de los complejos ciclinas-CdK y regulan la transcripción de varios genes que intervienen en la proliferación celular.
Como por ejemplo: la proteína Rb (retinoblastoma) se une a determinadas proteínas reguladoras de genes inactivándolas. Señales extracelulares, como los factores de crecimiento, conducen a la activación de los complejos ciclina-CdK del G1. estos complejos fosforilan la proteínas Rb alterando su conformacion, liberando las proteínas reguladoras de genes.
Estas proteínas reguladoras de genes están ahora libres para activar los genes necesarios para que se produzca la proliferación celular.

2.- Otras señales que regulan el ciclo celular.
Replicación del ADN: no se pasa a G2 hasta que todo el ADN está replicado, cada porción de ADN replicado queda marcado de tal manera que se impide una segunda replicacion.
Tamaño celular: las células tienen que alcanzar un tamaño adecuado para dividirse.
Anclaje al sustrato: muchas células tienen que estar ancladas a un sustrato para poder dividirse.
Limitación de la expansión por contacto: invitro, las células dejan de dividirse cuando ocupan toda la superficie.
La temperatura: tirando por lo alto o por debajo de las temeperaturas límites se detiene el ciclo.
Características intrínsecas del tipo celular: en general puede decirse que la frecuencia de división es inversamente proporcional al grado de diferenciación de las células.
La edad: el número de divisiones de una célula es inversamente proporcional a la edad del individuo del que se tomó a la célula.

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