Ciclo celular G1 s g2. Ciclo celular y sus periodos. Importancia biológica de la división celular indirecta.

Ciclo celular (Cyclus Cellularis) es el período desde una división celular a otra, o el período desde la división celular hasta su muerte. El ciclo celular se divide en 4 periodos.

El primer período es mitótico;

2º - posmitótico o presintético, se designa con la letra G1;

3º - sintético, se designa con la letra S;

4º - postsintético o premitótico, se designa con la letra G 2,

y el período mitótico está representado por la letra M.

Después de la mitosis comienza el siguiente período G1. Durante este período, la masa de la célula hija es 2 veces menor que la de la célula madre. Esta célula tiene 2 veces menos proteínas, ADN y cromosomas, es decir, normalmente debería haber cromosomas 2p y ADN 2c.

¿Qué sucede en el período G1? En este momento, se produce la transcripción del ARN en la superficie del ADN, que participa en la síntesis de proteínas. Debido a las proteínas, aumenta la masa de la célula hija. En este momento se sintetizan los precursores del ADN y las enzimas implicadas en la síntesis del ADN y los precursores del ADN. Los principales procesos del período G1 son la síntesis de proteínas y receptores celulares. Luego viene el período S. Durante este período se produce la replicación del ADN de los cromosomas. Como resultado, al final del período S el contenido de ADN es 4c. Pero habrá 2n cromosomas, aunque en realidad también habrá 4n, pero el ADN de los cromosomas durante este período está tan entrelazado que cada cromosoma hermano en el cromosoma madre aún no es visible. A medida que aumenta su número como resultado de la síntesis de ADN y aumenta la transcripción de los ARN ribosómicos, mensajeros y de transporte, la síntesis de proteínas aumenta naturalmente. En este momento, puede ocurrir la duplicación de los centríolos en las células. Por tanto, una celda del período S ingresa al período G 2. Al comienzo del período G2, continúa el proceso activo de transcripción de varios ARN y el proceso de síntesis de proteínas, principalmente proteínas tubulina, que son necesarias para la división del huso. Puede ocurrir duplicación de centríolos. Las mitocondrias sintetizan intensamente ATP, que es una fuente de energía, y la energía es necesaria para la división celular mitótica. Después del período G2, la célula entra en el período mitótico.

Algunas células pueden salir del ciclo celular. La salida de una célula del ciclo celular se indica con la letra G0. Una célula que entra en este período pierde su capacidad de sufrir mitosis. Además, algunas células pierden su capacidad de mitosis temporalmente, otras de forma permanente.

Si una célula pierde temporalmente la capacidad de sufrir división mitótica, sufre una diferenciación inicial. En este caso, una célula diferenciada se especializa para realizar una función específica. Después de la diferenciación inicial, esta célula es capaz de regresar al ciclo celular y entrar en el período Gj y, después de pasar por el período S y el período G2, sufrir división mitótica.

¿En qué parte del cuerpo se encuentran las células en el período G0? Estas células se encuentran en el hígado. Pero si el hígado está dañado o parte de él se extirpa quirúrgicamente, todas las células que han sufrido la diferenciación inicial regresan al ciclo celular y, debido a su división, rápida recuperación células del parénquima hepático.

Las células madre también se encuentran en el período G0, pero cuando una célula madre comienza a dividirse, pasa por todos los períodos de interfase: G1, S, G2.

Aquellas células que finalmente pierden la capacidad de división mitótica experimentan primero una diferenciación inicial y realizan determinadas funciones, y luego una diferenciación final. En la diferenciación terminal, la célula no puede regresar al ciclo celular y finalmente muere. ¿En qué parte del cuerpo se encuentran estas células? En primer lugar, se trata de células sanguíneas. Granulocitos sanguíneos que han experimentado una función de diferenciación durante 8 días y luego mueren. Los glóbulos rojos funcionan durante 120 días y luego también mueren (en el bazo). En segundo lugar, estas son las células de la epidermis de la piel. Las células epidérmicas se someten primero a una diferenciación inicial y luego a la final, como resultado de lo cual se convierten en escamas córneas, que luego se desprenden de la superficie de la epidermis. En la epidermis de la piel, las células pueden estar en el período G0, el período G1, el período G2 y el período S.

Los tejidos con células que se dividen con frecuencia se ven más afectados que los tejidos con células que se dividen raramente, porque una serie de sustancias químicas y factores físicos Destruir los microtúbulos del huso.

MITOSIS

La mitosis es fundamentalmente diferente de la división directa o amitosis en que durante la mitosis hay una distribución uniforme del material cromosómico entre las células hijas. La mitosis se divide en 4 fases. La 1ª fase se llama profase, 2do - metafase, 3er - anafase, 4to- telofase.

Si una célula tiene la mitad de un conjunto de cromosomas (haploide), que constituyen 23 cromosomas (células sexuales), entonces este conjunto se designa con el símbolo En cromosomas y ADN 1c, si es diploide, cromosomas 2p y ADN 2c (células somáticas inmediatamente después de la división mitótica). ), un conjunto aneuploide de cromosomas, en células anormales.

Profase. La profase se divide en temprana y tardía. Durante la profase temprana, se produce una espiralización de los cromosomas y se vuelven visibles en forma de hilos finos y forman una bola densa, es decir, se forma una figura de bola densa. Con el inicio de la profase tardía, los cromosomas giran aún más en espiral, como resultado de lo cual se cierran los genes de los organizadores de los cromosomas nucleolares. Por tanto, la transcripción del ARNr y la formación de subunidades cromosómicas se detienen y el nucléolo desaparece. Al mismo tiempo, se produce la fragmentación de la membrana nuclear. Los fragmentos de la membrana nuclear se pliegan formando pequeñas vacuolas. La cantidad de EPS granular en el citoplasma disminuye. Los tanques granulares de EPS están fragmentados en estructuras más pequeñas. La cantidad de ribosomas en la superficie de las membranas del RE disminuye drásticamente. Esto conduce a una disminución de la síntesis de proteínas en un 75%. En este punto, el centro de la celda se duplica. Los 2 centros celulares resultantes comienzan a divergir hacia los polos. Cada uno de los centros celulares recién formados consta de 2 centriolos: madre e hija.

Con la participación de los centros celulares, comienza a formarse un huso de fisión, que consta de microtúbulos. Los cromosomas continúan girando en espiral, lo que da como resultado la formación de una bola suelta de cromosomas ubicada en el citoplasma. Por tanto, la profase tardía se caracteriza por una bola de cromosomas suelta.

Metafase. Durante la metafase, las cromátidas de los cromosomas maternos se hacen visibles. Los cromosomas maternos se alinean en el plano ecuatorial. Si miras estos cromosomas desde el ecuador de la célula, se perciben como placa ecuatorial(lámina ecuatorial). Si miras la misma placa desde el lado del poste, entonces se percibe como estrella madre(monastro). Durante la metafase, se completa la formación del huso. En el huso se ven dos tipos de microtúbulos. Algunos microtúbulos se forman a partir del centro celular, es decir, del centríolo, y se denominan microtúbulos centriolares(microtúbulos cenriolares). Otros microtúbulos comienzan a formarse a partir de los cinetocoros de los cromosomas. ¿Qué son los cinetocoros? En el área de las constricciones de los cromosomas primarios se encuentran los llamados cinetocoros. Estos cinetocoros tienen la capacidad de inducir el autoensamblaje de microtúbulos. Aquí comienzan los microtúbulos, que crecen hacia los centros celulares. Por tanto, los extremos de los microtúbulos cinetocoros se extienden entre los extremos de los microtúbulos centriolares.

Anafase. Durante la anafase se produce la separación simultánea de los cromosomas hijos (cromátidas), que comienzan a moverse, algunos hacia un polo y otros hacia el otro polo. En este caso aparece una estrella doble, es decir, 2 estrellas hijas (diastra). El movimiento de las estrellas se realiza gracias al huso y al hecho de que los propios polos de la célula se alejan algo entre sí.

Mecanismo, movimientos de estrellas hijas. Este movimiento está garantizado por el hecho de que los extremos de los microtúbulos del cinetocoro se deslizan a lo largo de los extremos de los microtúbulos centriolares y tiran de las cromátidas de las estrellas hijas hacia los polos.

Telofase. Durante la telofase, el movimiento de las estrellas hijas se detiene y comienzan a formarse núcleos. Los cromosomas sufren despiralización y comienza a formarse una envoltura nuclear (nucleolema) alrededor de los cromosomas. Dado que las fibrillas de ADN de los cromosomas se desspiralizan, comienza la transcripción.

ARN en genes descubiertos. Dado que se produce la desspiralización de las fibrillas del ADN cromosómico, el ARNr en forma de hilos delgados comienza a transcribirse en la región de los organizadores nucleolares, es decir, se forma el aparato fibrilar del nucléolo. Luego, las proteínas ribosómicas se transportan a las fibrillas de ARNr, que forman complejos con ARNr, lo que da como resultado la formación de subunidades ribosómicas, es decir, se forma un componente granular del nucléolo. Esto ya ocurre en la telofase tardía. citotomía, es decir, la formación de una constricción. Cuando se forma una constricción a lo largo del ecuador, el citolema se invagina. El mecanismo de invaginación es el siguiente. Los tonofilamentos, que consisten en proteínas contráctiles, se encuentran a lo largo del ecuador. Estos tonofilamentos retraen el citolema. Luego, el citolema de una célula hija se separa de otra célula hija similar. Así, como resultado de la mitosis, se forman nuevas células hijas. Las células hijas tienen 2 veces menos masa en comparación con la madre. También tienen menos ADN (corresponde a 2c) y la mitad del número de cromosomas (corresponde a 2p). Por tanto, la división mitótica finaliza el ciclo celular.

Importancia biológica mitosis es que debido a la división se produce el crecimiento del cuerpo, la regeneración fisiológica y reparadora de células, tejidos y órganos.

El ciclo de vida de una célula incluye el inicio de su formación y el final de su existencia como unidad independiente. Comencemos con el hecho de que una célula aparece durante la división de su célula madre y finaliza su existencia debido a la siguiente división o muerte.

El ciclo de vida de una célula consta de interfase y mitosis. Es en este período que el período considerado equivale al celular.

Ciclo de vida celular: interfase

Este es el período entre dos divisiones celulares mitóticas. La reproducción cromosómica se produce de manera similar a la reduplicación (replicación semiconservativa) de las moléculas de ADN. En la interfase, el núcleo celular está rodeado por una capa especial de doble membrana y los cromosomas están desenroscados y son invisibles bajo un microscopio óptico normal.

Cuando las células se tiñen y fijan, se acumula una sustancia muy coloreada, la cromatina. Vale la pena señalar que el citoplasma contiene todos los orgánulos necesarios. Esto asegura la plena existencia de la célula.

En el ciclo de vida de una célula, la interfase va acompañada de tres períodos. Echemos un vistazo más de cerca a cada uno de ellos.

Períodos del ciclo de vida celular (interfases)

El primero se llama resintetico. El resultado de una mitosis previa es un aumento del número de células. Aquí se produce la transcripción de moléculas de ARN recién formadas (informativas) y se sistematizan las moléculas del ARN restante y se sintetizan proteínas en el núcleo y el citoplasma. Algunas sustancias del citoplasma se descomponen gradualmente con la formación de ATP, sus moléculas están dotadas de enlaces de alta energía y transfieren energía a lugares donde no es suficiente. Al mismo tiempo, la célula aumenta de tamaño y alcanza el tamaño de la célula madre. Este período dura mucho tiempo para las células especializadas, durante el cual llevan a cabo sus funciones especiales.

El segundo período se conoce como sintético(síntesis de ADN). Su bloqueo puede llevar a detener todo el ciclo. Aquí se produce la replicación de las moléculas de ADN, así como la síntesis de proteínas que participan en la formación de los cromosomas.

Las moléculas de ADN comienzan a unirse a moléculas de proteínas, como resultado de lo cual los cromosomas se espesan. Al mismo tiempo, se observa la reproducción de centriolos, eventualmente aparecen 2 pares. El nuevo centríolo en todos los pares está situado con respecto al antiguo en un ángulo de 90°. Posteriormente, cada par se desplaza hacia los polos celulares durante la siguiente mitosis.

El período sintético se caracteriza tanto por una mayor síntesis de ADN como por un fuerte salto en la formación de moléculas de ARN, así como de proteínas, en las células.

Tercer periodo - postsintético. Se caracteriza por la presencia de preparación celular para su posterior división (mitótica). Este período, por regla general, siempre dura menos que otros. A veces se cae por completo.

Duración del tiempo de generación.

En otras palabras, esto es lo que dura el ciclo de vida de una célula. La duración del tiempo de generación, así como los períodos individuales, toma diferentes significados en varias células. Esto se puede ver en la siguiente tabla.

Período				Tiempo generacional	Tipo de población celular
período presintético de la interfase	período de interfaz sintética	período postsintético de interfase	mitosis
					epitelio de la piel
					duodeno
					intestino delgado
					células hepáticas de un animal de 3 semanas

Entonces, el ciclo de vida celular más corto es el de las cambiales. Sucede que el tercer período, el período postsintético, desaparece por completo. Por ejemplo, en una rata de 3 semanas, sus células hepáticas disminuyen a media hora, la duración del tiempo de generación es de 21,5 horas y la duración del período sintético es la más estable.

En otras situaciones, en el primer período (presintético), la célula acumula propiedades para realizar funciones específicas, esto se debe a que su estructura se vuelve más compleja. Si la especialización no ha ido demasiado lejos, se puede recorrer el ciclo de vida completo de la célula con la formación de 2 nuevas células en mitosis. En esta situación, el primer período puede aumentar significativamente. Por ejemplo, en las células epiteliales de la piel del ratón el tiempo de generación, es decir, 585,6 horas, corresponde al primer período, presintético, y en las células periósticas de una cría de rata, 102 horas de 114.

La parte principal de este tiempo se llama período G0: es la implementación de una función celular específica intensiva. Muchas células del hígado permanecen en este período, por lo que han perdido su capacidad de sufrir mitosis.

Si se extirpa una parte del hígado, la mayoría de sus células experimentarán por completo primero el período sintético, luego el postsintético y finalmente el proceso mitótico. Por tanto, la reversibilidad de dicho período G0 ya ha sido demostrada para varios tipos de poblaciones celulares. En otras situaciones, el grado de especialización aumenta tanto que, en condiciones típicas, las células ya no pueden dividirse mitóticamente. Ocasionalmente se produce endorreproducción en ellos. En algunos, se repite más de una vez, los cromosomas se espesan tanto que se pueden ver con un microscopio óptico normal.

Así, aprendimos que en el ciclo de vida de una célula la interfase va acompañada de tres períodos: presintético, sintético y postsintético.

División celular

Subyace a la reproducción, la regeneración, la transmisión de información hereditaria y el desarrollo. La propia célula existe sólo en el período intermedio entre divisiones.

Ciclo de vida (división celular): el período de existencia de la unidad en cuestión (comienza desde el momento de su aparición hasta la división de la célula madre), incluida la división misma. Termina con su propia división o muerte.

Fases del ciclo celular

Sólo hay seis de ellos. Se conocen las siguientes fases ciclo vital células:

La duración del ciclo de vida, así como el número de fases del mismo, es diferente para cada célula. Así, en el tejido nervioso, tras el período embrionario inicial, las células dejan de dividirse, luego sólo funcionan durante toda la vida del propio organismo, y posteriormente mueren. Pero las células del embrión en la etapa de escisión primero completan 1 división y luego, inmediatamente, sin pasar por las fases restantes, pasan a la siguiente.

Métodos de división celular.

De sólo dos:

1. Mitosis- Esta es la división celular indirecta.
2. Mitosis- esto es característico de una fase como la maduración de las células germinales, la división.

Ahora aprenderemos con más detalle cuál es el ciclo de vida de una célula: la mitosis.

División celular indirecta

La mitosis es la división indirecta de las células somáticas. Este proceso continuo, cuyo resultado es primero la duplicación y luego la distribución igual entre las células hijas del material hereditario.

Importancia biológica de la división celular indirecta.

Es el siguiente:

1. El resultado de la mitosis es la formación de dos células, cada una de las cuales contiene la misma cantidad de cromosomas que la madre. Sus cromosomas se forman mediante la replicación exacta del ADN materno, por lo que los genes de las células hijas incluyen información hereditaria idéntica. Son genéticamente iguales a la célula madre. Entonces, podemos decir que la mitosis asegura la identidad de la transmisión de información hereditaria a las células hijas de la madre.

2. El resultado de la mitosis es un cierto número de células en el organismo correspondiente; este es uno de los mecanismos de crecimiento más importantes.

3. Una gran cantidad de animales y plantas se reproducen asexualmente mediante división celular mitótica, por lo que la mitosis forma la base de la reproducción vegetativa.

4. Es la mitosis la que asegura la regeneración completa de las partes perdidas, así como el reemplazo celular, que ocurre hasta cierto punto en cualquier organismo multicelular.

Así, se supo que el ciclo de vida de una célula somática consta de mitosis e interfase.

Mecanismo de mitosis

La división del citoplasma y del núcleo son 2 procesos independientes que ocurren de forma continua y secuencial. Pero por conveniencia al estudiar los eventos que ocurren durante el período de división, se delimita artificialmente en 4 etapas: pro, meta, ana y telofase. Su duración varía según el tipo de tejido, factores externos y estado fisiológico. Los más largos son el primero y el último.

Profase

Aquí hay un aumento notable en el núcleo. Como resultado de la espiralización, se produce compactación y acortamiento de los cromosomas. En la profase posterior, la estructura cromosómica ya es claramente visible: 2 cromátidas, que están conectadas por un centrómero. Comienza el movimiento de los cromosomas hacia el ecuador de la célula.

A partir del material citoplasmático en la profase (tardía), se forma un huso de fisión, que se forma con la participación de centriolos (en células animales, en varias plantas inferiores) o sin ellos (células de algunos protozoos, plantas superiores). Posteriormente, desde los centríolos comienzan a aparecer hilos de huso de 2 tipos, más precisamente:

• los de soporte que conectan los polos de las celdas;
• cromosómicos (tirando), que se cruzan en metafase con los centrómeros cromosómicos.

Al final de esta fase, la envoltura nuclear desaparece y los cromosomas se ubican libremente en el citoplasma. Por lo general, el núcleo desaparece un poco antes.

metafase

Su inicio es la desaparición de la membrana nuclear. Los cromosomas se alinean primero en el plano ecuatorial, formando una placa metafásica. En este caso, los centrómeros cromosómicos están ubicados estrictamente en el plano ecuatorial. Las hebras del huso se unen a los centrómeros cromosómicos y algunas de ellas pasan de un polo al otro sin estar unidas.

Anafase

Se considera que su inicio es la división de los centrómeros de los cromosomas. Como resultado, las cromátidas se transforman en dos cromosomas hijos separados. Luego estos últimos comienzan a divergir hacia los polos de las células. Por lo general, en este momento adquieren una forma especial en V. Esta divergencia se logra acelerando las roscas del husillo. Al mismo tiempo, los hilos de soporte se alargan, por lo que los polos se alejan entre sí.

Telofase

Aquí los cromosomas se ensamblan en los polos de las células y luego forman espirales. A continuación se destruye el husillo divisor. La envoltura nuclear de las células hijas se forma alrededor de los cromosomas. Esto completa la cariocinesis y posteriormente se produce la citocinesis.

Mecanismos de entrada del virus a las células.

Sólo hay dos de ellos:

1. Por fusión de la supercápside viral y la membrana celular. Como resultado, la nucleocápside se libera al citoplasma. Posteriormente se observa la implementación de las propiedades del genoma del virus.

2. Mediante pinocitosis (endocitosis mediada por receptores). En este caso, el virus se une a receptores (específicos) en el lugar de la fosa delimitada. Este último invagina la célula y luego se transforma en la llamada vesícula bordeada. Éste, a su vez, contiene el virión engullido y se fusiona con una vesícula intermedia temporal llamada endosoma.

Reproducción intracelular del virus.

Después de penetrar en la célula, el genoma del virus subordina completamente su vida a sus propios intereses. A través del sistema de síntesis de proteínas de la célula y sus sistemas de generación de energía, encarna su propia reproducción, sacrificando, por regla general, la vida de la célula.

La siguiente figura muestra el ciclo de vida de un virus en una célula huésped (Semliki Forest, un representante del género Alphvirus). Su genoma está representado por ARN monocatenario positivo no fragmentado. Allí, el virión está equipado con una supercápside, que consta de una bicapa lipídica. A través de él pasan alrededor de 240 copias de varios complejos de glicoproteínas. El ciclo de vida viral comienza con su absorción en la membrana de la célula huésped, donde se une a un receptor proteico. La penetración en la célula se produce mediante pinocitosis.

Conclusión

El artículo examinó el ciclo de vida de una célula y describió sus fases. Cada período de interfase se describe en detalle.

Las fases G1, S y G2 del ciclo celular se denominan colectivamente interfase. Una célula en división pasa la mayor parte de su tiempo en interfase mientras crece en preparación para la división. La fase de mitosis implica la separación nuclear seguida de citocinesis (división del citoplasma en dos células separadas). Al final del ciclo mitótico se forman dos diferentes. Cada célula contiene material genético idéntico.

El tiempo necesario para completar la división celular depende de su tipo. Por ejemplo, las células en médula ósea, las células de la piel, el estómago y los intestinos se dividen rápida y constantemente. Otras células se dividen según sea necesario, reemplazando las células dañadas o muertas. Estos tipos de células incluyen células de los riñones, el hígado y los pulmones. Otros, incluyendo células nerviosas, deja de dividirse después de la maduración.

Periodos y fases del ciclo celular.

Esquema de las principales fases del ciclo celular.

Los dos períodos principales del ciclo celular eucariota incluyen la interfase y la mitosis:

Interfase

Durante este período, la célula se duplica y sintetiza ADN. Se estima que una célula en división pasa alrededor del 90-95% de su tiempo en interfase, que consta de las siguientes 3 fases:

• Fase G1: el período de tiempo anterior a la síntesis de ADN. Durante esta fase, la célula aumenta de tamaño y número en preparación para la división. en esta fase son diploides, lo que significa que tienen dos juegos de cromosomas.
• Fase S: Etapa del ciclo durante la cual se sintetiza el ADN. La mayoría de las células tienen una ventana de tiempo estrecha durante la cual se produce la síntesis de ADN. El contenido de cromosomas se duplica en esta fase.
• Fase G2: el período posterior a la síntesis de ADN pero antes del inicio de la mitosis. La célula sintetiza proteínas adicionales y continúa creciendo de tamaño.

Fases de la mitosis

Durante la mitosis y la citocinesis, el contenido de la célula madre se distribuye uniformemente entre las dos células hijas. La mitosis tiene cinco fases: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase.

• Profase: en esta etapa, se producen cambios tanto en el citoplasma como en la célula en división. se condensa en cromosomas discretos. Los cromosomas comienzan a migrar al centro de la célula. La envoltura nuclear se rompe y se forman fibras del huso en los polos opuestos de la célula.
• Prometafase: la fase de mitosis en células somáticas eucariotas después de la profase y la metafase anterior. Durante la prometafase, la membrana nuclear se descompone en numerosas "vesículas de membrana" y los cromosomas del interior forman estructuras proteicas llamadas cinetocoros.
• Metafase: en esta etapa, el nuclear desaparece por completo, se forma un huso y los cromosomas se ubican en la placa de metafase (un plano que está equidistante de los dos polos de la célula).
• Anafase: en esta etapa, los cromosomas emparejados () se separan y comienzan a moverse hacia los extremos opuestos (polos) de la célula. El huso de fisión, que no está conectado al huso, extiende y alarga la célula.
• Telofase: En esta etapa, los cromosomas llegan a nuevos núcleos y el contenido genético de la célula se divide equitativamente en dos partes. La citocinesis (división de células eucariotas) comienza antes del final de la mitosis y termina poco después de la telofase.

Citocinesis

La citocinesis es el proceso de separación del citoplasma en las células eucariotas que produce varias células hijas. La citocinesis ocurre al final del ciclo celular después de la mitosis o.

Durante la división celular animal, la citocinesis ocurre cuando el anillo contráctil forma un surco dividido que pellizca membrana celular a la mitad. Se construye la placa de la celda, que divide la celda en dos partes.

Una vez que la célula ha completado todas las fases del ciclo celular, regresa a la fase G1 y el ciclo completo se repite nuevamente. Las células del cuerpo también son capaces de entrar en un estado de reposo, llamado fase Gap 0 (G0), en cualquier momento de su ciclo de vida. Pueden permanecer en esta etapa durante mucho tiempo. período largo tiempo hasta que se reciben señales para avanzar a través del ciclo celular.

Las células que contienen mutaciones genéticas se colocan permanentemente en la fase G0 para evitar que se repliquen. Cuando el ciclo celular sale mal, se interrumpe el crecimiento celular normal. Pueden desarrollarse que tomen el control de sus propias señales de crecimiento y continúen reproduciéndose sin control.

Ciclo celular y meiosis.

No todas las células se dividen mediante el proceso de mitosis. Los organismos que se reproducen sexualmente también sufren un tipo de división celular llamada meiosis. La meiosis ocurre y es similar al proceso de mitosis. Sin embargo, después de un ciclo celular completo, la meiosis produce cuatro células hijas. Cada célula contiene la mitad del número de cromosomas de la célula original (padre). Esto significa que las células sexuales son . Cuando las células sexuales masculinas y femeninas haploides se unen en un proceso llamado , forman uno llamado cigoto.

Material de Wikipedia: la enciclopedia libre

Ciclo celular- este es el período de existencia de una célula desde el momento de su formación mediante la división de la célula madre hasta su propia división o muerte.

Duración del ciclo celular de los eucariotas.

La duración del ciclo celular varía entre las diferentes células. Las células de organismos adultos que se reproducen rápidamente, como las células hematopoyéticas o basales de la epidermis y el intestino delgado, pueden ingresar al ciclo celular cada 12 a 36 horas. Se observan ciclos celulares cortos (aproximadamente 30 minutos) durante la rápida trituración de los huevos de los equinodermos. anfibios y otros animales. En condiciones experimentales, muchas líneas tienen un ciclo celular corto (unas 20 horas) Culturas celulares. Para las células que se dividen más activamente, el período entre mitosis es de aproximadamente 10 a 24 horas.

Fases del ciclo celular eucariota.

El ciclo celular eucariota consta de dos períodos:

• Un período de crecimiento celular llamado "interfase", durante el cual se sintetizan el ADN y las proteínas y se produce la preparación para la división celular.
• El período de división celular, llamado "fase M" (de la palabra mitosis - mitosis).

La interfase consta de varios períodos:

• G monofásico (del inglés. brecha- intervalo), o la fase de crecimiento inicial, durante la cual se produce la síntesis de ARNm, proteínas y otros componentes celulares;
• Fase S (del inglés. síntesis- síntesis), durante la cual se produce la replicación del ADN del núcleo celular, también se produce la duplicación de los centriolos (si existen, por supuesto).
• Fase G 2, durante la cual se produce la preparación para la mitosis.

En las células diferenciadas que ya no se dividen, es posible que no haya una fase G 1 en el ciclo celular. Estas células se encuentran en la fase de reposo G0.

El período de división celular (fase M) incluye dos etapas:

• cariocinesis (división del núcleo celular);
• citocinesis (división del citoplasma).

A su vez, la mitosis se divide en cinco etapas.

La descripción de la división celular se basa en datos de microscopía óptica en combinación con fotografías de microcine y en los resultados de microscopía óptica y electrónica de células fijadas y teñidas.

Regulación del ciclo celular

La secuencia regular de cambios en los períodos del ciclo celular se produce mediante la interacción de proteínas como las quinasas dependientes de ciclina y las ciclinas. Las células en la fase G0 pueden ingresar al ciclo celular cuando se exponen a factores de crecimiento. Varios factores Los factores de crecimiento, como los factores de crecimiento plaquetarios, epidérmicos y nerviosos, al unirse a sus receptores, desencadenan una cascada de señalización intracelular que, en última instancia, conduce a la transcripción de genes de ciclina y quinasas dependientes de ciclina. Las quinasas dependientes de ciclinas se activan sólo cuando interactúan con las ciclinas correspondientes. El contenido de varias ciclinas en la célula cambia a lo largo del ciclo celular. La ciclina es un componente regulador del complejo quinasa ciclina-dependiente de ciclina. La quinasa es el componente catalítico de este complejo. Las quinasas no son activas sin ciclinas. Se sintetizan diferentes ciclinas en diferentes etapas del ciclo celular. Así, el contenido de ciclina B en los ovocitos de rana alcanza un máximo en el momento de la mitosis, cuando se inicia toda la cascada de reacciones de fosforilación catalizadas por el complejo ciclina B/quinasa dependiente de ciclina. Al final de la mitosis, las proteinasas destruyen rápidamente la ciclina.

Puntos de control del ciclo celular

Para determinar la finalización de cada fase del ciclo celular, se requiere la presencia de puntos de control. Si la célula "pasa" el punto de control, continúa "moviéndose" a lo largo del ciclo celular. Si algunas circunstancias, como un daño en el ADN, impiden que la célula pase por un punto de control, que se puede comparar con una especie de punto de control, entonces la célula se detiene y no ocurre otra fase del ciclo celular, al menos hasta que aparecen los obstáculos que impidieron la que la célula pase por el puesto de control. Hay al menos cuatro puntos de control en el ciclo celular: un punto de control en G1, que verifica si hay ADN intacto antes de entrar en la fase S, un punto de control en la fase S, que verifica la replicación correcta del ADN, un punto de control en G2, que verifica si hay lesiones omitidas cuando pasando puntos de verificación anteriores, u obtenidos en etapas posteriores del ciclo celular. En la fase G2, se detecta la integridad de la replicación del ADN y las células en las que el ADN está subreplicado no entran en mitosis. En el punto de control del montaje del huso, se comprueba que todos los cinetocoros estén unidos a los microtúbulos.

Trastornos del ciclo celular y formación de tumores.

La alteración de la regulación normal del ciclo celular es la causa de la mayoría de los tumores sólidos. En el ciclo celular, como ya se mencionó, pasar los puntos de control solo es posible si las etapas anteriores se completan con normalidad y no hay averías. Las células tumorales se caracterizan por cambios en los componentes de los puntos de control del ciclo celular. Cuando se desactivan los puntos de control del ciclo celular, se observa disfunción de varios supresores de tumores y protooncogenes, en particular p53, pRb, Myc y Ras. La proteína p53 es uno de los factores de transcripción que inicia la síntesis de la proteína p21, que es un inhibidor del complejo CDK-ciclina, que conduce a la detención del ciclo celular en los períodos G1 y G2. Por tanto, una célula cuyo ADN está dañado no entra en la fase S. Con mutaciones que conducen a la pérdida de genes de la proteína p53, o con sus cambios, no se produce un bloqueo del ciclo celular, las células entran en mitosis, lo que conduce a la aparición de células mutantes, la mayoría de las cuales no son viables, otras dan lugar a células malignas.

Escribe una reseña sobre el artículo "Ciclo Celular"

Literatura

1. Kolman, J., Rehm, K., Wirth, Y., (2000). 'Bioquímica visual',
2. Chentsov Yu., (2004). 'Introducción a Biología Celular'. M.: ICC "Akademkniga"
3. Kopnin B.P., 'Mecanismos de acción de oncogenes y supresores de tumores'

Enlaces

Ciclo celular Etapas Otras fases Reguladores

Un extracto que caracteriza el ciclo celular.

“¡Residentes de Moscú!
Vuestras desgracias son crueles, pero Su Majestad el Emperador y el Rey quiere detener su curso. Ejemplos terribles os han enseñado cómo castiga la desobediencia y el crimen. Se toman medidas estrictas para detener el desorden y restablecer la seguridad de todos. La administración paterna, elegida entre vosotros, constituirá vuestro municipio o gobierno de la ciudad. Se preocupará por ti, por tus necesidades, por tu beneficio. Sus miembros se distinguen por una cinta roja, que se llevará sobre el hombro, y el jefe de la ciudad llevará un cinturón blanco encima. Pero, salvo durante el ejercicio de su cargo, sólo llevarán una cinta roja alrededor de su mano izquierda.
La policía de la ciudad se creó de acuerdo con la situación anterior y gracias a sus actividades existe un mejor orden. El gobierno nombró dos comisarios generales, o jefes de policía, y veinte comisarios, o alguaciles privados, estacionados en todas partes de la ciudad. Los reconocerás por la cinta blanca que llevarán alrededor de su brazo izquierdo. Algunas iglesias de diferentes denominaciones están abiertas y en ellas se celebran los servicios divinos sin obstáculos. Vuestros conciudadanos regresan diariamente a sus hogares, y se les ha dado orden de que encuentren en ellos ayuda y protección tras la desgracia. Estos son los medios que utilizó el gobierno para restablecer el orden y aliviar su situación; pero para lograrlo es necesario que unas tus esfuerzos con él, para que olvides, si es posible, las desgracias que has padecido, te entregues a la esperanza de un destino menos cruel, estés seguro de que un inevitable y vergonzoso La muerte aguarda a aquellos que se atreven a vuestras personas y a vuestros bienes restantes, y al final no había duda de que serían preservados, porque tal es la voluntad del más grande y justo de todos los monarcas. ¡Soldados y residentes, sin importar de qué nación sean! Restablezcan la confianza pública, fuente de felicidad del Estado, vivan como hermanos, brinden ayuda y protección mutuas, únanse para refutar las intenciones de las personas malvadas, obedezcan a las autoridades militares y civiles, y pronto sus lágrimas dejarán de fluir. .”
En cuanto al abastecimiento de alimentos de las tropas, Napoleón ordenó a todas las tropas que se turnaran para ir a Moscú a la maraude [saqueo] para procurarse provisiones, de modo que así el ejército pudiera estar abastecido para el futuro.
En el aspecto religioso, Napoleón ordenó ramener les popes [traer de vuelta a los sacerdotes] y reanudar los servicios en las iglesias.
En cuanto al comercio y alimentos para el ejército, se publicó por todas partes lo siguiente:
Proclamación
“Ustedes, tranquilos residentes de Moscú, artesanos y trabajadores, a quienes las desgracias han expulsado de la ciudad, y ustedes, agricultores distraídos, a quienes un miedo infundado todavía retiene en los campos, ¡escuchen! El silencio vuelve a esta capital y en ella se restablece el orden. Vuestros compatriotas salen valientemente de sus refugios, viendo que son respetados. Cualquier violencia cometida contra ellos y sus bienes será inmediatamente castigada. Su Majestad el Emperador y Rey los protege y entre vosotros no considera a nadie su enemigo, excepto a los que desobedecen sus órdenes. Quiere poner fin a vuestras desgracias y devolveros a vuestras cortes y a vuestras familias. Cumple con sus intenciones caritativas y ven a nosotros sin ningún peligro. ¡Residentes! Regresen con confianza a sus hogares: ¡pronto encontrarán formas de satisfacer sus necesidades! ¡Artesanos y artesanos trabajadores! Vuelve a tus manualidades: casas, tiendas, guardias de seguridad te esperan y por tu trabajo recibirás el pago que te corresponde. Y vosotros, campesinos, salid por fin de los bosques donde os escondisteis horrorizados, volved sin miedo a vuestras chozas, con la exacta seguridad de que encontraréis protección. Se han establecido almacenes en la ciudad, donde los campesinos pueden llevar sus excedentes de suministros y plantas terrestres. El gobierno tomó las siguientes medidas para garantizar su libre venta: 1) A partir de esta fecha, los campesinos, agricultores y habitantes de las proximidades de Moscú pueden, sin peligro alguno, llevar a la ciudad sus suministros, de cualquier tipo, en dos áreas de almacenamiento designadas, es decir, en Mokhovaya y Okhotny Ryad. 2) Estos alimentos se les comprarán al precio que acuerden el comprador y el vendedor; pero si el vendedor no recibe el precio justo que exige, entonces será libre de llevarlos de regreso a su pueblo, lo que nadie podrá impedirle bajo ninguna circunstancia. 3) Todos los domingos y miércoles se designan semanalmente como días comerciales importantes; ¿Por qué se apostará un número suficiente de tropas los martes y sábados en todas las carreteras principales, a tanta distancia de la ciudad, para proteger esos carros? 4) Se tomarán las mismas medidas para que no haya obstáculos en el camino de regreso de los campesinos con sus carros y caballos. 5) Los fondos se utilizarán inmediatamente para restablecer el comercio normal. ¡Residentes de la ciudad y de los pueblos, y ustedes, trabajadores y artesanos, sin importar de qué nación sean! Estáis llamados a cumplir las paternales intenciones de Su Majestad el Emperador y del Rey y a contribuir con él al bienestar general. ¡Pon respeto y confianza a sus pies y no dudes en unirte a nosotros!
Para elevar la moral de las tropas y del pueblo, constantemente se realizaban revisiones y se entregaban premios. El emperador montó a caballo por las calles y consoló a los vecinos; y, a pesar de toda su preocupación por los asuntos estatales, él mismo visitó los teatros establecidos por orden suya.
En términos de caridad, el mejor valor del pueblo coronado, Napoleón también hizo todo lo que dependía de él. En las instituciones caritativas ordenó la inscripción Maison de ma mere [Casa de mi madre], uniendo con este acto el tierno sentimiento filial con la grandeza de la virtud del monarca. Visitó el orfanato y, dejando que los huérfanos que salvó besaran sus manos blancas, habló amablemente con Tutolmin. Luego, según el elocuente relato de Thiers, ordenó que los sueldos de sus tropas se repartieran en ruso, elaborado por él, con dinero falso. Relevante l"emploi de ces moyens par un acte digue de lui et de l"armée Francaise, il fit distribuer des secours aux incendies. Mais les vivres etant trop precieux pour etre donnes a des etrangers la plupart ennemis, Napoleón aima mieux leur fournir de l "argent afin qu"ils se fournissent au dehors, et il leur fit distribuer des rublos papiers. [Elevar el uso de estas medidas por una acción digna de ello y ejercito francés, ordenó el reparto de beneficios a los quemados. Pero, dado que los suministros de alimentos eran demasiado caros para dárselos a personas de un país extranjero y en su mayor parte hostil, Napoleón consideró mejor darles dinero para que pudieran obtener alimentos para sí mismos; y ordenó que se les proporcionaran rublos de papel.]

El ciclo celular incluye una serie estrictamente determinada de procesos secuenciales, según la postura de Hartwell, 1995. La célula debe duplicar todos sus componentes y su masa entre dos divisiones sucesivas. Así, el ciclo celular consta de dos periodos:

1) un período de crecimiento celular llamado "interfase", y

2) el período de división celular, llamado “fase M” (de la palabra mitosis). A su vez, cada período tiene varias fases.

La interfase suele ocupar al menos el 90% de todo el ciclo celular. Por ejemplo, en las células de eucariotas superiores que se dividen rápidamente, las divisiones sucesivas ocurren una vez cada 16 a 24 horas, y cada fase M dura de 1 a 2 horas. La mayoría de Los componentes celulares se sintetizan a lo largo de la interfase, lo que dificulta distinguir las etapas individuales en ella según Pardee, 1989. En la interfase se distinguen la fase G1, la fase S y la fase G2. El período de interfase, cuando ocurre la replicación del ADN del núcleo celular, se llamó "fase S" (de la palabra síntesis). El período entre la fase M y el comienzo de la fase S se designa como fase G1 (de la palabra intervalo - intervalo), y el período entre el final de la fase S y la fase M posterior se designa como fase G2. El período de división celular (fase M) incluye dos etapas: mitosis (división del núcleo celular) y citocinesis (división del citoplasma). A su vez, la mitosis se divide en cinco etapas. In vivo, estas seis etapas forman una secuencia dinámica. La descripción de la división celular se basa en datos de microscopía óptica en combinación con fotografías de microcine y en los resultados de microscopía óptica y electrónica de células fijadas y teñidas.

El conjunto repetido de eventos que aseguran la división de las células eucariotas se llama ciclo celular. La duración del ciclo celular depende del tipo de células en división. Algunas células, como las neuronas humanas, dejan de dividirse por completo después de alcanzar la etapa de diferenciación terminal. Las células de los pulmones, los riñones o el hígado en un cuerpo adulto comienzan a dividirse solo en respuesta al daño a los órganos correspondientes. Las células epiteliales intestinales se dividen a lo largo de la vida de una persona. Incluso en las células que proliferan rápidamente, la preparación para la división lleva aproximadamente 24 horas. El ciclo celular se divide en etapas: Mitosis - Fase M, división del núcleo celular. La fase G1 es el período previo a la síntesis de ADN. La fase S es el período de síntesis (replicación del ADN). La fase G2 es el período entre la síntesis de ADN y la mitosis. La interfase es un período que incluye las fases G1, S y G2. La citocinesis es la división del citoplasma. Punto de restricción, punto R: el momento del ciclo celular en el que el progreso de la célula hacia la división se vuelve irreversible. La fase G0 es el estado de las células que han alcanzado una monocapa o están privadas de factores de crecimiento en la fase G1 temprana.

La división celular (mitosis o meiosis) está precedida por la duplicación cromosómica, que ocurre en el período S del ciclo celular (Fig. 1). El período está designado por la primera letra de la palabra síntesis: síntesis de ADN. Desde el final del período S hasta el final de la metafase, el núcleo contiene cuatro veces más ADN que el núcleo de un espermatozoide o de un óvulo, y cada cromosoma consta de dos cromátidas hermanas idénticas. Durante la mitosis, los cromosomas se condensan y al final de la profase o al comienzo de la metafase se vuelven visibles bajo microscopía óptica. Para el análisis citogenético se suelen utilizar preparaciones de cromosomas en metafase.

Al comienzo de la anafase, los centrómeros de los cromosomas homólogos se separan y las cromátidas se mueven a polos opuestos del huso mitótico. Después de que conjuntos completos de cromátidas se mueven hacia los polos (en adelante se llamarán cromosomas), se forma una envoltura nuclear alrededor de cada una de ellas, formando los núcleos de dos células hijas (la destrucción de la envoltura nuclear de la célula madre ocurrió al final de profase). Las células hijas entran en el período G1 y sólo en preparación para la siguiente división entran en el período S y en ellas se produce la replicación del ADN.

Células con funciones especializadas. largo tiempo aquellos que no entran en mitosis o han perdido por completo la capacidad de dividirse se encuentran en un estado llamado período G0. La mayoría de las células del cuerpo son diploides, es decir, tienen dos conjuntos de cromosomas haploides (el conjunto haploide es el número de cromosomas en los gametos; en los humanos es 23 cromosomas y el conjunto diploide de cromosomas es 46). En las gónadas, los precursores de las células germinales pasan primero por una serie de divisiones mitóticas y luego ingresa a la meiosis, el proceso de formación de gametos, que consta de dos divisiones sucesivas. En la meiosis, los cromosomas homólogos se emparejan (el primer cromosoma paterno con el primer cromosoma materno, etc.), después de lo cual, durante el llamado entrecruzamiento, se produce la recombinación, es decir, el intercambio de secciones entre los cromosomas paternos y maternos. Como resultado, la composición genética de cada cromosoma cambia cualitativamente.

En la primera división de la meiosis, los cromosomas homólogos se separan (y no las cromátidas hermanas, como en la mitosis), lo que da como resultado la formación de células con un conjunto haploide de cromosomas, cada uno de los cuales contiene 22 autosomas duplicados y un cromosoma sexual duplicado. No hay un período S entre la primera y la segunda división de la meiosis (Fig. 2, derecha) y las cromátidas hermanas se separan en células hijas en la segunda división. Como resultado, se forman células con un conjunto de cromosomas haploides, en las que hay la mitad de ADN que en las células somáticas diploides en el período G1 y 4 veces menos que en las células somáticas al final del período S.

Durante la fertilización, la cantidad de cromosomas y el contenido de ADN en el cigoto se vuelven los mismos que en una célula somática en el período G1. El período S en el cigoto abre el camino a la división regular, característica de las células somáticas.

Etapas

El ciclo celular eucariota se divide en cuatro fases. En la etapa de división celular directa (mitosis), los cromosomas en metafase condensados ​​​​se distribuyen uniformemente entre las células hijas (fase M del ciclo celular - mitosis). La mitosis fue la primera fase identificada del ciclo celular, y todos los demás eventos que ocurren en la célula entre dos mitosis se denominaron interfase. El desarrollo de las investigaciones a nivel molecular ha permitido identificar una etapa de la síntesis del ADN en interfase, denominada fase S (síntesis). Estas dos etapas clave del ciclo celular no se suceden directamente entre sí. Tras el final de la mitosis, antes de que comience la síntesis de ADN, se produce la fase G1 del ciclo celular (gap), una aparente pausa en la actividad celular, durante la cual los procesos de síntesis intracelular preparan la replicación del material genético.

La segunda interrupción de la actividad visible (fase G2) se observa después del final de la síntesis de ADN antes del inicio de la mitosis. En la fase G2, la célula monitorea la precisión de la replicación del ADN que se ha producido y corrige los fallos detectados. En algunos casos, se distingue la quinta fase del ciclo celular (G0), cuando después de completar la división la célula no ingresa al siguiente ciclo celular y permanece inactiva durante mucho tiempo. Puede salir de este estado mediante influencias estimulantes externas (mitógenas). Las fases del ciclo celular no tienen límites temporales y funcionales claros, sin embargo, durante la transición de una fase a otra, se produce un cambio ordenado de procesos sintéticos, lo que permite diferenciar estos eventos intracelulares a nivel molecular.