Ciclo celular
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Ciclo celular. El proceso de proliferación de las células mediante el crecimiento en cuanto al contenido molecular y a sus orgánulos, y el aumento de tamaño de dichas estructuras les permite crecer en masa y posteriormente dividirse para dar lugar a dos células hijas que posean la misma información genética que sus progenitoras. Este proceso ocurre de un modo controlado de acuerdo a las necesidades de la célula y del organismo en general. Se puede afirmar que el ciclo comienza en el momento en que aparece una nueva célula, que desciende de otra que se divide, y que termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas células hijas. La duración del ciclo celular puede experimentar variaciones de acuerdo a la jerarquía de la célula que se divide; sin embargo su tiempo promedio de duración es de 24 horas. Las células que no se encuentran en proceso de división no pertenecen al ciclo y se encuentran en la etapa G0, que sucede exterior al ciclo; por lo que se acuerda llamar células proliferantes a las que se encuentran en el ciclo y células quiescentes a las que no se encuentran en proceso de división.
Sumario
Fases del ciclo
De acuerdo al estado de la célula esta puede encontrarse en dos etapas del ciclo:
Etapa de división celular
Durante esta etapa las células progenitoras pueden ser de dos clases: somáticas y germinativas. Si la célula progenitora pertenece al primer grupo entonces se originan dos células iguales, en cuanto a la información genética, a su progenitora. En el caso de estas células esta etapa recibe el nombre de mitosis y pude subdividirse en las etapas: profase, metafase, anafase y telofase. Si la célula progenitora pertenece al segundo grupo entonces, luego de que se haya duplicado el ADN, se producen dos divisiones celulares sucesivas recibiendo el nombre de meiosis; en la que estas dos subetapas son denominadas primera y segunda divisiones meióticas respectivamente.
Etapa de interfase
Entre las dos divisiones celulares sucesivas existe un período que recibe el nombre de interfase; siendo la etapa más larga del ciclo celular pues ocupa alrededor del 95% del ciclo; comprendiendo tres de sus etapas o fases:
- Fase G1, primera etapa del ciclo durante la cual ocurre el crecimiento de la célula producto a la síntesis de proteínas y de ARN, transcurre entre el final de una división y el comienzo de la síntesis del ADN. Su tiempo estimado de duración es variable y depende del tipo de célula, en el caso de las células somáticas del individuo adulto, puede extenderse por alrededor de 6 a 12 horas; sin embargo en las células derivadas del cigoto esta etapa tiene una duración tan breve que se considera inexistente. Debido a la continua síntesis de sus componentes, durante esta etapa la célula somática dobla su tamaño y masa como resultado de la expresión de los genes que que codifican las proteínas responsables de de su fenotipo en particular. El destino de la célula queda determinado durante la etapa G1, pudiendo esta: continuar el ciclo celular, salir de G0 mediante la diferenciación, activarse, pasar a la senescencia o morir.
- Fase S, durante esta etapa se produce la replicación o síntesis del ADN; obteniéndose como resultado de esto cromosomas formados por dos cromatinas idénticas. La duplicación del ADN provoca la consiguiente duplicación de las proteínas nucleares, por lo que obtendremos un núcleo con el doble de proteínas y ADN que al principio. La duración de esta etapa está aproximadamente entre las 6 y las 8 horas.
- Fase G2, durante esta etapa continúa la producción de proteínas y ARN. Al final de la también denominada segunda fase de crecimiento se observan, mediante la utilización del microscopio óptico, cambios en la estructura celular indicando en comienzo de la división celular. Toda esta etapa tiene lugar en los centriolos, con una duración aproximada de 3 a 4 horas.
Regulación del ciclo
Durante el ciclo existen cuatro transiciones fundamentales:
- Paso de G0 a G1 que marca el comienzo de la proliferación.
- Paso de G1 a S que marca el comienzo de la replicación del ADN.
- Paso de G2 a M que marca la iniciación de la mitosis.
- Paso de metafase a anafase.
Genes que regulan el ciclo
De forma tal que los genes que regulan el ciclo pueden dividirse en tres grandes grupos:
- Genes cuya función es codificar proteínas para el ciclo, entre ellas enzimas, y precursores de la síntesis de ADN y otras.
- Genes que codifican proteínas que regulan positivamente el ciclo a los que también se les llama protooncógenes. Proteínas que codifican y activan la proliferación celular para que las células quiescentes pasen a la fase S y comiencen la división.
- Genes que codifican proteínas que regulan negativamente el ciclo o también llamados genes supresores de tumores.
Los protooncógenes son genes cuya presencia o activación a oncógenes pueden estimular el desarrollo de cáncer, al ser activados exageradamente en las células normales provocan que ellas pierdan el control de la división y ocurra una proliferación descontrolada.
Ciclinas y quinasas
Las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclina (CDK), son compuestos sintetizados a partir de los protooncógenes y trabajan en cooperación con ellos para regular el ciclo celular de forma positiva, fosforilando serinas y treoninas de proteínas diana para desencadenar procesos celulares. Las ciclinas son un grupo heterogéneo de proteínas con una masa de 36 a 87 kDa. La vida de las ciclinas como proteínas es muy corta: tras disociarse de sus kinasas asociadas, se degradan con extrema rapidez. Las ciclinas dependientes de kinasas (CDK por sus siglas en inglés) son moléculas de mediano peso molecular que presentan una estructura proteica característica, consistente en dos lóbulos entre los cuales está el centro catalítico, donde se inserta el ATP (que será el donador de grupos fosfato.
Núcleo en la interfase
El núcleo es un orgánulo celular generalmente único e intensamente basófilo. Es centro de control de todas las actividades celulares porque contiene en los cromosomas toda la información genética de la célul, a excepción de la contenida en las mitocondrias, siendo responsable de la síntesis y el procesamiento del ADN y de todos los tipos de ARN que son exportados al citoplasma. Durante la etapa de interfase posee determinados componentes como son: la cromatina, la envoltura nuclear, el nucléolo y la matriz nuclear o nucleoplasma.
Fuentes
- Colectivo de autores. Morfofisiología Humana I. Editorial: Ecimed, La Habana, 2007. ISBN 978-959-212-244-4
- Cardellá-Hernández y otros autores. Bioquímica Médica II. Editorial: Ecimed, La Habana, 1999. ISBN 959-7132-16-8
- Diccionario Terminológico de Ciencias médicas. Editorial: Revolucionaria, La Habana, 1984.
