El cicle cel·lular i la seva regulació

Anomena les dues grans etapes del cicle cel·lular i les tres fases en què es divideix la interfase, indicant què passa de manera general en cadascuna.

Què passa durant la fase S del cicle cel·lular? Raona per què és imprescindible que aquesta fase acabi abans que la cèl·lula entri en divisió.

L'esquema representa el cicle complet d'una cèl·lula que triga $24\ \text{h}$ a dividir-se. Calcula quantes hores dura la seva fase S i explica quin procés cel·lular hi té lloc.

Què és un punt de control del cicle cel·lular? Anomena'n un i explica què és el que verifica abans de permetre que el cicle continuï.

S'analitza mitjançant citometria de flux la quantitat d'ADN per cèl·lula en un teixit somàtic animal en proliferació ($2n = 8$). L'anàlisi identifica tres subpoblacions cel·lulars ben delimitades: Subpoblació 1 amb 4 pg d'ADN, Subpoblació 2 amb valors intermedis i continus entre 4 i 8 pg, i Subpoblació 3 amb 8 pg d'ADN.

1. a) Assigna de manera justificada cada subpoblació a la seva fase corresponent de la interfase (G1, S o G2). Determina quants cromosomes, quantes cromàtides i quantes molècules d'ADN bicatenari posseeix una cèl·lula individual pertanyent a la Subpoblació 3.
2. b) Si s'afegeix al cultiu colquicina (fàrmac que despolimeritza els microtúbuls del fus acromàtic), prediu en quina subpoblació s'acumularan les cèl·lules i dedueix quants cromosomes i quantes cromàtides contindrà una cèl·lula si eludeix la mitosi sense dividir-se (endomitosi).

Un fàrmac antitumoral bloqueja de manera irreversible l'activitat de l'ADN helicasa durant la interfase. S'afegeix a un cultiu de cèl·lules somàtiques humanes en proliferació activa.

1. a) Justifica en quin punt de control del cicle cel·lular quedaran bloquejades les cèl·lules que ja havien començat a replicar el seu ADN en afegir el compost, i explica quines conseqüències tindria per a la cèl·lula franquejar aquest punt sense completar la replicació.
2. b) Un estudiant afirma que, transcorregudes dues hores des de l'addició del fàrmac, el 100 % de les cèl·lules del cultiu estarà aturat a la fase S. Rebat la seva predicció deduint què passarà inicialment amb les cèl·lules que es trobaven a G2 i mitosi en el moment de l'administració i en quina fase s'acumularan finalment si el fàrmac roman al medi.

Explica què són les ciclines i les cinases dependents de ciclina (CDK) i com actuen conjuntament per regular l'avanç del cicle cel·lular.

Algunes cèl·lules, com les neurones adultes, surten del cicle cel·lular i romanen en una fase anomenada G0. Explica què significa estar en G0 i quina conseqüència té aquest fet per a la capacitat de regeneració del teixit nerviós.

En un laboratori d'oncologia s'analitzen dos cultius de cèl·lules humanes sotmeses a una dosi moderada de radiació ultraviolada:

• Cultiu A: La majoria de les cèl·lules atura el seu cicle en la transició G1/S; després de 24 hores, reparen les lesions o activen l'apoptosi.

• Cultiu B: Les cèl·lules continuen replicant activament el seu ADN en fase S malgrat presentar dímers de timina no reparats, acumulant aberracions cromosòmiques en les mitosis successives.

1. a) Dedueix raonadament quina alteració en la via del gen TP53 explica el comportament del Cultiu B respecte al Cultiu A.
2. b) Si s'aplica a tots dos cultius un fàrmac inhibidor dels complexos ciclina-CDK responsables de l'entrada en fase S, prediu la resposta de cada cultiu i raona per què aquest tractament frena la proliferació, però no reverteix les mutacions ja fixades en el Cultiu B.