CLASE 12- CICLO CELUALR - nucleo celular.pptx|

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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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