proliferación muerte desórdenes de acumulación de células desórdenes de pérdida de células...
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Proliferación Muerte
Desórdenes deacumulación de
células
Desórdenes depérdida de
células
Homeostasis
Señales mitogénicas Señales anti-mitogénicas
vias de señalización
maquinaria del ciclo celular
REPLICACION DE CROMOSOMAS Y
CRECIMIENTO CELULAR
SEGREGACIÓN DE
CROMOSOMAS
DIVISION CELULAR
S (6-8 h)síntesis deDNA (2x)
también RNAy proteína
G2 (3-4 h)NO síntesis de DNAContinua síntesis
de RNA y proteínas
M (1 h): mitosis (div.nuclear
citoquinesis (div.celular)
G1Síntesis de RNA
y proteínasNO síntesis de
DNA
Go :StartPunto de restricción
G1
S
G2
M
Tres clases de complejo Ciclina-Cdk:• Los de G1• Los de fase S• Los de Mitosis
Ciclina-CDKde G1
Ciclina-CDKde S
Ciclina-CDKmitótica
Si célula va a replicarse: 1o expresión de ciclina-Cdk de G1
•Cic-Cdk de G1: Preparan a célula para SEn S: síntesis de DNA se transcriben genes para enzimas de síntesis de DNA•Cic-Cdk de S: Pi-lación de proteínas de
complejo de pre-replicación•Cic-Cdk de M: Pi-lación de proteínas para
condensación de cromosomas, retracción de envoltura nuclear, ensamblaje de huso,
alineamiento de cromosomas
SISTEMAS DE ESTUDIO DE CICLO CELULAR
•Saccharomyces cerevisiae – Leeland Hartwell
•Schizosaccharomyces pombe – Paul Nurse
•Huevos y embriones – Tim Hunt
CICLINAS Y QUINASAS DEPENDIENTES DE CICLINAS (CDKs)
Organismo/Proteína Nombre .S. pombe .CDK (sólo 1) Cdc2Ciclina mitótica (sólo 1) Cdc13
S. cerevisiae .CDK (sólo 1) Cdc28Ciclina de G1 medio Cln3Ciclina de G1 tardío Cln1,Cln2Ciclina de S temprana Clb5, Clb6Ciclinas de S tardía y mitosis temprana Clb3, Clb4Ciclinas de mitosis tardía Clb1, Clb2
Vertebrados .CDKs de G1 medio CDK4, CDK6CDK de G1 tardía y S CDK2CDKs mitóticas CDK1Ciclinas G1 medio ciclinas tipo DCiclinas G1 tardío y S Ciclina ECiclina fase S y mitóticas Ciclina ACiclina mitótica Ciclina B
cdc = ciclo de división celular
Progesterona estimula maduración meiótica de oocitos de Xenopus
Oocitos de ovario (1) removido y tratado con progesterona
Progesterona estimula maduración meiótica de oocitos de Xenopus
(3) x fertilización sale de arresto, va a anafase y sigue con MII
Factor difusible en célula “arrestada” promueve maduración meiótica
Factor: Factor Promotor de la Maduración (MPF)
Actividad MPF en Xenopus
Actividad MPF
[ciclina B]
tiempo
tiempo
Ttmt con RNasa Rnasa + mRNA ciclina B no degr.
tiempo
Ttmt Rnasa + mRNA ciclina BActividad MPF
[ciclina B]
tiempo
Extracto no tratado
Cdc2: proteína 34kDa homóloga a PK eucarióticacDNA humano: proteína 63% idéntica
Cdc13: Otro gen necesario para entrar a mitosisHomóloga a ciclina B de erizoMPF de S. pombe: Cdc2 + Cdc13
Ab contra región conservada de Cdc2K reconoce proteína de MPF de Xenopus
También otras proteínas importantes: cdc25
Cdc25 y Wee regulan actividad del MPF: regulan fosforilación de Cdc2
Ciclina mitótica: (Cdc13) + CDK (Cdc2) = MPFWee: Protein tirosin quinasa: Pi de Y15 (inhibitoria)CAK: Cdk Activating Kinase: Pi de T161MPF todavía inactivoCdc25: Ptasas: sobre Y15 MPF activoSi Y15 x F: ?
Control del ciclo
CiclinasProteín quinasas: regulablesSustratos de PKs: importantes para paso por fases del ciclo
Protein quinasadependiente de
ciclina (CDK)
Loop TATP
Mecanismos que regulan actividad de CDKs
• Fosforilación/defosforilación de CDK•Degradación de ciclina•Síntesis períodica de CDKs y ciclinas•Acción de proteínas inhibitorias de CDKs
Complejos de ciclina-CDKComplejos de ciclina-CDK
•Complejos de G1 Cuando células son estimuladas a replicarse Preparan célula para fase S Activan factores de transcripción (enzimas requeridas para síntesis de DNA)
•Complejos de fase S Mantenidos inactivos por inhibidor Iniciación de replicación de DNA Sólo se replican una vez
•Complejos mitóticos Inducen condensación de cromosomas Ruptura de envoltura nuclear Ensamblaje de huso mitótico
Al final de Anafase APC ubiquitina ciclinas mitóticas
Cdh : poliubiquitinación
Ciclina + CDK de G1: fosforilan e inactivan CdhEn G1 se inactiva Cdh, ciclina se acumula y tenemos Ciclina-Cdk mit.
Cdc14:Ptasa activa Cdh
Caja de destrucción de ciclinas
Arg-Thr-Val-Leu-Gly-Val-Ile-Gly-Asp
Arg-Thr-Ala-Leu-Gly-Asp-Ile-Gly-Asn
Arg-Ala-Val-Leu-Gly-Glu-Ile-Gly-Asn
Ciclina A
Ciclina B1
Ciclina B2
Complejos de ciclina-CDKComplejos de ciclina-CDK
Complejos mitóticos Inducen condensación de cromosomas Ruptura de envoltura nuclear Ensamblaje de huso mitótico
Inicio de Anafase:Separación de cromátides, movimiento hacia polos
Telofase: Microtúbulos regresan a estado de interfaseDecondensación de cromosomasRe-formación de envoltura nuclearRemodelamiento de aparato de GolgiCitoquinesis
Procesos controlados por: Defosforilación, degradación
Lámina Nuclear
Envoltura nuclear:Extensión de RER
Membrana nuclear interna:Lámina nuclear:Entretejido de filamentos de lámina
Lámina A, B y CA y C mismo pre-mRNAA: 133 aa C-term extraB: C-term isoprenilado
Ser
Inicio de mitosis: MPF Pi Ser en láminas
Pi-A y Pi-C: en soluciónPi-B: sigue asociada a membrana
Depolimerización de láminas nuclearesDesintegración de envoltura
Células transfectadas con Lamina A (SerAla)
FASES G1S
Señal mitogénica: síntesis de ciclina Dplegamiento y transporte a núcleo de Cdk4 y 6
3Cdks: Cdk4, Cdk6, Cdk2
Complejo fosforila: pRb, Smad3, Cdt1 y Marcks
Rb reprime actividad de factores de transcripción : E2F histonas deacetilasas complejos de remodelación de cromatina
Blanco de Rb-E2F: ciclina E necesaria para actividad de Cdk2 y para completar G1
Factores de crecimiento,citoquinas
CascadaMAPK
Fosforilación de JunY Fos en el núcleo
Regulacióntranscripcional
Ciclinas Factor de CDKs transcripción E2F
Enzimas parasíntesis de DNA
Regulacióntranscripcional
Paso de faseG1 a S
Pi a p53 la estabiliza