Cuando te hacés una herida en la rodilla jugando fútbol en la cancha del centro escolar, en unos días la piel se cierra sola. Las células de alrededor se dividen justo lo necesario y se detienen cuando la herida cierra. ¿Quién les dice cuándo dividirse y cuándo parar? La respuesta está en un sistema de control del ciclo celular: puntos de control, ciclinas, CDK y proteínas como p53.
Interfase, fase M y la salida del ciclo
Si observás al microscopio un cultivo de células en crecimiento, casi todas muestran un núcleo bien delimitado y solo unas pocas tienen los cromosomas condensados, en plena división. ¿Cómo se organiza el tiempo de una célula entre una división y la siguiente?
Fase
¿Qué ocurre?
G1
La célula crece, sintetiza proteínas y organelos.
S
Se replica (duplica) todo el ADN. La helicasa abre la doble hélice y la ADN polimerasa copia cada hebra.
G2
La célula se prepara para dividirse y revisa el ADN copiado.
M
Mitosis y citocinesis.
Cuánto ADN tiene la célula en cada fase
Como en la fase S se copia el ADN, la cantidad de ADN por célula cambia a lo largo de la interfase. Llamemos 2C a la cantidad de ADN de una célula diploide que aún no ha replicado su ADN.
G1: la célula tiene 2C. Cada cromosoma tiene una sola cromátida (una molécula de ADN de doble hebra).
S: la cantidad sube poco a poco, de forma continua, de 2C a 4C, porque el ADN se está copiando.
G2 y M (hasta la separación): la célula tiene 4C. Cada cromosoma tiene dos cromátidas hermanas, pero el número de cromosomas no cambia.
Al final de la mitosis, las células hijas reparten ese ADN y cada una vuelve a 2C.
La citometría de flujo es una técnica que mide la cantidad de ADN de miles de células una por una y las cuenta. El resultado es una gráfica: en el eje horizontal, la cantidad de ADN; en el vertical, cuántas células hay con ese valor. Aparecen dos picos y una zona intermedia: el primer pico (2C) son las células en G1, el segundo (4C) son las células en G2 o M, y entre ambos, las que están en S.
Practica★☆☆Sin empezar
Nombrá las dos grandes etapas del ciclo celular y las tres fases en las que se divide la interfase, indicando qué ocurre de forma general en cada una.
Nombrá las dos grandes etapas del ciclo celular y las tres fases en las que se divide la interfase, indicando qué ocurre de forma general en cada una.
El esquema representa el ciclo completo de una célula que tarda $24\ \text{h}$ en dividirse. Calculá cuántas horas dura su fase S y explicá qué proceso celular ocurre…
El esquema representa el ciclo completo de una célula que tarda $24\ \text{h}$ en dividirse. Calculá cuántas horas dura su fase S y explicá qué proceso celular ocurre durante ella.
Un fármaco antitumoral bloquea de forma irreversible la actividad de la ADN helicasa durante la interfase. Se añade a un cultivo de células somáticas humanas en…
Un fármaco antitumoral bloquea de forma irreversible la actividad de la ADN helicasa durante la interfase. Se añade a un cultivo de células somáticas humanas en proliferación activa.
a) Justificá en qué punto de control del ciclo celular quedarán bloqueadas las células que ya habían comenzado a replicar su ADN al añadir el compuesto, y explicá qué consecuencias tendría para la célula franquear dicho punto sin completar la replicación.
b) Un estudiante afirma que, transcurridas dos horas desde la adición del fármaco, el 100 % de las células del cultivo estará detenido en la fase S. Rebatí su predicción deduciendo qué ocurrirá inicialmente con las células que se hallaban en G2 y mitosis en el momento de la administración y en qué fase se acumularán finalmente si el fármaco permanece en el medio.
En embriones en división, ciertas proteínas aumentan poco a poco y se desploman justo antes de cada división. ¿Qué mecanismo funciona como reloj interno que marca el ritmo de cada fase?
Practica★★☆Sin empezar
Explicá qué son las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclina (CDK) y cómo actúan conjuntamente para regular el avance del ciclo celular.
Explicá qué son las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclina (CDK) y cómo actúan conjuntamente para regular el avance del ciclo celular.
Algunas células, como las neuronas adultas, salen del ciclo celular y permanecen en una fase denominada G0. Explicá qué significa estar en G0 y qué consecuencia tiene…
Algunas células, como las neuronas adultas, salen del ciclo celular y permanecen en una fase denominada G0. Explicá qué significa estar en G0 y qué consecuencia tiene este hecho para la capacidad de regeneración del tejido nervioso.
Volvé al principio: la herida de tu rodilla cierra porque las células se dividen cuando reciben señales, y los puntos de control y p53 las frenan cuando algo anda mal. Si ese freno falla, la división se descontrola.
Resumen
¡A practicar! 3 ejercicios de nivel medio en este apartado