El ciclo celular del, o el ciclo de la célula-división del, es la serie de acontecimientos que ocurran en una célula eucariótica que lleva a su réplica. Estos acontecimientos se pueden dividir en dos períodos amplios: &mdash Interphase ; durante cuál crece la célula, acumulando los alimentos necesarios para la mitosis y el que duplican su &mdash de la DNA ; y la fase mitotic (m), durante la cual la célula se parte en dos células distintas, llamó a menudo el " cells" de la hija;. El ciclo de la célula-división es un proceso vital por el cual un solo-celulado fertilizó el huevo se convierte en un organismo maduro, así como el proceso el cual el pelo, la piel, a los glóbulos y algunos órganos internos renuevan.

Fases del ciclo celular

El ciclo celular consiste en cuatro fases distintas: Fase G₁, fase S, fase G₂ (conocido colectivamente como interfase) y fase M. La fase sí mismo de M se compone de dos procesos firmemente juntados: mitosis, en la cual los cromosomas de la célula se dividen entre las dos células de hija, y Cytokinesis, en el cual el citoplasma de la célula divide la formación de las células distintas. La activación de cada fase es dependiente en la progresión y la terminación apropiadas de el anterior. Las células que tienen división temporalmente o reversible parada se dicen para haber incorporado un estado de la quietud llamada la fase G₀.

Fase de M

La fase relativamente breve M consiste en la división nuclear (mitosis ) y la división citoplásmica (Cytokinesis ). En planta y el cytokinesis de las algas es acompañado por la formación de una nueva pared celular . El más grande de todos estos procesos es ( Interphase).

Interphase

Después de fase de M, las células de hija cada uno comienzan el Interphase de un nuevo ciclo. Aunque las varias etapas de la interfase no sean generalmente morfológico distinguibles, cada fase del ciclo celular tiene un sistema distinto de los procesos bioquímicos especializados que preparan la célula para la iniciación de la división de célula.

Fase de G₁

La primera fase dentro de la interfase, del final de la fase anterior de M hasta el principio de la síntesis de la DNA se llama el G₁ (G que indica el boquete del o el crecimiento del ). Durante esta fase las actividades biosintéticas de la célula, que había sido retrasada considerablemente durante fase de M, reasumen a una alta tasa. Esta fase es marcada por la síntesis de las varias enzimas que se requieren en fase de S, principalmente ésas necesarias para la réplica de la DNA. La duración de G₁ es alto variable, incluso entre diversas células de la misma especie.

Fase de S

El comienzo de seguimiento de la fase S cuando la síntesis de la DNA comienza; cuando es completa, se han replegado todos los cromosomas, es decir, cada cromosoma tiene dos cromátides (de la hermana). Así, durante esta fase, la cantidad de DNA en la célula ha doblado con eficacia, aunque el Ploidy de la célula sigue siendo igual. Los índices de la transcripción del ARN y de síntesis de la proteína son muy bajos durante esta fase. Una excepción a esto es producción de la histona, la mayoría cuyo ocurre durante la fase de S. La duración de la fase de S es relativamente constante entre las células de la misma especie.

Fase de G₂

La célula entonces incorpora la fase G₂, que dura hasta que la célula inscriba la mitosis. Una vez más la síntesis significativa de la proteína ocurre durante esta fase, implicando principalmente la producción de Microtubules que se requieran durante el proceso de la mitosis. La inhibición de la síntesis de la proteína durante fase de G₂ evita que la célula experimente la mitosis.

Fase de G₀

El " del término; poste-mitotic" se utiliza a veces para referir al las células senescentes quietas de y . Las células de no proliferación en los eucariotas multicelulares incorporan el estado quieto de G₀ de G₁ y pueden generalmente seguir siendo quietas por largos periodos del tiempo, posiblemente indefinidamente (al igual que a menudo la caja para las neuronas . Esto es muy común para las células que son completamente distinguidos . La senectud celular es un estado que ocurre en respuesta al daño o a la degradación de la DNA que harían a progenie de una célula no viable; es a menudo una alternativa bioquímica a la autodestrucción de una célula tan dañada al lado de Apoptosis . Inducese a un poco de célula mecanografía adentro organismos maduros, tales como células parenquimales del hígado y del riñón, incorpora la fase de G₀ semipermanente y se puede solamente que comience a dividir otra vez bajo circunstancias muy específicas; otros tipos, tales como células epiteliales continúan dividiendo a través de la vida de un organismo.

Regulación del ciclo celular

La regulación del ciclo celular implica los pasos cruciales a la célula, incluyendo la detección y la reparación de daño genético, y la disposición de varios cheques de prevenir la división de célula incontrolada. Los acontecimientos moleculares que controlan el ciclo celular son ordenados y direccionales; es decir, cada proceso ocurre en una manera secuencial y es imposible al " reverse" el ciclo.

Papel de Cyclins y de CDKs

Dos clases dominantes de moléculas reguladoras, de Cyclins y de las cinasas Cyclin-dependientes (CDKs), determinan el progreso de una célula durante el ciclo celular. Timothy, y la enfermera de Paul M. ganaron el Premio Nobel Del 2001 en fisiología o la medicina para su descubrimiento de estas moléculas centrales. Muchos de los genes que codifican cyclins y CDKs son conservados entre todos los eucariotas, pero en general organismos más complejos tienen sistemas de control más elaborados del ciclo celular que incorporen componentes más individuales. Muchos de los genes relevantes primero fueron identificados estudiando la levadura, especialmente Saccharomyces Cerevisiae del ; la nomenclatura genética en levadura dobla muchas de CDC del de estos genes (para el " cycle" de la división de célula;) seguido por un número de identificación, e.

Forma de Cyclins las subunidades y el CDKs reguladores las subunidades catalíticas de un activado Heterodimer ; los cyclins no tienen ninguna actividad catalítica y CDKs es inactivo en la ausencia de un cyclin del socio. Cuando es activado por un cyclin encuadernado, CDKs realiza una reacción bioquímica común llamada la fosforilación que activa o hace inactivo las proteínas de la blanco para orquestrar la entrada coordinada en la fase próxima del ciclo celular. Diversas combinaciones del cyclin-CDK determinan las proteínas rio abajo apuntadas. CDKs constitutivo se expresa en células mientras que los cyclins se sintetizan en las etapas específicas del ciclo celular, en respuesta a varias señales moleculares.

Mecanismo general de la interacción del cyclin-CDK

Sobre la recepción de una favorable-mitotic señal extracelular, los complejos de Cyclin-CDK de G₁ llegan a ser activos para preparar la célula para la fase de S, promoviendo la expresión de los factores de la transcripción que alternadamente promueven la expresión de los cyclins de S y de las enzimas requeridas para la réplica de la DNA. Los complejos del cyclin-CDK de G₁ también promueven la degradación de las moléculas que funcionan como los inhibidores de la fase de S apuntándolos para el Ubiquitination . Una vez que una proteína ubiquitinated, es apuntada para la degradación proteolítica por el Proteasome . Las proteínas activas del fosforilato de los complejos del cyclin-CDK de S que componen los complejos de la Pre-réplica montaron durante fase de G₁ en los orígenes de la réplica de la DNA que la fosforilación responde a dos propósitos: para activar cada complejo ya-montado de la pre-réplica, y evitar que los nuevos complejos formen. Esto se asegura de que cada porción del genoma de la célula sea replegada una vez y solamente una vez. La razón de la prevención de boquetes en la réplica está bastante clara, porque las células de hija que están faltando el todo o una parte de genes cruciales morirán. Sin embargo, por las razones relacionadas con los efectos del número de copia del gene, la posesión de las copias adicionales de ciertos genes también probaría deletéreo a las células de hija.

Los complejos del cyclin-CDK de Mitotic, se sintetizan pero se hacen inactivo que durante fases de S y de G₂, promueven la iniciación de la mitosis estimulando las proteínas rio abajo implicadas en la condensación del cromosoma y el montaje del huso de Mitotic. Un complejo crítico activado durante este proceso es una ligasa de Ubiquitin conocida como el complejo Anafase-que promueve (APC), que promueve la degradación de las proteínas estructurales asociadas al cromosómico Kinetochore . El APC también apunta los cyclins mitotic para la degradación, asegurándose de que el telophase y el cytokinesis pueden proceder.

Acción específica de los complejos del cyclin-CDK

El Cyclin D es el primer cyclin producido en el ciclo celular, en respuesta a señales extracelulares (eg. Factores de crecimiento . Cyclin D ata al existente CDK4, formando el complejo activo del cyclin D-CDK4. Fosforilatos del complejo de Cyclin D-CDK4 alternadamente la proteína de la susceptibilidad de Retinoblastoma (RB ). El RB hyperphosphorylated disocia del complejo de E2F/DP1/RB (que estuvo limitado a los genes responsivos E2F, con eficacia " blocking" ellos de la transcripción), E2F que activa. La activación de E2F da lugar a la transcripción de varios genes como el Cyclin E, el Cyclin A, la polimerasa de DNA, la cinasa de la timidina, lazos así producidos del etc. Cyclin E al CDK2, formando el complejo del cyclin E-CDK2, que empuja la célula de G₁ a la fase de S (transición de G₁/S). Cyclin A junto con CDK2 forma el complejo del cyclin A-CDK2, que inicia la transición de G₂/M. Cyclin B - la activación compleja CDK1 causa la avería del sobre nuclear y la iniciación Prophase, y posteriormente, es causas de la desactivación la célula para salir la mitosis. Los puntos de comprobación previenen la progresión del ciclo celular en los puntos específicos, permitiendo la verificación de los procesos necesarios de la fase y la reparación del daño de la DNA. La célula no puede proceder a la fase próxima hasta que se hayan cumplido los requisitos del punto de comprobación.

Varios puntos de comprobación se diseñan para asegurarse de que dañado o la DNA incompleta no está pasada encendido a las células de hija. Dos puntos de comprobación principales existen: el punto de comprobación G1/S y el punto de comprobación G2/M. La transición de G1/S es un paso tarifa-limitador en el ciclo celular y también se conoce como punto de la restricción. y el tratamiento con la timidina o el alto de Aphidicolin la célula en G1 la fase, Mitotic sacude-apagado, el tratamiento con la colquicina y el tratamiento con el alto de Nocodazole la célula en fase de M y el tratamiento con altos del fluorodeoxyuridine 5 la célula en fase de S.

Observación

Hay maneras numerosas de observar la ocurrencia del ciclo celular. Las extremidades de la raíz de los bulbos o del ajo de la cebolla son de uso frecuente.

Una muestra de extremidad de la raíz se fija en una mezcla de el 99% del alcohol desnaturalizado industrial acuoso y del ácido Ethanoic del 70% glacial del 1% por dos horas. Tratar las extremidades de la raíz en 1 ácido hidroclórico molar en 60° C para 6– 7 minutos. Aclaración a fondo con agua. Agregar el reactivo de Schiff e irse para una hora. Aclarar otra vez en agua destilada. Observar debajo de un microscopio.

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