Mapa conceptual y resúmen CICLO CELULAR

El Ciclo Celular: Fases y Funciones

El ciclo celular es un proceso esencial en la vida de las células eucariotas, que comprende una serie de etapas que conducen al crecimiento celular y a su división. Se divide en cuatro fases principales: G1, S, G2 y M. Durante la fase G1, la célula crece activamente y sintetiza proteínas necesarias para sus funciones. La fase S es crucial, ya que en ella se replica el ADN, asegurando que cada célula hija reciba una copia completa del genoma. En la fase G2, la célula continúa creciendo y se prepara para la división, sintetizando proteínas adicionales y orgánulos. Finalmente, la fase M, o mitosis, es el proceso por el cual el contenido celular se divide equitativamente entre dos células hijas. En células sexuales, la meiosis reemplaza a la mitosis para producir gametos con la mitad del contenido genético. La regulación precisa de estas fases es vital para mantener la integridad genética y prevenir la proliferación descontrolada.

Interfase y Mitosis: Las Etapas del Ciclo Celular

El ciclo celular se organiza en dos etapas principales: la interfase, que abarca las fases G1, S y G2, y la mitosis. La interfase es un período de crecimiento y preparación celular, donde se duplican las organelas y el ADN, y se sintetizan proteínas y enzimas esenciales. Aunque no se observan cambios visibles en la célula durante la interfase, es un tiempo de actividad metabólica intensa y esencial para la viabilidad celular. La mitosis, en contraste, es un proceso dinámico y altamente regulado que resulta en la segregación del material genético duplicado en dos núcleos separados, seguido por la citocinesis, que divide el citoplasma y completa la formación de dos células hijas independientes.

Regulación del Ciclo Celular y Puntos de Control

La progresión del ciclo celular está rigurosamente controlada por una red compleja de señales moleculares que incluyen ciclinas, quinasas dependientes de ciclinas (CDKs), inhibidores de CDKs, y proteínas supresoras de tumores como p53 y Rb. Estos reguladores aseguran que las fases del ciclo se ejecuten en el orden correcto y en el momento oportuno. Los puntos de control, ubicados en las fases G1, S y G2, son mecanismos de vigilancia que evalúan la integridad del ADN y la preparación celular para la división. Estos puntos de control son esenciales para prevenir la proliferación de células con daño genético, lo que podría resultar en patologías como el cáncer.

Ciclinas y CDKs: Los Reguladores Maestros del Ciclo Celular

Las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclinas (CDKs) son los reguladores clave del ciclo celular. Estas proteínas forman complejos que son responsables de iniciar o detener las transiciones entre las distintas fases del ciclo. Las ciclinas se expresan en niveles variables a lo largo del ciclo, mientras que las CDKs, cuando están unidas a ciclinas específicas, fosforilan sustratos clave que promueven la progresión del ciclo. La regulación precisa de estos complejos es esencial para la correcta secuencia de eventos en el ciclo celular y para evitar errores que podrían llevar a la inestabilidad genómica.

La Entrada en Mitosis y el Factor Promotor de la Mitosis (FPM)

La transición de la fase G2 a la mitosis es controlada por el factor promotor de la mitosis (FPM), un complejo formado por una ciclina específica de la fase M y una CDK. La acumulación de ciclina mitótica activa la CDK, y el complejo resultante induce cambios estructurales en la célula, como la condensación de los cromosomas y la formación del huso mitótico. Estos cambios son fundamentales para asegurar que la división celular sea precisa y que el material genético se distribuya de manera equitativa entre las células hijas.

Proteínas y Factores en la Regulación del Ciclo Celular

Además de las ciclinas y CDKs, otros factores como el factor promotor de la maduración (MPF) y proteínas como p53 y p27 son cruciales en la regulación del ciclo celular. Estas proteínas funcionan como guardianes genómicos, deteniendo el ciclo en respuesta a daño en el ADN o condiciones celulares adversas. La comprensión de estos reguladores es fundamental para el desarrollo de estrategias terapéuticas contra enfermedades como el cáncer y para la manipulación del ciclo celular en aplicaciones biotecnológicas.