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7/30/2019 CLASE 12- CICLO CELUALR - nucleo celular.pptx|
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Secuencia regular y repetitiva decrecimiento y divisin celular.
Fases:
Interfase: proceso preparatorio G1 S G2 G0
Divisin celular: Mitosis: divisin del ncleo. Citocinesis: divisin del citoplasma.
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Interfase
Durante la interfase:
Duplica su DNA.
Sintetiza histonas y otras protenas asoc a DNA.
Produce reserva adecuada de organelas para 2clulas hijas.
Ensambla estructuras necesarias para divisincelular.
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Interfase
G1: Actividad bioqumica
intensa.
Clula aumenta de
tamao. Aumento de
protenas, lpidos yorganelas.
Centrosomas inicianseparacin yduplicacin
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InterfaseG1:
Duracin variable, dependedel tipo de clula.
Algunas clulas ingresan a:
G0:
quiescente ?
Ausencia de seales paramitosis
Represin activa de genesnecesarios para mitosis.
Re-ingreso depende deseales internas y
externas.
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Interfase
G2: Preparativos finales
para divisin celular.
Inicia condensacin
de cromosomasrecin duplicados.
Duplicacin completade centrosomas.
Inicio de ensamblajede huso mittico
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Ciclo celular declula eucariotaDivisin nuclear
(cariocinesis) ocurre enmitosis.
Divisin de citoplasma(citocinesis) ocurre al final de lafase M.
Clulas que no se dividen
usualmente quedanretenidas en fase G1
DNA es replicado durante la fase S(entre fases G1 y G2)
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Regulacin del ciclo celular
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Regulacin del ciclo celular
Influyen en crecimiento y divisin celular: Falta de nutrientes.
Cambios en T y pH.
Contacto con clulas vecinas (inhibicin dependiente de la
densidad). Hormonas
Factores de crecimiento
Interaccin clula-clula
Interaccin clula matriz extracelular.
La clula decide si va a dividirse o no.
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Regulacin del ciclo celular
Puntos de control del ciclo celular:
Punto derestriccin(punto R)
Punto de control en fase S Punto de control en la fase G2
Punto de control en la fase M
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Regulacin del ciclo celular
Puntos de control del ciclo celular
Punto derestriccin(punto R):
En fase G1 tardaA veces antes de punto R, pasan de G1 a G0
Pasado el punto R la clula est obligada a seguir elresto de las fases del ciclo y dividirse.
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Regulacin del ciclo celular
Puntos de control del ciclo celular
Punto de control en la fase S:Asegura que duplicacin slo ocurra una vez por
ciclo.
Evala dao de DNA y presencia de fragmentos de
Okasaki.
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Regulacin del ciclo celular
Puntos de control del ciclo celular
Punto de control en la fase G2: Clula evala si est lista para entrar en mitosis.
Mecanismo de seguridad, slo entra en mitosis si
ha duplicado correctamente su material gentico.
Evala dao de DNA.
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Regulacin del ciclo celular
Sistema de control de ciclo celular:
Ciclinas
Kinasas dependientes de ciclina (Cdk)
Complejo promotor de la anafase/ciclosoma(APC/C)
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Factor promotor de la fase M
Pone en marcha el mecanismo de la mitosis
La quinasa empieza a actuar
Pone en marcha el mecanismo de replicacin del DNA
P
P
M
G1
S
G2
Cdk
ciclina
mittica
ciclina D
Control del
ciclo
celular
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Regulacin del ciclo celular
Kinasas dependientes de ciclina (Cdk):
Activan otras protenas por fosforilacin.
Se encuentran en niveles casi constantes
durante el ciclo celular.
En clulas eucariotas en todo el ciclo celular.
Tipos:
Cdk de G1 (Cdk4, Cdk6) Cdk de Fase S (Cdk2)
Cdk de Fase M (Cdk1)
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Regulacin del ciclo celular
Ciclinas:
Protenas activadoras que se unen a quinasas y
regulan su actividad.
Nivel vara a lo largo del ciclo celular.
Tipos:
Ciclinas de G1 (ciclina D)
Ciclinas de fase S (ciclinas E y A)
Ciclinas mitticas (ciclinas B y A).
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Regulacin del ciclo celular
Ciclinas: Ciclina mittica:
Se acumula gradualmente en fase G2.
Se une a quinasa formando el complejo Cdk-ciclina(FPM).
Fosforila protenas especficas e induce cambios
estructurales que inducen mitosis:
Condensacin de cromosomas (fosforilacin H1). Desensamblado de la envoltura nuclear.
Organizacin de los microtbulos en el huso mittico.
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Regulacin del ciclo celular
Complejo promotor de anafase/ciclosoma (APC/C): En ncleo de clulas en interfase y en todo el
citoplasma durante divisin celular.
Degrada germinina(protena que protege DNA recinsintetizado de re-replicacin).
Sin APC/C las clulas: no podran separar sus cromtidas hermanas en anafase. no podran salir de la mitosis y dividirse en dos clulas hijas.
No podran iniciar los pasos necesarios para la replicacin delDNA en la fase S.
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Ciclinas y kinasasdependientes deciclinas (CDK)
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Segregacin de cromosomas durante la mitosis
Ciclinas y kinasas dependientes de ciclina en el
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Ciclinas y kinasas dependientes de ciclina en elciclo celular
Cdk1 inicia
mitosis
Seales mitognicasestimulan sntesis
de ciclina D
Supresores tumoralespueden bloquearactividad de ciclina D
Ciclina D, ciclinaE, Cdk4 y Cdk2fosforilan RB,inactivndola
Punto R debe ser pasadopara que contine el ciclo
celularCdk2 estimula
replicacin de DNA
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Regulacin del ciclo celular en neurona post mittica
Protenas que activan
ciclo celular.
Protenas que inhiben
ciclo celular.
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Ncleo celular
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ncleo
Organela limitada por laenvoltura nuclear.
Se encuentra en todaslas clulas eucariotas.
Aprox 10% vol celular. Alberga casi todo el
material gentico de laclula.
Contiene: cidos nuclicos (DNA y
RNA) protenas nucleares
(histonas y no histonas)
Centro de control.
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ncleo
Funciones: Lugar de duplicacin
del DNA. Lugar de control
gentico de lasactividades celulares.
Lugar donde se iniciael ensamblaje de losribosomas a partir deRNA y protenas
especficas.
Empalme
TranscripcinReplicacin
y reparacin
Apoptosis
Componentes estructurales
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Envoltura nuclear,membrana externa se
continua con RE
Lamina nuclear es una malla deprotena filamentosa que reviste cara
nuclear de membrana internaComplejo de poronuclear, penetra
envoltura nuclear enpuntos de fusin de m
interna y m externa
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Composicin:Envoltura nuclear
Lmina nuclearMatriz nuclear
Cromosomas
Cuerpos subnucleares:
Nucleolo
Organizacin del ncleo celular (mamfero)
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Composicin:Envoltura nuclear
Lmina nuclearMatriz nuclear
Cromosomas
Cuerpos subnucleares:
NucleoloCuerpos de Cajal (CB) ygemas
Dominios PIKA y PTF
Cuerpos PML
Manchas de empalme(splicing speckles)
Manchas paralelas(paraspeckles) o espaciosintercromatina
Organizacin del ncleo celular (mamfero)
Lanctt C et al. "Dynamic genome architecture in the nuclear space:regulation of geneexpression in three dimensions".Nature Reviews Genetics (2007) :8; 2. 104-115 .
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Envoltura nuclear
Membrana externa nuclearMembrana interna nuclear
Espacio intermembrana (10-50nm)
Poros nucleares-100nm dimetro total
-9nm dimetro del canal
-3 000 a 4 000 poros
-Complejo de poro nuclear(NPC)
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Estructura del complejo de poro nuclear (NCP)
Complejo molecular desimetra octogonal.
30 veces ms grande queribosoma.
Funcin: portero del
ncleo
media intercambio de
molculas entrenucleoplasma y citoplasma.
-Iones y metabolitospequeos difunden a
travs del NCP.-Molculas con masa>40kDa requierentransporte activo(carioferinas).
Filamentoscitoplsmicos
Anillocitoplsmico
Andamio
Canal central
Anillo nuclear
Canastillanuclear
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Intercambio de molculas a travs del complejo de poro nuclear
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Intercambio de molculas a travs del complejo de poro nuclear
Importacin de protenas:
protenas cargo contienensecuencia especfica de aa seal de localizacin
nuclear (NLS).
intervienen: Ran (GDPGTP)
Factor de transporte nuclear 2(NTF2)
Importina (se une a protcargo)
Importina (interacta connucleoporinas-FG)
Exportacin de protenas,
tRNAs y subunidadesribosomales: contienen secuencia
especfica de aa sealde exportacin nuclear
(NES). Contienen NLS si ha de
retornar al ncleo.
Intervienen: Ran (GDPGTP)
Factor de transporte nuclear2 (NTF2)
Exportina 1
Exportina-t (exporta tRNAs)
IMPORTACIN A TRAVES DEL PORO
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IMPORTACIN A TRAVES DEL PORONUCLEAR
12
3
4
5
6
78
9
EXPORTACIN A TRAVES DEL PORO
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EXPORTACIN A TRAVES DEL PORONUCLEAR
12
3
4
5
6
7
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Lamina nuclear
Malla protica delgada (20-50nm).
Cubre cara nuclear de MIN.
Se relaciona con protenas
integrales especficas de MINy con cromatina.
Indispensable enmantenimiento de integridad
estructural de envolturanuclear.
Principales componentes:-Lamina nuclear tipo A
-Lamina nuclear tipo B
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Lamina nuclear: Laminopatas
Enfermedades humanasasociadas con defectos enprotenas de envoltura nuclear.
-Distrofia muscular de Emery-Dreifuss
-Cardiomiopata dilatada-Lipodistrofia parcial familiar
-Distrofia muscular cintura-extremidades
-Charcot-Marie-Tooth tipo 2
-Displasia mandibulo-acral-Progeria
Mutacin ms comn en gen delamina tipo A (normalmente,mayora de
cells adultas la expresan).
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Organizacin de la envoltura nuclear
Protenas de lamembrana interna
nuclear:-Polipptidos asociados alamina 1 y 2 (LAP1 yLAP2).-LBR-Sun1
-Sun2Protenas reguladoras degenes:-HP1-BAFProtenas de lamembrana externa
nuclear:- Nesprin
ONM: membrana externa nuclear, INM: membrana interna nuclear , NCP: complejode poro nuclear, ER: retculo endoplasmico.
Stewart C et al. Blurring the boundary: the nuclear envelope extends its reach. Science (2007); 318:1408-1412.
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Complejo LINC (unin de nucleoesqueleto con citoesqueleto)
Integra componentesnucleares, incluyendodominios de cromatina,con estructuras de lasuperficie celular y
extracelulares (enclulas de vertebrados).
Formado por:Protena nesprina (mexterna nuclear).
Protenas SUN (minterna nuclear).
Stewart C et al. Blurring the boundary: the nuclear envelope extends its reach. Science (2007); 318:1408-1412.
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Nucleolo
rea dedicada a laproduccin de ribosomas.
Se forma alrededor derepeticiones de DNA
ribosomal (rDNA), quecodifica RNA ribosomal.
NO est rodeado pormembrana.
Produccin de subunidades
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Produccin de subunidades
ribosomales
1
2
3
4
5
1. Transcripcin de rRNA precursor
2. Empaquetamiento con protenas
ribosmicas citoplasmticas
3. Formacin de subunidades 40S y
60S
4. Salida de subunidades a travsde poros nucleares
5. Ensamblaje ribosoma maduro
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Cromatina, cromosoma
Cromatina:complejo fibroso formado por DNA yprotenas. (interfase)Cromosoma:cromatina altamente condensada. (divisincelular)
Cromatina
condensada cercade envolturanuclear, se fija alamina nuclear
Cromatina difusa
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Cromatina
Complejo fibrosoformado por DNA yprotenas.
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Territorio de los 24
cromosomas humanosen el ncleo celular en
interfase
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Cromatina
Eucromatina:-DNA menos compacto
-porcin ms activa del genoma (genes frecuentementeexpresados).
Heterocromatina:-DNA ms compacto.
-contiene DNA infrecuentemente transcrito.
-Tipos:
-Constitutiva: en estado condensado en toda clula y en todomomento (DNA silencioso).
-Facultativa: cromatina especficamente inactivada duranteciertas fases de la vida del organismo (cromosoma X inactivo).
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Cromosoma eucaritico
Cromosoma eucaritico = molcula nica DNA msprotenas asociadas.
DNA extendido de un cromosoma = 3-4cm.
Cada clula diploide tiene 46 cromosomas (2m de DNA
aprox.) Cuerpo humano tiene 25 000 millones de kilmetros de
DNA.
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Cromosomahumano
Cromosoma: cromatinacondensada, estructura
visible durante divisin
celular.
Centrmero, regin devisible estrechamiento
Fibra de cromatina ,constiituida por DNA y
protenas
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Clasificacin de los
cromosomas por la
localizacin delcentrmero:
Metacntrico:centrmero central.
Submetacntrico:centrmero cerca delcentro.
Acrocntrico: centrmerocerca al extremo.
Telocntrico: centrmeroal final de lascromtides.
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En cromosomas no metacntricos:
Brazo corto es denominado brazo p(petit).
Brazo largo es denominado brazo q
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Cariotipo humano: 23 pares de cromosomas(incluyendo cromosomas sexuales.
El centrmero ocupa posicionescaractersticas en los cromosomashomlogos
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Estructura del cromosoma
Conjunto de DNA y protenas (cromatina = hebrasteidas): DNA (cargada negativamente).
Protenas histnicas y no histnicas.
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Estructura del cromosoma
Histonas:
Slo en eucariotas
Ricas en aminocidos bsicos (lisina y arginina)cargadas positivamente.
Se sintetizan en la fase S del ciclo celular.
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Histonas:
Responsables delplegamiento yempaquetamiento delDNA (nucleosoma).
Intervienen en
regulacin de genes. Tipos:
H1 (30 millones demolculas)
H2A (60 millones de
molculas) H2B H3 H4
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Nucleosoma: 146-150 pares de bases (bp) de DNA
alrededor de octmero de histonas.
Primer nivel de compactacin del genoma eneucariotas.
DNA unido a nucleosoma es menos accesible
a factores reguladores que DNA libre denucleosoma. (Skipper M. Eucariotic genomes in complete control. Nat Rev MolCell Bio 2006 (7):709.
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H2A H2B H3 H4 H4 H3 H2B H2A H1
150 pares de bases 50 pares de bases
Octmero de histona
octmero
octmero(80 paresde basepor vuelta)
octmero
octmero
H1
H1
H1
Ensamblaje de nucleosomas
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H3 H4 H4 H3
H2A H2B
H3 H4 H4 H3H2A H2B
H2A H2B H2B H2AH3 H4 H4 H3X X
X
X
H3H4
H3H4
DNA
DNA
DNA
Paso 1
Paso 2
Paso 3
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Armazn protico no histnico
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p
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Solenoide
1er nivel de empaquetamiento
2do nivel de empaquetamiento
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E t i t
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Empaquetamiento
COLAS DE HISTONAS:
extremos NH2 y el extremo COOH (slo H2A)
intervienen en formacin de solenoide
HISTONA H1 SE UNE A REGIONESESPECFICAS DEL NUCLEOSOMA
EMPAQUETAMIENTO DEL
NUCLEOSOMA ES MEDIADOPOR LA HISTONA H1
Empaquetamiento del DNA en cromosoma mittico
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p q
Nucleosomas forman cuentasen la cuerda de DNA.
Molcula de DNA se une ahistonas formando gran
nmero de nucleosomas.
Grupos de nucleosomas seenrollan en vueltas cada vezms grandes hasta fibras decomatina supercondensada y
superenrollada
Las vueltas se unen paraformar lazos.
Los lazos se enrollan muchoms, formando un cromosoma
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