Sin embargo, a veces puede haber un fallo en el sistema, ¡y nuestra célula necesita que alguien le avise cuando algo va mal! Estos mecanismos de control de calidad se denominan puntos de control, ¡y trabajan día y noche para garantizar que todas las fases del ciclo celular se desarrollen en orden y se completen sin errores antes de la siguiente fase!
Así que, si estás interesado en aprender sobre los puntos de control del ciclo celular, ¡has venido al lugar adecuado!
Estructura celular eucariota y mitosis
Antes de sumergirnos en el ciclo celular y sus puntos de control, repasemos los fundamentos de la estructura celular eucariota y la mitosis. Echa un vistazo a la siguiente imagen, que muestra la estructura de una célula eucariota.
Centrémonos en las partes importantes para comprender el ciclo celular.
El núcleo es el lugar de replicación del ADN y de síntesis del ARN (transcripción). Está rodeado por una envoltura nuclear. En el interior del núcleo se encuentra la cromatina (la forma no condensada del ADN) y un nucléolo (ARNr + proteínas ribosómicas).
Los microtúbulos forman parte del citoesqueleto celular. Ayudan a anclar los orgánulos.
El centrosoma es el lugar donde se nuclean los microtúbulos. Desempeña un papel en la división celular.
Ahora definamos la mitosis.
Lamitosis es el proceso de división celular eucariota, en el que una célula madre se divide y produce dos células hijas que son células somáticas (del cuerpo).
En los humanos, las células somáticas son diploides (2n), lo que significa que tienen dos copias de cada cromosoma.
El proceso de la mitosis consta de 6 fases:
Profase
Prometafase
Metafase
Anafase
Telofase
Etapa 1: Profase - En la profase ocurren un par de cosas. En primer lugar, la cromatina poco enrollada se condensa para formar cromosomas distintos con cromátidas hermanas que se unen en el centrómero. El nucléolo desaparece del núcleo.
Además, los dos centrosomas migran a lados opuestos de la célula y forman husos mitóticos.
Un huso mitótico es una red de microtúbulos y centrosomas que controlan la mitosis.
Fase 2: Prometafase - En esta fase, la envoltura nuclear se degrada/rompe, exponiendo los cromosomas al citoplasma. A continuación, el huso mitótico se une a los cromosomas fijándose a las proteínas del cinetocoro en el centrómero.
Fase 3: Metafase - Durante la metafase, los husos mitóticos alinean los cromosomas en la placa metafásica.
La placa metafásica es el ecuador (centro) de la célula.
Fase 4:Anafase - En esta fase, las cromátidas hermanas se separan hacia los extremos opuestos de la célula.
Fase 5: Telofase - Durante la telofase, los cromosomas se descondensan en cromatina. La envoltura nuclear se reforma y aparece de nuevo el nucléolo.
Fase 6: Citocinesis - La etapa final de la mitosis es la citocinesis. Aquí vemos la formación de un surco de clivaje, que es una pequeña hendidura de filamentos de actina y miosina en el centro de la célula en división. El citoplasma se divide en dos células hijas diploides.
Definición de los puntos de control del ciclo celular biología
Ahora que sabemos cómo funciona la mitosis, ¡pasemos al ciclo celular y a los puntos de control del ciclo celular! En primer lugar, hablemos de las fases del ciclo celular.
Elciclo celular es el ciclo de vida de la célula.
Hay cinco fases en el ciclo celular, y estas fases se dividen en dos periodos: interfase y mitosis.
Observa que la mayor parte de la vida de una célula transcurre en la interfase.
Lainterfase se compone de tres fases: Las fases G1, S y G2. La mitosis comprende la fase M.
- En la fase G1, la célula se prepara para la duplicación del ADN aumentando de tamaño y duplicando sus estructuras celulares. La mitocondria (y los cloroplastos, si se trata de una célula vegetal) se divide por fisión binaria.
- La siguiente fase es la fase S. En esta fase, el ADN se duplica. Ahora, cada cromosoma tiene dos copias (cromátidas hermanas).
- La fase G2 consiste en que la célula se prepara para la mitosis (fase M).
El ciclo celular está regulado por un grupo de proteínas moleculares que tienen la capacidad de activar y desactivar distintas fases del ciclo celular. Estas proteínas se denominan quinasas dependientes de ciclinas (Cdk).
El ciclo celular también contiene puntos de control, y estos puntos de control garantizan que todo ocurra en los momentos correctos.
Los puntos de controldel ciclo celular son etapas dentro del ciclo celular que garantizan que la división celular se produce con precisión.
Hay 4 puntos de control en el ciclo celular. Por ahora, basta con que te familiarices con sus nombres y con su ubicación en el ciclo celular.
Dentro de un rato hablaremos de ellos en detalle.
Punto de restricción en el ciclo celular
Probablemente te hayas dado cuenta de que G1 tiene un "punto de restricción". Pero, ¿qué significa esto? Averigüémoslo.
Se denomina punto de restricción al punto en el que la célula se compromete con el proceso de división celular.
¡Piensa en este punto de restricción como en la policía celular!
Si el ADN no está dañado, la célula tiene suficientes recursos para la replicación celular y el entorno es aceptable, entonces la célula se comprometerá, pasará y pasará a la fase S. Si no, ¡entonces la célula podría tener que pasar algún tiempo detenida (G0)!
Punto de control G1 del ciclo celular
El primer punto de control del ciclo celular es el punto de control G1. Y, como hemos aprendido antes, ¡el punto de control G1 es el punto de restricción para entrar en la fase S!
En el punto de controlG1 ocurren un par de cosas. El punto de control G1 comprueba si hay daños en el ADN y condiciones favorables, como los factores de crecimiento en humanos. Si las condiciones son inadecuadas para que la célula progrese a la fase S, entonces el punto de control G1 la enviará a la fase G0 hasta nuevas instrucciones. En la fase G0, las células son metabólicamente activas pero no proliferan.
Papel de los puntos de control en el ciclo celular
Ahora, ¡sigamos viendo las funciones de los demás puntos de control en el ciclo celular!
El segundo punto de control es el punto de control S. Este punto de control tiene dos funciones importantes: comprobar si hay daños en el ADN antes y durante la replicación, y también impedir la reduplicación del ADN. Si todo es correcto, la célula puede continuar y pasar a la fase G2.
En la fase G2, tenemos el punto de control G2. Este punto de control también comprueba si hay daños en el ADN y se asegura de que el ADN se duplica correctamente. Si no encuentra ningún problema, la célula pasa a la fase M.
La fase M es la fase en la que se produce la mitosis. El punto de control en esta fase se denominapunto de control del ensamblaje del huso. Este punto de control tiene la misión de garantizar que todos los cromosomas estén alineados en la placa metafásica y unidos al huso mitótico antes de entrar en la fase anafásica de la mitosis.
Importancia de los puntos de control en el ciclo celular
Los puntos de control del ciclo celular son muy importantes para garantizar que la célula se divide sin problemas. Básicamente, estos puntos de control actúan como un mecanismo de control de calidad, y si encuentran algún daño en el ADN o condiciones desfavorables, ¡pueden impedir que la célula pase a la siguiente fase del ciclo!
¿Sabías que las mutaciones en proteínas que ayudan en la regulación del ciclo celular (CDK, ciclinas) pueden conducir a una división celular descontrolada y, finalmente, al cáncer? Por ejemplo, la proteína p53 es un tipo de gen supresor de tumores que actúa en el punto de control G1. Inhibe que la célula pase a la fase S si hay daños en el ADN de la célula o ésta no tiene los requisitos (factores de crecimiento) para la división celular.
Sin embargo, en las células cancerosas, la proteína p53 probablemente tendrá una mutación que la haga no funcional y menos activa, por lo que será incapaz de detener el ciclo celular. Por eso una célula dañada es capaz de sufrir una división celular descontrolada que, con el tiempo, ¡podría causar cáncer debido a la acumulación de mutaciones!
Puntos de control del ciclo celular - Aspectos clave
- La mitosis es el proceso de división celular eucariota, en el que una célula madre se divide y produce dos células hijas que son células somáticas (del cuerpo).
- Elciclo celular es el ciclo vital de la célula, y se divide en dos periodos: interfase y mitosis.
- Los puntos de controldel ciclo celular son etapas del ciclo celular que garantizan que la división celular se produce correctamente. El ciclo celular tiene cuatro puntos de control: G1, S, G2 y, el punto de control M.
Referencias
- Campbell, N. A., Taylor, M. R., Simon, E. J., Dickey, J. L., Hogan, K., & Reece, J. B., Conceptos y conexiones de Biología, Nueva York Pearson, 2019.
- Hesketh, R., Comprender el cáncer, Cambridge University Press, 2022.
- Mary Ann Clark, Jung Ho Choi, Douglas, M. M., & College, O., Biología, Openstax, Rice University, 2018.
- Princeton Review, AP Biology Premium Prep 2021, The Princeton Review, 2020.
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