Ejercicios: El ciclo celular y su regulación

Nombra 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.

¿Qué ocurre durante la fase S del ciclo celular? Razona por qué es imprescindible que esta fase termine antes de que la célula entre en división.

¿Qué es un punto de control del ciclo celular? Nombra uno de ellos y explica qué es lo que verifica antes de permitir que el ciclo continúe.

El esquema representa el ciclo completo de una célula que tarda $24\ \text{h}$ en dividirse. Calcula cuántas horas dura su fase S y explica qué proceso celular ocurre durante ella.

Explica 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. Explica qué significa estar en G0 y qué consecuencia tiene este hecho para la capacidad de regeneración del tejido nervioso.

En un laboratorio de oncología se analizan dos cultivos de células humanas sometidas a una dosis moderada de radiación ultravioleta:

• Cultivo A: La mayoría de las células detiene su ciclo en la transición G1/S; tras 24 horas, reparan las lesiones o activan la apoptosis.

• Cultivo B: Las células continúan replicando activamente su ADN en fase S a pesar de presentar dímeros de timina no reparados, acumulando aberraciones cromosómicas en las mitosis sucesivas.

1. a) Deduce razonadamente qué alteración en la ruta del gen TP53 explica el comportamiento del Cultivo B frente al Cultivo A.
2. b) Si se aplica a ambos cultivos un fármaco inhibidor de los complejos ciclina-CDK responsables de la entrada en fase S, predice la respuesta de cada cultivo y razona por qué este tratamiento frena la proliferación, pero no revierte las mutaciones ya fijadas en el Cultivo B.

Se analiza mediante citometría de flujo la cantidad de ADN por célula en un tejido somático animal en proliferación ($2n = 8$). El análisis identifica tres subpoblaciones celulares bien delimitadas: Subpoblación 1 con 4 pg de ADN, Subpoblación 2 con valores intermedios y continuos entre 4 y 8 pg, y Subpoblación 3 con 8 pg de ADN.

1. a) Asigna de forma justificada cada subpoblación a su fase correspondiente de la interfase (G1, S o G2). Determina cuántos cromosomas, cuántas cromátidas y cuántas moléculas de ADN bicatenario posee una célula individual perteneciente a la Subpoblación 3.
2. b) Si se añade al cultivo colchicina (fármaco que despolimeriza los microtúbulos del huso acromático), predice en qué subpoblación se acumularán las células y deduce cuántos cromosomas y cuántas cromátidas contendrá una célula si elude la mitosis sin dividirse (endomitosis).

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.

1. a) Justifica 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 explica qué consecuencias tendría para la célula franquear dicho punto sin completar la replicación.
2. 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. Rebate 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.