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Caso 11 por Mind Map: Caso 11

1. Interfase Se forma una célula por división de su célula madre. Las fases G_1​, S y G_2 se conocen en conjunto como interfase. El prefijo intersignifica entre, lo cual refleja que la interfase ocurre entre una fase mitótica (M) y la siguiente.

1.1. Fase G_1​ Durante la fase G_1​ también llamada fase del primer intervalo, la célula crece físicamente, copia los organelos y hace componentes moleculares que necesitará en etapas posteriores. 

1.2. Fase S.  En la fase S, la célula sintetiza una copia completa del ADN en su núcleo. También duplica una estructura de organización de microtúbulos llamada centrosoma. Los centrosomas ayudan a separar el ADN durante la fase M.

1.3. Fase G_2​.  Durante la fase del segundo intervalo, o fase G_2​ la célula crece más, hace proteínas y organelos, y comienza a reorganizar su contenido en preparación para la mitosis. La fase G_2​ termina cuando la mitosis comienza.

2. El ciclo celular puede pensarse como el ciclo vital de una célula. Es decir, es la serie de etapas de crecimiento y de desarrollo que experimenta una célula entre su “nacimiento” (formación por división de una célula madre) y su reproducción (división para hacer dos nuevas células hijas).

2.1. En las células eucariontes, o células con un núcleo, las etapas del ciclo celular se dividen en dos fases importantes: la interfase y la fase mitótica (M). Durante la interfase, la célula crece y hace una copia de su ADN. Durante la fase mitótica (M), la célula separa su ADN en dos grupos y divide su citoplasma para formar dos nuevas células.

2.1.1. Para dividirse, una célula debe completar varias tareas importantes: debe crecer, copiar su material genético (ADN) y dividirse físicamente en dos células hijas.

3. Fase M Durante la fase mitótica (M), la célula divide su ADN duplicado y su citoplasma para hacer dos nuevas células. La fase M implica dos procesos distintos relacionados con la división: mitosis y citocinesis.

3.1. En la mitosis, el ADN nuclear de la célula se condensa en cromosomas visibles y es separado por el huso mitótico, una estructura especializada hecha de microtúbulos. La mitosis ocurre en cuatro etapas: profase (que a veces se divide en profase temprana y prometafase), metafase, anafase y telofase. 

3.1.1. La profase temprana la célula comienza a deshacer algunas estructuras y construir otras, y así prepara el escenario para la división de los cromosomas.

3.1.1.1. Los cromosomas comienzan a condensarse (lo que hace que sea más fácil separarlos después).

3.1.1.2. El huso mitótico comienza a formarse. El huso es una estructura hecha de microtúbulos, fibras fuertes que son parte del “esqueleto” de la célula. Su función es organizar los cromosomas y moverlos durante la mitosis. El huso crece entre los centrosomas a medida que se separan.

3.1.1.3. El nucléolo, que es una parte del núcleo donde se hacen los ribosomas, desaparece. Esto es una señal de que el núcleo se está alistando para descomponerse.

3.1.2. En la metafase, el huso ha capturado todos los cromosomas y los ha alineado en el centro de la célula, listos para dividirse.

3.1.2.1. Todos los cromosomas se alinean en la placa metafásica (no una estructura física, solo un término para el plano donde se alinean los cromosomas).

3.1.2.2. lEn esta etapa, los dos cinetocoros de cada cromosoma deben unirse a los microtúbulos de los polos opuestos del huso.

3.1.3. En la anafase, las cromátidas hermanas se separan una de la otra y son jaladas hacia los polos opuestos de la célula.

3.1.3.1. El “pegamento” proteico que mantiene juntas a las cromátidas hermanas se degrada, lo que permite que se separen. Cada una ahora es su propio cromosoma. Los cromosomas de cada par son jalados hacia extremos opuestos de la célula.

3.1.3.2. Los microtúbulos no unidos a los cromosomas se elongan y empujan para separar los polos y hacer más larga a la célula.

3.1.4. En la telofase, la célula casi ha terminado de dividirse y comienza a restablecer sus estructuras normales mientras ocurre la citocinesis (división del contenido de la célula).

3.1.4.1. Se forman dos nuevos núcleos, uno para cada conjunto de cromosomas. Las membranas nucleares y los nucléolos reaparecen.

3.1.4.2. El huso mitótico se descompone en sus componentes básicos.

3.1.4.3. Los cromosomas comienzan a descondensarse y vuelven a su forma "fibrosa".

3.2. En la citocinesis, el citoplasma de la célula se divide en dos, lo que forma dos nuevas células. La citocinesis generalmente comienza apenas termina la mitosis, con una pequeña superposición. Es importante notar que la citocinesis ocurre de forma diferente en células animales y vegetales.

4. Salida del ciclo celular y G_0​0​

4.1. Otros tipos de células se dividen lentamente o simplemente no lo hacen. Estas células pueden salir de la fase de G_1​ y entran en un estado de reposo llamado fase G_0

5. Reguladores del ciclo celular

5.1. Las ciclinas están entre los reguladores centrales más importantes del ciclo celular. Las ciclinas son un grupo de proteínas relacionadas, y en seres humanos y la mayoría de los demás eucariontes existen cuatro tipos básicos: ciclinas de G_1​1, ciclinas de G_1/S, ciclinas de S y ciclinas de M.

5.1.1. Las ciclinas dirigen los acontecimientos del ciclo celular mediante la asociación con una familia de enzimas llamadas cinasas dependientes de ciclina (Cdks). Una Cdk solitaria es inactiva, pero la unión a una ciclina la activa, la vuelve una enzima funcional y le permite que modifique proteínas blanco.

5.1.1.1. Las Cdk son cinasas, enzimas que fosforilan (unen a grupos fosfatos) proteínas blanco específicas. La unión del grupo fosfato actúa como un interruptor y hace a la proteína más o menos activa. Cuando una ciclina se une a Cdk, tiene dos efectos importantes: activa la Cdk como una cinasa, pero también dirige a la Cdk a un conjunto específico de proteínas blanco, las apropiadas para el periodo del ciclo celular controlado por la ciclina. 

5.2. anafase/ciclosoma (APC/C), un complejo proteico que causa que las ciclinas M se destruyan a partir de la anafase. La descomposición de las ciclinas M expulsa a la célula de la mitosis y permite que las nuevas células hijas entren a G_1​. El APC/C también causa la destrucción de las proteínas que mantienen las cromátidas hermanas juntas y permite que se separen en la anafase y se muevan hacia polos opuestos de la célula.

5.2.1. Como una Cdk, el APC/C es una enzima, pero tiene un tipo de función diferente al de una Cdk. En lugar de unir un grupo fosfato a su objetivo, se añade un pequeña etiqueta proteica llamadaubiquitina (Ub). Cuando un blanco es marcado con ubiquitina, se envía al proteasoma, que puede considerarse como la papelera de reciclaje de la célula, y se destruye

5.2.1.1. Las señales positivas, como los factores de crecimiento, típicamente aumentan la actividad de las Cdk y ciclinas, mientras que las negativas, como el daño al ADN, generalmente disminuyen o bloquean la actividad.

6. Puntos de control

6.1. El punto de control G_1​ es el punto principal de decisión para una célula; es decir, el punto principal en el que debe elegir si se divide o no. 

6.1.1. Si una célula no obtiene las señales de aprobación que necesita en el punto de control G_1​, puede salir del ciclo celular y entrar a un estado de reposo llamado fase G_0​.

6.2. Para cerciorarse de que la división celular se realiza sin problemas (produce células hijas sanas con ADN completo, sin daños), la célula tiene un punto de control adicional antes de la fase M, llamado punto de control G_2​

6.2.1. Si se detectan errores o daños, la célula se detendrá brevemente en el punto de control G_2​  para permitir que se realicen reparaciones. Si los mecanismos en el punto de control detectan problemas con el ADN, el ciclo celular se detiene y la célula intenta completar la replica.

6.2.1.1. Si el daño es irremediable, la célula puede experimentar apoptosis o muerte celular programada.

6.3. El punto de control M también es conocido como punto de control del huso: aquí, la célula examina si todas las cromátidas hermanas están unidas correctamente a los microtúbulos del huso.

6.3.1. Parece que las células en realidad no revisan la placa metafásica para confirmar que todos los cromosomas estén allí. Por el contrario, buscan los cromosomas "rezagados" que están en el lugar equivocado (por ejemplo, flotando en el citoplasma). Si un cromosoma está fuera de lugar, la célula detendrá la mitosis, dando tiempo para que el huso capture el cromosoma perdido.

7. En el cáncer...

7.1. Las células cancerosas pueden crear su propio facto r de crecimiento, tener vías de factor de crecimiento que estén atascadas en posición de "encendido" o, en el contexto del cuerpo, incluso engañar a células vecinas para que produzcan factores de crecimiento que las mantengan.

7.1.1. las células cancerosas adquieren la capacidad de migrar a otras partes del cuerpo, un proceso llamado metástasis, y de promover el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos, un proceso llamado angiogénesis  (que da a las células tumorales una fuente de oxígeno y nutrientes). Las células cancerosas tampoco experimentan muerte celular programada, o apoptosis, en las condiciones en que las células normales si lo harían (por ejemplo, debido al daño del ADN).

7.1.1.1. Las células de cáncer pueden dividirse muchas más veces, en gran parte porque expresan una enzima llamada telomerasa, que invierte el desgaste de los extremos del cromosoma que sucede normalmente durante cada división celular.

7.2. Uno de los supresores de tumores más importante es la proteína tumoral p53, que desempeña un papel clave en la respuesta celular al daño del ADN. p53 actúa principalmente en el punto de control G_1​ (controla la transición de G_1​ a S), donde bloquea la progresión del ciclo celular en respuesta al ADN dañado y otras condiciones no favorables.

7.2.1. Cuando el ADN de una célula está dañado, una proteína sensora activa a p53, que detiene el ciclo celular en el punto de control G_1  al activar la producción de un inhibidor del ciclo celular. Esta pausa gana tiempo para la reparación del ADN, que también depende de p53, cuyo segundo trabajo es activar las enzimas de reparación del ADN. Si el daño es reparado, p53 liberará a la célula, lo que le permite continuar a través del ciclo celular. Si el daño no es reparable, p53 desempeñará su tercer y último papel: activar la apoptosis para que el ADN dañado no sea heredado.

7.2.1.1. Cuando p53 es defectuoso, una célula con el ADN dañado puede proceder con la división celular. Las células hijas de tal división probablemente heredarán las mutaciones debido al ADN no reparado de la célula madre. A lo largo de las generaciones, las células con p53 defectuoso tienden a acumular mutaciones, algunas de las cuales pueden convertir protooncogenes en oncogenes o inactivar a otros supresores tumorales.

7.3. El metotrexato es específico de la fase S del ciclo de división celular. Su acción consiste en la inhibición de la síntesis de DNA, RNA, timidinato y proteínas como resultado de la unión relativamente irreversible con la dihidrofolato reductasa, lo que evita la reducción de dihidrofolato a tetrahidrofolato activo.

7.3.1. El metotrexato también conocido por las siglas MTX, es un fármaco análogo al ácido fólico usado en el tratamiento del cáncer y deenfermedades autoinmunes como la artritis reumatoide y la psoriasis. Produce efectos antiinflamatorios potentes a partir de la inhibición enzimática, la disminución de distintos elementos metabólicos y la acumulación de adenosina tanto intracelular como extracelular.