Seminario 3A Poblaciones celulares y Ciclo celular - Tomas Falzone

Introducción al Ciclo Celular

Resumen de la Sección: En esta sección introductoria, se aborda la importancia del ciclo celular y su regulación, así como la integración de las células en tejidos celulares.

Regulaciones del Ciclo Celular

• Se discute cómo el ciclo celular permite a las células dividirse de diferentes maneras.

• El objetivo es comprender las regulaciones del ciclo celular y la integración de células en tejidos.

• Se enfatiza la importancia de hacer preguntas para aclarar dudas y profundizar en el contenido.

Detalles del Ciclo Celular

• Se plantea hablar sobre el ciclo celular y las poblaciones celulares, analizando las etapas y regulaciones.

• Se menciona la importancia de comprender cada etapa del ciclo celular y cómo se regulan las enzimas implicadas.

Mecanismos Moleculares

• Profundización en los mecanismos moleculares de cada fase del ciclo celular y sus transiciones.

• Destacar la relevancia de mantener la integridad del ADN durante los procesos de división celular.

Relación con Otros Procesos Biológicos

• Conexión entre la división celular y mecanismos de diferenciación, crecimiento, histología, tumores y efectos farmacológicos.

Estudio Experimental del Ciclo Celular

• Exploración de modelos experimentales para estudiar el comportamiento celular en distintas etapas del ciclo.

• Uso de técnicas experimentales para cuantificar ADN y comprender el estado del ciclo celular.

Duplicación Genómica Durante el Ciclo Celular

Ciclo Celular y Regulación Molecular

Resumen de la Sección: En esta sección, se aborda el ciclo celular y la regulación molecular asociada con el proceso. Se discuten las fases del ciclo celular, la duplicación del ADN, y los mecanismos moleculares que controlan la progresión a través de estas etapas.

Fases del Ciclo Celular

• La división celular conduce a dos células hijas, cada una con un componente genómico de dos copias.

• Durante la división celular, una célula diploide debe duplicar su ADN para dividirse en dos células con el mismo contenido genómico.

• El ciclo celular implica diferentes fases donde las células se preparan, reconocen señales externas e internas, y pasan por períodos de síntesis para duplicar el ADN.

Reguladores Moleculares del Ciclo Celular

• Las quinasas dependientes de ciclinas son reguladores maestros clave que controlan la progresión a través de las fases del ciclo celular.

• Las quinasas son enzimas que fosforilan otras proteínas, mientras que las ciclinas son proteínas cuya presencia o ausencia regula la actividad de las quinasas dependientes de ciclinas.

• La unión entre quinasas y ciclinas desencadena cambios conformacionales en las quinasas, activándolas para llevar a cabo su función en la regulación del ciclo celular.

Ciclina y Quinasa Dependiente de Ciclina en el Ciclo Celular

Resumen de la Sección: En esta sección, se aborda la importancia de la ciclina en el inicio del ciclo celular al final de G1, así como la función de la quinasa dependiente de ciclina como factor promotor de la mitosis. Se explora cómo las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclina son reguladas a través de mecanismos de síntesis y degradación en diferentes etapas del ciclo celular.

Importancia Conceptual

• Se destaca que el proceso de división celular implica fases como G1, síntesis, G2 y mitosis, donde la célula debe atravesar un punto crucial llamado "punto de restricción" para decidir si proceder con la división celular.

Regulación Celular

• Para controlar el punto de restricción y permitir la división celular, se requieren los controladores maestros: las quinasas dependientes de ciclina y las ciclinas.

Interacciones Proteicas

• Las interacciones entre proteínas como la ciclina y la quinasa no implican uniones covalentes, sino afinidad por homología y fuerzas no covalentes.

Activación y Degradación

• Durante el ciclo celular, las finanzas activas son necesarias para avanzar en los procesos celulares clave, mientras que una vez que las ciclinas son degradadas, estas finanzas se vuelven estables pero inactivas.

Regulación Financiera en el Ciclo Celular

Resumen del Tema: En esta parte se profundiza en los mecanismos asociados con la regulación financiera en el ciclo celular, destacando cómo ciertos pasos son cruciales para activar o inhibir las quinasas dependientes de ciclina.

Activación Quinasa

• La activación de una quinasa asociada a una ciclina requiere varios pasos, incluyendo su asociación con la ciclina, fosforilaciones activadoras e inhibiciones específicas que pueden modular su actividad.

Regulación Precisa

• La regulación precisa de las finanzas es esencial para coordinar procesos celulares específicos en momentos definidos durante el ciclo celular.

Puntos Clave en Control Celular

Aspectos Destacados: Esta sección resalta los puntos críticos relacionados con los controladores maestros y sitios clave que regulan transiciones entre fases del ciclo celular.

Controladores Maestros

• Las finanzas desempeñan un papel crucial como controladores maestros al regular si están activas o no mediante asociaciones proteicas. Esta regulación permite a la célula activar proteínas específicas en momentos determinados.

Puntos Críticos

Análisis del Ciclo Celular

Resumen de la Sección: En esta sección se aborda el proceso de control del ciclo celular, destacando la importancia de las señales y los controladores maestros en la regulación de la división celular.

Proceso de Control del Ciclo Celular

• La célula requiere señales para activar controladores maestros que permiten la síntesis de proteínas necesarias para duplicar el ADN.

• Los controladores maestros influyen en la producción de proteínas esenciales para la replicación del ADN y el inicio de la mitosis.

• Durante la fase de mitosis, se evalúa si el ADN está compactado adecuadamente antes de proceder con la división celular.

Regulación del Ciclo Celular

• Existen sitios de control que verifican si las células están preparadas para dividirse, deteniendo el ciclo si es necesario.

• Los controladores analizan si el ADN está correctamente compactado antes de iniciar la mitosis y separar los cromosomas.

Regulación del Crecimiento Celular

Resumen de la Sección: Se explora cómo se regula el ciclo celular y cómo las desregulaciones pueden conducir al crecimiento tumoral y metástasis.

Regulación y Desregulación Celular

• El daño en el ADN puede provocar una pausa en el ciclo celular o incluso desencadenar un mecanismo controlado de muerte celular.

• La desregulación en el ciclo celular puede asociarse con un crecimiento tumoral excesivo y procesos metastásicos en diferentes áreas del organismo.

Factores Asociados al Crecimiento Tumoral

• Las células responden a factores externos como proteínas o moléculas solubles que activan vías intracelulares, influyendo en su proliferación.

Fosforilación y Regulación Celular

Resumen de la Sección: En esta sección, se aborda la importancia de la fosforilación en la regulación celular, específicamente en el ciclo de división celular. Se discute el papel de receptores específicos y su influencia en la transcripción génica a través de señalización.

Fosforilación y Ciclo Celular

• La fosforilación activa receptores de membrana que regulan la transcripción génica para aumentar la ciclina y activar la fase intensiva.

• El reconocimiento de los sitios de origen de replicación es crucial en la transición de G1 a síntesis, activado por maquinaria celular durante este proceso.

Regulación del Ciclo Celular: Retinoblastoma

Resumen de la Sección: En esta parte, se explora el papel del retinoblastoma en la regulación del ciclo celular, destacando su función como inhibidor que al ser fosforilado permite la expresión de genes necesarios para la síntesis.

Función del Retinoblastoma

• El retinoblastoma, en su forma activa, inhibe funciones celulares hasta ser fosforilado por ciclinas, liberando factores necesarios para iniciar transcripción genética esencial para síntesis.

• La fosforilación del retinoblastoma por ciclinas desencadena un proceso que activa factores clave para producir genes necesarios durante la síntesis celular.

Complejos Proteicos y Compactación del ADN

Resumen de la Sección: Aquí se analiza cómo complejos proteicos como las quinasas dependientes disciplina intervienen en procesos cruciales como compactar el ADN para asegurar una correcta división celular.

Complejos Proteicos y Compactación

• Los complejos proteicos con capacidad ATP compactan el ADN mediante interacciones específicas que permiten una adecuada organización genómica durante fases críticas como mitosis.

[Transcripción del Video]

Resumen General

Descripción de la Sección: En esta transcripción, se aborda el proceso de fecundación y la generación de un organismo a nivel celular, centrándose en eventos clave como la división celular, la compactación de células y la importancia de factores como el factor promotor de mitosis.

Proceso de Fecundación y Generación Celular

• Durante la fecundación, se inicia la generación de un organismo a partir de una célula diploide.

• Se identifica un factor en el citoplasma que impulsa el avance del proceso celular al introducirse en una célula en fase M.

• El factor promotor de mitosis presente en el citoplasma durante la fase M es crucial para avanzar en la división celular.

• Experimentos revelan que los factores presentes en el citoplasma durante diferentes fases celulares influyen en su compactación.

• La quinasa dependiente de ciclina y ciclinas son fundamentales para regular los procesos celulares, incluyendo la fosforilación necesaria para la mitosis.

Compactación Celular y División Mitótica

• La fosforilación controlada de las láminas nucleares permite una organización adecuada para conectar microtúbulos con cromosomas durante la separación celular.

• Los filamentos intermedios contribuyen a mantener la estabilidad estructural necesaria para separar las células hijas durante la mitosis.

• La activa fosforilización proteica facilita la separación celular al desorganizar componentes específicos como los microtúbulos.

Eventos Tempranos y Microtúbulos Durante Mitosis

• En pro fase, se duplican centros organizadores que permiten reconocer cromosomas y generar microtúbulos esenciales para dividir las células controladamente.

• La formación temprana del huso mitótico implica duplicar centrosomas y generar microtúbulos cinetocóricos, polares y astrales para asegurar una correcta separación celular.

Importancia Funcional de Microtúbulos Durante División Celular

• Diferentes tipos de microtúbulos cumplen funciones cruciales: cinetocóricos unen cromátidas hermanas, polares conectan extremidades opuestas, mientras que astrales se adhieren a membranas plasmáticas.

Explicación detallada del proceso de división celular

Resumen de la sección: En esta parte, se detalla cómo los microtúbulos desempeñan un papel crucial en la separación celular durante la división.

Función de los Microtúbulos en la División Celular

• Los microtúbulos generan fuerzas de tracción y separación necesarias para dividir las células.

• La fosforilación de las láminas nucleares regula la desorganización controlada del núcleo durante la mitosis.

• La reorganización posterior de la estructura nuclear requiere la defosforilación de las láminas nucleares.

• Los microtúbulos cinéticos reconocen regiones específicas del ADN para movilizar cromosomas al ecuador celular.

• Los microtúbulos astrales y polares colaboran en orientar y separar los centrosomas para facilitar la división celular.

Regulación del Complejo Promotor de Mitosis

Resumen de la sección: Se explora cómo el complejo promotor de mitosis es activado y regulado durante el proceso.

Regulación del Complejo Promotor

• El factor promotor de mitosis regula la formación de microtúbulos y proteínas implicadas en la compactación cromosomal.

• La polimerización de microtúbulos es promovida por una quinasa dependiente de ciclina, esencial para procesos como la división celular.

Explicación detallada del proceso de la mitosis

Resumen de la sección: En esta parte, se explora el proceso activo del complejo promotor de la fase en la mitosis y cómo influye en la separación celular.

Factor productor de la mitosis

• El factor productor de la mitosis activa el complejo promotor de la fase para inactivar el factor promotor de la mitosis.

Orientación en metafase

• En metafase, es crucial orientar los cromosomas en el ecuador para una separación ordenada.

Activación del complejo promotor

• Para cortar proteínas fuertes, se requiere activar el complejo promotor de la fase mediante fosforilación.

Regulación negativa

• Una vez activado, actúa como regulador negativo al fósforilar proteínas clave como Securina para permitir la separación celular.

Regulación y actividad del complejo promotor en mitosis

Resumen de la sección: Se aborda cómo se regula y activa el complejo promotor durante diferentes etapas de división celular.

Degradación de Securina

• La degradación de Securina permite que otra proteína llamada Separasa corte las proteínas y facilite la separación celular.

Inhibición por ubiquitinización

• La ubiquitinización de Ciclina lleva a su degradación, liberando a Separasa e inhibiendo al factor productor de mitosis para avanzar en las etapas siguientes.

Complejidad del ciclo celular y regulaciones específicas

Resumen de la sección: Se profundiza en las interacciones entre factores celulares durante distintas fases del ciclo celular.

Actividad del Complejo Promotor

• Durante las fases celulares, el Complejo Promotor actúa sobre Ciclina para avanzar en el ciclo mediante su ubicuitinización y posterior liberación.

Mecanismos regulatorios clave en división celular

Resumen de la sección: Se detalla cómo ciertos mecanismos regulan eficazmente diferentes etapas del ciclo celular.

Regulaciones específicas

Marca y Regulación Celular

Resumen de la Sección: En esta sección, se aborda el proceso de marcaje con ubiquitina y su impacto en la regulación celular.

Marcaje con Ubiquitina

• El marcaje con ubiquitina afecta a proteínas como Securina y Ciclina B.

• La degradación de Securina libera las Embrionas y permite la progresión del ciclo celular.

• La ciclina B es marcada para degradación cuando no es necesaria en el ciclo celular.

Complejo Promotor de Anafase

• La inactivación del complejo promotor de anafase desencadena la detención del proceso de mitosis.

Activación Celular y Procesos Intracelulares

Resumen de la Sección: Aquí se explora la activación celular y los procesos intracelulares relacionados.

Factor Regulador de Mitosis

• El factor regulador de mitosis actúa como una quinasa que activa el complejo promotor de fase, permitiendo el marcado proteico para su posterior degradación.

Microtúbulos y División Celular

Resumen de la Sección: Se discute el papel crucial de los microtúbulos en la división celular.

Fuerzas en Microtúbulos

• Los microtúbulos cinéticos generan atracción entre cromosomas para una correcta separación durante la división celular.

• Los microtúbulos polares contribuyen al deslizamiento cromosómico hacia los centrosomas opuestos, facilitando la segregación genómica.

Reestructuración Celular y Fases Posteriores

Resumen de la Sección: Aquí se analiza cómo ocurre la reestructuración celular en fases posteriores a la mitosis.

Reorganización Nuclear

• Tras silenciar al factor promotor de mitosis, se produce una reorganización nuclear que incluye cambios en las láminas nucleares y estructuras celulares.

Contracción Celular y Mecanismos Regulatorios

Resumen de la Sección: Esta parte explora los mecanismos regulatorios involucrados en la contracción celular.

Filamentos Actínicos

• Los filamentos actínicos asociados a proteínas motoras generan contracción membranal para separar células durante citocinesis.

Importancia del Ciclo Celular: Telofase

**Resumen del tema: ** En este segmento, se destaca cómo culmina el ciclo celular con un énfasis particular en telofase.

Telofase Significado

• La telofase implica dividir una célula madre en dos células hijas mediante filamentos actínicos controlados por miosinas.

Procesos de Control Celular

Resumen de la Sección: En esta sección, se aborda en detalle los procesos de control celular y su importancia en la regulación de la división celular.

Daño al ADN y Arresto Celular

• Se discute sobre los procesos de control celular en caso de daño al ADN o problemas en la orientación cromosómica durante la división.

• Se menciona el concepto de "arresto del sitio" durante la meiosis, donde se detiene la división celular para garantizar una correcta fecundación.

• El arresto del ovocito 2 se destaca como un mecanismo controlado para asegurar la separación adecuada de los cromosomas durante la fecundación.

Regulación y Activación Celular

• Se inicia el proceso de regulación y control necesario para la división celular, permitiendo unir dos células con contenido genómico reducido.

• Durante la fertilización, las entradas masivas de calcio desencadenan eventos específicos que activan complejos promotores necesarios para el proceso.

Respuesta a Daños en el ADN

• Se exploran los arrestos celulares por daño, que pueden conducir a muerte celular o activación excesiva del ciclo celular.

• En caso de daños al ADN, como rupturas de doble cadena, se inician mecanismos de reparación o detención del ciclo celular para evitar replicaciones erróneas.

Proteínas Reguladoras

• Las proteínas como p53 juegan un papel crucial en regular respuestas celulares ante daños al ADN o desequilibrios en el ciclo celular.

• La proteína p53 puede activarse desmedidamente, llevando a procesos de muerte celular programada o controlando factores clave en el ciclo celular.

Balance y Reparación Celular

• La proteína ATM reconoce proteínas asociadas al ADN dañado, iniciando procesos que bloquean fases posteriores del ciclo celular.

Mecanismos de Control Celular

Resumen de la Sección: En esta sección, se aborda la importancia de los mecanismos de control celular en la división celular y el papel crucial de genes supresores de tumores y protooncogenes en este proceso.

Visión Celular Durante la Síntesis y G2

• : Durante la síntesis y G2, ATM controla la ruptura de la doble hélice del ADN.

• : ATR controla procesos de replicación del ADN durante la síntesis y G2.

Genes Supresores de Tumores y Protooncogenes

• : Los genes supresores de tumores como el retinoblastoma impiden que las células entren en división celular.

• : Los protooncogenes favorecen el crecimiento celular pero desregulados pueden llevar al crecimiento tumoral.

Activación y Funciones de Genes Supresores

• : Mutaciones en genes supresores como p53 o ATM pueden conducir al desarrollo tumoral.

• : La pérdida de función en genes supresores es crucial para el desarrollo tumoral.

Regulación Celular y Tejidos

Resumen de la Sección: Se explora cómo las células se dividen asimétricamente para generar diferentes tipos celulares dentro de un tejido, destacando la importancia del mantenimiento adecuado para evitar problemas como el crecimiento tumoral.

División Celular Asimétrica

• : Las células multi potentes se dividen asimétricamente para originar diferentes tipos celulares dentro del tejido.

Mantenimiento Celular en Tejidos

• : Las células mantienen su división simétrica para producir células madre y repoblar tejidos dañados.

Ciclos Celulares y Renovación de Tejidos

Resumen de la Sección: En esta sección, se aborda la capacidad de las células en los tejidos para dividirse y diferenciarse, así como la importancia de las células madre en la renovación de diferentes tipos de tejidos.

Diferentes Tipos de Células en los Tejidos

• Las células en nuestros tejidos pueden dividirse en períodos específicos o mantenerse arrestadas.

• Ciertas células, como las madres del epitelio intestinal, se diferencian pero luego permanecen arrestadas sin dividirse.

• En algunos tejidos, como el muscular, las células madre están presentes para la renovación.

Tejido Nervioso y Control Celular

Resumen de la Sección: Se explora el comportamiento de las células neuronales en el tejido nervioso y cómo se regula su división y diferenciación.

Características del Tejido Nervioso

• El tejido nervioso alberga principalmente células neuronales estables a largo plazo.

• Existencia de nichos controlados con células madre neurales que generan neuronas en áreas específicas del cerebro.

Muerte Celular Programada y Equilibrio Tisular

Resumen de la Sección: Se discute el papel crucial de la muerte celular programada en el mantenimiento del equilibrio tisular y cómo los desequilibrios pueden conducir a enfermedades como el cáncer.

Muerte Celular y Equilibrio Tisular

• La muerte celular es fundamental para mantener el equilibrio entre proliferación y muerte celular programada.

• Los daños durante la división celular pueden activar procesos de muerte celular programada controlados por moléculas como p53.

Regulación Celular y Neoplasia

Resumen de la Sección: Se analiza cómo los desequilibrios entre proliferación y muerte celular programada pueden desencadenar neoplasias y alteraciones tisulares graves.

Neoplasia y Regulación Celular

• El equilibrio entre proliferación celular y muerte programada es crucial para prevenir neoplasias.

Avance Rápido en Talleres y Profundización de Conceptos

Resumen de la Sección: En esta parte, se destaca la importancia de avanzar rápidamente en los talleres para abordar dudas y profundizar en los conceptos presentados. Se menciona la replicación como tema central y se invita a explorar su aplicación, especialmente en el diagnóstico de enfermedades como el COVID-19.

Talleres y Replicación

• Es crucial avanzar rápidamente en los talleres para abordar dudas anotadas previamente.

• La técnica de PCR ha revolucionado el estudio del ADN, siendo relevante no solo para el diagnóstico del COVID-19, sino también para diversas técnicas científicas.

Participación Activa

• Se enfatiza la importancia de participar activamente en los talleres, ya que es un entrenamiento necesario y beneficioso.

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